DE3207012C2 - Method for controlling the drilling process when drilling in rock and device for carrying out the method - Google Patents

Method for controlling the drilling process when drilling in rock and device for carrying out the method

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DE3207012C2
DE3207012C2 DE19823207012 DE3207012A DE3207012C2 DE 3207012 C2 DE3207012 C2 DE 3207012C2 DE 19823207012 DE19823207012 DE 19823207012 DE 3207012 A DE3207012 A DE 3207012A DE 3207012 C2 DE3207012 C2 DE 3207012C2
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Abstract

Im ersten Takt des zweistufigen Bohrversuches wird nach Vorgabewerten gesteuerter Parameter und nach Nahrungsgrößen zu ergänzenden Faktoren des adaptiven Modells eine Bohrgeschwindigkeit bestimmt, die mit einem im gleichen Takt gemessenen Wert der gegebenen Geschwindigkeit verglichen wird, und nach den Ergebnissen des Vergleiches werden korrigierte Werte des entsprechenden zu ergänzenden Faktors des adaptiven Modells formiert, unter deren Berücksichtigung die den Optimalwerten der Steuersignale am nächsten kommenden Werte ermittelt werden, die als Einstellwerte für eine Einwirkung auf einen Bohrmeißel im nachfolgenden Takt des Bohrversuches auftreten. In jedem nachfolgenden Takt werden bei der Bestimmung der Steuersignale die ergänzten Faktoren des vorhergehenden Taktes benutzt. Bei einer Koinzidenz der gemessenen und der zu bestimmenden Bohrgeschwindigkeit in zwei aufeinanderfolgenden Takten tritt ein bei diesen Takten geformtes Steuersignal als ein Signal auf, das im eigentlichen Bohrbetrieb benutzt wird.In the first cycle of the two-stage drilling test, a drilling speed is determined according to preset values of controlled parameters and factors of the adaptive model to be supplemented according to food sizes, which is compared with a value of the given speed measured in the same cycle, and the results of the comparison are corrected values of the corresponding to A supplementary factor of the adaptive model is formed, taking into account the values that come closest to the optimal values of the control signals are determined, which occur as setting values for an action on a drill bit in the subsequent cycle of the drilling test. In each subsequent cycle, the added factors of the previous cycle are used to determine the control signals. If the measured drilling speed and the drilling speed to be determined coincide in two successive cycles, a control signal formed in these cycles occurs as a signal that is used in the actual drilling operation.

Description

i% 20.Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19. dadurch gekennzeichnet, daß sie in einer Schaltung (92) i% 20. Device according to one of claims 8 to 19, characterized in that it is in a circuit (92)

; : zur Ergänzung des der Drehzahl des Bohrmeißels entsprechenden Faktors enthält: ; : to supplement the factor corresponding to the speed of the drill bit contains:

ifs — einen ersten Summator (170), dessen einer Eingang mit dem Ausgang (23) der ersten Speichereinrich-if s - a first summator (170), one input of which connects to the output (23) of the first storage device

■ ·:! 30 tung (20) verbunden ist,■ · :! 30 device (20) is connected,

f.·' — eine erste, an einen Ausgang (93) des Kontrollgerätes (24) für Faktorengrößen angeschlossene Logarith-f. '- a first logarithmic connected to an output (93) of the control device (24) for factor sizes

31 mierungsschaltung (166),31 mization circuit (166),

|J — eine zweite, an den Ausgang (18) der Einheit (15) für eine diskrete Mittelung der Bohrgeschwindigkeit| J - a second, to the output (18) of the unit (15) for a discrete averaging of the drilling speed

I angeschlossene Logarithmierungsschaltung (167),I connected log circuit (167),

k 35 — eine dritte, an den Drehzahlgeber (7) für den Bohrmeißel angeschlossene Logarithmierungsschaltung k 35 - a third logarithmic circuit connected to the tachometer (7) for the drill bit

I (168) undI (168) and

f... — eine vierte, an einen Ausgang (91) der Schaltung (90) zur Ergänzung des dem Nachgiebigkeitsgrad des f ... - a fourth, to an output (91) of the circuit (90) to supplement the degree of flexibility of the

% Gesteines beim Bohren entsprechenden Faktors angeschlossene Logarithmierungsschaltung (169), % Of the rock when drilling the corresponding factor connected logarithmizing circuit (169),

[I — einen zweiten Summator (171), an dessen Eingänge die Ausgänge der ersten und der zweiten Logarith-[I - a second summator (171), at whose inputs the outputs of the first and the second logarithmic

jfi 40 mierungsschaltung (166 bzw. 167) angeschlossen sind,jfi 40 mation circuit (166 or 167) are connected,

gi — einen Schaltkreis (185), an dessen Eingang der Ausgang des zweiten Summators (171) angeschlossen istgi - a circuit (185) to whose input the output of the second summator (171) is connected

[if und dessen einer Ausgang unmittelbar und dessen anderer Ausgang über einen Inverter (189) mit den[if and its one output directly and its other output via an inverter (189) with the

anderen Eingängen des ersten Summators (170) verbunden sind,are connected to other inputs of the first summer (170),

— einen Divisor (192), an dessen ersten Eingang die dritte Logarithmierungsschaltung (168) über eine erste 45 Multiplikationsschaltung (186) und an dessen zweiten Eingang die gleiche dritte Logarithmierungsschaltung (168) über eine Reihenschaltung aus einer zweiten Multiplikationsschaltung (187) und einen dritten Summator (172) angeschlossen ist, wobei der Ausgang des Divisors (192) an den zweiten Eingang des Schaltkreises (185) angeschlossen ist, und- A divisor (192), at whose first input the third logarithmizing circuit (168) via a first 45 multiplication circuit (186) and at its second input the same third logarithmizing circuit (168) via a series circuit comprising a second multiplication circuit (187) and a third Summator (172) is connected, the output of the divisor (192) being connected to the second input of the Circuit (185) is connected, and

— eine dritte Multiplikationsschaltung (188), deren Eingänge mit dem Ausgang der vierten Logarithmie-50 rungsschaltung (169) und deren Ausgang an den zweiten Eingang des dritten Summators (172) angeschlossen sind, wobei der zweite Eingang der ersten Multiplikationsschaltung (186) an den Ausgang des zweiten Summators (171) angeschlossen und der Ausgang des ersten Summators (170) als Ausgang der gesamten Schaltung (92) zur Ergänzung der Faktoren vorgesehen ist.- A third multiplication circuit (188), the inputs of which with the output of the fourth logarithmic 50 approximately circuit (169) and its output connected to the second input of the third summator (172) are, the second input of the first multiplication circuit (186) to the output of the second summator (171) connected and the output of the first summator (170) as the output of the entire circuit (92) is provided to complement the factors.

5555

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern des Bohrvorgangs beim Bohren in Gestein, dem ein adaptives Modell für den Bohrvorgang zugrundegelegt ist und das zwei Betriebsarten umfaßt, von denen die 60 eine ein Bohrversuch in der zu durchbohrenden Gesteinsschicht und die andere der eigentliche Bohrbetrieb sind, wobeiThe invention relates to a method for controlling the drilling process when drilling in rock, the a adaptive model is used for the drilling process and comprises two operating modes, of which the 60 one is a drilling attempt in the rock layer to be drilled and the other is the actual drilling operation, whereby

— in dem üblichen Mehrtakt-Bohrversuch für die Gesteinsschicht bei jedem Takt Werte für gesteuerte Bohrparameter vorgegeben werden.- In the usual multi-cycle drilling test for the rock layer, values for controlled at each cycle Drilling parameters are specified.

65 — eine den Vorgabewerten der gesteuerten Bohrparameter entsprechende Bohrgeschwindigkeit gemessen wird und65 - a drilling speed corresponding to the default values of the controlled drilling parameters is measured will and

— nach Beendigung des letzten Taktes an entsprechenden Stellmechanismen des Bohrwerzeugs ankommende Steuersignale geformt werden.- After the end of the last cycle, arriving at the corresponding actuating mechanisms of the drilling tool Control signals are formed.

— nach den Ergebnissen des Bohrversuches- according to the results of the drilling test

a) im eigentlichen Bohrbetrieb verwendete Steuersignale unda) control signals used in the actual drilling operation and

b) ein Signal für einen Übergang vom Bohrversuchb) a signal for a transition from drilling attempt

zum eigentlichen Bohrbetrieb geformt werden undbe formed into the actual drilling operation and

— bei einer Abweichung der überwachten Bohrparameter von den Sollwerten des eigentlichen Bohrbetriebs zur Wiederholung des Bohrversuchs übergegangen wird,- if the monitored drilling parameters deviate from the setpoints of the actual drilling operation the drilling test is repeated,

jnd auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, diejnd to a facility to carry out the procedure, the

— ein Steuerpult für den Bohrvorgang, das über einen Digital-Analog-Umsetzer für Signale mit Stellmechanismen des Bohrwerkzeuges in Wechselwirkung steht,- A control panel for the drilling process, which has a digital-to-analog converter for signals with adjusting mechanisms of the drilling tool interacts,

— einen Bohrgeschwindigkeitsgeber,- a drilling speed sensor,

— einen Lastgeber für den Bohrmeißel,- a load transducer for the drill bit,

— einen Drehzahlgeber für den Bohrmeißel,- a speed sensor for the drill bit,

— eine elektronische Recheneinrichtung, in die das adaptive Modell des Bohrvorgangs eingegeben ist, die dem Lastgeber und dem Drehzahlgeber für den Bohrmeißel sowie dem Bohrgeschwindigkeitsgeber und dem Steuerpult zugeordnet ist und die eine Formierungseinheit für optimale Steuersignale aufweist, deren Ausgang mit Eingängen des Digital-Analog-Umsetzers verbunden ist und deren Eingänge mit entsprechenden Ausgängen einer Zeitschaltuhr und des Last- und des Drehzahlgebers für den Bohrmeißel verbunden sind,- An electronic computing device into which the adaptive model of the drilling process is entered, which the Load sensor and the speed sensor for the drill bit as well as the drilling speed sensor and the Control panel is assigned and which has a formation unit for optimal control signals, the Output is connected to inputs of the digital-to-analog converter and their inputs to corresponding ones Connected outputs of a timer and the load and speed sensor for the drill bit are,

— ein mit der elektronischen Recheneinrichtung verbundenes Kontrollgerät für die Faktoren des adaptiven Modells und- A control device connected to the electronic computing device for the factors of the adaptive Model and

— eine mit dem Steuerpult und der elektronischen Recheneinrichtung in Wechselwirkung stehende Zeitschaltuhr - a timer that interacts with the control panel and the electronic computing device

enthält.contains.

Die mechanische Gesteinszerstörung, beispielsweise beim Erdöl- und Erdgasbohren, ist mit der Notwendigkeit verbunden, Steuersignale (Belastungen eines das Gestein zerstörenden Werkzeuges — eines BohrmeißelsMechanical rock destruction, for example in oil and gas drilling, is a necessity connected, control signals (loads on a tool that destroys the rock - a drill bit

— und seine Drehzahl) in Abhängigkeit vom lithologischen Typ des zu bohrenden Gesteins (Härte, Abrasivität, Plastizität) und anderen konkreten Bedingungen, unter denen der Arbeitsablauf sich vollzieht, vorzugeben. Ein Teil von den Bohrvorgang beeinflussenden Faktoren kann für die Zeit eines Meißelmarsches (Lebensdauer eines Bohrmeißels) als gleichbleibend gesetzt werden, die anderen ändern sich im Laufe des Meißelmarsches, wobei, wenn die Tendenzen für einen Verschleiß der Bohrmeißellagerung und Schneidelemente mit der Zeit offensichtlieh sind, die Zerstörung des Gesteins unberechenbar wird. Praktisch ist daher die Auffindung von Steuersignalen im Zusammenhang mit einer laufenden Überwachung des Bohrvorgangs von wesentlicher Bedeutung, wobei es auf den laufenden Zustand des Bohrmeißels und des zu bohrenden Gesteins unabhängig vom angewendeten Bohrverfahren (Turbo-, Rotary-, Elektrobohren) ankommt. Hierbei gibt es keine direkten Kontrollverfahren für einen Meißelverschleiß und eine Änderung der Eigenschaften des Gesteins.- and its speed) depending on the lithological type of rock to be drilled (hardness, abrasiveness, Plasticity) and other specific conditions under which the workflow takes place. A Some of the factors influencing the drilling process can affect the duration of a chisel march (service life of a Drill bit) are set as constant, the others change in the course of the bit march, whereby, when the tendencies for bit bearing and cutting element wear over time became apparent are, the destruction of the rock becomes unpredictable. It is therefore practical to find control signals essential in connection with ongoing monitoring of the drilling process, whereby it depends on the running condition of the bit and the rock being drilled regardless of the type of rock used Drilling method (turbo, rotary, electric drilling) arrives. There are no direct control procedures for this bit wear and a change in the properties of the rock.

Es sind verschiedene Verfahren und Einrichtungen zum Steuern des Bohrvorgangs auf nichtautomatisierter und automatisierter Basis bekannt.Various methods and devices are available for controlling the drilling process in a non-automated manner and automated basis.

In den nichtautomatisierten Systemen erfolgt die Auswahl der Steuersignale auf der Basis früherer Erfahrungen unmittelbar durch einen Operateur (Bohrarbeiter). Durchschnittlich erweist sich die Bohrleistung bei einer solchen Steuerung als um 25 bis 30% unterhalb der optimalen liegend (siehe beispielsweise A. <|. Pogarskij »Automatisierung des Bohrverfahrens für Tiefbohrungen«, »Nedra«, 1972). Derartige nichtautomatisierte Systeme werden zur Zeit viel häufiger als die automatischen benutzt. \~In the non-automated systems, the control signals are selected on the basis of previous experience directly by a surgeon (drill worker). The drilling performance proves to be average with one such control as lying 25 to 30% below the optimal (see for example A. <|. Pogarskij "Automation of the drilling process for deep boreholes", "Nedra", 1972). Such non-automated systems are currently used much more frequently than the automatic ones. \ ~

In den automatisierten Systemen wird zur Formierung der Steuersignale ein adaptives Modell des Arbeitsablaufes benutzt. Die Parameter des Bohrmeißels und die Information über die übrigen für einen Meißelmarsch konstanten Faktoren werden in das adaptive Modell vor Beginn des Meißelmarsches vom Steuerpult eingegeben. Die Parameter des zu bohrenden Gesteins, die vor Beginn der Bohrarbeit unbekannt (oder nur annähernd bekannt) sind, werden im I -aiife des technologischen Bohrvorgangs ermittelt. Hierbei wird die Zeit des Meißelmarsches in zwei Perioden, nämlich die Zeit einer Erprobung des Gesteins (Ergänzung von Modellparametern) mit anschließender Bestimmung optimaler Steuersignale und die Bohrzeit unter günstigen Bedingungen unterteilt Die Dauer der Erprobung bestimmt die Zeit einer unrationellen Benutzung des Werkzeugs, und bei einer Tiefbohrung wirkt sie sich beträchtlich auf die Leistung aus, weil mit steigender Bohrlochtiefe die Bohrdauer unter Benutzung eines Bohrmeißels (Meißelmarsch) sprunghaft abnimmt Darüber hinaus ist ein häufiger Wechsel der lithografischen Eigenschaften des Gesteins möglich, bei dem das System zum Bohrversuch mehrmals für einen Kernmarsch (beim Arbeiten mit einem Kern-Meißel) zurückkehren muß. Die rationelle Ausnutzung der Betriebsdauer des Bohrmeißels durch Vervollkommnung der Steuerurigsmethoden und -einrichtungen ist eine der Voraussetzungen der Leistungssteigerung der Bohranlagen für eine Tief- und Ultratiefbohrung bei einem beliebigen Bohrverfahren.In the automated systems, an adaptive model of the workflow is used to form the control signals used. The parameters of the bit and the information about the rest for a bit march constant factors are entered into the adaptive model from the control panel prior to the start of the chisel march. The parameters of the rock to be drilled which were unknown (or approximate are known), are determined in the I -aiife of the technological drilling process. This is the time of the chisel march in two periods, namely the time of testing the rock (addition of model parameters) with subsequent determination of optimal control signals and the drilling time under favorable conditions The duration of the trial determines the time of inefficient use of the tool, and in the case of a Deep drilling has a significant impact on performance because the longer the hole depth increases, the longer the drilling time using a drill bit (chisel march) decreases by leaps and bounds In addition, a is more common The lithographic properties of the rock can be changed if the system attempts to drill several times must return for a core march (when working with a core chisel). The rational use the service life of the drill bit by perfecting the control methods and devices is one of the prerequisites for increasing the performance of drilling rigs for deep and ultra deep drilling any drilling method.

