CN103124830A - 用于监视潜孔冲击式钻孔的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于监视潜孔冲击式钻孔的方法，其中，潜孔锤（8）被供给冲击和冲洗流体流并且所述潜孔锤受到旋转力和进给力。所述潜孔锤（8）的冲击频率或有关频率被检测，并且形成其展开的范围的表示（16，18，19，20，21，25）以使得产生对作为所述展开范围的宽度（W）的变化的至少一个钻孔参数的调整的响应。本发明还涉及一种设备。

Description

用于监视潜孔冲击式钻孔的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于监视潜孔冲击式钻孔的方法。本发明还涉及一种用于监视潜孔冲击式钻孔的设备。

背景技术

如今，优化钻孔过程中对潜孔冲击式钻孔方向的控制在很大程度上有赖于操作者。有技术并且有经验的操作者随时间而获得对于钻孔过程的感觉并且局限于具有根据周围环境而良好运转的钻机时在一定范围内能够获得相对好的结果。为此，从效率和经济总量方面而言，与无经验的操作者相比，更有技术和经验的操作者通常获得更好的总体结果。

但是，即使是有技术并且有经验的操作者，也不能够随着时间连续地将钻机调整为最佳的性能，特别是在当钻头经过具有不同特性的岩层以及仅仅是因为孔长度和孔深度而普遍存在的变化的条件中是这样。

而且关于有技术并且有经验的操作者，并不能期望与钻孔相关的所有参数在钻孔过程期间能够为被调整为最佳性能。

对于不是很有技术和经验的操作者，可能对于钻孔过程并未获得相同的感觉，并且结果可能是效率较低的，并且在更糟糕的情形中造成对包括但不限于钻头的设备的损坏。

为了监视钻孔过程，操作者可以获得钻速值，借此能够监视每单位时间的钻孔距离。此外，操作者通常可以获得流体压力、流体流速和钻柱转子旋转速率的参数图。为了不在钻孔期间损坏钻头或装备的其它零部件，这种参数——尤其是在钻头上的进给力/重量以及锤流体压力是受限制的。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种如最初指出的用于监视潜孔冲击式钻孔的方法，所述方法解决了上面的背景技术的问题并且给出提供钻孔优化可能性的可能。

该目标通过以下方式得到：代表潜孔锤的冲击频率的一个或多个控制频率通过传感器单元被检测或估计，所述传感器单元可能包括计算单元，并且形成所述一个或多个控制频率的展开范围的表示以使得产生对作为所述展开范围的宽度的变化的至少一个钻孔参数的调整的响应。

所述一个或多个控制频率事实上能够是正好是锤的冲击频率，其被称作基础频率，并且这是优选的。但是它也能够是其第二谐波或另一谐波，或者可能为与该冲击频率有关的一些其他的频率。

在该说明书中，“第一谐波”指基础频率，“第二谐波”指第一泛音(overtone)，“第三谐波”指第二泛音等等。术语“谐波”因此包括基础频率和泛音。

而且在本说明书中，“冲击频率展开范围”基本上指稍微不同的冲击频率（或冲击频率的分布）的展开范围的宽度，利用其执行通过锤传递的冲击，如在期望的或确定的时间段内观察到的。对于“控制频率展开范围”的相应内容是有效的，见下文。

观察在某时间段上实际执行的冲击的冲击频率分布，这通常能够被认为是在基础频率周围的或多或少的宽频带。

本发明基于这样的理解：冲击频率展开范围——其代表潜孔锤的频率变化——是对钻孔过程的有价值的说明。在基础频率的区域，首先，宽的展开范围指潜孔锤在变动较大的频率下工作，而在窄的展开范围中，该潜孔锤在选定的时期中等同于实际上以相同或几乎相同的频率工作。通过该理解，能够确立钻孔参数调整是否导致频率展开范围的变宽或变窄。还应当指出，钻孔参数调整常常导致（基础）工作频率以及整个频带的转变。这意味着该调整可能除了导致频带变宽或变窄之外还导致频带作为一个整体移至更高或更低的频率。

