RU2367767C2 - Method and system for management of power consumption at theprocess of drilling by rock and device for drilling by rock for its implementation - Google Patents

Method and system for management of power consumption at theprocess of drilling by rock and device for drilling by rock for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2367767C2
RU2367767C2 RU2006123038/03A RU2006123038A RU2367767C2 RU 2367767 C2 RU2367767 C2 RU 2367767C2 RU 2006123038/03 A RU2006123038/03 A RU 2006123038/03A RU 2006123038 A RU2006123038 A RU 2006123038A RU 2367767 C2 RU2367767 C2 RU 2367767C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
washing
drilling
well
rock
Prior art date
Application number
RU2006123038/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006123038A (en
Inventor
Сверкер ХАРТВИГ (SE)
Сверкер ХАРТВИГ
Йонас ХЕНРЮССОН (SE)
Йонас ХЕНРЮССОН
Original Assignee
Атлас Копко Рокк Дриллс Аб
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=30768861&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2367767(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Атлас Копко Рокк Дриллс Аб filed Critical Атлас Копко Рокк Дриллс Аб
Publication of RU2006123038A publication Critical patent/RU2006123038A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2367767C2 publication Critical patent/RU2367767C2/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: group of inventions relates to mining industry. Device for drilling contains main power supply for feeding of power for drilling process by rock and includes control system of power consumption during the drilling process by rock, including at least sub processes of impingement attack and/or rotation and washing and containing stages of washing power control at least partially, depending on depth of well, and control at least power of impingement attack and/or power of rotation and power of washing.
EFFECT: control of total power drain of each process.
21 cl, 2 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к способу управления потреблением мощности в процессе бурения по породе, как определено в преамбуле пункта 1 формулы изобретения.The present invention relates to a method for controlling power consumption during rock drilling as defined in the preamble of claim 1.

Изобретение также относится к системе и устройству для бурения по породе, как определено в преамбуле пунктов 11 и 21 формулы изобретения соответственно.The invention also relates to a system and apparatus for drilling rock, as defined in the preamble of paragraphs 11 and 21 of the claims, respectively.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Устройства для бурения по породе могут быть использованы в ряде областей техники. Например, устройства для бурения по породе могут быть использованы в прокладке туннелей, подземных разработках, укреплении горных пород, бурении восстающей выработки и для бурения шпуров, скважин для цементации и скважин для установки анкерных болтов.Rock drilling devices can be used in a number of technical fields. For example, rock drilling devices can be used in tunneling, underground mining, rock reinforcement, drilling of uprising holes and for drilling holes, cementing wells and wells for installing anchor bolts.

Бурение по породе часто выполняется посредством ударного бурения по породе, при котором буровому инструменту, смонтированному на одном конце буровой штанги, сообщаются ударные импульсы посредством поршня ударного молотка, расположенного на противоположной стороне буровой штанги и выполненного с возможностью подачи питания таким образом, чтобы периодически воздействовать на буровую штангу. На удаленном конце бурового инструмента имеются буровые долота, которые проникают в породу и разламывают ее под действием поршня ударного молотка.Rock drilling is often carried out by rock hammer drilling, in which shock tools are transmitted to a drilling tool mounted at one end of the drill rod via a hammer hammer piston located on the opposite side of the drill rod and configured to supply power so as to periodically act on drill rod. At the remote end of the drilling tool there are drill bits that penetrate into the rock and break it under the action of a hammer piston.

Буровой инструмент также может быть прижат к породе для поддержания контакта между инструментом и породой для обеспечения передачи максимально возможной энергии удара от поршня ударного молотка к породе. Для обеспечения большей эффективности процесса буровой инструмент может дополнительно поворачиваться между ударами, так чтобы при каждом ударе буровая коронка попадала в новое местоположение. Выбуренная горная порода вымывается из скважины с помощью подходящей среды. Эта среда обычно является воздухом в случае поверхностных буровых устройств и водой в случае устройств, работающих под землей. Альтернативно водяной пар с химической добавкой или без нее может использоваться в обоих типах устройств.The drilling tool can also be pressed against the rock to maintain contact between the tool and the rock to ensure the transfer of the maximum possible impact energy from the piston of the hammer to the rock. To ensure greater process efficiency, the drilling tool can additionally rotate between strokes, so that with each stroke, the drill bit falls into a new location. Drilled rock is washed out of the well using a suitable medium. This medium is usually air in the case of surface drilling devices and water in the case of devices operating underground. Alternatively, water vapor with or without a chemical additive can be used in both types of devices.

Устройство для бурения по породе дополнительно содержит основной источник питания, такой как дизельный двигатель, используемый для выработки энергии для потребляющих энергию функциональных средств данного устройства. Эти функциональные средства могут включать компрессор для создания давления промывочной жидкости/потока, энергии, энергии вращения, энергии подачи, обеспечения скорости подачи, а также гидравлические насосы, охлаждающие вентиляторы.The rock drilling device further comprises a main power source, such as a diesel engine, used to generate energy for the energy-consuming functional means of the device. These functionalities may include a compressor for generating flushing fluid / flow pressure, energy, rotation energy, feed energy, feed rate, as well as hydraulic pumps, cooling fans.