In bekannten automatisierten Steuerungssystemen für ein Bohrwerkzeug wird eine Kopplung des Operateurs mit dem Bohrvorgang über eine Elektronenrechenmaschine (siehe beispielsweise Kennedy J. L »Data monitoring on today's rig«, »Oil and Gas Journal«, 1973, vol. 71, N. 39, p. 119 bis 120,125 bis 126) vorausgesetzt Diese Systeme arbeiten in keinem Echtzeitbetrieb und sehen keine operative Beurteilung der technologischen Situation vor. In einem solchen System wird die Information von den am Bohrturm angeordneten Gebern aus der analogen in eine digitale Form umgesetzt, in einen Lochstreifen gelocht und über einen Fernschreiber in einIn known automated control systems for a drilling tool, the surgeon is coupled with the drilling process using an electronic computer (see, for example, Kennedy J. L “Data monitoring on today's rig "," Oil and Gas Journal ", 1973, vol. 71, n. 39, p. 119 to 120, 125 to 126) provided this Systems do not work in real time and do not see any operational assessment of the technological situation before. In such a system, the information from the transducers located on the derrick is taken from the analog converted into digital form, punched in a punched tape and via a teleprinter into a

Rechenzentrum übertragen, wo die Rechenmaschine zur Bedienung des betreffenden Bohrturmes periodisch herangezogen und die Info; ^nation zwecks Korrektur von Bohrprogrammen analysiert wird. Die Rechenergebnisse werden über den Fernschreiber auf den Bohrturm übertragen und durch den Bohrarbeiter zu einer manuellen Steueru/ig der Antriebe der wichtigsten Stellmechanismen ausgenutzt Eine aktive Informationssuche und eine operative Ausnutzung ihrer Ergebnisse sind also unmöglich. In derartigem automatisiertem Steuerungssystem für ein Bohrwerkzeug kann ein Optimierungsverfahren für einen Bohrbetrieb nach einem Kriterium für Minimalkosten eines Meters Bohrfortschritt (siehe beispielsweise »Well-site analysis handed for economy new capabilities«. »Oil and Gas Journal«, 1973, vol. 71, N. 39, p. 132, 134, 136, 141) benutzt werden. In den genannten Systemen sind die aktive Informationssuche und deren operative Ausnutzung gleichfalls unmöglich,Data center transferred, where the computer to operate the relevant derrick periodically consulted and the info; ^ nation is analyzed for the purpose of correcting drilling programs. The calculation results are transmitted via the telex to the derrick and by the drill worker to a manual control of the drives of the most important actuating mechanisms used An active information search and an operative exploitation of its results are therefore impossible. In such an automated control system for a drilling tool, an optimization method for a drilling operation can be based on a criterion for the minimum cost of one meter of drilling progress (see, for example, »Well-site analysis handed for economy new capabilities «. "Oil and Gas Journal," 1973, vol. 71, n. 39, p. 132, 134, 136, 141) can be used. In the the systems mentioned, the active search for information and its operational exploitation are also impossible,

ίο was zu einer Erhöhung der Bohrzeit führt und also keine hohe Leistung eines Bohrwerkzeugs gewährleistetίο which leads to an increase in the drilling time and therefore does not guarantee high performance of a drilling tool

Es ist ein Verfahren zum Steuern des Bohrvorgangs bekannt, dem die Ausnutzung eines adaptiven Modells für das Bohrverfahren zugrunde liegt, mit dessen Hilfe auf das Bohrwerkzeug einwirkende Steuersignale geformt werden. Das Verfahren besteht in der Verwendung zweier Steuerungsparameter, nämlich aus einem Bohrversuch für eine zu bohrende Gesteinsschicht und aus dem eigentlichen Bohrbetrieb gewonnenen Parametern. Im Mehrtakt-Bohrversuch werden bei jedem Takt Werte für eine Bohrmeißelbelastung und -drehzahl vorgegeben, eine diesen Vorgabewerten entsprechende mechanische Bohrgeschwindigkeit gemessen und nach Beendigung des Taktes an den entsprechenden Stellmechanismen für den nachfolgenden Takt eintreffende Steuersignale geformt Nach den Ergebnissen des Bohrversuches werden Steuersignale für den eigentlichen Bohrbetrieb formiert Wenn im letzten Betrieb die Werte der Kontrollparameter, als weiche die Bohrmeißelbelastung und -drehzahl auftreten, von den Sollwerten abweichen, so wird vom eigentlichen Bohrbetrieb zum Bohrversuch (siehe beispielsweise Young F. S. »Computerized drilling control«, »Journal of petroleum technology«, April 1969) übergegangen.A method for controlling the drilling process is known which utilizes an adaptive model for the drilling process is based, with the help of which control signals acting on the drilling tool are formed will. The method consists in using two control parameters, namely a drilling attempt for a rock layer to be drilled and parameters obtained from the actual drilling operation. in the Multi-cycle drilling test, values for a drill bit load and speed are specified for each cycle, a mechanical drilling speed corresponding to these specified values is measured and after completion of the clock to the corresponding setting mechanisms for the following clock incoming control signals Shaped After the results of the drilling test, control signals for the actual drilling operation are generated formed If in the last operation the values of the control parameters, as soft the drill bit load and speed occur, deviate from the setpoints, the actual drilling operation becomes a drilling attempt (see, for example, Young F. S. "Computerized drilling control", "Journal of petroleum technology", April 1969).

Die bekannte Methode beruht auf der Lösung einer Gleichung für die Kosten eines Meters Bohrfortschritt zwecks Auffindung von Steuersignalen, die eine Minimierung dieser Ko ten bewirken. Hierbei dient als Grundlage zur Erhaltung der genannten Gleichung der folgende Ausdruck für oie Bohrgeschwindigkeit:The known method is based on solving an equation for the cost of one meter of drilling progress for the purpose of finding control signals that have the effect of minimizing these Ko ten. This serves as the basis To maintain the above equation, the following expression for the drilling speed:

Ic(P-Po) η*Ic (P-Po) η * ωω

1 + C1H '1 + C 1 H '

Darin bezeichnet:It denotes:

ν Bohrgeschwindigkeitν drilling speed

P Bohrmeißelbelastung beim Bohren P bit load when drilling

P0 für eine Bohrgeschwindigkeit 0 extrapolierte BohrmeißelbelastungP 0 for a drilling speed 0 extrapolated drill bit load

C1 die Güte des Bohrmeißels kennzeichnender Faktor C 1 factor characterizing the quality of the drill bit

H vorgegebener Wert des Bohrmeißelverschleißes H specified value of the bit wear

k Faktor für die Bohrbarkeit des Gesteines k factor for the drillability of the rock

η Bohrmeißeldrehzahl η drill bit speed

λ eine Beeinflussung der Bohrgeschwindigkeit durch die Bohrmeißeldrehzahl bestimmender Faktor. λ a factor determining an influence on the drilling speed by the drill bit speed.

4040

Zur Bestimmung der sich im Bohrvorgang ändernden Größen von k und λ wird von einem Standardprogramm zur Erprobung, »Fünf-Punkte-Methode« genannt, Gebrauch gemacht. Das Wesen dieser Methode besteht in folgendem. Im ersten Takt der Erprobung gibt man wahlfreie Werte P und η vor und fixiert mit Hilfe einer Speichereinrichtung eine ihnen entsprechende Bohrgeschwindigkeit v, worauf man, indem man die Werte Pund η abwechselnd ändert (vergrößert und verringert), noch vier Takte der Erprobung verwirklicht und in jedem Takt die Bohrgeschwindigkeit fixiert. Danach wird der sechste Takt der Erprobung verwirklicht, bei dem die gleichen Werte von Pund η wie im ersten Takt vorgegeben werden, es gibt also im ganzen fünf Punkte für Pund n. Erweist sich hierbei die Bohrgeschwindigkeit ν im sechsten Takt als die gleiche wie im ersten Takt, so wird der Bohrversuch damit als beendet erachtet. Ferner werden, indem die Gleichung (I) unter Berücksichtigung der in der Speichereinrichtung festgehaltenen Meßergebnisse aufgelöst wird, die Faktoren it und λ des adaptiven Modells errechnet und korrigiert, die korrigierten Faktoren in das adaptive Modell eingesetzt und für die gegebenen Bohrbedingungen optimale Steuersignale berechnet, die den Stellmechanismen des Bohrwerkzeuges zugeführt werden, und es wird zum eigentlichen Bohrbetrieb übergegangen. Wenn aber im sechsten Takt die Bohrgeschwindigkeit nicht mit derjenigen zusammenfällt, die im ersten Takt genommen war, wird erneut ein Bohrversuch durchgeführt.A standard test program called the “five-point method” is used to determine the sizes of k and λ that change during the drilling process. The essence of this method is as follows. In the first cycle of testing it is arbitrary values P and η before and fixed by means of a memory device, a v them corresponding drilling, whereupon, by η, the values P and alternately changes (increases and decreases), realized four cycles of testing and in the drilling speed is fixed for each cycle. Then the sixth cycle of the test is implemented, in which the same values of P and η are specified as in the first cycle, so there are a total of five points for P and n. If the drilling speed ν in the sixth cycle proves to be the same as in the first Clock, the drilling attempt is thus deemed to have ended. Furthermore, by solving equation (I) taking into account the measurement results recorded in the storage device, the factors it and λ of the adaptive model are calculated and corrected, the corrected factors are inserted into the adaptive model and the optimum control signals are calculated for the given drilling conditions the actuating mechanisms of the drilling tool are fed, and the actual drilling operation is carried out. If, however, the drilling speed in the sixth cycle does not coincide with that which was taken in the first cycle, a new drilling attempt is carried out.

Der Bohrbetrieb mit den erhaltenen Steuersignalen wird so lange fortgesetzt, bis die gemessene Bohrgeschwindigkeit nur geringfügig vom Rechenwert abweicht. Bei einer Abweichung der Bohrgeschwindigkeit vom Rechenwert wird erneut zum Bohrversuch übergegangen.
Die dieses Verfahren anwendende Einrichtung enthält ein Steuerpult für den Bohrvorgang, das über einen Digital-Analog-Umsetzer für Signale mit den Stellmechanismen des Bohrwerkzeuges in Wechselwirkung steht, Die Einrichtung weist eine elektronische Recheneinrichtung auf, in die das adaptive Modell für den Bohrvorgang eingegeben ist und die eine Formierungseinheit für Steuersignale beim Bohrversuch und eine Formierungseinheit für optimale Steuersignale enthält, deren Ausgänge mit den Eingängen des Digital-Analog-Umsetzers unc deren Eingänge mit entsprechenden Ausgängen der Geber, Speichereinrichtung und der Zeitschaltuhr verbun
The drilling operation with the received control signals is continued until the measured drilling speed deviates only slightly from the calculated value. If the drilling speed deviates from the calculated value, a new attempt is made to drill.
The device using this method contains a control panel for the drilling process which interacts via a digital-to-analog converter for signals with the actuating mechanisms of the drilling tool which contains a formation unit for control signals during the drilling test and a formation unit for optimal control signals, the outputs of which are connected to the inputs of the digital-to-analog converter and their inputs to the corresponding outputs of the transmitter, memory device and timer

b5 den sind.b5 den are.

An die elektronische Recheneinrichtung sind ein Geber für mechanische Bohrgeschwindigkeit, ein Lastgebei für den Bohrmeißel und ein Drehzahlgeber für den Bohrmeißel angeschlossen; außerdem ist daran ein Kontroil gerät für Werte der Faktoren des adaptiven Modells (siehe beispielsweise Young F. S. »Computerized drillinjAn encoder for mechanical drilling speed, a load indicator, is attached to the electronic computing device connected for the drill bit and a speed sensor for the drill bit; besides, there is a control to it device for values of the factors of the adaptive model (see for example Young F. S. »Computerized drillinj

control«, »Journal of petroleum technology«, April 1969) angeschlossen.control ”,“ Journal of petroleum technology ”, April 1969).

Vom Steuerpult werden in das adaptive Modell Ausgangswerte der Faktoren und Anfangswerte der Steuersignale eingegeben sowie ein Befehl zum Anfang des Bohrversuches erteiltFrom the control desk, initial values of the factors and initial values of the control signals are entered into the adaptive model entered and a command issued to start the drilling attempt

Die Befehle zum Obergang von einem zum anderen Takt der Erprobung werden durch eine Zeitschaltuhr programmgemäß erteilt, wäiirend die Steuersignale hierbei durch die Forinierungseinheit für Steuersignale im Bohrversuch erzeugt werden. Nach Beendigung des Bohrversuchs werden die korrigierten Werte der Faktoren in das adaptive Modell eingesetzt, wo den Stellmechanismen zuzuführende optimale Steuersignale erzeugt werden.The commands to move from one to the other cycle of testing are given by a timer issued according to the program, while the control signals here by the formatting unit for control signals in the Drilling attempt can be generated. After the end of the drilling attempt, the corrected values of the factors used in the adaptive model, which generates optimal control signals to be fed to the actuating mechanisms will.

Ein Hauptmangel dieser Verfahren und Einrichtungen liegt darin, daß in festen Zeitabständen verschiedene Änderungen einer Kombination von Vorgaben für eine Bohrmeißelbelastung und -drehzahl in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen a priori-Reihenfolge für ihre Ausführung verwirklicht und in der Regel daher bei keinem der sechs Takte der Erprobung eine optimale Kombination der Steuersignale erzielt werden. Wenn in einem der Takte die Parameterkombination zufällig in die Nähe der optimalen geraten ist, kann das bekannte System auch das nicht »fühlen« und wird in Fortsetzung des vorgegebenen Programms der Erprobung das Verhalten zu einer nicht optimalen Zone hin lenken. Da jeder der sechs Takte der Erprobung bis zu zehn Minuten dauert, währt der Bohrversuch im ganzen recht lange, und im Verlaufe dieser Zeit arbeitet der Bohrmeißel unter ungünstigen Bedingungen. Im Zusammenhang mit der langen Dauer des Bohrversuchs ist es durchaus wahrscheinlich, daß gegen den letzten Takt eine Änderung der Eigenschaften des zu bohrenden Gesteines eintritt und daß dies zu einem aus sechs Takten bestehenden erneuten Bohrversuch zwingt was die negative Auswirkung des genannten Mangels noch mehr verstärkt. 20 -A main shortcoming of these methods and devices is that they are different at fixed time intervals Changes in a combination of specifications for bit load and speed in accordance realized with a predetermined a priori order for their execution and therefore usually with an optimal combination of the control signals cannot be achieved in any of the six test cycles. If in If the parameter combination happens to come close to the optimal one in one of the clocks, the known can be The system does not "feel" that either, and in continuation of the given program of testing it becomes that Direct behavior towards a suboptimal zone. Since each of the six bars of testing up to ten If takes minutes, the attempt at drilling is quite long on the whole, and in the course of this time it works Drill bit in adverse conditions. In connection with the long duration of the drilling attempt it is quite likely that towards the last bar a change in the properties of the one to be drilled Rock enters and that this forces a new drilling attempt consisting of six bars what the the negative impact of the deficiency mentioned is even more pronounced. 20 -

Ein weiterer wesentlicher Mangel ist der, daß nach dem Übergang zum Bohrbetrieb die Steuersignale zur Vorgabe von P und η konstant bleiben, während dabei selbst bei unveränderlichen Eigenschaften des zu bohrenden Gesteines der Unterschied zwischen dem tatsächlichen Wert dieser Signale und deren optimalem Wert langsam zunimmt weil sich die optimalen Werte selbst in dem Maße des natürlichen Bohrmeißelverschleißes ändern. Aus dem genannten Mangel folgt, daß die gemessene Bohrgeschwindigkeit verhältnismäßig schnell vom Rechenwert abweicht, was zu einer Wiederholung des Bohrversuches mit den ihm eigenen obenerwähnten Nachteilen führt.Another essential deficiency is that after the transition to drilling operation, the control signals for specifying P and η remain constant, while the difference between the actual value of these signals and their optimal value increases slowly because the properties of the rock to be drilled do not change change the optimum values even in proportion to the natural bit wear. From the mentioned deficiency it follows that the measured drilling speed deviates relatively quickly from the calculated value, which leads to a repetition of the drilling attempt with the disadvantages mentioned above.