潜孔锤被供给冲击和冲洗流体流，并且该潜孔锤受到旋转力和进给力并且基本上被构造为用于在取决于锤流体压力、孔长度、深度、岩石硬度等的确定的频率下钻孔。但是，在钻孔过程期间，偶尔发生的是，由于较软的岩石、在岩石中的裂缝等，导致钻头在潜孔锤中稍微地前进。另一方面，偶尔发生的是，通常在锤击期间，由于潜孔锤击进入到较硬的岩石中，钻头将不会前进。

在钻头在冲击后稍微地前进越过正常位置的情形中，因为锤击之间的时间将延长，因此这将导致频率减小。另一方面，如平常一样当钻头不前进时，在锤击之间的时间减少并且频率将增加。

这种变化，随着减小和增加的频率，在钻孔过程中或多或少连续地发生，并且可以在锤已经执行了约5-10次冲击后，在较短时间段内以合理的精度发现该展开范围。将该时间段稍微延伸以使得执行更多数量的冲击，这通常提高了精度。

该频率变化根据本发明被呈现，并且一般来说，期望展开范围非常窄，即，期望冲击以尽可能均匀的频率被执行。因此因为损坏装备的风险被减小而得到若干优势。特别地，避免或者至少减小了损坏钻头的风险，以及，由钻头引起的损坏锤的风险。能够避免或者至少被减小在改变频率的情形中的无效的钻孔以及因此不稳定的钻孔的风险。总体上，由于对钻孔过程的方向优化的控制的可能性，应用本发明导致更好的钻孔效益的可能性。

锤频率还应当被转到旋转速率，这是因为这对于钻头已经在冲击之间旋转了一确定的角度以便确保钻头的硬金属切割元件尽可能多地接合不受影响的岩石的钻孔过程的效率而言是重要的。改变锤频率导致冲击在这方面被过早或过晚地执行。

基本上，在此目标是使冲击频率展开范围变窄以实现上面的描述。但是，这能够通过发明性方法得到：检测或估计在此所称的一个或多个控制频率，这是例如尤其是谐波的冲击频率的代表。对此的一个原因是，在一些情况下，这种频率比锤的冲击频率更容易被拾取和/或被信号处理。在该说明书中，当参考用于信号拾取和处理的“冲击频率”时，这种控制频率也能够被使用。这些控制频率能够通过本身常见的信号处理方法被直接地检测或估计或计算。根据本发明，所述频率被检测，但在某些情况下，它们基于从钻机、地面或空气中拾取的震动也通过本身常见的信号处理方法被计算或估计。

具体地，所述至少一个钻孔参数在所述展开范围的宽度变窄的方向上被调整。在此，钻孔被稳定，导致上文中指出的关于对装备的损坏的减小的风险、更稳定地钻孔和更好的钻孔经济的优势。

术语“…钻孔参数在…的方向上被调整”指的是该参数被调整以使得参数值增加或减少，例如，流动速率值、压力值等被增加或减少。“方向”因此能够指增加的方向或减少的方向。

所述至少一个钻孔参数通常为来自以下组中的一个或更多个：在钻头上的进给力/重量、进给速率、旋转速度、旋转转矩、冲击流体流动压力、冲洗流体流动速率。这些参数能够容易地手动地被调整。

在优选实施方式中，潜孔锤的冲击频率（或者更广泛地，控制频率）被取样以形成覆盖确定的时间段的表示。这带来用信号传递操作员特别容易理解的表示的可能性。这能够通过显示或以别的方式向操作员警报关于操作的条件而实现。