Бурение по породе может также выполняться устройствами, использующими только вращение и прикладываемое давление для разрушения породы, или устройствами, использующими только вращение для разрушения породы.Rock drilling may also be performed by devices using only rotation and applied pressure to destroy the rock, or devices using only rotation to destroy the rock.

Основной источник питания проектируется таким образом, что все функциональные средства могут использоваться в расчете на их максимальную отдачу выходной мощности одновременно для обеспечения надежного функционирования.The main power source is designed in such a way that all the functional means can be used counting on their maximum output power output at the same time to ensure reliable operation.

Однако в существующем оборудовании для бурения по породе существует проблема, состоящая в том, что оно часто потребляет больше мощности, чем необходимо, в процессе бурения, что приводит к избыточному расходу топлива и генерации тепла и шума.However, there is a problem in existing rock drilling equipment in that it often consumes more power than necessary during drilling, which leads to excessive fuel consumption and the generation of heat and noise.

Соответственно существует потребность в усовершенствованном способе бурения по породе, который решает вышеупомянутую проблему.Accordingly, there is a need for an improved rock drilling method that solves the aforementioned problem.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Целью настоящего изобретения является создание способа управления потреблением мощности в процессе бурения по породе, который устраняет вышеупомянутую проблему. Эта цель достигается способом управления потреблением мощности в процессе бурения по породе согласно отличительной части пункта 1 формулы изобретения.An object of the present invention is to provide a method for controlling power consumption during a rock drilling process that eliminates the aforementioned problem. This goal is achieved by a method of controlling power consumption during drilling by rock according to the characterizing part of paragraph 1 of the claims.

Другой целью настоящего изобретения является создание системы управления потреблением мощности в процессе бурения по породе, которая устраняет вышеупомянутую проблему. Эта цель достигается системой, как определено в отличительной части пункта 11 формулы изобретения.Another objective of the present invention is to provide a power management system for a rock drilling process that eliminates the aforementioned problem. This goal is achieved by the system, as defined in the characterizing part of paragraph 11 of the claims.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства для бурения по породе, которое устраняет вышеупомянутую проблему. Эта цель достигается устройством для бурения по породе согласно пункту 21 формулы изобретения.Another objective of the present invention is to provide a device for drilling rock, which eliminates the aforementioned problem. This goal is achieved by the device for drilling according to the rock according to paragraph 21 of the claims.

Способ управления потреблением мощности в процессе бурения по породе с использованием устройства для бурения по породе содержит регулирование мощности промывки, по меньшей мере, частично, в зависимости от глубины скважины, и управление, по меньшей мере, мощностью ударного воздействия и/или мощностью вращения и мощностью промывки таким образом, что полное потребление мощности каждого подпроцесса управляется так, чтобы выходная мощность главного источника питания поддерживалась на предварительно заданном уровне или ниже этого уровня.A method for controlling power consumption during rock drilling using a rock drilling device comprises controlling flushing power, at least in part, depending on the depth of the well, and controlling at least shock power and / or rotation power and power flushing so that the total power consumption of each subprocess is controlled so that the output power of the main power source is maintained at or below a predetermined level.

Это обеспечивает преимущество, состоящее в том, что только требуемая величина мощности на определенной глубине скважины используется для промывки, и остальная мощность может использоваться для других функций и/или для экономии мощности, результатом чего является, например, меньшее потребление топлива, меньший шум или меньшее выделение тепла.This provides the advantage that only the required amount of power at a certain depth of the well is used for flushing, and the remaining power can be used for other functions and / or to save power, resulting in, for example, less fuel consumption, less noise or less heat generation.

Мощность промывки может дополнительно регулироваться, по меньшей мере, частично, в зависимости от диаметра скважины и/или диаметра буровой штанги.The flushing power can be further adjusted, at least in part, depending on the diameter of the well and / or the diameter of the drill rod.

Поток промывочной среды может поддерживаться, по существу, постоянным в процессе бурения, то есть мощность промывки увеличивается с увеличением глубины скважины. Глубина скважины может непрерывно измеряться. Это обеспечивает преимущество, состоящее в том, что поток может поддерживаться точно на уровне потока, необходимом для управления промывкой буровой скважины, и тем самым мощность промывки может постоянно поддерживаться на самом низком возможном уровне на протяжении всего процесса бурения.The flow of the flushing medium can be maintained substantially constant during the drilling process, that is, the flushing power increases with increasing depth of the well. Well depth can be continuously measured. This provides the advantage that the flow can be maintained exactly at the level of flow required to control the flushing of the borehole, and thus the flushing power can be kept constant at the lowest possible level throughout the entire drilling process.

Поток промывочной среды может увеличиваться, по меньшей мере, в незначительной степени с увеличением глубины скважины. Это обеспечивает преимущество, состоящее в том, что по мере возрастания глубины скважины поток может несколько увеличиваться для дополнительной компенсации глубины скважины и/или стыков буровой штанги, и/или выбуренной породы, имеющей тенденцию к налипанию на стенки буровой скважины.The flow of flushing medium may increase, at least to a small extent, with increasing depth of the well. This provides the advantage that, as the depth of the well increases, the flow may increase slightly to further compensate for the depth of the well and / or joints of the drill rod and / or cuttings, which tend to adhere to the walls of the well.