Infolge der genannten Nachteile gestattet die bekannte technische Lösung es, nur bei einer Dauerbohrung an ein und derselben Gesteinsschicht optimale Steuersignale zu erhalten, und sichert keine wirksame Arbeit des Bohrwerkzeuges wegen Dauerbohrung unter Benutzung unrationeller Betriebsarten bei Verhältnissen mit einer häufigen Änderung der Eigenschaften der zu bohrenden Gesteine im Meißelmarsch, was sich besonders stark auf eine Tiefbohrung wegen einer begrenzten Betriebsdauer des Bohrmeißels auswirkt.As a result of the disadvantages mentioned, the known technical solution allows it to be used only in the case of a permanent bore one and the same rock layer to receive optimal control signals and does not ensure effective operation of the Drilling tool due to continuous drilling using unrational operating modes under conditions with one frequent change in the properties of the rocks to be drilled in the chisel march, which is particularly strong affects a deep well because of a limited life of the drill bit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern des Bohrvorgangs im Gestein zu schaffen, die es gestatten, durch Änderung des Steuerungsprinzips die Bohrzeit für Bohrlöcher bei ungünstigen Werten der Steuersignale zu verkürzen und eine hohe Leistung des Bohrwerkzeuges zu erzielen, was bei einer Tiefbohrung besonders wichtig ist.The invention is based on the object of a method and a device for controlling the drilling process to create in the rock that allow, by changing the control principle, the drilling time for To shorten drill holes with unfavorable values of the control signals and a high performance of the drilling tool to achieve, which is particularly important in deep drilling.

Dies wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäß erreicht durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.In a method of the type mentioned at the outset, this is achieved according to the invention by the im Claim 1 characterized features.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet.Advantageous further developments of this method are characterized in claims 2 to 6.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient vorzugsweise eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art mit den in Anspruch 7 gekennzeichneten Merkmalen.A device from the introduction is preferably used to carry out the method according to the invention mentioned type with the features characterized in claim 7.

Bevorzugte Ausgestaltungen dieser Einrichtung sind in den Ansprüchen 8 bis 20 gekennzeichnet.Preferred configurations of this device are characterized in claims 8 to 20.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unier Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention will now be described in greater detail on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawings explained. In the drawings shows

Fig. 1 zeitlichen Verlauf eines Produktes aus gesteuerten Parametern im Bohrversuch; F i g. 2 Zeitdiagramm von gesteuerten Parametern im Bohrbetrieb;1 shows the time course of a product from controlled parameters in the drilling test; F i g. 2 time diagram of controlled parameters in drilling operation;

F i g. 3 Prinzipschaltung einer erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung für ein Bohrwerkzeug;F i g. 3 basic circuit of a control device according to the invention for a drilling tool;

F i g. 4 Formierungseinheit für optimale Steuersignale;F i g. 4 formation unit for optimal control signals;

F i g. 5 Kontrollgerät für Faktorengrößen des adaptiven Modells:F i g. 5 control device for factor sizes of the adaptive model:

F i g. 6 Einheit für eine sukzessive Dateneingabe vom Steuerpult; F i g. 7 Korrektionseinheit für Faktoren des adaptiven Modells;F i g. 6 unit for successive data entry from the control panel; F i g. 7 correction unit for factors of the adaptive model;

F i g. 8 Einheit zur Ermittlung ergänzter Faktorengrößen des adaptiven Modells;F i g. 8 Unit for determining additional factor sizes of the adaptive model;

F i g. 9 Schaltung zur Ergänzung eines dem Nachgiebigkeitsgrad des Gesteins im Bohrvorgang entsprechenden Faktors;F i g. 9 Circuit to supplement a degree of resilience of the rock in the drilling process Factor;

F i g. 10 Schaltung zur Ergänzung eines der Bohrmeißeldrehzahl entsprechenden Faktors; Fig. 11 Einheit für eine diskrete Mittelung der Bohrgeschwindigkeit;F i g. 10 circuit for supplementing a factor corresponding to the drill bit speed; 11 unit for a discrete averaging of the drilling speed;

Fig. 12 Formierungseinheit für Bohrbetrieb;12 formation unit for drilling operation;

Fi g. 13 Datenübertragungseinheit;Fi g. 13 data transmission unit;

F i g. 14 Recheneinheit für optimale Einstellwerte bei der Abarbeitung des Bohrmeißels nach dem Verschleiß seiner Lagerung; ,F i g. 14 Computing unit for optimal setting values when processing the drill bit after wear its storage; ,

Fig. 15 Einheit zur Bestimmung der Abarbeitungsart des Bohrmeißels.15 Unit for determining the type of processing of the drill bit.

Das Verfahren zum Steuern des Bohrvorgangs beim Bohren im Gestein umfaßt zwei Betriebsarten: einen Bohrversuch für eine zu bohrende Gesteinsschicht und den eigentlichen Bohrbetrieb. Es ist ein Mehrtakt-Bohrversuch üblich. Hierbei ist die Taktzahl im Bohrversuch nicht festgelegt. Bei jedem Takt dieses Bohrversuches werden Belastungswerte für ein Werkzeug (im weiteren ein Bohrmeißel) und Drehzahlwerte für diesen vorgegeben sowie eine den genannten Vorgabewerten der Bohrmeißelbelastung und -drehzahl entsprechende Bohrgeschwindigkeit gemessen.The method of controlling the drilling process when drilling in rock comprises two modes: one Drilling test for a rock layer to be drilled and the actual drilling operation. It is a multi-stroke drilling attempt common. The number of cycles in the drilling test is not specified here. With every cycle of this drilling attempt Load values for a tool (hereinafter a drill bit) and speed values for this are specified as well as a drilling speed corresponding to the specified values of the drill bit load and speed measured.

Nach Beendigung des Taktes werden neue Steuersignale geformt, die an entsprechenden, mit dem BohrmeißelAfter the end of the cycle, new control signals are formed, which are transmitted to the corresponding ones with the drill bit

zusammenwirkenden Stellmechanismen eintreffen. Zu diesem Zweck wird ein adaptives mathematisches Modell für den Vorgang benutzt, das in folgender Form:interacting actuating mechanisms arrive. For this purpose an adaptive mathematical model is used used for the process that takes the following form:

ι . ι*ι. ι *

In ν(Λ) - Σ MAO In*/ + Σ XJ ln ^WIn ν (Λ) - Σ MAO In * / + Σ X J ln ^ W

l-l J-Il-l J-I

dargestellt wird, wobeiis shown, where

N Taktnummer, N measure number,

ίο v(N) Bohrgeschwindigkeitswert im /V-ten Takt,ίο v (N) drilling speed value in / V-th cycle,

ki, kj den gesteuerten Parametern entsprechende zu ergänzende Faktoren des adaptiven Modells, ki, kj factors of the adaptive model to be supplemented corresponding to the controlled parameters,

x„ Xj Steuerparameterwerte undx " Xj control parameter values and

/, j Nummern der gesteuerten Parameter/, j Numbers of the controlled parameters

bezeichnen.describe.

Im ersten Takt werden für die zu ergänzenden Faktoren des adaptiven Modells ki, kj, wo beispielsweise kj einen Faktor für eine Bohrharkeit des »Gesteins«, it, einen Wert für die Bohrmeißeldrehzahl bedeutet, manche Näherungswerte angenommen. In diesem Takt wird nach den genannten Vorgabewerten für die Bohrmeißelbelastung und -drehzahl, was in der Formel einer Wahl von x„ x, entsprechenden Faktoren entspricht, und nachIn the first cycle, some approximate values are assumed for the factors to be supplemented in the adaptive model ki, kj, where, for example, kj means a factor for a drilling hardness of the "rock", it, a value for the drill bit speed. In this cycle, according to the specified default values for the drill bit load and speed, which in the formula corresponds to a choice of x, x, corresponding factors, and after

angenommenen Näherungswerten für die zu ergänzenden Faktoren ein prognostizierter Bohrgeschwindigkeitswert v(N)\m laufenden Takt des Bohrversuches ermittelt.assumed approximate values for the factors to be supplemented, a predicted drilling speed value v (N) \ m running cycle of the drilling attempt is determined.

Dann werden der laufende Meßwert ν und der prognostizierte ermittelte Wert v(N) der Geschwindigkeit in ein und demselben Takt λ verglichen, worin λ = In v(N) — In ν bedeutet. Nach den Ergebnissen des Vergleiches werden korrigierte Größen entsprechender Faktoren λ, und /c,dcs adaptiven Modells nach den Formeln:Then the current measured value ν and the predicted determined value v (N) of the speed are compared in one and the same cycle λ , where λ = In v (N) - In ν means. According to the results of the comparison, corrected values of the corresponding factors λ, and / c, dcs adaptive model according to the formulas:

- Ic1(N-I) +sign[In V(TV)-In v] · ,- Ic 1 (NI) + sign [In V (TV) -In v] ·,

■ exp Un Jj(Af-1)+sign [In ν(AO-in ν] ■ exp Un Jj (Af-1) + sign [In ν (AO -in ν]

Σ Ο"*,)2 + Σ */2 Σ Ο "*,) 2 + Σ * / 2

(-1 J-I J(-1 JI J

geformt, wobei vden gemessenen Wert der mechanischen Bohrgeschwindigkeit im laufenden Takt bedeutet. Hierbei werden sämtliche zu ergänzenden Faktoren in jedem Takt gleichzeitig korrigiert. Dann werden unter Berücksichtigung der genannten ergänzten Faktoren nach einem beliebigen bekannten Verfahren nahe den Gptimalwerten liegende Werte der Steuersignale ermittelt, die Einstellwerte zur Einwirkung auf den Bohrmeißel im nachfolgenden Takt des genannten Betriebsversuches darstellen, wobei eine Konstanthaltung der Bohrmeißelbelastung und -drehzahl im Takt gewährleistet wird.shaped, where v means the measured value of the mechanical drilling speed in the current cycle. All factors to be added are corrected simultaneously in each cycle. Then, taking into account the mentioned supplemented factors, after any known Method determines values of the control signals that are close to the optimal values, the setting values for the effect represent on the drill bit in the following cycle of said operational test, with a Keeping the bit load and speed constant in time is guaranteed.

Bei jedem nächstfolgenden Takt wird die obengenannte Arbeitsfolge im Takt wiederholt, wobei bei der Bestimmung der Steuersignale die ergänzten Faktoren des adapliven Modells des vorhergehenden Taktes ausgenutzt und bei einem Übergang zu jedem nachfolgenden Takt die Werte der zu bestimmenden Steuersigna-Ie an für die betreffenden Bohrbedingungen optimale Werte angenähert werden.The above-mentioned work sequence is repeated in the cycle for each next cycle, with the Determination of the control signals the added factors of the adaptive model of the previous cycle utilized and the values of the control signals to be determined during a transition to each subsequent cycle can be approximated to optimal values for the relevant drilling conditions.

Die taktweise Änderung der Bohrgeschwindigkeit wird bewertet und bei einer Koinzidenz der gemessenen und der zu bestimmenden Bohrgeschwindigkeit in zwei aufeinanderfolgenden Takten des Bohrversuches ein Signal für einen Übergang vom genannten Bohrversuch zum eigentlichen Bohrbetrieb geformt, wobei die im letzten Takt geformten Steuersignale als Steuersignale im ersten Takt des eigentlichen Bohrbetriebes wirken. Für die nachfolgenden Takte des eigentlichen Bohrbetriebes werden diskret wechselnde, berechnete, festgelegte sowie stufenweise Steuersignale, also nach einem akzeptierten Gütekriterium erhaltene optimale Steuersignale mit Konstantwerten ihrer Pegel im Takt, angenommen. In jedem Takt wird die Bohrgeschwindigkeit gemessen. Nach dem gemessenen Wert der Bohrgeschwindigkeit werden die Faktorengrößen und ein prognostizierter Wert der Bohrgeschwindigkeit im Takt ermittelt. Bei einer Ergänzung der Faktoren des adaptiven Modells werden die Größen der Faktoren des vorhergehenden Taktes ausgenutzt. Bei einer Abweichung der zu überwachenden Parameter des Bohrvorganges von den Sollwerten wird vom erwähnten eigentlichen Bohrbetrieb zum Bohrversuch für eine Gesteinsschicht übergegangen und bei einer Ergänzung der Faktoren des Modells von den Faktoren des letzten Taktes des Bohrbetriebes Gebrauch gemacht.The cyclical change in the drilling speed is evaluated and when there is a coincidence of the measured and the drilling speed to be determined in two successive cycles of the drilling attempt Signal for a transition from the mentioned drilling attempt to the actual drilling operation, whereby the im Control signals formed in the last cycle act as control signals in the first cycle of the actual drilling operation. For the following cycles of the actual drilling operation, discreetly changing, calculated, fixed as well as step-by-step control signals, that is to say optimal control signals obtained according to an accepted quality criterion with constant values of their levels in time. The drilling speed is measured in each cycle. After the measured value of the drilling speed, the factor sizes and a predicted The value of the drilling speed is determined in a cycle. When adding the factors of the adaptive model the sizes of the factors of the previous measure are used. In the event of a deviation from the The parameters of the drilling process from the setpoints are changed from the actual drilling operation mentioned to the Drilling test for a rock layer passed over and with an addition of the factors of the model of the Factors of the last stroke of the drilling operation made use of.

Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt also darin, daß zur Auffindung der Werte der zu ergänzenden Parameter eine einmalige Bohrung unter Anwendung der vorgegebenen Einstellwerte von Stellgrößen (Bohrmeißelbelastung und -drehzahl) ausgenutzt wird.The essence of the method according to the invention is that to find the values of the supplementary parameters a one-time drilling using the specified setting values of manipulated variables (Drill bit load and speed) is exploited.

Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Methode wird durch ein Zeitdiagramm (Fig. I) veranschaulicht, wo auf der Ordinatenachse ein den Bohrbetrieb charakterisierender komplexer Wert (ein Produkt aus der Bohrmeißelbelastung und -drehzahl, 0 η) und auf der Abszissenachsc die Bohrzeit aufgetragen sind (es ist ein dem tö Anfang der Erprobuhg entsprechender Takt dargestellt). Bei der bekannten Suchmethode (Kurve 1; »Fünf-Punkte-Methode«) vollzieht das System in festen Zeitabständen eine sprunghafte Änderung der Kombination P ■ η in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen a priori-Wechselfolge von Einslellwerten und nähert sich daher einer optimalen Kombination als Regel in keinem der sechs Takte der Erprobung. In Fig. 1 ist ein FallThe effectiveness of the method according to the invention is illustrated by a time diagram (Fig. I), where a complex value characterizing the drilling operation (a product of the drill bit load and speed, 0η) is plotted on the ordinate axis and the drilling time is plotted on the abscissa axis (es a clock corresponding to the beginning of the test is shown). With the known search method (curve 1; »five-point method«) the system makes a sudden change in the combination P ■ η at fixed time intervals in accordance with a predetermined a priori alternation of setting values and therefore approaches an optimal combination as a rule in none of the six bars of testing. In Fig. 1 there is a case

andeutend dargestellt, wo auf einer der Stufen der Betriebsversuch zufällig mit einem optimalen Betrieb zusammengefallen ist, das bekannte Steuerungssystem »fühlt« das aber nicht und lenkt das Verhalten in Fortsetzung des vorgegebenen Änderungsprogramms für Einstellwerte in keine optimale Zone. Auf Grund dessen, daß jeder Takt der Erprobung zur Erhaltung aussagesicherer Ergebnisse recht lange (etwa zehn Minuten lang) dauern muß, ist die gesamte Betriebsdauer der Anlage unter ungünstigen Bedingungen recht groß.indicated suggestively where on one of the stages the operational test happened to be optimal operation has collapsed, but the well-known control system does not "feel" this and steers the behavior in continuation of the specified change program for setting values in a non-optimal zone. Due to the fact that each cycle of the test is quite long (about ten minutes long) to maintain reliable results must last, the entire operating time of the system is quite long under unfavorable conditions.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entfällt die Suchzeit im wesentlichen auf eine beinahe optimale Parameterkombination. Die ersten Takte sind am wirksamsten (Kurve 2), deshalb ist die Bohrleistung auf einer recht lange dauernden Stufe der Erprobung viel höher (es sei daran erinnert, daß sich die Erprobung im Laufe des Meißelmarsches mehrmals wiederholen kann). Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bedarf es keiner Vorausbestimmung der Lagerungsgrenzen des zu bohrenden Gesteines, und eine Identifizierung der Parameter erfolgt un.'er Beibehaltung rationellen Bohrbetriebs. Dies gewährleistet eine Erhöhung der mittleren Bohr- und Vortriebsleistung pro Bohrmeißel um ca. 1,75%. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft mit Hilfe einer Steuerungseinrichtung für den Bohrvorgang durchgeführt, deren Funktionsschaltung in F i g. 3 wiedergegeben ist Hier ist ein Bohrwerkzeug 3 angedeutet dargestellt, das entsprechende Stellmechanismen 4, beispielsweise einen Elektroantrieb zur Drehbewegung für den Bohrmeißel und einen elektrischen Windenantrieb zur Erzeugung einer entsprechenden Bohrmeißelbelastung in bekannter Weise aufweistIn the method according to the invention, the search time is essentially an almost optimal one Combination of parameters. The first few strokes are most effective (curve 2), so the drilling performance is on one Quite a long trial stage is much higher (it should be remembered that the trial is in the course of of the chisel march can be repeated several times). There is no need for any according to the method according to the invention Prediction of the storage limits of the rock to be drilled, and an identification of the parameters takes place while maintaining efficient drilling operations. This ensures an increase in the mean drilling and Propulsion performance per drill bit by approx. 1.75%. The inventive method is advantageous with the help a control device for the drilling process is carried out, the functional circuit of which is shown in FIG. 3 reproduced Here a drilling tool 3 is indicated, the corresponding adjusting mechanisms 4, for example an electric drive for rotary movement for the drill bit and an electric winch drive for Has generating a corresponding drill bit load in a known manner

Die Einrichtung verfügt über einen Bohrgeschwindigkeitsgeber 5, einen Lastgeber 6 für den Bohrmeißel und einen Drehzahlgeber 7 für den Bohrmeißel, die alle mil einer elektronischen Recheneinrichtung in Wechselwirkung stehen, in der ein adaptives Modell enthalten ist. Die Eingänge der Stellmechanismen 4 sind über einen Digital-Analog-Umsetzer 8 für Signale mu einem Steuerpult 9 gekoppelt.The device has a drilling speed transmitter 5, a load transmitter 6 for the drill bit and a tachometer 7 for the drill bit, all of which interact with an electronic computing device that includes an adaptive model. The inputs of the adjusting mechanisms 4 are via a Digital-to-analog converter 8 for signals must be coupled to a control desk 9.