优选地，当确立在所述至少一个钻孔参数的一个方向上的调整导致所述展开范围的宽度加宽时，在那个方向上的调整被终止并且/或者所述至少一个钻孔参数在相反的方向上被再次调整。同样优选地，当确立在所述至少一个钻孔参数的一个方向上的调整导致所述展开范围的宽度变窄时，在那个方向上的调整被保持或者在相同方向上被继续（执行）。

优选地，所述冲击频率（或者更广泛地，控制频率）正在被钻凿的孔的外部、在位于来自以下的组中的任何位置处被探测：在与潜孔锤相联的钻机上或与所述钻机相邻、在钻柱上、在地面上、与钻柱相邻、在靠近钻柱的空气中。

在容易使用的实施方式中，所述频率的展开范围的所述表示被以信号通知或被显示，用于协助所述至少一个钻孔参数的手工调整。

当所述方法包括形成所述一个或多个控制频率的所述分布的幅值的表示以使得产生对作为所述幅值的大小的变化的至少一个钻孔参数的调整的响应时，得到另外的优势。在恰当的表示中，较大的幅值是对于更有效的钻孔的指示器。因此能够在所述幅值的大小增加的方向上调整所述至少一个钻孔参数是有益的。在这方面被讨论的钻孔参数与在上文中关于一个或多个频率的分布的展开范围的控制已经被讨论内容的相同。

本发明使得能够在钻孔期间将所述频率和用于监视的幅值表示相结合地使用。应当指出，它还设定查阅频率表示数据和幅值表示数据的顺序为可选的，以到达使得操作者不限制于在查阅这些表示中的任何一个之前需查阅另一个的程度。

此外，优选的是，当确立在所述至少一个钻孔参数的一个方向上的调整导致所述幅值的大小的减少时，终止在那个方向上的调整或者在相反的方向上再次调整所述至少一个钻孔参数。

还优选的是，当确立在所述至少一个钻孔参数的一个方向上的调整导致所述幅值的大小的增加时，保持在那个方向上的调整或继续在相同方向上的调整。

所述幅值的所述表示有利地被以信号通知或被显示，以用于协助所述至少一个钻孔参数的手工调整。

应当指出，所述幅值的表示还能够被动地被使用，以用于指示在钻孔期间岩石阻力或硬度的变化。例如，在稳定的钻孔中，即使钻头经过不同的岩石，频率能够为稳定的。同样参照上文关于对于通过协助操作者采取措施而有利地主动使用所述幅值的表示以控制钻孔。

在发明性方法的一个实施方式中，得到的冲击频率和/或幅值数据以它们之后能够作为钻孔特征被读取的方式被记录和存储。这带来许多优点。

首先，它使得能够预先知道：在一个孔的钻孔已经被执行的或多或少较窄的位置处并且相应数据已经通过记录装置被记录且被存储在存储器中后，何时钻孔随后的孔。因此，钻孔者得到在钻孔期间所期望的指示，因此，他在当钻头遇到不同的岩层等时如何采取措施的方面得到协助。

其次，关于钻机、钻头、操作者等的工作情况能够被评估。

在用于监视带有潜孔锤的潜孔冲击式钻孔的设备方面得到相应的优点。该设备包括用于检测或估计代表潜孔锤的冲击频率的一个或多个控制频率的一个或更多个传感器单元。该设备还包括用于形成所述一个或多个控制频率的展开范围的表示以及用于产生对作为所述展开范围的宽度的变化的至少一个钻孔参数的调整的响应的表示装置。该表示装置尤其能够是协助手工参数控制的可视显示器或音频发信号装置。