Требуемая мощность промывки может быть определена компьютерным средством. Компьютерное средство может быть соединено с памятью, в которой сохранена таблица, содержащая один или несколько списков типов буровых инструментов, и/или типов буровых штанг и предпочтительно параметры вычислений, которые должны использоваться с выбранной комбинацией. Мощность промывки может определяться на основе сохраненных данных, относящихся к типу бурового инструмента, и/или типу буровой штанги, и/или глубины скважины. Это обеспечивает преимущество, состоящее в том, что поток промывочной среды может поддерживаться на желательном значении, независимо, например, от используемого диаметра бурового инструмента и/или диаметра буровой штанги.The required flushing power can be determined by computer means. The computer tool may be connected to a memory in which a table is stored containing one or more lists of drill tool types and / or drill rod types, and preferably, calculation parameters to be used with the selected combination. The flushing power can be determined based on the stored data related to the type of drilling tool and / or type of drill rod and / or depth of the well. This provides the advantage that the flushing medium flow can be maintained at a desired value, independent of, for example, the diameter of the drilling tool used and / or the diameter of the drill rod.

Изобретение может использоваться в обычных устройствах для бурения по породе, например, в устройствах, использующих ударное воздействие или вращение или комбинацию обоих типов.The invention can be used in conventional rock drilling devices, for example, in devices using impact or rotation or a combination of both.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Фиг.1 изображает вариант осуществления устройства для бурения по породе согласно настоящему изобретению.Figure 1 depicts an embodiment of a rock drilling apparatus according to the present invention.

Фиг.2 - блок-схему варианта осуществления системы согласно настоящему изобретению.2 is a block diagram of an embodiment of a system according to the present invention.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Фиг.1 представляет приведенный для примера вариант осуществления устройства для бурения по породе, соответствующего настоящему изобретению. Устройство 1 для бурения по породе, в данном варианте осуществления, является буровой установкой, расположенной на поверхности земли. Буровая установка 1 показана в процессе эксплуатации при бурении скважины 2, начинающейся с уровня поверхности земли, в текущий момент достигшей глубины α с конечной предусмотренной глубиной β, например 30 метров, причем окончательно пробуренная скважина показана пунктирными линиями. (Показанное соотношение высоты буровой установки/глубины скважины не предусмотрено в качестве точно определенного. Полная высота γ буровой установки может составлять, например 10 метров).Figure 1 represents an exemplary embodiment of a rock drilling apparatus of the present invention. The rock drilling apparatus 1, in this embodiment, is a drilling rig located on the surface of the earth. The drilling rig 1 is shown during operation when drilling a well 2, starting at ground level, currently reaching a depth α with a final intended depth β, for example, 30 meters, with the finally drilled well shown in dashed lines. (The shown ratio of the rig height / well depth is not intended to be precisely defined. The total rig height γ of the rig may be, for example, 10 meters).

Буровая установка 1 снабжена верхним ударным молотком 11, смонтированным посредством люльки 13 на подающем механизме 5. Подающий механизм 5 прикреплен к стреле 15 через держатель 12 подающего механизма. Верхний ударный молоток 11 обеспечивает ударное воздействие на буровой инструмент 3 с одним или несколькими буровыми долотами 4 через буровую штангу 6, поддерживаемую опорой 14 штанги. Энергия подается на верхний ударный молоток 11 посредством гидравлического насоса 10, приводимого в действие дизельным двигателем 9, через монтажную плиту, прикрепленную к подающему механизму 5 (гидравлический питатель на чертеже не показан). Выбуренная порода вымывается из скважины 2 сжатым воздухом, который подается по трубе, предпочтительно в центре буровой штанги 6 и выбрасывается рядом с буровым инструментом 3. Сжатый воздух вымывает выбуренную породу вверх и из скважины 2, как показано на фиг.1 стрелками, направленными вверх. Вместо сжатого воздуха часто используется другая промывочная среда, например водная смесь с химической добавкой или без добавки. Сжатый воздух подается к буровой штанге 6 от компрессора 8 по трубе 7. Компрессор 8, в свою очередь, получает энергию от дизельного двигателя 9.The drilling rig 1 is equipped with an upper hammer hammer 11 mounted by means of the cradle 13 on the feeding mechanism 5. The feeding mechanism 5 is attached to the boom 15 through the holder 12 of the feeding mechanism. The upper hammer 11 provides impact on the drilling tool 3 with one or more drill bits 4 through the drill rod 6, supported by the support 14 of the rod. Energy is supplied to the upper hammer hammer 11 by means of a hydraulic pump 10, driven by a diesel engine 9, through a mounting plate attached to the feed mechanism 5 (a hydraulic feeder is not shown in the drawing). The cuttings are washed out of the borehole 2 by compressed air, which is supplied through the pipe, preferably in the center of the drill rod 6, and discharged next to the drilling tool 3. Compressed air flushes the cuttings up and out of the borehole 2, as shown in FIG. 1 by upward arrows. Instead of compressed air, another flushing medium is often used, for example, an aqueous mixture with or without a chemical additive. Compressed air is supplied to the drill rod 6 from the compressor 8 through the pipe 7. The compressor 8, in turn, receives energy from the diesel engine 9.