Die elektronische Recheneinrichtung enthält eine Formierungseinheit 10 für optimale Steuersignale, deren Ausgänge 11 mit Eingängen des Digital-Analog-Umsetzers 8 und deren Eingänge mit einer Zeitschaltuhr 12 und mit Ausgängen 13 und 14 der Geber 6 bzw. 7 verbunden sind. Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung weist weiter eine Einheit 15 für eine diskrete Mittelung der Bohrgeschwindigkeit auf, deren Eingänge mit dem Geber 5 und der Zeitschaltuhr 12 gekoppelt sind. Die elektronische Recheneinrichtung besitzt ihrerseits eine Einheit 16 für eine sukzessive Dateneingabe vom Steuerpult 9, eine Einheit 17 zur Ermittlung ergänzter Werte des adaptiven Modells, deren Eingänge mit dem Ausgang 18 der Einheit 15 und mit Ausgängen 19 der Einheit 16 verbunden sind, und zwei Speichereinrichtungen 20 und 21, von denen die erste (20) über die Eingänge mit Ausgängen 22 der Einheit 17 und über die Ausgänge 23 mit Eingängen der gleichen Einheit 17 und mit Eingängen eines Kontrollgeräts 24 für Prozeßparameterwerte und die zweite Speichereinrichtung 21 über die Eingänge mittels einer Datenübertragungszeit 25 mit den entsprechenden Ausgängen 23 der Einrichtung 20 verbunden ist.The electronic computing device contains a formation unit 10 for optimal control signals, whose Outputs 11 with inputs of the digital-to-analog converter 8 and their inputs with a timer 12 and with outputs 13 and 14 of the encoder 6 and 7 are connected. The control device according to the invention has furthermore a unit 15 for discrete averaging of the drilling speed, the inputs of which are connected to the encoder 5 and the timer 12 are coupled. The electronic computing device for its part has a unit 16 for successive data input from the control panel 9, a unit 17 for determining supplemented values of the adaptive model, the inputs of which with the output 18 of the unit 15 and with outputs 19 of the unit 16 are connected, and two storage devices 20 and 21, the first of which (20) via the inputs with Outputs 22 of the unit 17 and via the outputs 23 with inputs of the same unit 17 and with inputs a control device 24 for process parameter values and the second memory device 21 via the inputs is connected to the corresponding outputs 23 of the device 20 by means of a data transmission time 25.

Die elektronische Recheneinrichtung weist ferner eine Formierungseinheit 26 für den Bohrbetrieb, deren Eingänge mit Ausgängen 27 des Kontrollgeräts 24 und deren Ausgang 28 mit einem Eingang der Datenübertragungseinheit 25 verbunden ist, und eine Korrektionseinheit 29 für Faktoren des adaptiven Modells auf, deren Eingänge mit den Ausgängen 30 der Speichereinrichtung 21 und mit einem Ausgang 31 der Einheit 26 und deren Ausgänge 32 mit entsprechenden Eingängen der Formierungseinheit 10 für optimale Steuersignale verbunden sind, deren Ausgänge 33,34 und 35 jeweils auch mit einem Eingang des Kontrollgeräts 24, mit der Zeitschaltuhr 12 und mit dem Steuerpult 9 gekoppelt sind.The electronic computing device also has a formation unit 26 for the drilling operation, whose Inputs with outputs 27 of the control device 24 and its output 28 with an input of the data transmission unit 25 is connected, and a correction unit 29 for factors of the adaptive model, whose Inputs to the outputs 30 of the memory device 21 and to an output 31 of the unit 26 and its Outputs 32 connected to corresponding inputs of the formation unit 10 for optimal control signals are, the outputs 33, 34 and 35 each also with an input of the control device 24, with the timer 12 and are coupled to the control panel 9.

In F i g. 4 ist eine Schaltung der Formierungseinheit 10 für optimale Steuersignale aufgeführt, die eine Einheit 36 zur Bestimmung der Abarbeitungsart des Bohrmeißels, eine Recheneinheit 37 für optimale Einstellwerte bei der Abarbeitung des Bohrmeißels nach dem Verschleiß seiner Lagerung, eine Recheneinheit 38 für optimale Einstellwerte bei der Abarbeitung des Bohrmeißels nach dem Verschleiß seiner Schneidelemente und eine Kommutationsschaltung 39 enthält. Die Einheit 36 weist eine erste Gruppe von Eingängen, die mit einem Ausgang der Zeitschaltuhr 12 und mit den Ausgängen 13 und 14 des Lastgebers 6 bzw. des Drehzahlgebers 7 für den Bohrmeißel verbunden sind, und eine zweite Gruppe von Eingängen auf, die mit dem Steuerpult 9 (F i g. 3) gekoppelt ist.In Fig. 4 shows a circuit of the formation unit 10 for optimal control signals which a unit 36 for determining the type of processing of the drill bit, a computing unit 37 for optimal setting values the processing of the drill bit after the wear and tear of its storage, a computing unit 38 for optimal Setting values for the machining of the drill bit after the wear of its cutting elements and a Commutation circuit 39 contains. The unit 36 has a first group of inputs that start with a Output of the timer 12 and the outputs 13 and 14 of the load sensor 6 and the speed sensor 7 for the drill bit, and a second set of inputs connected to the control panel 9 (Fig. 3) is coupled.

Die Eingänge der Einheit 37 (F i g. 4) sind mit einem Ausgang 41 der Einheit 36 zur Bestimmung der Abarbeitungsart, mit der Zeitschaltuhr 12 und mit dem Steuerpult 9 verbunden, während die Eingänge der Einheit 38 mit einem Ausgang 42 der Einheit 36 zur Bestimmung der Abarbeitungsart und mit dem Steuerpult 9 (Fig.3) gekoppelt sind. Die Einheiten 37 und 38 (F i g. 4) weisen eine Gruppe von Eingängen auf, die über eine Einheit 40 elektronischer SchaHer mit den Ausgängen 32 (F i g. 3) der Korrektionseinheit 29 und mit einem Ausgang des Kontrollgeräts 24 verbunden sind.The inputs of the unit 37 (FIG. 4) are connected to an output 41 of the unit 36 for determining the type of processing, connected to the timer 12 and to the control panel 9, while the inputs of the unit 38 with an output 42 of the unit 36 for determining the type of processing and with the control panel 9 (Fig. 3) are coupled. The units 37 and 38 (FIG. 4) have a group of inputs, which via a unit 40 electronic SchaHer with the outputs 32 (Fig. 3) of the correction unit 29 and with an output of the Control device 24 are connected.

Die Kommutatiot"ischaltung 39 (F i g. 4) enthält zwei Gruppen 43 und 44 von Schaltelementen, deren jede mit den Ausgängen 45 b'<w. 46 der Einheiten 37 bzw.38 verbunden ist, UND-Schaltungen 47 und 48, deren Ausgänge min den beiden Gruppen 43 und 44 von Schaltelementen und deren Eingänge mit den Ausgängen der Einheit 36 und mit der Zeitschaltuhr 12 verbunden sind, und zwei Summierungselemente 49 und 50, deren Eingänge je mit den Ausgängen def beiden Gruppen 43 und 44 gekoppelt sind. Die Ausgänge 51 und 52 der Summierungselemente 49 bzw. 50 dienen als Ausgänge der gesamten Einheit 10, an denen Steuersignale zur Steuerung der Ste;llmechanismen Λ (F i g. 3) des Bohrwerkzeuges 3 erzeugt werden.The commutation circuit 39 (FIG. 4) contains two groups 43 and 44 of switching elements, each of which is connected to the outputs 45 b '<w. 46 of the units 37 and 38, respectively, AND circuits 47 and 48, whose Outputs min to the two groups 43 and 44 of switching elements and their inputs are connected to the outputs of the unit 36 and to the timer 12, and two summing elements 49 and 50, the inputs of which are each coupled to the outputs of the two groups 43 and 44. The outputs 51 and 52 of the summing elements 49 and 50 serve as outputs of the entire unit 10 to which control signals for controlling the Ste; llmechanismen Λ of the drilling tool 3 is generated (F i g. 3).

Das Kontrollgerät 24 für Faktorengrößen des adaptiven Modells enthält eine Funktionsschaltung 53 (F i g. 5) zur Potenzierung, ^rei Multiplikationsschaltungen 54, 55 und 56 für Signale, eine Divisionsschaltung 57 für Signale, einen Komparator 58 und einen Summator 59. Die Eingänge der Schaltung 53 zur Potenzierung sind mit dem Ausgang 14 (F i g. 3) des Drehzahlgebers 7 für den Bohrmeißel und mit dem Ausgang 23 der Speichereinrichtung 20 verbunden. Die Eingänge der Multiplikationsschaltung 54 (F i g. 5) sind mit dem Ausgang 13 (F i g. 3) des Lastgebers 6 und mit dem entsprechenden Ausgang 23 der Speichereinrichtung 20 gekoppelt, während der Ausgang 60 (F i g. 5) der Schaltung 54 mit einem Eingang einer Multiplikationsschaltung 55, an deren anderen Eingang der Ausgang 61 der Schaltung 53 zur Potenzierung angeschlossen ist, in Verbindung steht.The control device 24 for factor quantities of the adaptive model includes a function circuit 53 (FIG. 5) for exponentiation, ^ three multiplication circuits 54, 55 and 56 for signals, a division circuit 57 for Signals, a comparator 58 and a summer 59. The inputs of the circuit 53 for exponentiation are with the output 14 (FIG. 3) of the speed sensor 7 for the drill bit and with the output 23 of the storage device 20 connected. The inputs of the multiplication circuit 54 (FIG. 5) are connected to the output 13 (FIG. 3) of the load transducer 6 and coupled to the corresponding output 23 of the storage device 20, while the Output 60 (FIG. 5) of circuit 54 with one input of a multiplication circuit 55, at the other Input is connected to the output 61 of the circuit 53 for exponentiation, is connected.

Die Eingänge der Divisionsschaltung 57 für Signale sind an den Ausgang 62 der Multiplikationsschaltung 55The inputs of the division circuit 57 for signals are connected to the output 62 of the multiplication circuit 55

und an den Ausgang 63 des Summators 59 angeschlossen, der Eingangswiderstände 64 und 65 und einen Widerstand 66 im Rückkopplungskreis aufweist und mit einem Eingang über einen variablen Widerstand 67 an eine Vorspannungsquelle 68 und mit dem anderen Eingang an den Ausgang 69 der Multiplikationsschaltung 56 gekoppelt ist. Die Eingänge der letzteren sind mit einem Ausgang 33 (Fig. 3) der Formierungseinheit 10 für 5 optimale Steuersignale und über einen variablen Widerstand 70 (F i g. 5) mit einer Spannungsquelle 71 verbunden. and connected to the output 63 of the summer 59, the input resistors 64 and 65 and one Has resistor 66 in the feedback circuit and has an input via a variable resistor 67 a bias voltage source 68 and the other input to the output 69 of the multiplication circuit 56 is coupled. The inputs of the latter are connected to an output 33 (Fig. 3) of the formation unit 10 for 5 optimal control signals and connected to a voltage source 71 via a variable resistor 70 (FIG. 5).

Der Ausgang 72 der Divisionsschaltung 57 ist mit einem entsprechenden Eingang der Einheit 17 (F i g. 3) zur Ermittlung ergänzter Werte der Faktorengrößen und mit einem Eingang des Komparators 58 (F i g. 5) verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang 18 (Fig. 3) der Einheit 15 für eine diskrete Mittelung derThe output 72 of the division circuit 57 is connected to a corresponding input of the unit 17 (FIG. 3) Determination of supplemented values of the factor sizes and connected to an input of the comparator 58 (FIG. 5), the other input to the output 18 (Fig. 3) of the unit 15 for discrete averaging of the

ίο Bohrgeschwindigkeit und dessen Ausgang 73 (Fig. 5) über einen Schaltkreis 74 mit einem entsprechenden Eingang der Formierungseinheit 26 (F i g. 3) für Bohrbetrieb gekoppelt ist.ίο drilling speed and its output 73 (Fig. 5) via a circuit 74 with a corresponding Input of the formation unit 26 (Fig. 3) is coupled for drilling operation.

Die Einheit 16 für eine sukzessive Dateneingabe vom Steuerpult 9 enthält Kodeumsetzer 75,76 (F i g. 6) zur Erhaltung eines analogen Signals, deren Eingänge an die Ausgänge zu zwei Gruppen 77 und 78 zusammengeschalteter elektronischer Schalter angeschlossen sind. Der Eingang eines jeden elektronischen Schalters ist mit einem entsprechenden Kodeumschalter 79 des Steuerpultes 9 (F i g. 3) und der Steuereingang 80 (F i g. 6) eines jeden elektronischen Schalters mit einem entsprechenden Ausschalter 8! gekoppelt. Zur Vereinfachung ist in der Zeichnung die Kopplung nur eines elektronischen Schalters angedeutet, es ist aber zu beachten, daß jeder elektronische Schalter der Gruppen 77 und 78 mit dem Steuerpult 9 in der gleichen Weise gekoppelt ist.The unit 16 for successive data input from the control panel 9 contains code converters 75, 76 (FIG. 6) for Preservation of an analog signal whose inputs are interconnected to the outputs to form two groups 77 and 78 electronic switch are connected. The input of every electronic switch is with a corresponding code switch 79 of the control panel 9 (FIG. 3) and the control input 80 (FIG. 6) each electronic switch with a corresponding off switch 8! coupled. To make things easier, in the drawing indicated the coupling of only one electronic switch, but it should be noted that each electronic switches of groups 77 and 78 is coupled to the control panel 9 in the same way.

Die Korrektionseinheit 29 (Fig. 3) für Faktoren des adaptiven Modells enthält eine Gruppe 82 (Fi g. 7) elektronischer Schalter, die einen vereinigten Steuereingang 83 aufweisen, und einen Former für einen Korrektionswert, der zwei Kanäle 84 und 85 aufweist, von denen jeder eine Speicher- und Folgeschaltung für ein Signal enthält Die Ausgänge der Kanäle 84 und 85 treten als Ausgänge 32 der gesamten Korrektionseinheit 29 auf, und deren Eingänge sind an die elektronischen Schalter angeschlossen.The correction unit 29 (FIG. 3) for factors of the adaptive model contains a group 82 (FIG. 7) electronic switches which have a combined control input 83 and a former for a correction value, which has two channels 84 and 85, each of which has a storage and sequential circuit for a signal The outputs of channels 84 and 85 occur as outputs 32 of the entire correction unit 29, and their inputs are connected to the electronic switches.

Jeder der Kanäle 84 (85) enthält eine Reihenschaltung aus einem Operationsverstärker 86 mit einem Kondensator 87 im Rückkopplungskreis sowie aus einem Kondensator 88 am Eingang und einem Verstärker 89 am Ausgang.Each of the channels 84 (85) contains a series connection of an operational amplifier 86 with a capacitor 87 in the feedback circuit and a capacitor 88 at the input and an amplifier 89 at the Exit.