潜孔锤被供给冲击和冲洗流体流并且潜孔锤受到旋转力和进给力。

表示输出仅仅为数字也是在本发明的范围内，该输出指示展开范围的宽度。则目标是减小该数字，借此频率展开范围被变窄。

所述表示装置还能够为用于形成可视频率展开范围的宽度值的电路。该电路能够与上文的可视显示器或音频发信号设备相联。

附图说明

现在将借助实施方式并参考附图描述本发明，在附图中：

图1以概略图示出根据本发明的包括用于监视潜孔冲击式钻孔的系统；

图2示出在用于示出在三个不同操作条件下的冲击频率展开范围的三个不同的冲击频率分布的示图；

图3-7示出在不同情形中的根据本发明的用于设备的显示的用户界面布局的实施方式；

图8示出根据本发明的、用于设备的显示的另一用户界面布局的第二实施方式；

图9a示出用于形成音频信号的用户界面的第三实施方式；以及

图9b示出描绘由在图9a中的用户界面形成的音频信号的曲线图；

图10示出描绘发明性方法的实施方式的框图；

图11借助功能块用图示法示出根据本发明的监视设备；以及

图12以条形图示出用于许多连续冲击的冲击幅值的表示。

具体实施方式

图1示出用于潜孔冲击式钻孔的钻机，该钻机包括子结构2，例如，用于靠着基底支撑钻机的支撑框架。子结构2支撑用于潜孔锤8的供给的装备，所述装备包括，在覆盖部4（未示出）的内部的、用于锤压力流体、转子流体。进给流体等的电机和多个泵。所述装备由本身已知的方式连接至钻柱6。

子结构2支撑进给梁3，进给梁3能够以传统方式在枢轴接头上按期望成角度。进给梁3支撑能够往复滑动地移动的转子5，以用于在钻孔过程向钻柱6提供旋转。以传统的方式，钻柱6包括旋入到彼此之中的许多管段。在管的内部存在用于锤压力流体和冲洗流体的运输的通道。

在钻柱6的自由端处，在钻孔7内部，设置有潜孔锤8，潜孔锤8包括由锤压力流体驱动的锤活塞，该锤压力流体由所属装备以本身已知的方式通过钻柱6供给至锤8。

在锤8的前端，接收有具有前端面的钻头9，该前端面具有用于在钻孔过程期间与岩石接合的分散式硬金属切割元件。10指示具有显示器的控制单元，用于允许操作者设置关于各种流体压力等的参数值，以便控制钻机1的操作。11指示用于监视钻孔过程的设备，该设备具有设置按钮12和显示器13。

用于监视潜孔冲击式钻孔的设备11与监视装置相联，该监视装置在该情形中包括能够测量频率的传感器14，传感器14在该实施方式中又被放置在钻机1的进给梁3上，作为传感器14，不同的传感器能够被讨论，例如，测量加速度的传感器、测量速度的传感器或测量物理位移的传感器。传感器14能够拾取进给梁3所受到的振动，在其中具有从由潜孔锤8执行的冲击发出的振动。在一个实施方式中，传感器14被定位在转子5的形式的旋转头上。

设备11还包括用于滤出关心的振动的电路，在该情形中为在钻孔过程期间从潜孔锤8发出的振动。例如从钻机1的转子、供给机构等以及可能地从外部源发出的其他的多种振动不是关于本发明所关心的，并且因此通常在用于监视的设备11内部的电路中被消除/过滤掉。

这样的话，能够形成潜孔锤8的冲击频率的表示、以及特别地形成冲击频率的展开范围的表示，这意味着，除了潜孔锤的冲击频率，不同的频率也能够以这样的方式被表示：在基础频率的区域中的频率的发展范围的宽度能够被显示或以信号通知。在图1中，用于监视的设备11与钻机1的控制系统分开。即使是在频率传感器14附接至正好是钻机1的一个部分是也是如此。

在图2中，三个不同的频率分布表示是在潜孔锤的三个不同的操作条件中的频率展开范围的说明。在此，在图中说明了在选定的时间段内作为冲击频率f的函数的由锤执行的冲击的事件A。因此示出，对于不同的操作条件，锤执行在理想频率f_i左右的或多或少均匀的频率的冲击。