В современных буровых установках дизельный двигатель 9 должен быть достаточно большим, чтобы одновременно обеспечивать питание как компрессора, так и гидравлического насоса на полной скорости, а также охлаждающих вентиляторов и других установок. Компрессор всегда приводится в действие на своей максимальной скорости или близкой к ней в процессе бурения, и поскольку компрессор может потреблять, например, мощность 120 л.с. от полной выходной мощности дизеля, равной, например, 300 л.с., то компрессор потребляет большой объем топлива, что приводит к созданию больших объемов выхлопных газов, шума и тепла, что дополнительно обуславливает еще больший шум и потребление топлива, ввиду того, что охлаждающие вентиляторы должны работать с большей интенсивностью.In modern drilling rigs, the diesel engine 9 must be large enough to simultaneously provide power to both the compressor and the hydraulic pump at full speed, as well as cooling fans and other installations. The compressor is always driven at its maximum speed or close to it during drilling, and since the compressor can consume, for example, 120 hp. from the total diesel output, equal to, for example, 300 hp, the compressor consumes a large amount of fuel, which leads to the creation of large volumes of exhaust gases, noise and heat, which additionally leads to even greater noise and fuel consumption, due to the fact that cooling fans should work with greater intensity.

В соответствии с настоящим изобретением, однако, эти недостатки могут быть устранены путем приведения компрессора в действие на том уровне мощности, который требуется в текущий момент. Например, в начале бурения скважины мощность промывки, требуемая для формирования потока промывочной среды, достаточного для удаления выбуренной породы, относительно мала, и тем самым от компрессора не требуется вырабатывать большую мощность, чем эта требуемая мощность. Это означает, что дизельный двигатель, в свою очередь, может приводиться в действие с меньшей выходной мощностью, что приводит в результате к снижению потребления топлива, получению меньшего тепла и созданию меньшего шума. Альтернативно мощность, сэкономленная за счет работы компрессора на меньшей входной мощности, может быть использована для обеспечения подачи большей мощности к верхнему ударному молотку, чем было возможно в ином случае, что приводит к повышению скорости бурения в первой и/или в большей части скважины.In accordance with the present invention, however, these disadvantages can be eliminated by driving the compressor at the power level that is currently required. For example, at the beginning of well drilling, the flushing power required to form a flushing medium flow sufficient to remove cuttings is relatively small, and thus the compressor does not need to generate more power than this required power. This means that the diesel engine, in turn, can be driven with less power output, resulting in lower fuel consumption, less heat and less noise. Alternatively, the power saved by operating the compressor at a lower input power can be used to provide more power to the upper impact hammer than otherwise possible, which leads to an increase in the drilling speed in the first and / or in most of the well.

Снижение мощности компрессора может быть реализовано различными путями в зависимости от типа компрессора. Например, в случае объемного компрессора мощность может быть снижена либо за счет снижения числа оборотов в минуту, либо за счет снижения нагрузки компрессора путем перекрытия входного канала.Compressor power reduction can be implemented in various ways depending on the type of compressor. For example, in the case of a volumetric compressor, power can be reduced either by reducing the number of revolutions per minute, or by reducing the compressor load by blocking the input channel.

Управление мощностью компрессора описано ниже со ссылкой на фиг.2, где показана блок-схема системы управления. Показанная буровая установка 21 имеет дизельный двигатель 22. Дизельный двигатель 22 прямо или косвенно связан с компрессором 23, гидравлическим насосом 29, охлаждающим(и) вентилятором(ами) 24, другим(и) средством(ами) 25, верхним ударным молотком 26 и контроллером 27, таким как компьютер. Контроллер, кроме того, соединен с компрессором 23 и/или гидравлическим насосом, и/или охлаждающим(и) вентилятором(ами) 24, другим(и) средством(ами) 25.Compressor power control is described below with reference to FIG. 2, where a block diagram of a control system is shown. The shown drilling rig 21 has a diesel engine 22. A diesel engine 22 is directly or indirectly connected to a compressor 23, a hydraulic pump 29, cooling fan (s) 24, other tool (s) 25, an upper hammer hammer 26 and a controller 27, such as a computer. The controller is also connected to a compressor 23 and / or a hydraulic pump and / or cooling (s) fan (s) 24 and other (s) means (s) 25.