Die Einheit 17 (Fig.3) zur Ermittlung ergänzter Werte der Faktoren des adaptiven Modells enthält eine Schaltung 90 (F i g. 8) zur Ergänzung eines dem Nachgiebigkeitsgrad des Gesteines im Bohrverfahren entsprechenden Faktors und eine an deren Ausgang 91 angeschlossene Schaltung 92 zur Ergänzung eines der Bohrmeißeldrehzahl entsprechenden Faktors. Die Eingänge der Schaltungen 90 und 92 sind an die Ausgänge 19 (F i g. 3 und 6) der Einheit 16 für eine sukzessive Dateneingabe, an die Ausgänge 23 der Speichereinrichtung 20, an den Ausgang 18 der Einheit 15 für eine diskrete Mittelung, an den Ausgang 14 des Gebers 7 und an einen Ausgang 93 (F i g. 8) des Kontrollgeräts 24 für Prozeßparameterwerte angeschlossen.The unit 17 (FIG. 3) for determining supplemented values of the factors of the adaptive model contains a Circuit 90 (FIG. 8) for adding one corresponding to the degree of resilience of the rock in the drilling process Factor and a circuit 92 connected to its output 91 for supplementing one of the drill bit speed corresponding factor. The inputs of the circuits 90 and 92 are connected to the outputs 19 (FIG. 3 and 6) the unit 16 for successive data input to the outputs 23 of the memory device 20 to the Output 18 of the unit 15 for discrete averaging, to the output 14 of the transmitter 7 and to an output 93 (Fig. 8) of the control device 24 for process parameter values.

Die Ausgänge 3er Schaltungen 90 und 92 stellen Ausgänge 22 der gesamten Einheit 17 dar.The outputs of three circuits 90 and 92 represent outputs 22 of the entire unit 17.

In F i g. 9 ist die Schaltung 90 zur Ergänzung eines dem Nachgiebigkeitsgrad des Gesteines im Bohrverfahren entsprechenden Faktors dargestellt. Die Schaltung 90 enthält vier gleiche Logarithmierungsschaltungen 94,95, 96,97, von denen die Schaltung 94 an den Ausgang 23 (F i g. 9,3) der Speichereinrichtung 20, die Schaltung 95 an einen Ausgang 93 des Kontrollgeräts 24, die Schaltung 96 an den Ausgang 18 der Einheit 15 für eine diskrete Mittelung und die Schaltung 97 an den Ausgang 14 des Gebers 7 angeschlossen ist.In Fig. 9 is the circuit 90 for supplementing the degree of compliance of the rock in the drilling process corresponding factor. The circuit 90 contains four equal logarithmizing circuits 94,95, 96,97, of which the circuit 94 to the output 23 (Fig. 9,3) of the memory device 20, the circuit 95 to an output 93 of the control device 24, the circuit 96 to the output 18 of the unit 15 for a discrete Averaging and the circuit 97 is connected to the output 14 of the encoder 7.

Die Schaltung 90 enthält Summatoren 98, 99, 100 und einen Inverter 101 jeweils mit Eingangswiderständen 102,103 und 104,105 und 106,107 und 108 und 109 sowie Widerstände 110,111,112,113 im Rückkopplungskreis von Operationsverstärkern, aus denen die Summatoren 98 bis 101 aufgebaut sind.The circuit 90 includes summators 98, 99, 100 and an inverter 101 each with input resistors 102,103 and 104,105 and 106,107 and 108 and 109 as well as resistors 110,111,112,113 in the feedback circuit of operational amplifiers from which the summators 98 to 101 are constructed.

Darüber hinaus gibt es in der Schaltung 90 gleiche Multiplikationsschaltungen 114,115,116,117, einen Divisor 118 und einen elektronischen Schaltkreis 119.In addition, there are identical multiplication circuits 114, 115, 116, 117, a divisor, in the circuit 90 118 and an electronic circuit 119.

Die Logarithmierungsschaltung 94 ist mit einem Eingang der Multiplikationsschaltung 114 verbunden, die ihrerseits an den Eingang des Summators 98 angeschlossen ist. Die Logarithmierungsschaltungen 95 und % sind an die Eingänge des Summators 99 angeschlossen, der über den elektronischen Schaltkreis 119 an den Invertei 101 angeschlossen ist Die Logarithmierungsschaltung 97 ist über die Multiplikationsschaltung 116 an einer Eingang des Summators 100 angeschlossen, an dessen anderen Eingang die Multiplikationsschaltung 117 ange· schlossen ist, deren Eingang mit dem Ausgang 120 der Schaltung 94 verbunden ist.The logarithmizing circuit 94 is connected to one input of the multiplication circuit 114, the is in turn connected to the input of the summator 98. The log circuits are 95 and% connected to the inputs of the summator 99, which via the electronic circuit 119 to the Invertei 101 is connected. The logarithmizing circuit 97 is connected to one via the multiplication circuit 116 Connected to the input of the summator 100, to the other input of which the multiplication circuit 117 is connected is closed, the input of which is connected to the output 120 of the circuit 94.

An den Eingang des Divisors 118 sind direkt der Ausgang des Summators 100 und über die Schaltung 115 dei Ausgang i2ö der Logariihmierungsschaiiung 94 und der Ausgang des Summäiurs 99 angeschlossen, "währenc der Ausgang 121 des Divisors 118 an einen Eingang des elektronischen Schaltkreises 119 angeschlossen ist wobei die Ausgänge des Schaltkreises 119 unmittelbar und über den Inverter 101 an die beiden Eingänge de; Summators 98 angekoppelt sind.The output of the summer 100 is directly connected to the input of the divisor 118, and via the circuit 115 the output is dei Output i2ö of Logarihmierungsschaiiung 94 and the output of the summator 99 connected, "while the output 121 of the divisor 118 is connected to an input of the electronic circuit 119 the outputs of the circuit 119 directly and via the inverter 101 to the two inputs de; Summators 98 are coupled.

Am Ausgang des Summators 98 liegt eine Antilogarithmierungsschaltung 122, deren Ausgang als Ausgang Z der Einheit 17 zur Ermittlung ergänzter Faktorengrößen auftrittAt the output of the summator 98 there is an antilogarithmizing circuit 122, the output of which is used as output Z. the unit 17 for determining supplemented factor sizes occurs

Sämtliche Schaltungen 94 bis 97, 114 bis 117, 122 und der Divisor 118 sind in an sich bekannter Weis« ausgeführt Beispielsweise sind in F i g. 9 die Ausführungen dieser Schaltungen wie folgt dargestelltAll circuits 94 to 97, 114 to 117, 122 and the divisor 118 are in a manner known per se. For example, in FIG. 9 shows the designs of these circuits as follows

Jede der Schaltungen 94 bis 97 enthält am Ausgang einen Operationsverstärker 123 mit einem Kondensatoi 124 und einem Widerstand 125 im Rückkopplungskreis und mit Widerständen 126, 127 sowie mit einen Kondensator 128 im korrigierenden Rückkopplungskreis. Einem Eingang des Verstärkers 123 wird über einei Transistor 129 und einen Widerstand 130 eine positive Speisespannung zugeführt Der Emitter des Transistor: 129 ist mit dem Emitter eines Transistors 131 verbunden, dessen Kollektor direkt mit einem Eingang eine; Verstärkers 132 und über einen Widerstand 133 mit dem Ausgang 23 (F i g. 3) der Einrichtung 20 gekoppelt isi Der Operationsverstärker 132 (F i g. 9) enthält in den korrigierenden Rückkopplungskreisen einen Widerstani 134 und Kondensatoren 135 und 136, die Eingänge des Verstärkers 132 sind über Spannungsteiler 137,138,13! mit einer Quelle 140 negativer Spannung verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 132 ist über eineiEach of the circuits 94 to 97 contains an operational amplifier 123 with a capacitor at the output 124 and a resistor 125 in the feedback circuit and with resistors 126, 127 as well as with a Capacitor 128 in the corrective feedback loop. An input of the amplifier 123 is via a A positive supply voltage is applied to transistor 129 and a resistor 130. The emitter of the transistor: 129 is connected to the emitter of a transistor 131, the collector of which is connected directly to an input; Amplifier 132 and is coupled via a resistor 133 to the output 23 (FIG. 3) of the device 20 Operational amplifier 132 (Fig. 9) includes a resistor in the corrective feedback loops 134 and capacitors 135 and 136, the inputs of the amplifier 132 are via voltage divider 137,138,13! connected to a source 140 of negative voltage. The output of the operational amplifier 132 is via an i

Widerstand 141 mit den Emittern der Transistoren 129 und 131 verbunden. In der Schaltung 94 sind Quellen 142, 143 negativer Spannung und eine Quelle 144 positiver Spannung enthalten.Resistor 141 connected to the emitters of transistors 129 and 131. In circuit 94 are sources 142, 143 of negative voltage and a source 144 of positive voltage.

jede der Schaltungen 114 bis 117 enthält einen Operationsverstärker 145, in dessen Rückkopplungskreis ein /?C-Glied 146,147 liegt, und Transistoren 148, 149, deren Kollektoren über einen Widerstand 150 bzw. 151 an eine Quelle 152 positiver Spannung und unmittelbar an die Eingänge des Operationsverstärkers 145 angeschlossen sind. Die Emitter der Transistoren 148 und 149 sind zusammen- und über einen Widerstand 153 an eine Speisequelle 154 und über einen Widerstand 155 an den Ausgang 19 der Einheit 16 (F i g. 3) geschaltet, während die Basis des Transistors 149 (F i g. 9) über einen Widerstand 156 an Erde gelegt und über einen Widerstand 157 mit einem Eingang der Schaltung 114 gekoppelt ist. Die Basis des Transistors 148 ist über einen Widerstand 158 geerdet, während an einem Eingang des Operationsverstärkers 145 ein aus einem Widerstand 159 und einem Kondensator 160 bestehendes Filter liegt.Each of the circuits 114 to 117 contains an operational amplifier 145 in its feedback circuit /? C element 146, 147 is connected, and transistors 148, 149, whose collectors are connected via a resistor 150 and 151, respectively a source 152 of positive voltage and connected directly to the inputs of the operational amplifier 145 are. The emitters of the transistors 148 and 149 are together and through a resistor 153 to one Supply source 154 and connected via a resistor 155 to the output 19 of the unit 16 (FIG. 3), while the base of transistor 149 (Fig. 9) is connected to ground through resistor 156 and through resistor 157 is coupled to an input of circuit 114. The base of transistor 148 is through resistor 158 grounded, while at an input of the operational amplifier 145 from a resistor 159 and a Capacitor 160 existing filter is located.

Der Divisor 118 enthält eine Multiplikationsschaltung 161, deren einer Eingang als Eingang des Divisors 118 fungiert, dessen anderer Eingang über einen Widerstand 162 mit dem Eingang eines Operationsverstärkers 163 und über einen Widerstand 164 mit dem zweiten Eingang der Schaltung 161 verbunden ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 163, in dessen Rückkopplungskreis ein Kondensator 165 liegt, ist mit dem Ausgang der Schaltung 161 gekoppelt und stellt den Ausgang des Divisors 118 dar.The divisor 118 contains a multiplication circuit 161, one input of which is the input of the divisor 118 acts, the other input of which via a resistor 162 to the input of an operational amplifier 163 and is connected to the second input of circuit 161 via a resistor 164. The outcome of the Operational amplifier 163, in whose feedback circuit there is a capacitor 165, is connected to the output of the Circuit 161 is coupled and represents the output of divisor 118.

Fig. 10 zeigt die Schaltung 92 zur Ergänzung eines der Bohrmeißeldrehzahl entsprechenden Faktors. Die Schaltung enthält vier identische Logarithmierungsschaltungen 166, 167, 168, 169, bei denen der Eingang der Schaltung 166 mit einem Ausgang 93 des Kontrollgerätes 24 (Fig.3), der Eingang der Schaltung 167 (Fig. 10 und 3) mit dem Ausgang 18 der Einheit 15, der Eingang der Schaltung 168 mit dem Ausgang 14 des Gebers 7 und der Eingang der Schaltung 169 mit einem Ausgang 91 (F i g. 8) der Schaltung 90 verbunden ist.Fig. 10 shows the circuit 92 for adding a factor corresponding to the bit speed. the Circuit contains four identical logarithmizing circuits 166, 167, 168, 169, in which the input of the Circuit 166 with an output 93 of the control device 24 (FIG. 3), the input of the circuit 167 (FIG. 10 and 3) to the output 18 of the unit 15, the input of the circuit 168 to the output 14 of the transmitter 7 and the input of circuit 169 is connected to an output 91 (FIG. 8) of circuit 90.

Die Schaltung 92 weist Summatoren 170, 171 und 172 auf, die aus Operationsverstärkern, jeweils mit Eingangswiderständen 173,174,175 und 176,177,178 und 179,180 und 181 und mit Widerständen 182,183 und 184 im Rückkopplungskreis der Operationsverstärker aufgebaut sind. Außerdem weist die Schaltung 92 einen elektronischen Schaltkreis 185, identische Multiplikationsschaltungen 186,187,188, einen Inverter 189 auf einem Operationsverstärker mit einem Eingangswiderstand 190 und mit einem Widerstand 191 im Rückkopplungskreis und einen Divisor 192 auf.The circuit 92 has summators 170, 171 and 172, which consist of operational amplifiers, each with input resistors 173,174,175 and 176,177,178 and 179,180 and 181 and with resistors 182,183 and 184 are built in the feedback circuit of the operational amplifier. In addition, the circuit 92 has a electronic circuit 185, identical multiplication circuits 186,187,188, an inverter 189 on one Operational amplifier with an input resistor 190 and a resistor 191 in the feedback circuit and a divisor 192.

Die Logarithmierungsschaltungen 166 und 167 sind an die Eingänge des Summators 171 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem elektronischen Schaltkreis 185 verbunden ist. Die Logarithmierungsschaltungen 168 und 169 sind beide über die entsprechende Multiplikationsschaltung 187 bzw. 188 an zwei Eingänge des Summators 172 angeschlossen, dessen drittem Eingang über den Widerstand 181 eine Vorspannung zugeführt wird und dessen Ausgang an einen Eingang des Divisors 192 angeschlossen ist. An den anderen Eingang des Divisors 192 ist der Ausgang der Multiplikationsschaltung 186 angeschlossen, deren Eingänge ihrerseits mit dem Ausgang des Summators 171 bzw. mit dem Ausgang der Logarithmierungsschaltung 168 verbunden sind.The logarithmizing circuits 166 and 167 are connected to the inputs of the summer 171, whose Output is connected to the electronic circuit 185. The log circuits 168 and 169 are both via the corresponding multiplication circuit 187 or 188 to two inputs of the summator 172 connected, the third input of which is supplied with a bias voltage via the resistor 181 and its Output is connected to an input of the divisor 192. At the other input of the divisor 192 is the Output of the multiplication circuit 186 connected, the inputs of which in turn are connected to the output of the Summator 171 or to the output of the logarithmizing circuit 168 are connected.

Der Ausgang des Divisors 192 ist mit einem Eingang des elektronischen Schaltkreises 185 verbunden, an dessen anderem Eingang der Ausgang des Summators 171 liegt und dessen Ausgang unmittelbar und über den Inverter 189 mit zwei Eingängen des Summators 170 gekoppelt ist. Die beiden anderen Eingänge des Summators 170 sind mit dem Ausgang 19 der Einheit 16 (Fig. 10 und 3) für eine sukzessive Dateneingabe und mit dem Ausgang 23 der Speichereinrichtung 20 verbunden, während der Ausgang des Summators 170 den Ausgang 22 der Einheit 17 zur Ermittlung ergänzter Werte der Faktoren darstellt.The output of the divisor 192 is connected to an input of the electronic circuit 185, an the other input of which is the output of the summator 171 and its output directly and via the Inverter 189 is coupled to two inputs of summer 170. The other two inputs of the summator 170 are connected to the output 19 of the unit 16 (FIGS. 10 and 3) for successive data input and to the Output 23 of the memory device 20 is connected, while the output of the summator 170 connects the output 22 of the unit 17 for determining supplemented values of the factors.

In Fig. 11 ist eine Einheit 15 für eine diskrete Mittelung der Bohrgeschwindigkeit wiedergegeben, die eine Vergleichs- und Leseschaitung 193 für ein der Bohrgeschwindigkeit entsprechendes gemitteltes Signal, das unter Benutzung der Hüllkurve über die Maxima erhalten worden ist und ein elektronisches Schaltelement 194 an ihrem Ausgang aufweist, dessen Steuereingang mit dem Ausgang 195 der Zeitschaltuhr 12 (F i g. 3) gekoppelt ist.In Fig. 11 a unit 15 is shown for a discrete averaging of the drilling speed, the one Comparison and reading circuit 193 for an averaged signal corresponding to the drilling speed, which is shown under Use of the envelope curve has been obtained over the maxima and an electronic switching element 194 on has its output, the control input of which is coupled to the output 195 of the timer 12 (FIG. 3).

Die Schaltung 193 (F i g. 11) enthält einen Operationsverstärker 196, in dessen Rückkopplungskreis eine Diode 197 und ein Widerstand 198 in Reihe liegen, deren gemeinsamer Verbindungspunkt über einen Widerstand 199 an eine Vorspannungsquelle angeschlossen ist. Der Eingang des Operationsverstärkers 196 ist mit einem Kondensator 200 verbunden, dessen anderes Ende über eine Diode 201 mit dem Ausgang des Bohrgeschwindigkeitsgebers 5, über eine Diode 202 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 196 und über einen Widerstand 203 an eine Speisequelle 204 angeschlossen ist.The circuit 193 (FIG. 11) contains an operational amplifier 196, in the feedback circuit of which there is a diode 197 and a resistor 198 are in series, the common connection point of which via a resistor 199 is connected to a bias voltage source. The input of operational amplifier 196 is a capacitor 200 connected, the other end of which via a diode 201 to the output of the drilling speed sensor 5, via a diode 202 to the output of the operational amplifier 196 and via a resistor 203 is connected to a supply source 204.

