DE3145129C1 - Methods and devices for position and position detection of a drilling pig - Google Patents
Methods and devices for position and position detection of a drilling pigInfo
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Description
a) mit Hilfe eines im Bohrlochmund verbleibenden Startteils (7) die Koordinatenachsen des Hinterteils (3) bestimmt werden,a) with the help of a starting part (7) remaining in the mouth of the borehole, the coordinate axes of the rear part (3) can be determined,
b) nachdem das den Bohrkopf (4) tragende Vorderteil (2) sich weitergearbeitet hat, die Koordinatenachsen des Vorderteils (2) in Bezug zum Hinterteil (3) ermittelt werden, sowieb) after the front part (2) carrying the drill head (4) has continued to work, the Coordinate axes of the front part (2) in relation to the rear part (3) are determined, as well as
c) danach das Hinterteil (3) nachgeholt wird und dessen Position und Lage vom Vorderteil (2) aus bestimmt und im Verhältnis zu diesem Referenzkoordinatensystem benutzt wird.c) then the rear part (3) is made up and its position and location from the front part (2) is determined and used in relation to this reference coordinate system.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung der aufgenommenen Meßwerte in einem Führungsgerät auf der Erdoberfläche erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the processing of the recorded Measured values are carried out in a guide device on the earth's surface.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vektoraddition mit akustischer Ortung des Bohrmolches (1) kombiniert wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the vector addition with acoustic Locating the drilling pig (1) is combined.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine akustische Ortung des Bohrmolchs mittels in den senkrechten Bohrungen angebrachter Geophonketten nach dem Laufzeitprinzip erfolgt.4. The method according to claims 1-3, characterized in that an acoustic Location of the pig by means of geophone chains attached to the vertical holes after the Runtime principle takes place.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zielbohrung eine Schallquelle angeordnet wird, weiche im Bohrmolch (1) richtungssensierbar ist, und daß mittels Erdgraviationssensoren Rollen und Nicken des Bohrmolchs (1) bestimmbar sind.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the Target bore a sound source is arranged, which is directionally sensitive in the pig (1), and that rolling and pitching of the pig (1) can be determined by means of earth gravity sensors.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1—3, mit einer Steuereinrichtung für einen selbsttätig fortschreitenden, aus mindestens zwei axial hintereinander angeordneten Teilen bestehenden Bohrmolch, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem einen Teil (2) des Bohrmolchs (1) drei achsparallel justierte Laser (8,9,10) montiert sind und daß auf dem anderen Teil (3) jeweils den Lasern (8,9,10) gegenüberliegend drei Bildsensoren (11,12,13) angebracht sind, welche in Vier-Quadrantenform aufgeteilt sind.6. Device for performing the method according to claims 1-3, with a control device for an automatically advancing one of at least two axially arranged one behind the other Parts existing pig, characterized in that on one part (2) of the pig (1) three axially parallel aligned lasers (8,9,10) mounted are and that on the other part (3) each of the lasers (8,9,10) opposite three image sensors (11,12,13) are attached, which are in four-quadrant form are divided.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, mit einer Steuereinrichtung für einen selbsttätig fortschreitenden, aus mindestens zwei axial hintereinander angeordneten Teilen bestehenden Bohrmolch, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (2,3) des Bohrmolchs (1) über sechs Teleskoprohre (14 bis 19), in denen Laserinterferometer montiert sind, miteinander verbunden sind, wobei je drei Montagepunkte auf den beiden Teilen (2, 3) vorhanden sind und die Teleskoprohre (14 bis 19) dort mit Kugelgelenken montiert sind.7. Device for performing the method according to claims 1 to 3, with a control device for an automatically advancing one of at least two axially arranged one behind the other Parts of the existing pig, characterized in that the two parts (2,3) of the pig (1) with each other via six telescopic tubes (14 to 19) in which laser interferometers are mounted are connected, with three mounting points on each of the two parts (2, 3) and the Telescopic tubes (14 to 19) are mounted there with ball joints.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsund Lageerfassung eines aus mindestens zwei sich alternierend bewegenden, ein Vorder- und ein Hinterteil umfassenden Teilen bestehenden Bohrmolchs bei der Herstellung einer Verbindungsbohrung im Erdreich zwischen zwei vertikalen Bohrungen.The invention relates to a method for position and position detection one of at least two alternately moving, a front and a rear part comprising parts existing drilling pig in the Production of a connecting hole in the ground between two vertical holes.