Для управления мощностью компрессора датчик 28, например, установленный на подающем устройстве, обеспечивает контроллер 27 информацией относительно текущей глубины скважины, и контроллер 27 затем передает, например, через шину CAN управляющие сигналы на компрессор 23, включающие информацию о том, какую мощность/давление он должен вырабатывать для создания желательного потока промывочной среды. Контроллер может дополнительно посылать управляющие сигналы на дизельный двигатель и/или охлаждающий(ие) вентилятор(ы), и/или другое(ие) средство, по мере необходимости, например, требуемые значения мощности. Контроллер 27 может содержать память 30 или может быть соединен с памятью, где хранятся требуемые значения для настроек компрессора в зависимости от глубин скважины, так что компрессор может настраиваться соответствующим образом. Альтернативно или в дополнение могут иметься другие сохраненные параметры, которые должны использоваться вместе с глубиной скважины для вычисления требуемой мощности компрессора. Эти расчетные параметры могут зависеть от типа бурового инструмента и/или от типа буровой штанги. Предпочтительным образом расчетные параметры сохранены для каждой возможной комбинации бурового инструмента и/или буровой штанги. В альтернативном варианте осуществления существуют списки, сохраненные в памяти, где каждый список включает настройки компрессора в зависимости от глубины для каждой комбинации. Например, могут иметься значения, сохраненные для каждого увеличения на каждый см, дм или м глубины скважины. Также возможно сохранение значений, полученных для увеличения потока по мере увеличения глубины скважины, чтобы скомпенсировать действие факторов, упомянутых выше.To control the compressor power, the sensor 28, for example, mounted on the feed device, provides the controller 27 with information regarding the current depth of the well, and the controller 27 then transmits, for example, via the CAN bus control signals to the compressor 23, including information about what power / pressure it must be developed to create the desired flow of flushing medium. The controller may additionally send control signals to the diesel engine and / or cooling (s) fan (s) and / or other (s) means, as necessary, for example, the required power values. The controller 27 may comprise a memory 30 or may be connected to a memory where the required values for compressor settings are stored depending on the depth of the well, so that the compressor can be adjusted accordingly. Alternatively or in addition, there may be other stored parameters that should be used together with the depth of the well to calculate the required compressor power. These design parameters may depend on the type of drilling tool and / or on the type of drill rod. Preferably, the design parameters are stored for each possible combination of the drilling tool and / or drill rod. In an alternative embodiment, there are lists stored in memory where each list includes compressor settings depending on depth for each combination. For example, there may be values stored for each increase per cm, dm or m of well depth. It is also possible to save the values obtained to increase the flow as the depth of the well increases in order to compensate for the effects of the factors mentioned above.

В другом примерном варианте осуществления (не показан) датчик, воспринимающий реальный поток, может быть связан с контроллером для обеспечения непрерывной подачи контроллером управляющих сигналов на компрессор на основе значений потока. Поток может, например, вычисляться как объем в литрах за оборот компрессора, умноженный на число оборотов в минуту и на отношение рабочего времени к полному времени.In another exemplary embodiment (not shown), a sensor sensing a real flow may be coupled to a controller to provide the controller continuously to supply control signals to the compressor based on the flow values. The flow can, for example, be calculated as the volume in liters per compressor revolution, multiplied by the number of revolutions per minute and the ratio of working time to full time.

Требуемый поток в альтернативном варианте осуществления может быть установлен оператором путем установки значения на панели управления или путем ввода желательного значения в контроллер через интерфейс, такой как дисплей и/или клавиатура.The desired stream in an alternative embodiment can be set by the operator by setting a value on the control panel or by entering the desired value into the controller via an interface such as a display and / or keyboard.

Настоящее изобретение имеет, например, то преимущество, что при бурении узких скважин компрессору совсем не требуется работать на полной мощности в процессе бурения, что приводит к экономии топлива и/или избыточной мощности верхнего ударника в течение всего процесса бурения.The present invention has, for example, the advantage that when drilling narrow wells, the compressor does not need to operate at full power during drilling, which leads to fuel economy and / or excess power of the upper hammer during the entire drilling process.

В вышеприведенном описании изобретение представлено в связи с поверхностной буровой установкой с гидравлическим верхним ударным молотком. Однако настоящее изобретение может также применяться с другими типами устройств для бурения с отдельным питанием для процессов промывки и бурения. Например, изобретение может использоваться с устройствами для бурения по породе, использующими как ударное воздействие, так и вращение для осуществления бурения по породе. Изобретение также может применяться в бурении по породе, где только вращение и прикладываемое давление используются для разрушения породы, или где используется только вращение, примером чего может быть бурение по мягкой породе, как в угольных шахтах. В случаях, когда для разрушения породы применяется вращение, мощность, сэкономленная на уменьшении затрат на промывке, может использоваться для повышения скорости вращения и, следовательно, скорости бурения.In the above description, the invention is presented in connection with a surface drilling rig with a hydraulic upper hammer hammer. However, the present invention can also be applied with other types of separately powered drilling devices for flushing and drilling processes. For example, the invention can be used with rock drilling devices using both impact and rotation to perform rock drilling. The invention can also be applied in rock drilling, where only rotation and applied pressure are used to destroy the rock, or where only rotation is used, for example, drilling in soft rock, as in coal mines. In cases where rotation is used to break up the rock, the power saved on reducing flushing costs can be used to increase the rotation speed and therefore the drilling speed.

Следует иметь в виду, что различные другие датчики могут соединяться с контроллером для обеспечения его информацией, полезной при управлении работой устройства для бурения по породе.It should be borne in mind that various other sensors can be connected to the controller to provide it with information useful in controlling the operation of the rock drilling device.