Die Formierungseinheit 26 (Fig.3) für Bohrbetrieb weist eine ODER-Schaltung 205 (Fig. 12) und zwei LÜMD-Schaltur.gen 205 und 207 auf. Die Eingänge der Schaltung 205 und 206 und ein Eingang der Schaltung 207 sind mit Ausgängen 27 des Kontrollgeräts 24 verbunden. Der Ausgang der Schaltung 206 ist an den zweiten Eingang der Schaltung 207 angeschlossen, deren Ausgänge mit Eingängen der Einheiten 29 und 25 (F i g. 3) verbunden sind und jeweils Ausgänge 31 und 28 der gesamten Formierungseinheit 26 für Bohrbetrieb darstellen.The formation unit 26 (FIG. 3) for drilling operation has an OR circuit 205 (FIG. 12) and two LÜMD-Schaltur.gen 205 and 207. The inputs of circuit 205 and 206 and one input of circuit 207 are connected to outputs 27 of the control device 24. The output of circuit 206 is to the second Input of circuit 207 connected, the outputs of which with inputs of units 29 and 25 (Fig. 3) are connected and each represent outputs 31 and 28 of the entire formation unit 26 for drilling operations.

In F i g. 13 ist eine Datenübertragungseinheit 25 andeutungsweise wiedergegeben, die einen Satz 208 elektronischer Schaltelemente darstellt, die an den Ausgängen 209 Bedingungen für ein Auftreten von Signalen schaffen, die für ein Einschreiben ergänzter Werte der Faktoren des adaptiven Modells in die Speichereinrichtung 21 (F i g. 3) sorgen.In Fig. 13, a data transmission unit 25 is indicated, which has a set 208 electronic Represents switching elements which at the outputs 209 conditions for the occurrence of signals provide for a writing of supplemented values of the factors of the adaptive model in the storage device 21 (Fig. 3).

Die in Fig. 14 dargestellte Recheneinheit 37 (Fig.4) für optimale Einstellwerte bei der Abarbeitung des Bohrmeißels nach dem Verschleiß von dessen Lagerung enthält einen Optimisator 210 und einen an einen seiner Eingänge angeschlossenen Formierungskreis 211 für den laufenden Verschleiß der Lagerung, dessen Eingänge mit einem Ausgang 212 (F i g. 3) der Zwischenschaltuhr 12 und mit einem Ausgang 41 (F i g. 4) der Einheit 36 zur Bestimmung der Abarbeitungsart des Bohrmeißels verbunden sind. Die Eingänge des Optimisators 210(Fi g. 14) sind mit Ausgängen 213 (Fig.3) des Steuerpultes 9 gekoppelt, während an den Ausgängen 45 (Fig.4) der Einheit 37 darstellenden Ausgängen des Optimisators 210 (F i g. 14) optimalen Einstellwerten für eine Bohrmeißelbelastung Pop, und -drehzahl nnp, entsprechende Signale formiert werden.The arithmetic unit 37 shown in FIG. 14 (FIG. 4) for optimal setting values when processing the drill bit after its bearing has worn out contains an optimizer 210 and a forming circuit 211 connected to one of its inputs for the ongoing wear and tear of the bearing, its inputs with an output 212 (FIG. 3) of the intermediate timer 12 and an output 41 (FIG. 4) of the unit 36 for determining the type of processing of the drill bit. The inputs of the optimizer 210 (FIG. 14) are coupled to outputs 213 (FIG. 3) of the control desk 9, while outputs of the optimizer 210 (FIG. 14) representing outputs 45 (FIG. 4) of the unit 37 optimal setting values for a drill bit load P op , and speed n np , corresponding signals are formed.

Die Recheneinheit 38 (Fig.4) für optimale Einstellwerte bei der Abarbeitung des Bohrmeißels nach demThe arithmetic unit 38 (FIG. 4) for optimal setting values when processing the drill bit after

Verschleiß der Schneidelemente ist in der gleichen Schaltung mit Optimisator wie auch die Einheit 37 ausgeführt, deshalb ist in der vorliegenden Beschreibung ihre Ausführung nicht näher erwähnt. Als Optimisiator 210 (F i g. 14) werden in den Einheiten 37 und 38 beliebige bekannte Optimisatoren eingesetzt, weshalb es auf deren Ausführung gleichfalls nicht eingegangen wird.Wear of the cutting elements is carried out in the same circuit with optimizer as the unit 37, therefore their implementation is not mentioned in more detail in the present description. As optimiser 210 (FIG. 14) any known optimizers are used in units 37 and 38, which is why their Execution is also not received.

Der Formierungskreis 211 für den laufenden Verschleiß der Bohrmeißellagerung (oder -schneidelemente) enthält einen elektronischen Schalter 213, dessen Stcucreingang mit einem Ausgang 212 der Zeitschaltuhr 12 verbunden und dessen anderer Eingang über ein RC-C\\ed 215, 216 an einen Ausgang 41 der Einheit 36 angeschlossen ist. Der Ausgang des elektrischen Schalters 214 ist an einen Inverter 217 angeschlossen, in dessen Rückkopplungskreis ein Kondensator 218 liegt und dessen Ausgang außerdem über einen Widerstand 219 an ίο den zweiten Eingang des Schalters 214 und an einen an einen Eingang des Optimisators 210 gekoppelten Inverter 220 direkt angeschlossen ist.The formation circuit 211 for the ongoing wear of the drill bit bearings (or cutting elements) contains an electronic switch 213, whose plug input is connected to an output 212 of the timer 12 and the other input via an RC-C \\ ed 215, 216 to an output 41 of the Unit 36 is connected. The output of the electrical switch 214 is connected to an inverter 217, in whose feedback circuit there is a capacitor 218 and whose output is also directly connected via a resistor 219 to the second input of the switch 214 and to an inverter 220 coupled to an input of the optimizer 210 is.

Die in Fig. 15 wiedergegebene Einheit 36 (F i g.4) zur Bestimmung der Abarbeitungsart des Bohrmeißels ist zweikanalig ausgeführt und jeder Kanal an einen Eingang eines eigenen Schaltkreises 221, 222 angeschlossen, dessen anderer Eingang an einen Ausgang 212 (F i g. 3) der Zeitschaltuhr 12 angekoppelt ist.The unit 36 shown in FIG. 15 (FIG. 4) for determining the type of processing of the drill bit is designed with two channels and each channel connected to an input of its own circuit 221, 222, the other input of which is coupled to an output 212 (FIG. 3) of the timer 12.

Der erste Kanal enthält einen an den Ausgang 14 (F i g. 15 und 3) des Gebers 7 und an einen Ausgang 213 des Steuerpultes 9 angeschlossenen Divisor 223, ein nichtlineares Element 224, dessen Eingang mit dem Ausgang 13 des Gebers 6 verbunden ist, und eine Multiplikationsschaltung 225, deren Eingänge mit dem Ausgang des Divisors 223 und des nichtlinearen Elementes 224 und deren Ausgang mit dem Schaltkreis 221 gekoppelt ist.The first channel contains one to the output 14 (Figs. 15 and 3) of the encoder 7 and to an output 213 of the Divisor 223 connected to the control panel 9, a non-linear element 224, the input of which is connected to the output 13 of the encoder 6 is connected, and a multiplication circuit 225, the inputs of which are connected to the output of the Divisors 223 and the nonlinear element 224 and the output of which is coupled to the circuit 221.

Der zweite Kanal enthält einen Divisor 226, der aus Multiplikationsschaltungen 227 und 228 aufgebaut und ' 20 dessen Eingang an den Ausgang 14 des Gebers 7 angeschlossen ist, einen Summator 229 am Ausgang desThe second channel contains a divisor 226, which is made up of multiplication circuits 227 and 228 and whose input is connected to the output 14 of the encoder 7, a summator 229 at the output of the

Divisors 226 und eine Multiplikationsschaltung 230, deren Eingänge mit dem Ausgang des Summators 229 und deren Ausgänge mit einem Eingang eines Divisors 231 verbunden sind, dessen Ausgang seinerseits mit einem ι Eingang des Schaltkreises 222 gekoppelt ist. Der zweite Kanal enthält außerdem eine MultiplikationsschaltungDivisors 226 and a multiplication circuit 230, the inputs of which are connected to the output of the summator 229 and the outputs of which are connected to an input of a divisor 231, the output of which is in turn coupled to an input of the circuit 222. The second channel also contains a multiplication circuit

232, deren Eingänge mit dem Ausgang 13 (F i g. 15 und 3) des Gebers 6 und mit einem Ausgang 213 des Pultes 9 ' 25 verbunden sind. Der Ausgang der Schaltung 232 ist über einen Summator 233 an einen Eingang der Multiplikationsschaltung 234 angeschlossen, deren Ausgang mit dem zweiten Eingang des Divisors 231 gekoppelt ist.232, whose inputs are connected to output 13 (Figs. 15 and 3) of the encoder 6 and to an output 213 of the desk 9 '25 are connected. The output of the circuit 232 is via a summer 233 to an input of the multiplication circuit 234, the output of which is coupled to the second input of the divisor 231.

An den Ausgang 213 des Pultes 9 ist ein Eingang einer weiteren Multiplikationsschaltung 235 angeschlossen, deren anderer Eingang mit dem Ausgang 46 der Einheit 38 und deren Ausgang mit einem Eingang eines Summators 236 gekoppelt ist, dessen anderem Eingang über einen Widerstand 237 eine Vorspannung von einer Quelle 238 zugeführt wird, während der Ausgang dieses Summators 236 mit dem Eingang der Multiplikationsschaltung 234 verbunden ist.An input of a further multiplication circuit 235 is connected to the output 213 of the desk 9, the other input to the output 46 of the unit 38 and its output to an input of a Summator 236 is coupled, the other input via a resistor 237 a bias voltage of one Source 238 is supplied, while the output of this summer 236 is connected to the input of the multiplication circuit 234 is connected.

,[ Die Schaltkreise 221 und 222 sind identisch ausgeführt und enthalten je einen elektronischen Schalter 239,, [The circuits 221 and 222 are identical and each contain an electronic switch 239,

r dessen einer Ausgang an einen Operationsverstärker 240 mit einem Kondensator 241 im Rückkopplungskreis r one output to an operational amplifier 240 with a capacitor 241 in the feedback circuit

ν und mit einem Widerstand 242 angeschlossen ist, der über den elektronischen Schalter 239 in den zweitenν and is connected to a resistor 242, which via the electronic switch 239 in the second

Rückkopplungskreis des im direkten Stromkreis einen Widerstand 243 enthaltenden Verstärkers 240 eingeschal- The feedback circuit of the amplifier 240, which contains a resistor 243 in the direct circuit, is switched on.

/ tet ist Der elektronische Schalter 239 ist über einen Widerstand 244 und der Operationsverstärker 240 über/ tet is The electronic switch 239 is across a resistor 244 and the operational amplifier 240 across

einen Widerstand 245 an einen Inverter 246 angeschlossen, in dessen Rückkopplungskreis ein Widerstand 247 a resistor 245 is connected to an inverter 246, in the feedback circuit of which a resistor 247

ι > liegt. Der Ausgang des Inverters 246 tritt als Ausgang des Schaltkreises 222 (221) auf. Die Ausgänge derι> lies. The output of inverter 246 appears as the output of circuit 222 (221) . The outputs of the

J1 Schaltkreise 221 und 222 sind an einen Komparator 248 mit einem Schaltkreis für ein Ausgangssignal ange-J 1 circuits 221 and 222 are connected to a comparator 248 having a circuit for an output signal.

|K, 40 schlossen.| K, 40 closed.

ι Die Steuerungseinrichtung arbeitet wie folgt.ι The control device works as follows.

j Bevor die Einrichtung gestartet wird, werden folgende Vorbereitungen getroffen. Vom Steuerpult 9 werdenj Before starting the setup, the following preparations must be made. From the control panel 9

über die Einheit 16 für sukzessive Dateneingabe in die Einheit 17 den angenäherten Vorgabegrößen der zu ergänzenden Faktoren entsprechende Signale und in die Formierungseinheit 10 für optimale Einstellwerte der , 45 Steuersignale den zur Optimierung des Bohrvorganges benutzten Konstantwerten entsprechende Signale eingespeist Via the unit 16 for successive data input into the unit 17, the approximate default values of the to signals corresponding to supplementary factors and into the formation unit 10 for optimal setting values of the , 45 control signals are fed in corresponding to the constant values used to optimize the drilling process

Im ersten Anfangstakt des Bohrversuches für eine Gesteinsschicht werden vom Steuerpult 9 über die Digital- ·■ Analog-Umsetzer 8 Signale für Einstellwerte einer Bohrmeißelbelastung und -drehzahl auf die entsprechendenIn the first initial cycle of the drilling attempt for a rock layer, the control desk 9 sends signals for setting values of a drill bit load and speed to the corresponding via the digital · ■ analog converter 8

Stellmechanismen 4 gegeben, die eine Aufrechterhaltung der Vorgabewerte der Belastung des Werkzeuges und seiner Drehzahl im Bohrtakt gewährleisten, und es wird die Zeitschaltuhr 12 angelassen.Adjusting mechanisms 4 given that maintain the default values of the load on the tool and Ensure its speed in the drilling cycle, and the timer 12 is started.

< Vom Geber 5 gelangt in die Einheit 15 für eine diskrete Mittelung der Bohrgeschwindigkeit ein Signal für<From the transmitter 5 a signal for a discrete averaging of the drilling speed arrives in the unit 15

s einen Momentanwert der Bahngeschwindigkeit. In der Einheit 15 erfolgt eine Mittelung des Bohrgeschwindig-s an instantaneous value of the path speed. The drilling speed is averaged in the unit 15.

keitswertet für einen durch die Zeitschaltuhr 12 festgelegten Zeitabstand. Nach Ablauf des vorgegebenen Zeitabstandes wird durch die Zeitschaltuhr 12 über einen Stromkreis 195 ein Freigabesignal in die Einheit 15 geliefert und am Ausgang 18 der Einheit 15 erscheint ein dem Pegel des gemittelten Bohrgeschwindigkeitswertes im ersten Takt des Bohrversuches entsprechendes Signal, das auf die Einheit 17 und auf das Kontrollgerät gegeben wird. In der Einheit 17 werden zur Ermittlung ergänzter Faktoren auf ein Signal vom Ausgang 18 der Einheit 15 die Faktoren des adaptiven Modells ergänzt Zur Ergänzung der Faktoren werden auch Signale vom Ausgang 14 des Drehzahlgebers 7 für den Bohrmeißel, Signale von den Ausgängen 19 der Einheit 16 für eine sukzessive Dateneingabe und von ejnem Ausgang 93 des Kontrollgerätes 24 benutzt. Die Faktoren werden gleichzeitig über die zwei Kanäle 90 und 92 ergänztkeitswertet for a time interval determined by the timer 12. After the specified At the time interval, the timer 12 sends a release signal to the unit 15 via a circuit 195 supplied and at the output 18 of the unit 15 appears the level of the averaged drilling speed value in the first cycle of the drilling attempt corresponding signal that is sent to the unit 17 and to the control device is given. In the unit 17 to determine supplemented factors on a signal from the output 18 of the Unit 15 adds the factors of the adaptive model To add to the factors, signals from the Output 14 of the speed sensor 7 for the drill bit, signals from the outputs 19 of the unit 16 for a successive data input and used by an output 93 of the control device 24. The factors are added simultaneously via the two channels 90 and 92

Nach der Ergänzung werden die den ergänzten Signalen der Faktoren des ersten Taktes entsprechenden Signale von den Ausgängen 22 in die Speichereinrichtung 20 geliefert und treten an deren Ausgang 23 auf. Die Signale vom Ausgang 23 werden in das Kontrollgerät 24 für Prozeßparameterwerte und in die Datenübertrae>5 gungseinheit 25 gegeben.After the supplementation, the signals corresponding to the supplemented signals of the factors of the first cycle are delivered from the outputs 22 to the memory device 20 and appear at its output 23. The signals from the output 23 are sent to the control device 24 for process parameter values and to the data transmission unit 25.