完整的曲线C1涉及导致较差的钻孔操作的带有相当大的频率展开范围的操作。

虚线C2涉及导致更可接受的钻孔的带有更小的展开范围和和显著的峰值的操作。这类操作期望至少是有时通过较高经验和技术的操作者实现的。

点划线C3涉及几乎是理想的钻孔的操作。在此，冲击很大程度上以该理想频率或接近该理想频率而执行。这类操作在整个钻研过程期间能够根据本发明实现。

图2还示出用于与C3相应的操作的第一C3.1和第二C3.2“泛音”（相应于第二和第三谐波）。根据本发明，不排除监视是基于这种泛音表示，基本上提供与在此描述的关于在基础频率的区域中的发展范围的内容相应的发展范围。

在图3-7中示出用户界面布局的实例，其中，存在许多操作者入口，例如，锤、压力和当时包括在钻柱中的管的数量。在显示15中还示出（在图3中的显示器的右侧）“频率”，其中的黑色方块为实际频率而箭头指示理想频率。“发展范围”处的黑色方块指示实际频率的频率变化的数量。

具体地，在图3的显示器中，“锤”为使用的锤的类型；“压力”为冲击流体流动压力（单位为巴）；“管数量”为在钻柱中的管（钻柱元件）的数量；“频率”为锤的基础（平均）冲击频率；“发展范围”为本冲击频率分布的宽度。

“幅值1f”为作为基础频率的第一频率的幅值，而“幅值2f”和“幅值3f”指示拾取频率的第一和第二谐波的幅值。

所有的频率能够以Hz为单位并且仅仅为用于参考的显示值。

在图3中显示器的左侧，示出指示由传感器拾取的实际频率的频率展开范围的宽度（W）并且具有高度（H）的黑色方块16，该黑色方块16在该情形中表示与正好被使用的数学方法有关的幅值1f、2f和3f的幅值的总和。在该情形中，如在确定的时间段内观察到的，该方法通过随时间推移对拾取的频率取样而实现的。黑色方块16将被认为是能够被称作（由图2中的曲线C1-C3中的实际的一个所表示的）冲击频率分布的转变，并且是操作者能够容易地理解以便协助他做出恰当的参数调整的用户界面的一个实例。

在图3中，操作者的面对显示器的任务是使得宽度W变窄以便到达如在目标方块17（参见图4）中所见的宽度V，以使得得到更理想且更稳定的钻孔。如图2中的情形，钻孔趋向于为不稳定的，这导致上面中提到的在本说明书的引言部分的缺点。

此外，在图3中由黑色方块16表示的频率展开范围，在它的由中心线L指示的中央部分明显地偏向目标方块17的由中心线l指示的中央部分。这意味着，实际频率也稍低于与选定的锤、设定的压力和影响钻孔过程的参数的一般值有关的理想频率。为此，操作者应当致力于稍微地增加频率以使得黑色方块16的中心线L与目标方块17的中心线l重合。

在图4中，示出在开始钻孔过程之前的初始显示，其中，作为目标的白色方块17被示出为未被如图3中的黑色方块覆盖。如在该图的右侧所观察的，没有表示钻孔值。

在图5中，示出第二钻孔情形，其中，黑色方块18甚至比图3中情形中的更宽（W）并且因此频率展开范围是更宽的。还能看出，黑色方块18的高度H相对较低，这表明在该实施方式中锤效率相对较低并且锤力由于不是谐调锤击而被浪费。

操作者的目标因此应当是调整钻机的参数设置，使得减小W、使黑色方块18变窄并因而使得频率展开范围变窄，以及稍微地调整频率分布的表示的中心线，以使得与目标方块17的中心线重合。

作为实例，通常，频率展开范围能够通过从锤在确定时间段内实际执行的、改变的冲击频率取样而得到。该时间段被保持为足够短以得到几乎为实时的监视，并且被保持为足够长以用于执行充足数量的冲击，以便得到表示的展开范围。