Claims (22)

1. Способ управления потреблением мощности в процессе бурения по породе с использованием устройства для бурения по породе, содержащего основной источник питания для выработки энергии для процесса бурения по породе, включающего, по меньшей мере, подпроцессы ударного воздействия и/или вращения и промывки и содержащий этапы регулирования мощности промывки, по меньшей мере, частично, в зависимости от глубины скважины и управления, по меньшей мере, мощностью ударного воздействия и/или мощностью вращения и мощностью промывки таким образом, что обеспечивается управление полным потреблением мощности каждого подпроцесса.1. A method of controlling power consumption during a rock drilling process using a rock drilling device comprising a main power source for generating energy for a rock drilling process, comprising at least subprocesses of impact and / or rotation and washing, and comprising the steps controlling the washing power, at least in part, depending on the depth of the well and controlling at least the impact power and / or the rotation power and the washing power in such a way that provided control total power consumption of each subprocess. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что мощность промывки дополнительно регулируют, по меньшей мере, частично, в зависимости от диаметра скважины и/или диаметра буровой штанги.2. The method according to claim 1, characterized in that the washing power is further controlled, at least in part, depending on the diameter of the well and / or the diameter of the drill rod. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что полным потреблением мощности каждого подпроцесса управляют таким образом, что выходная мощность главного источника питания поддерживается на предварительно заданном уровне или ниже этого уровня.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the total power consumption of each subprocess is controlled in such a way that the output power of the main power source is maintained at or below a predetermined level. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток промывочной среды поддерживают, по существу, постоянным в процессе бурения.4. The method according to claim 1, characterized in that the flow of the washing medium is maintained substantially constant during the drilling process. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток промывочной среды увеличивают с увеличением глубины скважины.5. The method according to claim 1, characterized in that the flow of flushing medium increases with increasing depth of the well. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что глубину скважины непрерывно измеряют.6. The method according to claim 1, characterized in that the depth of the well is continuously measured. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток промывочной среды непрерывно измеряют.7. The method according to claim 1, characterized in that the flow of the washing medium is continuously measured. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что требуемая мощность промывки определяется компьютерным средством.8. The method according to claim 1, characterized in that the required washing power is determined by computer means. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что компьютерное средство соединено с памятью, в которой сохранена таблица, содержащая один или несколько списков, по меньшей мере, частично включающих тип бурового инструмента, и/или тип буровой штанги, и/или глубину скважины, причем мощность промывки определяют на основе сохраненных данных.9. The method according to claim 8, characterized in that the computer means is connected to a memory in which a table is stored containing one or more lists, at least partially including the type of drilling tool, and / or the type of drill rod, and / or depth wells, and the washing power is determined based on the stored data. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что ударное воздействие осуществляют с помощью гидравлического верхнего ударного молотка.10. The method according to claim 1, characterized in that the impact is carried out using a hydraulic upper impact hammer. 11. Система управления потреблением мощности в процессе бурения по породе с использованием устройства для бурения по породе, имеющего основной источник питания для подачи энергии для процесса бурения по породе, включающего, по меньшей мере, подпроцессы ударного воздействия и/или вращения и промывки, причем система содержит средство для регулирования мощности промывки, по меньшей мере, частично, в зависимости от глубины скважины, и средство для управления, по меньшей мере, мощностью ударного воздействия и/или мощностью вращения и мощностью промывки таким образом, что обеспечивается управление полным потреблением мощности каждого подпроцесса.11. Power management system for a rock drilling process using a rock drilling device having a main power source for supplying energy for the rock drilling process, comprising at least subprocesses of impact and / or rotation and flushing, the system comprises means for controlling the washing power, at least partially, depending on the depth of the well, and means for controlling at least the impact power and / or rotation power and power washing such a way that a complete control of the power consumption of each subprocess. 12. Система по п.11, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство для регулировки мощности промывки, по меньшей мере, частично, в зависимости от диаметра скважины и/или диаметра буровой штанги.12. The system according to claim 11, characterized in that it further comprises means for adjusting the flushing power, at least in part, depending on the diameter of the well and / or the diameter of the drill rod. 13. Система по п.11, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью управления полным потреблением мощности каждого подпроцесса таким образом, что выходная мощность главного источника питания поддерживается на предварительно заданном уровне или ниже этого уровня.13. The system according to claim 11, characterized in that it is configured to control the total power consumption of each subprocess so that the output power of the main power source is maintained at or below a predetermined level. 14. Система по п.11, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью поддержания потока промывочной среды, по существу, постоянным в процессе бурения.14. The system according to claim 11, characterized in that it is made with the possibility of maintaining the flow of the flushing medium, essentially constant during the drilling process. 15. Система по п.11, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью увеличения потока промывочной среды с увеличением глубины скважины.15. The system according to claim 11, characterized in that it is configured to increase the flow of flushing medium with increasing depth of the well. 16. Система по п.11, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью непрерывного измерения глубины скважины.16. The system according to claim 11, characterized in that it is configured to continuously measure the depth of the well. 17. Система по п.11, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью непрерывного измерения потока промывочной среды.17. The system according to claim 11, characterized in that it is configured to continuously measure the flow of the washing medium. 18. Система по п.11, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью определения требуемой мощности промывки с помощью компьютерного средства.18. The system according to claim 11, characterized in that it is configured to determine the required washing power using a computer tool. 19. Система по п.18, отличающаяся тем, что компьютерное средство соединено с памятью, предназначенной для хранения таблицы, содержащей один или несколько списков, по меньшей мере, частично включающих тип бурового инструмента, и/или тип буровой штанги, и/или глубину скважины, причем мощность промывки определяется на основе сохраненных значений.19. The system according to p. 18, characterized in that the computer means is connected to a memory for storing a table containing one or more lists, at least partially including the type of drilling tool, and / or the type of drill rod, and / or depth wells, and the washing power is determined based on the stored values. 20. Система по п.11, отличающаяся тем, что ударное воздействие осуществляется с помощью гидравлического верхнего ударника.20. The system according to claim 11, characterized in that the impact is carried out using a hydraulic upper hammer. 21. Устройство для бурения по породе, отличающееся тем, что включает систему по любому из пп.11-20.
Приоритет по пунктам:21. A device for drilling by breed, characterized in that it includes a system according to any one of paragraphs.11-20.
Priority on points: 29.12.2003 по пп.1-21. 12/29/2003 according to claims 1-21.
RU2006123038/03A 2003-12-29 2004-11-29 Method and system for management of power consumption at theprocess of drilling by rock and device for drilling by rock for its implementation RU2367767C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US0303548-2 2003-12-29
SE0303548A SE526923C2 (en) 2003-12-29 2003-12-29 Method, system and device for controlling power consumption during a rock drilling process
SE0303548-2 2003-12-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006123038A RU2006123038A (en) 2008-01-10
RU2367767C2 true RU2367767C2 (en) 2009-09-20