Des weiteren betrifft die Erfindung Einrichtungen zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens, die jeweils mit einer Steuereinrichtung für einen selbsttätigThe invention also relates to devices for performing the claimed method, which each with a control device for one automatically
ίο fortschreitenden, aus mindestens zwei axial hintereinander angeordneten Teilen bestehenden Bohrmolch versehen sind.ίο progressive, from at least two axially one behind the other arranged parts of existing pigs are provided.
Um aus tiefliegenden Kohleflözen, z. B. in 5 km Tiefe, Kohle fördern zu können, sehen moderne Methoden vor, daß zwei senkrechte Bohrungen im Abstand von z. B. 200 m und einem Durchmesser von etwa 60 cm auf dem kohleführenden Flöz abgesenkt werden. Zwischen den beiden senkrechten Bohrungen soll eine Verbindungsbohrung geschaffen werden, welche den Kohleflöz durchläuft, und die es später ermöglicht, die Kohle mittels Vergasung zu fördern.To get out of deep coal seams, e.g. For example, to be able to mine coal at a depth of 5 km, see modern methods before that two vertical holes at a distance of z. B. 200 m and a diameter of about 60 cm the coal-bearing seam. There should be a connecting hole between the two vertical holes be created, which passes through the coal seam, and which later enables the coal to promote by means of gasification.
Dieses neue Verfahren wirft das Problem auf, die Position und Lage der Vorrichtung (Bohrmolch) für das Bohren der Verbindungsbohrung zwischen den beiden senkrechten Bohrungen ständig zu ermitteln, damit die Steuerung des Bohrmolches durch den Kohleflöz erfolgen kann.This new method raises the problem of determining the position and location of the device (pig) for the Drill the connecting hole between the two vertical holes constantly to determine so that the Control of the drilling pig can take place through the coal seam.
Die aus der Luft- und Weltraumfahrt bekannten und erfolgreichen konventionellen Methoden der Erfassung von Positions- und Lagedaten sind wegen der mangelnden Präzision und der nicht vorhandenen Möglichkeit der Reorientierung des Bohrmolchs nicht ohne weiteres anwendbar. Hierbei fällt erschwerend ins Gewicht, daß der Bohrmolch zwischen den senkrechten Bohrungen ca. 10 Stunden unterwegs sein kann.The successful conventional recording methods known from the aerospace industry of position and location data are due to the lack of precision and the non-existent Possibility of reorienting the pig not readily applicable. This is an aggravating factor Weight that the pig can be on the way for about 10 hours between the vertical holes.
Die Verwendung einer Kreiselplattenform macht wegen der Präzesion einer dreiachsenstabilisierten Kreiselplattenform Kontrollmechanismen erforderlich, die eine Genauigkeit von ca. 0,15° über 10 Stunden erreichen müssen. Optische Bahnverfolgung scheidet aus — obwohl vom Prinzip her genaueste Messungen möglich sind — da bedingt durch die Bohrkleinförderung die Möglichkeit des teilweisen Einbruchs der Bohrungen sowie evtl. erforderlicher großer Bahnrichtungsänderungen besteht.The use of a gyro plate shape makes a three-axis stabilized one because of the precision Gyro-plate-shaped control mechanisms are required that have an accuracy of approximately 0.15 ° over 10 hours need to achieve. Optical path tracking is ruled out - although in principle the most precise measurements are possible - due to the cuttings conveyance, the possibility of partial collapse of the There are bores and any major changes in the direction of travel that may be required.