图6示出频率能够被称为稳定的情形，因为黑色方块19为可接受的宽度，这指示频率展开范围是较低的，但是黑色方块19的中心线偏向目标方块17的中心线的左侧，这指示锤以低于第一理想频率而钻孔。因此操作者的目标在该情形中仅仅是增加锤频率。

这通过如图7中示出的显示器而实现，其中，黑色方块20完全覆盖目标方块17并且具有与目标17相同的宽度。锤在此在理想频率下工作并且幅值已经上升到为相对较高的。

应当指出，通常，过高的幅值对于钻孔过程是有害的，因为它可能损害钻头。

图8示出简单的变体设备11’，设备11’具有用于监视冲击式钻孔的显示器，其中，21表示如通过在（未示出的）钻机的区域中定位的频率传感器14’拾取的实际频率分布。设备11’与频率传感器14’通过天线A1和A2以无线系统通信。12’指示与图3中示出的所相对应的设置按钮。频率分布21的展开范围的宽度表示由潜孔锤（未示出）执行的频率。22用虚线指示频率展开范围的宽度的两个目标界限并且23用虚线指示代表一般条件下被使用的锤、压力等的理想频率的中心线。

使用图8中的设备11’的操作者有调整钻机参数的任务，以使得一方面使频率展开范围变窄，另一方面稍微地增加中央或平均频率以使得与虚线3重合。

应当指出，在实践中，这能够通过这样而实现，操作者开始调节一个参数，例如在钻头上的变化的进给力/重量和/或旋转供给。通过对那一个参数作出调整，如果表示示出展开范围加宽或变窄，操作者立即得到来自设备11’的反馈。如果由于该调整，展开范围加宽，则操作者终止在那个方向上的调整并且反过来尝试在相反方向上的调整，于是如果该路径是成功的，他将得到立即反馈。于是，如果展开范围的宽度仍然比目标宽，则操作者继续调整另一参数，例如，旋转速度，并且以相应方式得到反馈，以使得达到目标宽度而且达到目标频率（理想频率）。

图9a示出替代性方案，其中，设备11’’为音频发信号设备，该音频发信号设备适于通过扬声器24发出作为频率展开范围的表示的音频信号。14’’指示频率传感器，该频率传感器能够为如上文讨论的不同类型的同一类型。

图9b以曲线图示出了发出的声音信号25，该声音信号25在该情形中为相对较宽的宽度W，这导致相对模糊的声音信号，该声音信号的旁侧也具有它的峰值，该峰值低于由虚线26处指示的理想目标频率。在实践中，理想频率可作为实际上被打断的声音信号被以信号通知，该声音信号具有如在设备11’’内部形成的容易察觉的频率（明显地远高于冲击频率）。

操作员的目标因此在此是作出调整以使得模糊的信号25由于较窄的频率分布并且因此变为更窄的曲线25而变为更清晰，以及使得峰值频率与目标频率26重合。作为替代性方案，作为所述音频信号的补充或替换，能够向操作者呈现基本上示出图9b中的曲线的可视显示。

图10示出描绘了发明性方法的实施方式的方块图，其中：

位置30指示时期的开始。

位置31指示从频率传感器得到频率信号。

位置32指示处理从频率传感器接收的信号，以使得隔离与锤冲击相关的信号，消除与其他源有关的可能的噪音信号并且传递被隔离的相关信号。

位置33指示接收被隔离的相关信号并且将这些信号转换为适合形成可察觉的表示的格式。

位置34指示发信号或显示频率展开范围的表示。

位置35指示该时期的结束。

位置31-35在选定的、优选地为较短的时间段内被连续或间断地重复，以使得精确地反映被监视的钻机当前的实际操作。

该时期能够有利地被补充用于固定的参数，例如锤类型、管数量等的设定数值的步骤。

图11用图解法示出根据本发明的监视设备的实施方式，该监视设备包括：

-传感器单元的频率传感器14，所述频率传感器14用于得到从潜孔锤发出的频率信号。

-信号处理设备36，所述信号处理设备36接收来自频率传感器的信号并且能够隔离与锤冲击有关的相关信号，以便消除与其他源有关的可能的噪音信号并且传递被隔离的相关信号。