Family

ID=30768861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006123038/03A RU2367767C2 (en) 2003-12-29 2004-11-29 Method and system for management of power consumption at theprocess of drilling by rock and device for drilling by rock for its implementation

Country Status (15)

Country Link
US (1) US20070089907A1 (en)
EP (1) EP1699999B2 (en)
JP (1) JP4759520B2 (en)
CN (1) CN1890452B (en)
AT (1) ATE428044T1 (en)
AU (1) AU2004309309B2 (en)
BR (1) BRPI0417711B1 (en)
CA (1) CA2546364C (en)
DE (1) DE602004020511D1 (en)
ES (1) ES2322367T3 (en)
NO (1) NO336946B1 (en)
RU (1) RU2367767C2 (en)
SE (1) SE526923C2 (en)
WO (1) WO2005064111A1 (en)
ZA (1) ZA200604179B (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547536C2 (en) * 2009-10-08 2015-04-10 Атлас Копко Дриллинг Солюшнс Ллс Drill rig with power unit comprising clutch (versions)
RU2770472C1 (en) * 2021-05-27 2022-04-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» System for the destruction of rock formation

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7395788B2 (en) * 2005-03-22 2008-07-08 Atlas Copco Rock Drills Ab Drill rig and a method for controlling a fan therein
SE530829C2 (en) * 2005-06-17 2008-09-23 Atlas Copco Rock Drills Ab Method, system and rock drilling device for controlling power consumption during a rock drilling process
FI123636B (en) 2006-04-21 2013-08-30 Sandvik Mining & Constr Oy A method for controlling the operation of a rock drilling machine and a rock drilling machine
FI118778B (en) * 2006-06-01 2008-03-14 Sandvik Mining & Constr Oy A method for controlling the operation of a rock drilling machine and a rock drilling machine
US20080203734A1 (en) * 2007-02-22 2008-08-28 Mark Francis Grimes Wellbore rig generator engine power control
SE531521C2 (en) * 2007-09-07 2009-05-05 Svenska Maskin Och Tryckluft I Device for drilling in soil layers and rock
US20090312885A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Buiel Edward R Management system for drilling rig power supply and storage system
JP5396467B2 (en) * 2009-04-29 2014-01-22 アトラス コプコ ロツク ドリルス アクチボラグ Air flow monitoring structure and air flow monitoring method in rock drilling apparatus
US8443916B2 (en) * 2009-12-17 2013-05-21 Caterpillar Global Mining Equipment Llc Hose tensioner for a rock drill system
EP2369127A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-28 Sandvik Intellectual Property AB A rock drill bit, a drilling assembly and a method for percussive rock drilling
US9010459B2 (en) * 2010-04-20 2015-04-21 Sandvik Intellectual Property Ab Air compressor system and method of operation
DE102011010675A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Max Wild Gmbh Drilling rig, in particular horizontal drilling rig
SE535475C2 (en) * 2010-08-26 2012-08-21 Atlas Copco Rock Drills Ab Method and system for controlling a power source at a rock drilling device and rock drilling device
SE535421C2 (en) * 2010-08-26 2012-07-31 Atlas Copco Rock Drills Ab Method and system for determining a change in a flushing medium flow and rock drilling device
SE535418C2 (en) 2010-08-26 2012-07-31 Atlas Copco Rock Drills Ab Method and system for controlling a compressor at a rock drilling device and rock drilling device
EP2572793B1 (en) 2011-09-23 2017-04-26 Sandvik Intellectual Property AB A wear tip holder for a VSI crusher, a kit comprising a wear tip holder, and a method of reducing the wear rate of a wear tip holder
CA2926030A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 Master Drilling South Africa (Pty) Ltd. Integrated inspection and maintenance raise boring method and an associated drill string arrangement
CN103510847B (en) * 2013-09-10 2016-03-30 安徽三山机械制造有限公司 A kind of rotary drill of controlled Compressed Gas injection rate
US10132130B2 (en) 2015-08-18 2018-11-20 Joy Global Surface Mining Inc Combustor for heating of airflow on a drill rig
CN106640390B (en) * 2016-11-04 2022-10-18 中国石油大学(华东) Energy-saving control system and method for diesel engine for well drilling
US10920540B2 (en) * 2016-12-02 2021-02-16 Halliburton Energy Services, Inc. Reducing noise produced by well operations
KR101932753B1 (en) 2017-05-17 2019-03-20 주식회사수산중공업 Method and Apparatus for Energy Saving of Hydraulic Drill
US11992134B2 (en) 2019-10-07 2024-05-28 HTS Hans Torgersen & Sønn AS Child carrying device with a weight distribution system
EP4041034B1 (en) 2019-10-07 2023-11-15 Minimeis AS Carrying device with a weight distribution support