Eine magnetische Orientierungshilfe ist als Ergänzung zu einem Erdgravitationssensor für Nick- und Rollinformation durch Zuhilfenahme des Erdmagnetfeldes oder eines überlagerten Magnetfeldes zur Gewinnung von Nick- und Gierinformationen denkbar. Die geologischen Formationen lassen jedoch starke Verfälschungen des idealen Feldlinienverlaufes erwarten. Außerdem wäre mit dieser Methode nur die Lage, nicht aber die Position des Molches feststellbar. Auch das Anbringen eines elektrischen Strompfades zwischen den senkrechten Bohrungen und Verbindungsbohrung durch das Flöz scheitert an der nicht eindeutig unterscheidbaren Leitfähigkeit von Kohle und deren möglichen Umgebungsmaterialien.A magnetic orientation aid is a supplement to an earth gravity sensor for pitch and roll information by using the earth's magnetic field or a superimposed magnetic field to generate Pitch and yaw information is conceivable. However, the geological formations leave strong falsifications expect the ideal course of the field lines. In addition, with this method only the location would be, but not the position of the pig can be determined. Also attaching an electrical current path between the vertical drilling and connecting drilling through the seam fails because of the ambiguity distinguishable conductivity of coal and its possible surrounding materials.
Auch akustische Ortung ist denkbar, wobei mittels Geophonen der Bohrmolch als Schallquelle lokalisiert werden kann. Allerdings ergibt auch dieses Verfahren keine Auskunft über die Lage des Bohrmolches.Acoustic localization is also conceivable, the pig being localized as a sound source by means of geophones can be. However, this method does not provide any information about the position of the drilling machine either.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und Einrichtungen der genannten Art anzugeben, mit deren Hilfe es möglich wird, den Bohrmolch mit der erforderlichen hohen Präzision die Verbindungsbohrung zwischen beiden senkrechten Bohrungen herstel-The object of the invention is therefore to provide a method and devices of the type mentioned, with their Help it becomes possible to drill the connecting hole with the required high precision between the two vertical holes
Ien zu lassen.Ien to let.
Diese Aufgabe ist verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß für den Bohrmolch Positions- und Lagerfassung durch inkrementales Aufaddieren der Bewegungsvektoren des Bohrmolchs erfolgen, wobeiIn terms of the method, this object is achieved in that position and bearing mountings for the drilling pig by incrementally adding up the motion vectors of the pig, with
a) mit Hilfe eines im Bohrlochmund verbleibenden Startteils die Koordinatenachsen des Hinterteils bestimmt werden,a) with the help of a starting part remaining in the mouth of the borehole, the coordinate axes of the rear part to be determined
b) nachdem das den Bohrkopf tragende Vorderteil sich weitergearbeitet hat, die Koordinatenachsen des Vorderteils in Bezug zum Hinterteil ermittelt werden, sowieb) after the front part carrying the drill head has continued to work, the coordinate axes of the front part can be determined in relation to the rear part, as well as
c) danach das Hinterteil nachgeholt wird und dessen Position und Lage vom Vorderteil aus bestimmt und im Verhältnis zu diesem Referenzkoordinatensystem benutzt wird.c) then the rear part is made up and its position and location determined from the front part and is used in relation to this reference coordinate system.
Die vorrichtungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe besteht in den in den Ansprüchen 6 und 7 gekennzeichneten Merkmalen.The device-related solution to the problem set consists in claims 6 and 7 marked features.
Die Vorteile der Erfindung liegen auf der Hand. Mit relativ einfachen, handelsüblichen erprobten Einzelteilen kann aufgrund des Verfahrens die Steuerung des Bohrmolches so vorgenommen werden, daß Verlustbohrungen nicht mehr zu erwarten sind. Der Bohrmolch trifft exakt die zweite senkrechte Zielbohrung und kann aus dieser geborgen und weiter verwendet werden.The advantages of the invention are obvious. With relatively simple, commercially available, tried and tested individual parts Due to the method, the control of the drilling pig can be carried out in such a way that drilling losses can no longer be expected. The pig hits the second vertical target hole exactly and can recovered from this and used further.
Die Erfindung ist anhand der Figuren näher erläutert Diese zeigen
F i g. 1 einen Bohrmolch,
F i g. 2 eine erste Einrichtung,
F i g. 3 eine zweite Einrichtung.
Bevor auf die Figur näher eingegangen wird, soll noch einmal kurz das Prinzip der Erfindung erläutert werden.