-计算单元37，所述计算单元37接收来自于设备36的被隔离的相关信号并且将这些信号转换为适合形成可察觉的表示的格式。

-显示设备38，所述显示设备38具有用于显示频率展开范围的表示的的屏幕。

-键盘39，所述键盘39用于操作者输入某些数值

信号处理设备36能够为传感器电路并且能够被集成频率传感器或计算单元37。显示设备与键盘39在壳体中适当地集成在一起，该壳体封闭计算单元37的计算电路。

频率传感器14和信号处理设备36被认为能够构成用于检测并估计潜孔锤的冲击频率（或者更广泛地，控制频率）的传感器单元。

计算单元37和显示设备38被认为能够构成用于形成表示装置，所述表示装置用于形成冲击频率的展开范围的表示以及用于产生对作为所述展开范围的宽度的变化的至少一个钻孔钻孔参数的调整的响应.

图12以条形图示出用于由潜孔锤执行的许多连续冲击的冲击幅值的表示。幅值中的变化是钻头遇到的岩石的特性中的变化的指示。根据该图，存在在冲击8和9之间的幅值的急剧下降，这表明钻头已经进入岩层中，给钻头带来改变的阻力，该改变的阻力最通常是由于硬度的变化带来的。冲击15-21以连续增加的幅值而执行，这表明钻头遇到具有关于阻力方面连续改变的特性的岩石。在图12中的信息对于操作者确定钻孔过程的进行是有用的，但优选地，幅值数据在确定的时间段内被取样并且呈现为操作者以能够更快速地被察觉的形式。这种表示能够为图3-7的左边区域中被填充的条的形式，其中，“H”能够为这种幅值取样的表现。在幅值的表现中的变化能够有利地、尤其被用于在更高钻孔速度的方向上的引导。在具有平均的频率和或多或少恒定的且可接受的频率展开范围的稳定的钻孔中，幅值仍然可随着岩石特性改变。

本发明能够在所附权利要求的范围内做出修改。能够设想用于发信号的其他类型的设备或装置，并且频率展开范围的表现可以由别的方式布局，例如，非线性的，例如为圆的或卵形图形，操作员能够利用该图形作为将通过参数的调整而最小化的区域。

同样能够提供具有趋势箭头的显示，该趋势箭头一方面指示频率展开范围的趋势并且还能够指示幅值变化趋势，以协助操作者控制钻孔过程。

监视装置和表示装置还可在关于执行这些功能的电路之间的界面方面有所不同。例如，它们能够具有集成的部分、硬件和/或软件。

同样能够使用大体示出在图2中的曲线格式的显示器。

目前，本发明已涉及基于在钻孔过程期间得到并计算的信号和数值的控制。但是，本发明使得能够提供不同的后续选项，因为发明性方法和设备得到的数据能够被记录、被存储并被布置用于随后的使用。因此，能够确定关于单独的操作者和钻机的短期以及长期的结果和趋势。这通常能够用于效率控制。这种结果和趋势的一个特别的用途是，它能够提供这样的工具：使得钻机拥有者例如找到哪里需要操作者的更广泛的训练。

Claims (22)