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3550697A (en) * 1966-04-27 1970-12-29 Henry Hobhouse Drilling condition responsive drive control
US3550696A (en) * 1969-07-25 1970-12-29 Exxon Production Research Co Control of a well
US4793421A (en) * 1986-04-08 1988-12-27 Becor Western Inc. Programmed automatic drill control
FI86008C (en) * 1989-04-06 1992-06-25 Tampella Oy Ab Method and apparatus for controlling a rock drilling machine
FI90276C (en) * 1991-01-03 1994-01-10 Tamrock Oy Procedure for drilling a hole in rock
FI87830C (en) * 1991-05-23 1993-02-25 Tamrock Oy OVER ANCHORING FOER STARRY AV EN BERGBORRMASKINS LUFTMATNING
SE508003C2 (en) * 1992-04-09 1998-08-10 Atlas Copco Rock Drills Ab Rock drilling device with storage device
JPH06146254A (en) * 1992-11-16 1994-05-27 Kawasaki Chishitsu Kk Dry boring process of ground and rock-bed and device therefor
US5358058A (en) * 1993-09-27 1994-10-25 Reedrill, Inc. Drill automation control system
US5704436A (en) * 1996-03-25 1998-01-06 Dresser Industries, Inc. Method of regulating drilling conditions applied to a well bit
US6637522B2 (en) 1998-11-24 2003-10-28 J. H. Fletcher & Co., Inc. Enhanced computer control of in-situ drilling system
JP2000337074A (en) * 1999-05-27 2000-12-05 Furukawa Co Ltd Automatic boring device
SE0003916L (en) * 2000-10-27 2002-02-19 Sandvik Ab Guide tubes for mechanical handling in a rig for rock drilling and drill string for mechanical handling
FI115553B (en) * 2001-05-15 2005-05-31 Sandvik Tamrock Oy Arrangement for drilling control

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СИМКИН Б.А. Справочник по бурению на карьерах. - М.: Недра, 1981, с.174-175, 178-180. ШАМШЕВ Ф.А. и др. Технология и техника разведочного бурения. - М.: Недра, 1983, с.116-118, 126, 269-271. НИКОЛАЕНКО А.Т. и др. Буровые установки для проходки скважин и стволов. - М.: Недра, 1985, с.282. *
ТЕРЕХОВ Н.И. и др. Регулирование и управление режимами бурения взрывных скважин. - Ленинград: Недра, 1980, с.49-51, 67-68, 71-73. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547536C2 (en) * 2009-10-08 2015-04-10 Атлас Копко Дриллинг Солюшнс Ллс Drill rig with power unit comprising clutch (versions)
RU2770472C1 (en) * 2021-05-27 2022-04-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» System for the destruction of rock formation

Also Published As

Publication number Publication date
NO20063385L (en) 2006-09-21
CN1890452B (en) 2010-08-25
CN1890452A (en) 2007-01-03
RU2006123038A (en) 2008-01-10
EP1699999B1 (en) 2009-04-08
ZA200604179B (en) 2008-03-26
SE0303548L (en) 2005-06-30
JP4759520B2 (en) 2011-08-31
WO2005064111A1 (en) 2005-07-14
JP2007517150A (en) 2007-06-28
BRPI0417711B1 (en) 2015-08-04
DE602004020511D1 (en) 2009-05-20
ATE428044T1 (en) 2009-04-15
CA2546364C (en) 2013-09-17
NO336946B1 (en) 2015-11-30
SE0303548D0 (en) 2003-12-29
AU2004309309A1 (en) 2005-07-14
EP1699999B2 (en) 2017-04-05
CA2546364A1 (en) 2005-07-14
EP1699999A1 (en) 2006-09-13
BRPI0417711A (en) 2007-03-20
SE526923C2 (en) 2005-11-22
ES2322367T3 (en) 2009-06-19
AU2004309309B2 (en) 2010-04-08
US20070089907A1 (en) 2007-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2367767C2 (en) Method and system for management of power consumption at theprocess of drilling by rock and device for drilling by rock for its implementation
RU2397305C2 (en) Procedure for control of rig operation and drilling rig
CN102171411A (en) A method and an arrangement for controlling a rock drill
US9347285B2 (en) Method and system for controlling a compressor at a rock drilling apparatus and a rock drilling apparatus
AU2006258280B2 (en) Method and system for controlling power consumption during rock drilling and rock drilling apparatus incorporating such a system
US9347305B2 (en) Method and system for controlling a power source at a rock drilling apparatus and rock drilling apparatus
RU58174U1 (en) AUTOMATED DRILLING CONTROL SYSTEM
KR101932753B1 (en) Method and Apparatus for Energy Saving of Hydraulic Drill
SU622963A1 (en) Method of drilling boreholes
WO2007138170A1 (en) Rock drilling rig and method of controlling thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201130