In das Kontrollgerät 24 gelangen Signale für die Bohrgeschwindigkeit vom Ausgang 14 des Gebers 7, vom Ausgang 13 des Lastgebers 6 für den Bohrmeißel, vom Ausgang 18 der Einheit 15 für eine Mittelung der Bohrgeschwindigkeit vom Ausgang 23 der Einrichtung 20 und vom Ausgang 33 der Formierungseinheit 10 fürThe control device 24 receives signals for the drilling speed from the output 14 of the transmitter 7, from the output 13 of the load transmitter 6 for the drill bit, from the output 18 of the unit 15 for averaging the drilling speed from the output 23 of the device 20 and from the output 33 of the forming unit 10 for

Steuersignale. Im Kontrollgerät 24 wird der Rechenwert der Bohrgeschwindigkeit bestimmt, die mit dem gemittelten vom Ausgang 18 der Einheit 15 eingetroffenen Geschwindigkeitswert verglichen wird. Nach dem Vergleichsergebnis werden Signale an den Ausgängen 27 des Kontrollgeräts 24 (wenn die Signale gleich sind, an dem einen, wenn sie ungleich sind, an dem anderen Ausgang) geformt, die dann in die Formierungseinheit 26 für Bohrbetrieb kommen. (Das Signal wird von einem der Ausgänge 27 geliefert.) Bei dieser Betriebsart formiert das Signal: von dem an die ODER-Schaltung 205 und an die UND-Schaltung 206 angeschlossenen Ausgang 27 am Ausgang der ODER-Schaltung 205 einen Freigabesignalpegel für die Einheit 29 am Ausgang 31 und für die Einheit 25 am Ausgang 28. Gleichzeitig erscheint ein Signal am Ausgang der ODER-Schaltung 205, die mit der Formierungseinheit 10 für optimale Steuersignale verbunden ist.Control signals. In the control device 24 the arithmetic value of the drilling speed is determined, which is compared with the averaged speed value arriving from the output 18 of the unit 15. After the comparison result, signals are formed at the outputs 27 of the control device 24 (if the signals are the same, at one output, if they are not the same, at the other output), which then come into the formation unit 26 for drilling operation. (The signal is supplied by one of the outputs 27.) In this operating mode, the signal forms an enable signal level for the unit 29 from the output 27 connected to the OR circuit 205 and to the AND circuit 206 at the output of the OR circuit 205 at the output 31 and for the unit 25 at the output 28. At the same time, a signal appears at the output of the OR circuit 205, which is connected to the formation unit 10 for optimal control signals.

Auf ein am Freigabeeingang der elektronischen Schalter 208 vom Ausgang 28 der Formierungseinheit 26 für Bohrbetrieb eingetroffenes Signal werden die den ergänzten Faktoren entsprechenden Signale in die zweite Speichereinrichtung 21 eingeschrieben und treten an deren Ausgängen 30 auf.In response to a signal received at the release input of the electronic switch 208 from the output 28 of the formation unit 26 for drilling operation, the signals corresponding to the supplemented factors are written into the second memory device 21 and appear at its outputs 30.

Auf ein vom Ausgang 31 der Formierungseinheit 26 für Bohrbetrieb in der Korrektionseinheit 29 für Faktoren des adaptiven Modells am Steuereingang der Gruppe 82 elektronischer Schalter eintreffendes Signal gelangen die Signale ergänzter Faktorengrößen vom Ausgang 30 der Einrichtung 21 in die zwei Parallelkanäle 84 und 85 des Formers für einen Korrektionswert. In jedem der Kanäle 84, 85 wird bei geschlossenem elektronischem Schalter am Ausgang des Verstärkers 89 ein Eingangssignal erzeugt und bei einer Öffnung des Schalters am Ausgang 32 der Schaltung ein Momentanwert des Eingangssignals zu diesem Zeitmoment gespeichert. Die Signale vom Ausgang 32 der Korrektionseinheit 29 für Faktoren kommen in der Formierungseinheit 10 für optimale Steuersignale an den Eingängen der elektronischen Schalter 40 an, an deren Steuereingängen ein Signal von der Formierungseinheit 26 für Bohrbetrieb anliegt. Nach dem Durchgang durch die Schaltung 40 gelangen die Signale in die Einheiten 37 und 38. Dabei arbeitet gleichzeitig die Einheit 36 zur Bestimmung der Abarbeitungsart des Bohrmeißels, an deren Eingängen Signale vom Ausgang 13 des Lastgebers 6 für den Bohrmeißel, vom Ausgang 14 des Drehzahlgebers, vom Ausgang der Zeitschaltuhr 12, von der Gruppe der Ausgänge 213 des Steuerpultes 9, an denen Pegel von Prozeßkonstanten eingestellt sind und vom Ausgang der Recheneinheit 38 für optimale Einstellwerte bei der Abarbeitung des Bohrmeißels nach dem Verschleiß seiner Lagerung anliegen. In der Einheit 36 wird ein Signal für die Abarbeitungsart des Bohrmeißels geformt, das am Ausgang 41 erscheint und auf die UND-Schaltung 47 gegeben wird, falls das in der Einheit 36 bestimmte Signal über den Verschleiß der Lagerung vor dem Signal über den Verschleiß der Schneidelemente eintrifft, und sonst am Ausgang 42 erscheint und auf die U N D-Schaltung 48 gegeben wird.In response to a signal arriving from the output 31 of the formation unit 26 for drilling operation in the correction unit 29 for factors of the adaptive model at the control input of the group 82 of electronic switches, the signals of supplemented factor variables pass from the output 30 of the device 21 into the two parallel channels 84 and 85 of the former for one Correction value. In each of the channels 84, 85, when the electronic switch is closed, an input signal is generated at the output of the amplifier 89 and, when the switch is opened at the output 32 of the circuit, an instantaneous value of the input signal is stored at this instant. The signals from the output 32 of the correction unit 29 for factors arrive in the formation unit 10 for optimal control signals at the inputs of the electronic switches 40, at whose control inputs a signal from the formation unit 26 for drilling operation is present. After passing through the circuit 40, the signals reach the units 37 and 38. At the same time, the unit 36 works to determine the type of processing of the drill bit, at whose inputs signals from the output 13 of the load transmitter 6 for the drill bit, from the output 14 of the speed transmitter, from the output of the timer 12, from the group of outputs 213 of the control desk 9, at which levels of process constants are set, and from the output of the arithmetic unit 38 for optimal setting values when processing the drill bit after its storage is worn. In the unit 36 a signal for the type of processing of the drill bit is formed, which appears at the output 41 and is applied to the AND circuit 47 if the signal determined in the unit 36 about the wear of the bearing before the signal about the wear of the cutting elements arrives, and otherwise appears at the output 42 and is given to the UN D circuit 48.

In den Einheiten 37 und 38 werden den Pegeln der Zeitwerte des Verschleißes der Lagerung und Schneidelemente des Bohrmeißels für einen Takt des Bohrvorganges entsprechende Signale geformt, die an den eigenen Optimisatoren 210 entsprechend dem Verschleiß der Bohrmeißellagerung und -Schneidelemente ankommen. An den Ausgängen der Optimisatoren 210 treten Signale für Optimalwerte nopl und Pop, auf, die im Ergebnis einer Optimierung der Steuersignale unter Berücksichtigung des Verschleißes der Bohrmeißellagerung und -schneidelemente erhalten und auf die entsprechenden Gruppen 43 und 44 der elektronischen Schalter gegeben werden. Auf die Steuereingänge der Schalter wird ein Freigabesignal von den entsprechenden Ausgängen der Schaltungen 47 und 48 gegeben. Auf die Eingänge der Schaltungen 47 und 48 gelangt ein Signal für die Abarbeitungsart des Bohrmeißels, und auf ein Signal vom Ausgang der Zeitschaltuhr 12 erscheint in einer der Schaltungen 47 oder 48 ein Signal, das optimale Steuersignale von dem einen oder dem anderen Kanal 43 bzw. 44 freigibt. Die Optimalwerte nop, und Pop, werden über Ausgänge 51 und 52 vom Ausgang 11 über die Digital-Analog-Umsetzer 8 auf die Stellmechanismen 4 gegeben.In the units 37 and 38 , signals corresponding to the levels of the time values of the wear of the bearing and cutting elements of the drill bit are formed for one cycle of the drilling process, which signals arrive at their own optimizers 210 in accordance with the wear of the drill bit bearings and cutting elements. Signals for optimum values n opl and P op occur at the outputs of optimizers 210 , which are obtained as a result of an optimization of the control signals taking into account the wear of the drill bit bearings and cutting elements and are sent to the corresponding groups 43 and 44 of the electronic switches. A release signal is sent from the corresponding outputs of the circuits 47 and 48 to the control inputs of the switches. A signal for the type of processing of the drill bit is sent to the inputs of the circuits 47 and 48, and in response to a signal from the output of the time switch 12, a signal appears in one of the circuits 47 or 48, the optimal control signals from one or the other channel 43 or 44 releases. The optimal values n op and P op are given via outputs 51 and 52 from output 11 via digital-to-analog converter 8 to setting mechanisms 4.

Die Übertragung der Pegel der Steuersignale von der Einheit 18 erfolgt auf ein Signal von der Zeitschaltuhr 12.The transmission of the levels of the control signals from the unit 18 takes place on a signal from the timer 12th

Der Bohrvorgang für eine Kombination von Steuersignalen η und Pirn ersten Takt des Bohrversuches ist im Vergleich zu deren optimaler Kombination in F i g. 1 durch eine Linie P\ ■ n\ angedeutet.The drilling process for a combination of control signals η and Pirn the first cycle of the drilling attempt is compared to their optimal combination in FIG. 1 indicated by a line P \ ■ n \ .

Nach der Zuführung der Steuersignale zu den Stellmechanismen 4 beginnt der zweite in F i g. 1 durch eine Linie P'2 ■ n'2 angedeutete Takt des Bohrversuches. Die Stellmechanismen 4 erhalten die im Takt durch die Einheit 10 vorgegebenen Pegel der Steuersignale für die Meißeldrehzahl n\ und -belastung P'2 aufrecht. Das vom Geber 5 ankommende Signal für die mechanische Bohrgeschwindigkeit wird gemittelt und tritt auf ein Signal von der Zeitschaltuhr 12 am Ausgang 18 der Einheit 15 auf. In die Einheit 17 werden über die Ausgänge 23 von der Einrichtung 20 Signale für die Pegel der zu ergänzenden Faktoren des vorhergehenden Taktes eingegeben. Gleichzeitig wird im Kontrollgerät 24 auf Signale von den Ausgängen 14 und B der Geber 7 und 6 ein Signal für einen Rechenwert der Bohrgeschwindigkeit geformt, das über den Ausgang 93 in die Einheit 17 eingegeben wird. In der Einheit 17 werden die Faktorengrößen ergänzt, die Reihenfolge der Zusammenwirkung der Elemente ist bei der Arbeit der Einheit die gleiche wie auch im ersten Takt.After the control signals have been fed to the actuating mechanisms 4, the second begins in FIG. 1 cycle of the drilling attempt indicated by a line P ' 2 ■ n'2. The adjusting mechanisms 4 maintain the level of the control signals for the chisel speed n \ and load P'2 which are predetermined by the unit 10 in a cycle. The signal for the mechanical drilling speed arriving from the transmitter 5 is averaged and occurs in response to a signal from the timer 12 at the output 18 of the unit 15. Signals for the levels of the factors of the preceding cycle to be supplemented are input into the unit 17 via the outputs 23 from the device 20. At the same time, a signal for a calculated value of the drilling speed is formed in the control device 24 in response to signals from the outputs 14 and B of the transmitters 7 and 6, which signal is input into the unit 17 via the output 93. In the unit 17 the factor sizes are added, the order of the interaction of the elements is the same in the work of the unit as in the first cycle.

Die Signale von der Einheit 17 werden in die Speichereinrichtung 20 eingeschrieben und von deren Ausgang 23 in das Kontrollgerät 24 eingegeben. Im Kontrollgerät 24 werden ähnlich wie im ersten Takt des Betriebes die Werte der berechneten und der laufenden mechanischen Bohrgeschwindigkeit verglichen. Auf ein Signal vom Ausgang 27 wird im Kontrollgerät 26 die Betriebsart der Einrichtung formiertThe signals from the unit 17 are written into the memory device 20 and input from its output 23 into the control device 24. In the control device 24, similar to the first cycle of operation, the values of the calculated and the current mechanical drilling speed are compared. In response to a signal from output 27 , the operating mode of the device is formed in control device 26

Sind die Bohrgeschwindigkeiten in zwei aufeinanderfolgenden Takten verschieden, werden an den Ausgängen der Schaltungen 205 und 207 an den Ausgängen 31 und 28 des Kontrollgeräts 26 ankommende Signale geformt, und der Betriebsversuch geht weiter. Durch die Einheiten 29 und 10 werden neue Pegel der Steuersignale geformt, die Zusammenwirkung der Einrichtungen wird in den Einheiten 29,10 ebenso wie im ersten Takt der Erprobung verwirklicht Auf ein Signal vom Ausgang 212 der Zeitschaltuhr 12 werden die geformten Steuersignale über den Digital-Analog-Umsetzer 8 auf die Stellmechanismen 4 gegeben, und es beginnt der in F i g. 1 durch eine Kombination P'3 · π 3 dargestellte dritte Takt des Bohrversuches, Die Einrichtung arbeitet bei den in Fig. 1 durch die Kombinationen PU · πUi P's · /15; P'b · n'b dargestelltenIf the drilling speeds in two successive cycles are different, signals arriving at the outputs 31 and 28 of the control device 26 are formed at the outputs of the circuits 205 and 207 , and the operating test continues. By units 29 and 10 new levels of control signals are formed, the interaction of the devices in the units 29, 10 as well as the testing of the first clock realized on a signal from the output 212 of the timer 12, the shaped control signals via the digital-to-analog -Umsetzer 8 given to the adjusting mechanisms 4, and it begins in FIG. 1 by a combination P'3 · π 3 shown third clock of the Bohrversuches The device operates in the in Figure 1 by the combinations of PU · πUi P's * / 15. P'b · n ' b shown

nachfolgenden Takten des Betriebes ebenso wie im zweiten Takt des Bohrversuches. Oberschreitet die Abweichung der mechanischen Bohrgeschwindigkeit in den zwei nachfolgenden Takten nicht den zulässigen Wert, so hebt der Satz 208 ein Freigabesigna! für die UND-Schaltung 207 auf, die Signale bleiben an den Ausgängen 31 und 28 aus, und d;e Einrichtung wird in den unmittelbaren Bohrbetrieb überführt In diesem Takt P& · π % wird hierbei das Signal durch die Einheit 26 von den Ausgängen 31 und 28 abgenommen. In dieser Betriebsart ändern sich die Signale an den Ausgängen 32 der Einheit 29 nicht, und die Formierungseinheit 10 für optimale Steuersignale an den Ausgängen 11 und 35 sorgt auf ein Signal vom Ausgang 212 der Zeitschaltuhr 12 für deren Änderung im unmittelbaren Bohrbetrieb (F i g. 2). In jedem Takt des Bohrbetriebes wird durch die Einheit 15 die Bohrgeschwindigkeit gemittelt, worüber auf ein Signal der Zeitschaltuhr 12 vom Ausgang 18 zur Einheit 17 signalisiert wird. In der Einheit 17 werden die Faktoren ergänzt und deren neue Größen in die Speichereinrichtung 20 eingeschrieben und gleichzeitig in das Kontrollgerät 24 eingegeben. Im Kontrollgerät 24 wird ein Sperrsignal für die Ausgabe der Signale von den Ausgängen 31, 28 der Einheit 26 formiert Dies wird dadurch gewährleistet, daß in der Schaltung eines zweistelligen Binärzählers die Pegel des eingeschriebenen und des eingegebenen Signals verglichen werden, und bei Koinzidenz wird ein Verbotssignal für die Ausgabe eines Signals durch die Schaltung 207 geformt und die Einrichtung arbeitet im Bohrbetrieb weiter. Das Signal wird an die Schaltung für die Einstellwerte der optimalen Steuersignale (diskret wechselnde Einstellwerte im Bohrbetrieb), die von der Formierungseinheit 10 für optimale Steuersignale abgegeben werden, vom Ausgang 212 der Zeitschaltuhr 12 geliefert.subsequent cycles of operation as well as in the second cycle of the drilling attempt. If the deviation in the mechanical drilling speed does not exceed the permissible value in the two subsequent cycles, then record 208 raises a release signal! for the AND circuit 207, the signals remain at the outputs 31 and 28, and d; e device is transferred to the immediate drilling In this clock P · π%, the signal is in this case by the unit 26 from the outputs 31 and 28 removed. In this operating mode, the signals at the outputs 32 of the unit 29 do not change, and the formation unit 10 for optimal control signals at the outputs 11 and 35, in response to a signal from the output 212 of the timer 12, ensures that they are changed in the immediate drilling operation (FIG. 2). In each cycle of the drilling operation, the drilling speed is averaged by the unit 15, via which a signal from the timer 12 from the output 18 to the unit 17 is signaled. The factors are supplemented in the unit 17 and their new values are written into the memory device 20 and at the same time entered into the control device 24. In the control device 24 a blocking signal for the output of the signals from the outputs 31, 28 of the unit 26 is formed.This is ensured by the fact that the levels of the written and input signals are compared in the circuit of a two-digit binary counter, and if they coincide, a prohibition signal is generated shaped for the output of a signal by the circuit 207 and the device continues to operate in the drilling mode. The signal is supplied from the output 212 of the timer 12 to the circuit for the setting values of the optimal control signals (discretely changing setting values during drilling operation), which are output by the formation unit 10 for optimal control signals.