Es handelt sich um eine Vektoraddition, bei der durch inkrementales Aufaddieren der Bewegungsvektoren
des Bohrmolches 1 (siehe Fig. 1) definierte Aussagen
über Position und Lage getroffen werden können. Ausgangspunkt ist, daß die Schnittpunkte eines
Kohleflözes oder aber auch eines beliebigen anderen Formationsganges mit den senkrechten Bohrungen
bekannte Punkte in einem Koordinatensystem sind. Es muß der Bohrmolch 1 einen durch die geologischen
Verhältnisse bedingten Linienzug zwischen diesen beiden Punkten beschreiben. Dieser Linienzug wird
durch eine endliche Anzahl von Vektoren dargestellt Die Vektoren werden vom Bohrmolch 1 selbständig
ermittelt. Der Bohrmolch 1 besitzt daher mindestens zwei sich alternierend bewegende Teile, das Vorderteil
2 und das Hinterteil 3, weiche über ein noch näher zu erläuterndes Meßsystem miteinander verbunden sind.The invention is explained in more detail with reference to the figures, which show
F i g. 1 a pig,
F i g. 2 a first facility,
F i g. 3 a second facility.
Before going into the figure in more detail, the principle of the invention should be briefly explained again. It is a vector addition in which defined statements about position and location can be made by incrementally adding up the motion vectors of the drilling pig 1 (see FIG. 1). The starting point is that the intersection points of a coal seam or any other formation path with the vertical boreholes are known points in a coordinate system. The pig 1 must describe a line between these two points caused by the geological conditions. This line of lines is represented by a finite number of vectors. The vectors are determined automatically by the pig 1. The pig 1 therefore has at least two alternately moving parts, the front part 2 and the rear part 3, which are connected to one another via a measuring system to be explained in more detail.
Das Vorderteil 2 trägt den Bohrkopf 4, wobei zwischen dem als Vorderteil 2 bezeichneten Teil und dem Bohrkopf 4 eine Dämpfung 5 vorgesehen sein kann. Hinterteil 3 und Vorderteil 2 sind über einen variablen Körper 6 flexibel miteinander verbunden. Der Bohrmolch wird sich daher wurmartig fortbewegen, wobei hier nicht näher interessierende mechanische Einzelheiten vorhanden sind, die es ermöglichen, das Hinterteil 3 dem Vorderteil 2 nachzuziehen. Der flexible Körper 6 hat selbst geringe Reibungskräfte zu überwinden und schützt die noch näher zu erläuternde Meßeinrichtung vor Heißgas und einstürzendem Gestein. Der Bewegungsablauf ist folgender:The front part 2 carries the drill head 4, with between the part designated as the front part 2 and the drill head 4 a damping 5 can be provided. Rear part 3 and front part 2 are variable via a Body 6 flexibly connected to one another. The newt will therefore move like a worm, whereby There are mechanical details of no further interest here that make it possible to move the rear part 3 to tighten the front part 2. The flexible body 6 has to overcome and even low frictional forces protects the measuring device to be explained in more detail from hot gas and collapsing rock. The sequence of movements is the following:
Nachdem der Bohrmolch 1 sich in das nicht dargestellte Flöz eingearbeitet hat, werden mit Hilfe des im Startloch verbleibenden Startteils 7 die Koordinatenachsen des Hinterteils 3 bestimmt. Wenn der Bohrkopf 4 und damit das Vorderteil 2 sich weiter gearbeitet haben, werden die Koordinatenachsen des Vorderteils 2 in Bezug zum Hinterteil 3 ermittelt Nachdem das Hinterteil 3 nachgeholt worden ist, wird dessen Standort und Lage in Bezug zum Vorderteil 2 bestimmt und danach wieder als Referenzkoordinatensystem benutzt.After the pig 1 has worked into the seam, not shown, with the help of the The starting part 7 remaining in the starting hole determines the coordinate axes of the rear part 3. When the drill head 4 and so that the front part 2 have continued to work, the coordinate axes of the front part 2 are in Relation to the rear part 3 determined After the rear part 3 has been made up, its Determined location and position in relation to the front part 2 and then again as a reference coordinate system used.
Angemerkt sei, daß jeweils nur die Meßwerte ίο aufgenommen werden sollen. Die Verarbeitung, d.h. Koordinatentransformation, Vektorermittlung erfolgt im Führungsgerät auf der Erdoberfläche, welches nicht Gegenstand dieser Erfindung ist, kann selbstverständlich aber auch grundsätzlich im Bohrmolch an Ort und Stelle erfolgen.It should be noted that only the measured values ίο are to be recorded in each case. The processing, i.e. Coordinate transformation, vector determination takes place in the guidance device on the earth's surface, which is not The subject of this invention is, of course, can also in principle in the drilling pig on site and Place.