1.一种用于监视潜孔冲击式钻孔的方法，所述钻孔利用潜孔锤（8）执行，所述方法包括：

-探测或估计代表所述潜孔锤（8）的冲击频率的一个或多个控制频率，以及

-形成所述一个或多个控制频率的分布的展开范围的表示（16，18，19，20，21，25），以使得产生对作为所述展开范围的宽度（W）的变化的至少一个钻孔参数的调整的响应。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述展开范围的宽度（W）变窄的方向上调整所述至少一个钻孔参数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一个钻孔参数为来自以下的组中的一个或更多个：在钻头上的进给力/重量、进给速率、旋转速度、旋转转矩、冲击流体流动压力、冲洗流体流动压力。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，对所述一个或多个控制频率取样以形成覆盖期望的或确定的时间段的表示（16，18，19，20，21，25）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当确立在所述至少一个钻孔参数的一个方向上的调整导致所述冲击频率的展开范围的宽度（W）加宽时，终止在那个方向上的调整或者在相反的方向上再次调整所述至少一个钻孔参数。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当确立在所述至少一个钻孔参数的一个方向上的调整导致所述冲击频率的展开范围的宽度（W）变窄时，保持在那个方向上的调整或继续在相同方向上的调整。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在正在被钻凿的孔的外部、位于来自以下的组中的任何位置处探测所述一个或多个控制频率：在与潜孔锤（8）相联的钻机（1）上或与所述钻机相邻、在钻柱（6）上、在与所述钻柱（6）相邻的地面上、在靠近所述钻柱（6）的空气中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述冲击频率的展开范围的表示（16，18，19，20，21，25）被以信号通知或被显示，以用于协助所述至少一个钻孔参数的手工调整。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述控制频率为基础冲击频率或其第二谐波或其另一谐波。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括形成所述一个或多个控制频率的所述分布的幅值的表示，以使得产生对作为所述幅值的大小的变化的至少一个钻孔参数的调整的响应。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述幅值的大小增加的方向上调整所述至少一个钻孔参数。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，当确立在所述至少一个钻孔参数的一个方向上的调整导致所述幅值的大小的减少时，终止那个方向上的调整或者在相反的方向上再次调整所述至少一个钻孔参数。

13.根据权利要求10、11或12所述的方法，其中，当确立在所述至少一个钻孔参数的一个方向上的调整导致所述幅值的大小的增加时，保持那个方向上的调整或继续在相同方向上的调整。

14.根据权利要求10-13中任一项所述的方法，其中，所述幅值的所述表示被以信号通知或被显示，以用于协助所述至少一个钻孔参数的手工调整。

15.根据权利要求10-14中任一项所述的方法，其中，对幅值数据取样以形成覆盖期望的或确定的时间段的表示。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，得到的冲击频率和/或幅值数据以它们以后能够作为钻孔特征被读取的方式进行记录并存储。

17.一种用于监视潜孔冲击式钻孔的设备，所述钻孔利用潜孔锤（8）执行，其特征在于：

-传感器单元，该传感器单元用于检测或估计代表所述潜孔锤（8）的冲击频率的一个或者多个控制频率，以及

-表示装置，该表示装置用于形成所述一个或多个控制频率的分布的展开范围的表示（16，18，19，20，21，25），以产生对作为所述展开范围的宽度的变化的至少一个钻孔参数的调整的响应。

18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，电路装置被布置成对所述一个或多个控制频率取样以形成覆盖确定的时间段的表示（16，18，19，20，21，25）。

19.根据权利要求17或18所述的设备，其特征在于，所述设备包括能够测量频率的至少一个传感器（14），所述传感器被定为在正在被钻凿的孔的外部、位于来自以下的组中的任何位置处：在与潜孔锤相联的钻机上或与所述钻机相邻、在钻柱上、在与所述钻柱相邻的地面上、在靠近所述钻柱的空气中。

20.根据权利要求17-19中任一项所述的设备，其特征在于，布置有用于提供输出的发信号设备或显示设备，所述输出基于所述冲击频率的展开范围的所述表示而协助所述至少一个钻孔参数的手工调整。

21.根据权利要求17-20中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于形成所述一个或多个控制频率的所述分布的幅值的表示，以使得产生对作为所述幅值的大小的变化的至少一个钻孔参数的调整的响应的装置。

22.根据权利要求17-21中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于以这样的方式记录和存储得到的冲击频率和/或幅值数据的装置：所述冲击频率和/或幅值数据在以后能够作为钻孔特征被读取。

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