In F i g. 2 ist eine erste Einrichtung dargestellt. Um die Translation und die Rotation eines Körpers in einem Koordinatensystem zu bestimmen, sind sechs Meßwerte erforderlich. In Realisierung dieses Prinzips werden drei achsparallel justierte Laser 8,9,10 auf einem der beiden Teile, d. h. entweder auf dem Vorderteil 2 oder dem Hinterteil 3 montiert Die Laser treffen auf eine Fläche in einem neuen Koordinatensystem auf dem anderen Teil 3. Auf diesem anderen Teil 3, beispielsweise dem Hinterteil werden den Lasern 8,9,10 gegenüberliegend drei Bildsensoren 11, 12, 13 z. B. ladungsgekoppelte Bildsensoren angebracht. Diese Bildsensoren sind in bekannter Art in Vier-Quadrantenform aufgeteilt. Aus der Länge der drei Laserstrahlen und aus den in Vier-Quadrantenform aufgeteilten Bildsensoren 11, 12, 13 kann auf die Beziehung beider Koordinatensysteme zueinander eindeutig geschlossen werden.In Fig. 2 shows a first device. About the translation and rotation of a body in one To determine the coordinate system, six measured values are required. In realizing this principle there are three axially parallel aligned lasers 8,9,10 on one of the two Parts, d. H. Mounted either on the front part 2 or the rear part 3 The lasers hit a surface in a new coordinate system on the other part 3. On this other part 3, for example the The rear part will be opposite the lasers 8,9,10 three image sensors 11, 12, 13 z. B. attached charge coupled image sensors. These image sensors are in known type divided into four-quadrant form. From the length of the three laser beams and from the in Image sensors 11, 12, 13 divided into four quadrants can be based on the relationship between the two coordinate systems are clearly inferred from each other.
In Fig.3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt Dort wird von der im Werkzeugmaschinenbau üblichen Längenmessung mittels Laser-Interferometrie Gebrauch gemacht Die Längenmessung ist relativ und erfolgt kontinuierlich längs einer festen Achse. Selbst ein geringer Versatz des Lasers bzw. des Interferometers oder des Reflektors ist ohne Einfluß. Die beiden in Bezug zu bringenden unterschiedlichen Koordinatensysteme, d.h. das Vorderteil 2 und das Hinterteil 3 sind über sechs Teleskoprohre 14,15,16,17, 18, 19 in der dargestellten Weise miteinander verbunden. Die Teleskoprohre 14 bis 19 sind über Kugelgelenke, welche selbst nicht näher dargestellt sind, mit den Teilen 2,3 verbunden. In den Teleskoprohren 14 bis 19 sind Laser-Interferometer montiert Diese werden daher bei Bewegungen der Teleskope in ihrer Achse mechanisch nachgestellt Bei dieser Einrichtung sind nur Längenmessungen erforderlich. Die erreichbare Genauigkeit mit bereits handelsüblichen Laser-Interferometern garantiert, daß die Vektoraddition mit hinreichender Genauigkeit realisiert wird.Another embodiment is shown in FIG There, length measurement using laser interferometry, which is customary in machine tool construction, is used Use made The length measurement is relative and takes place continuously along a fixed axis. Self a slight offset of the laser or the interferometer or the reflector has no effect. The two different coordinate systems to be related, i.e. the front part 2 and the Rear part 3 are via six telescopic tubes 14,15,16,17, 18, 19 connected to one another in the manner shown. The telescopic tubes 14 to 19 are via ball joints, which themselves are not shown in detail, connected to the parts 2, 3. In telescopic tubes 14 to 19 Laser interferometers are mounted. These are therefore when the telescopes move in their axis mechanically readjusted With this device only length measurements are required. The achievable accuracy with laser interferometers already available on the market guarantees that the vector addition is sufficient Accuracy is realized.
Nicht dargestellt ist das redundante Verfahren zur Vektoraddition mittels akustischer Ortung des Bohrmolches 1. Ausgangspunkt ist, daß das nicht näher dargestellte Triebwerk des Bohrmolches 1 während des Bohrvorganges beliebig ein- und ausschaltbar ist, so daß in den senkrechten Bohrungen angebrachte Geophonketten über Laufzeitverzögerung im Medium den Bohrmolch 1 mit ausreichender Genauigkeit orten können. Dieses Verfahren ist aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und braucht nicht näher erläutert zu werden. Jedoch ist es in Verbindung mit den anderen erfindungsgemäßen Verfahren und Einrichtungen neu und erfinderisch.The redundant method for vector addition by acoustic localization of the pig is not shown 1. The starting point is that the engine, not shown, of the drilling pig 1 during the Drilling process can be switched on and off as required, so that geophone chains attached to the vertical holes Locate the pig 1 with sufficient accuracy via the transit time delay in the medium can. This method is sufficiently known from the prior art and does not need to be explained in more detail to become. However, it is new in connection with the other methods and devices of the present invention and inventive.
In Ergänzung zu den bereits beschriebenen Verfahren und Einrichtungen ist eine mehrgliedrige Auslegung desIn addition to the processes and facilities already described, a multi-part design of the
Bohrmolches denkbar, wobei jeweils nur ein Teil bewegt wird und die weiteren ruhen. Auf diese Weise wird das Bezugskoordinatensystem mindestens einfach redundant und ist daher unempfindlich gegen Verrutschen des umgebenden Mediums.Boring pigs are conceivable, with only one part being moved and the others at rest. In this way the reference coordinate system becomes at least once redundant and is therefore insensitive to slipping of the surrounding medium.
Die Teile des Bohrmolches 1 können einzeln angetrieben sein oder aber auch einen gemeinsamen Antrieb aufweisen. Auch zusätzliche Kreiselplattformen im Vorder- und Hinterteil 2,3 können nützlich sein, um kurzzeitig auftretende Bewegungen im bewegungslos zu verbleibenden Referenzsystem zu sensieren.The parts of the drilling pig 1 can be driven individually or they can be driven together Have drive. Additional gyro platforms in the front and rear 2.3 can also be useful to to sense briefly occurring movements in the reference system that remains motionless.
Letztlich ist auch eine Reorientierung der Lage dadurch möglich, daß eine schnellbewegliche Plattform zwischen dem in der senkrechten Bohrung verbleibenden Startteil und dem Bohrmolchhinterteil vorgesehen ist, so daß eine Wiederausrichtung der Lage ermöglicht wird. Die Position der Plattform selbst ist dabei zwar ungenau, welches aber nicht weiter stört, da nicht erforderlich.Ultimately, a reorientation of the situation is also possible in that a rapidly moving platform provided between the starting part remaining in the vertical bore and the rear part of the drilling pig to allow realignment of the sheet. The position of the platform itself is there inaccurate, which does not interfere further, as it is not required.
Eine Schallquelle in der Zielbohrung kann im Bohrmolch richtungssensiert werden und eine Gier-Information liefern. Ein mitgeführter Erdgravitationssensor liefert zusätzlich Informationen über Rollen und Nicken des Bohrmolches. Neben diesen Ausformungen des Verfahrens und der Einrichtungen kann das Bohrgerät selbst mit einer Sensorik zum Feststellen der Beschaffenheit des umgebenden Erdmaterials und seiner Lage ausgerüstet sein. Hierbei kommen als Sensoren in Frage, zur Härtemessung eine kranzartig um den Bohrkopf gelegte Einrichtung, so daß der Molch sich so steuert, daß er ständig in der Zone zwischen Flöz und dem Liegenden arbeitet. Mittels Bildübertragung können die optischen Verhältnisse des Umgebenden beispielsweise mit einer ladungsgekoppelten Kamera an die Erdoberfläche übertragen werden und dort zusätzliche Entscheidungskriterien liefern. Auch eine Schichtdickenmessung mittels Ultraschall ist sinnvoll, um die Mächtigkeit des Flözes zumindest entlang der Horizontalbohrung bestimmen zu können.A sound source in the target hole can be direction-sensed in the pig and yaw information deliver. An earth gravity sensor carried along provides additional information about roles and Nodding of the drilling pig. In addition to these forms of the process and the facilities, this can Drilling device itself with a sensor system to determine the nature of the surrounding soil and be equipped for its location. The sensors that can be used here are those in the form of a wreath for hardness measurement Device placed around the drill head so that the pig controls itself so that it is constantly in the zone between seams and the lying one works. The optical conditions of the surroundings can be determined by means of image transmission for example with a charge coupled camera to the earth's surface and there additional Provide decision criteria. A layer thickness measurement using ultrasound is also useful in order to To be able to determine the thickness of the seam at least along the horizontal borehole.
Obwohl nicht Gegenstand der Erfindung sei auch kurz auf das Führungsgerät an der Erdoberfläche eingegangen. Dieses beispielsweise in einem Fahrzeug installierte Führungsgerät schließt den Regelkreis zwischen Sensorik und Aktorik. Die über das Telemetriesystem erhaltenen Meßwerte werden hier ausgewertet und derart aufbereitet, daß der Operateur hierdurchAlthough not the subject of the invention, let us briefly refer to the guidance device on the surface of the earth received. This master device installed in a vehicle, for example, closes the control loop between sensors and actuators. The measured values obtained via the telemetry system are evaluated here and processed in such a way that the surgeon thereby
ίο Entscheidungskriterien für Steuerungsvorgänge erhält. Dabei vermittelt das Führungsgerät dem Operateur das Gefühl eines Piloten im Bohrmolch. Hierzu kann beispielsweise auf einem Bildschirm das Modell der Senkrechtbohrungen des Flözes, sowie Position und Lage des Bohrmolches in einem Koordinatensystem evtl. auch dreidimensional dargestellt werden. Auch die Härteverteilung rings um den Bohrkopf kann bildhaft dargestellt werden. Auf einem weiteren Bildschirm ist das von der Kamera aufgenommene Bild zu sehen. Der Operateur erhält damit die Möglichkeit am Flözboden unter Beachtung der Zielbohrungsrichtung entlang zu fahren.ίο receives decision criteria for control processes. The guide device gives the operator the feeling of a pilot in a pig. Can do this for example on a screen the model of the vertical boreholes of the seam, as well as position and The position of the drilling pig in a coordinate system may also be shown three-dimensionally. Also the The hardness distribution around the drill head can be represented graphically. Another screen is see the image captured by the camera. This gives the surgeon the opportunity to work on the seam floor driving along taking into account the target bore direction.
Bei diesen Voraussetzungen ist es erforderlich, daß das Telemetrie- und Telekommandosystem seinen Einfluß auf die Funktionen Ein/Aus- bzw. Intensitätssteuerungen des Triebwerkes, Verstellung des Bohrkopfes, Steuerung der Körperbewegung, Ausrichten der Kamera, Auslösen der Härtesensoren, ausübt. Die Übertragung der Meßwerte kann beispielsweise über Lichtleiterkabel erfolgen.With these conditions it is necessary that the telemetry and telecommand system is his Influence on the functions on / off or intensity controls of the engine, adjustment of the drill head, Control of body movement, alignment of the camera, triggering of the hardness sensors. the The measured values can be transmitted, for example, via fiber optic cables.
Die Erörterungen machen deutlich, daß der Bohrmolch nicht etwa nur in dem hier beispielsweise beschriebenen Problem der Kohleförderung vorteilhaft eingesetzt werden kann. Grundsätzlich ist es mit der Systemauslegung des Bohrmolches möglich, diesen in jedem Medium arbeiten zu lassen, so daß seine universelle Verwendbarkeit sichergestellt ist.The discussions make it clear that the pig is not only used in this example described problem of coal extraction can be used advantageously. Basically it is with the System design of the drilling pig possible to let this work in any medium, so that his universal usability is ensured.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0622519A1 (en) * | 1993-04-29 | 1994-11-02 | Daimler-Benz Aerospace Aktiengesellschaft | Remotely controlled earth excavation device |
| CN112031786A (en) * | 2020-09-27 | 2020-12-04 | 中铁工程装备集团有限公司 | Tunnel portal ring beam structure and method for connecting tunnel portal ring beam structure with steel sleeve |
Families Citing this family (1)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DE-Z: Berg- und Hüttenmännische Monatshefte, Heft 8, 1967, Seiten 231 bis 238 * |
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Also Published As
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| GB2109443A (en) | 1983-06-02 |
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