Falls der vom Zeitwert des Signals der Bohrgeschwindigkeit abgeleitete Wert der mechanischen Bohrgeschwindigkeit den zulässigen Wert übertrifft, wird das Verbotssignal aufgehoben und die ergänzten Werte der Faktoren von der Speichereinrichtung 21 auf die Korrektionseinheit 29 für Faktoren und ferner auf die Formierungseinheit 10 für optimale Steuersignale übertragen. Danach geht die Einrichtung in den Betrieb einer wiederholten Erprobung über.If the value of the mechanical drilling speed derived from the time value of the drilling speed signal exceeds the permissible value, the prohibition signal is lifted and the supplemented values of the Factors from the storage device 21 to the correction unit 29 for factors and also to the formation unit 10 for optimal control signals. Then the facility goes into operation repeated testing over.

Die Einheit 15 für eine diskrete Mittelung der Bohrgeschwindigke,. arbeitet wie folgt Vom Ausgang des Gebers 5 für mechanische Bohrgeschwindigkeit wird das Signal auf den Eingang der Schaltung 193 gegeben, in der das Signal mit dem unter Benutzung der Hüllkurve über die Maxima gemittelten Signal verglichen und abgelesen wird, was auf dem Operationsverstärker 1% ununterbrochen verwirklicht wird. Das Eingangssignal wird über die Diode 201 durch den Kondensator 200 gespeichert, und gleichzeitig wird das Signal über die Diode 202 durch den Verstärker 196 mit dem Speicherwert verglichen. Die Signaländerung erfolgt zum Zeitpunkt der Erreichung der Nebenmaxima durch das veränderliche Eingangssignal vom Geber 5. Am Ausgang der Einheit 15 erscheint das Signal der gemittelten Bohrgeschwindigkeit auf ein Steuersignal vom Ausgang 195 der Zeitschaltuhr 12.The unit 15 for discrete averaging of the drilling speed. works as follows From the output of the Encoder 5 for mechanical drilling speed, the signal is given to the input of the circuit 193, in which compares the signal with the signal averaged over the maxima using the envelope and is read, which is realized continuously on the operational amplifier 1%. The input signal is stored through the diode 201 by the capacitor 200, and at the same time the signal through the diode 202 compared by the amplifier 196 with the stored value. The signal change takes place at the time of Achievement of the secondary maxima through the variable input signal from the encoder 5. At the output of the unit 15 the signal of the averaged drilling speed appears on a control signal from output 195 of the timer 12th

Die Einheit 17 arbeitet zugleich in zwei Kanälen (Schaltungen 90 und 92). In der Schaltung 90 wird der dem Nachgiebigkeitsgrad des Gesteines im Bohrvorgang entsprechende Faktor ergänzt. Auf den Eingang der Schaltung 94 der Einheit 17 wird vom Ausgang 19 im ersten Takt des Bohrversuches ein Signal gegeben, das der vom Steuerpult 9 vorgegebenen Faktorgröße ungefähr entspricht. Das Signal des zu ergänzenden Faktors wird auf den gleichen Eingang der Schaltung 94 der Einheit 17 in den nachfolgenden Takten vom Ausgang 23 der Speichereinrichtung 20 geliefert. In der praktisch einen Logarithmierungsverstärker darstellenden Schaltung 94 ist dieser aus den beiden Operationsverstärkern 123 und 132 und aus einem bipolaren npn-Komplementärtransistör 129,131 aufgebaut. Die Transistoren 129,131 arbeiten mit verschiedenen Kollektorströmen. Hierbei ist die Basis-Emitter-Spannung zum Logarithmus des Verhältnisses der Kollektorströme der Transistoren 131 und 129 proportional. Der Kollektorstrom des Transistors 131 stellt den Eingangsstrom des Umkehrverstärkers 132 dar, und deshalb ist der Kollektorstrom proportional zum Verhältnis des Eingangssignals für die zu ergänzende Faktorgröße zum Wert des Widerstandes 133. Der Kollektorstrom des Transistors 129 ist dem Verhältnis der Spannung der Quelle 144 sum Wert des Widerstandes 130 proportional, weil das Potential des nicht invertierenden Einganges des Verstärkers 123 nahe Null ist. Hierbei ist die Basis-Emitter-Spannung direki an den Eingang des als Nichtumkehrverstärker mit einem Verhältnis der Werte der Widerstände 127 und 126 um eins übersteigenden Verstärkungsfaktor arbeitenden Verstärkers 123 angelegt und dem Logarithmus vom Produkt aus dem Verhältnis des Eingangssignals zum Wert des Widerstandes 133 und dem des Widerstandes 130 zur Spannung so der Speisequelle 144 proportional. Das Signal für die zu ergänzende Faktorgröße erscheint daher nach dem Durchgang durch die Schaltung 94 am Ausgang in Form eines zu einem Produkt aus dem Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers 123 und der Basis-Emitter-Spannung proportionalen Signals.The unit 17 operates simultaneously in two channels (circuits 90 and 92). In the circuit 90 is the dem Corresponding factor added to the degree of resilience of the rock in the drilling process. On the entrance of the Circuit 94 of the unit 17 is given a signal from the output 19 in the first cycle of the drilling attempt, which the from the control panel 9 approximately corresponds to the factor size. The signal of the factor to be added becomes to the same input of the circuit 94 of the unit 17 in the subsequent clocks from the output 23 of the Storage device 20 supplied. In circuit 94 practically representing a log amplifier is this from the two operational amplifiers 123 and 132 and from a bipolar npn complementary transistor 129,131 built. The transistors 129, 131 work with different collector currents. Here is the Base-emitter voltage to the logarithm of the ratio of the collector currents of transistors 131 and 129 proportional. The collector current of transistor 131 represents the input current of inverting amplifier 132, and therefore the collector current is proportional to the ratio of the input signal for the to be supplemented Factor size to the value of resistor 133. The collector current of transistor 129 is the ratio of the Voltage of source 144 sum value of resistor 130 proportional, because the potential of the non-inverting Input of the amplifier 123 is close to zero. Here the base-emitter voltage is direct to the input as a non-inverting amplifier with a ratio exceeding the values of resistors 127 and 126 by one Gain working amplifier 123 applied and the logarithm of the product of the Ratio of the input signal to the value of resistor 133 and that of resistor 130 to voltage so proportional to the supply source 144. The signal for the factor size to be supplemented therefore appears after the Passage through circuit 94 at the output in the form of a product of the gain factor of the operational amplifier 123 and the base-emitter voltage proportional signal.

Das Signal vom Ausgang der Schaltung 94 gelangt in die Schaltung 114, in der dieses mit einem vom Ausgang 19 der Einheit 16 für eine sukzessive Parametereingabe kommenden Signal multipliziert wird. In der Schaltung 114 ändert sich auf ein der zu ergänzenden Faktorgröße entsprechendes Signal der lnnenwidlerstand de< Transistors 148 von dem bipolaren Transistorpaar 148 und 149. Der Strom von der Quelle 154 wird umverteilt und zwischen den Kollektoren des Paares entsteht ein dem mit der zu ergänzenden Faktorgröße multiplizierter Verstärkungsfaktor proportionales Differenzsignal. Das am zweiten Eingang der Schaltung 114 ankommende Signal wird auf die Emitter der Transistoren 148 und 149 gegeben, wodurch der Strompegel in den Widerständer 150 bis 151 geändert wird. Der Verstärkungsfaktor der Schaltung 114 ist proportional einem mit dein Verhältnis des am zweiten Eingang der Schaltung 114 ankommenden Signals zum Wert des Widerstandes 155 multiplizier ten Festwert. Das Signal am Ausgang der Schaltung 114 ist einem Produkt aus den mit einem Festwer multiplizierten Eingangssignalen proportional. Das Signal vom Ausgang der Schaltung 114 trifft am Summie rungsverstärker 98 ein, an dessen anderen Eingängen ein Signal entsprechender Polarität von der Schaltung 11< ankommt. Die erforderliche Polarität des Eingangssignals am Verstärker 98 wird durch den eine Umschaltung einer anzuschließenden Kopplung sichernden Schaltkreis 119 und durch den Inverter 101 geformt. Das Signa am Steuereingang des Schaltkreises 119 wird vom Ausgang des SummicrungsVerstärkers 99 geliefert, an dcsscr Eingängen ein durch die betreffende Logariihmicrungsschaltung 96, 95 vorher umgesetztes Signal für einetThe signal from the output of the circuit 94 passes into the circuit 114, in which this with one of the output 19 of the unit 16 is multiplied for a successive parameter input coming signal. In the circuit 114 changes to a signal corresponding to the factor size to be supplemented, the internal resistance de < Transistor 148 from bipolar transistor pair 148 and 149. The current from source 154 is redistributed and between the collectors of the pair there is a factor multiplied by the factor size to be added Gain factor proportional difference signal. The one arriving at the second input of circuit 114 Signal is given to the emitters of transistors 148 and 149, reducing the current level in the resistor 150 to 151 is changed. The gain of circuit 114 is proportional to one with the ratio multiply the signal arriving at the second input of circuit 114 to the value of resistor 155 th fixed value. The signal at the output of circuit 114 is a product of the with a Festwer multiplied input signals proportionally. The signal from the output of circuit 114 hits the sum tion amplifier 98, at the other inputs of a signal of the corresponding polarity from the circuit 11 < arrives. The required polarity of the input signal at amplifier 98 is determined by the one switch a coupling securing circuit 119 to be connected and formed by the inverter 101. The Signa at the control input of the circuit 119 is supplied from the output of the summing amplifier 99, to dcsscr Inputs a signal converted beforehand by the relevant Logarihmicrungskreis 96, 95 for one

gemittelten Wert der Bohrgeschwindigkeit vom Ausgang 18 der Einheit 15 bzw. ein Signal für einen Rechenwert der Bohrgeschwindigkeit vorn Ausgang 93 des Kontrollgeräts 24 eintriffuaveraged value of the drilling speed from the output 18 of the unit 15 or a signal for a calculated value of the drilling speed from the output 93 of the control device 24 arrives

Auf den Haupteingang der Schaltung 119 wird ein Signal vom Ausgang des Divisors 118 gegeben, in dem als Dividend ein auf den Eingang des Operationsverstärkers 163 über den Widerstand 162 vom Ausgang der Multiplikationsschaltung 1 If und als Divisor ein auf den Eingang der Multiplikationsschaltung 161 vom Ausgang des Summators 100 geliefertes Signal auftritt Das Signal am Ausgang des Summators 100 erscheint bei einer Belegung seines Einganges mit einem Signal vom Ausgang 14 des Drehzahlgebers 7 für den Bohrmeißel, das vorher in den Schaltungen 97 und 116 umgesetzt wird. Hierbei wird auf den anderen Eingang des Summators 100 ein in der Multiplikationsschaltung 117 umgewandeltes Signal vom Ausgang der Schaltung 94 gegeben.A signal from the output of the divisor 118 is applied to the main input of the circuit 119 , in which a dividend is sent to the input of the operational amplifier 163 via the resistor 162 from the output of the multiplication circuit 1 If and as a divisor a to the input of the multiplication circuit 161 from the output of the summing device 100 supplied signal occurs, the signal at the output of summing device 100 to its input appear at an occupancy of a signal from the output 14 of the speed sensor 7 for the drill bit, which is pre-reacted in the circuits 97 and 116th In this case, a signal converted in the multiplication circuit 117 from the output of the circuit 94 is applied to the other input of the summator 100 .

Das Signal für einen ergänzten Nachgiebigkeitsgrad erscheint am Ausgang 22 der Antilogarithmierungsschaltung 122 beim Auftreten eines Signals am Ausgang des Summators 98. Dieses Signal ist ein Ausgangssignal der Schaltung 90 zur Ergänzung eines dem Nachgiebigkeitsgrad des Gesteins entsprechenden Faktors.The signal for a supplemented degree of compliance appears at the output 22 of the antilogarithmizing circuit 122 when a signal occurs at the output of the summer 98. This signal is an output signal of the circuit 90 for supplementing a factor corresponding to the degree of compliance of the rock.

In der Schaltung 92 zur Ergänzung eines der Bohrmeißeldrehzahl entsprechenden Faktors wird das Signal für eine durch das Steuerpult 9 vorgegebene Faktorgröße in Analogie zur Schaltung 90 im ersten Takt des Bohrversuches vom Ausgang 19 auf den Summator 170 gegeben. Das Signal für eine zu ergänzende Faktorgröße wird in den nachfolgenden Takten vom Ausgang 23 der Speichereinrichtung 20 an den Eingang des Summators 170 auf den Eingangswiderstand 174 geliefert. Gleichzeitig mit dem Signal für eine zu ergänzende Faktorgröße wird ein Korrektionswert vom elektronischen Schaltkreis 185 auf. einen Eingang (Eingangswiderstand 176) direkt und auf den anderen Eingang (Eingangswiderstand 175) über den Inverter 189 gegeben.In the circuit 92 for supplementing a factor corresponding to the drill bit speed, the signal for a factor value predetermined by the control panel 9 is given in analogy to the circuit 90 in the first cycle of the drilling attempt from the output 19 to the summator 170 . The signal for a factor variable to be supplemented is supplied in the subsequent cycles from the output 23 of the memory device 20 to the input of the summator 170 on the input resistor 174 . Simultaneously with the signal for a factor variable to be supplemented, a correction value is generated by the electronic circuit 185 . one input (input resistance 176) is given directly and to the other input (input resistance 175) via the inverter 189 .

Auf den Steuereingang des elektronischen Schaltkreises 185 ist hierbei ein Signal vom Ausgang des Summators 171 gegeben, an dessen Eingang ein einem gemittelten Wert der Bohrgeschwindigkeit proportionales Signal vom Ausgang 18 der Einheit 15 und ein einem Rechenwert der Bohrgeschwindigkeit im Takt proportionales Signal vom Ausgang 93 des Kontrollgeräts 24 anliegen.A signal from the output of the summator 171 is sent to the control input of the electronic circuit 185 , at the input of which there is a signal proportional to an averaged value of the drilling speed from the output 18 of the unit 15 and a signal proportional to a calculated value of the drilling speed from the output 93 of the control device 24 are present.

Auf den Haupteingang des Schaltkreises 185 wird hierbei ein Signal vom Ausgang des Divisors 192 gegeben. Hierbei bildet sich ein Signal für den Dividenden am Ausgang der Muitiplikationsschaltung 186 aus. An den Eingängen der Schaltung 186 kommen ein einer Differenz des gemittelten Wertes der mechanischen Bohrgeschwindigkeit und des Rechenwertes der Geschwindigkeit proportionales Signal vom Ausgang des Verstärkers 171 und ein in der Schaltung 168 umgewandeltes Signal vom Ausgang 14 des Gebers 7 an. .,... ...-A signal from the output of the divisor 192 is sent to the main input of the circuit 185. In this case, a signal for the dividend is formed at the output of the multiplication circuit 186 . A signal from the output of the amplifier 171 and a signal converted in the circuit 168 from the output 14 of the transmitter 7, which signal is proportional to a difference between the averaged value of the mechanical drilling speed and the calculated value of the speed, arrive at the inputs of the circuit 186. ., ... ...-

Als Signal für den Divisor wird auf die Divisionsschaltung 192 ein Signal vom Ausgang des Summators 172 gegeben, dessen Eingängen ein in der Logarithmierungsschaltung 168 bzw. 169 und in der Multiplikationsschaltung 187 bzw. 188 umgeformtes Signal vom Ausgang 14 des Gebers 7 bzw. vom Ausgang 31 der Schaltung 90 zur Ergänzung eines dem Nachgiebigkeitsgrad des Gesteines im Bohrvorgang entsprechenden Faktors und über den Widerstand 181 eine Vorspannung zugeführt wird.As a signal for the divisor, a signal from the output of the summator 172 is sent to the division circuit 192 , the inputs of which are a signal from the output 14 of the encoder 7 and from the output 31 , which is converted in the logarithmizing circuit 168 or 169 and in the multiplication circuit 187 or 188, respectively the circuit 90 for supplementing a factor corresponding to the degree of resilience of the rock in the drilling process and a bias voltage is supplied via the resistor 181.

Das Kontrollgerät 24 für Prozeßparameterwerte arbeit« beim Eintreffen der in die Multiplikationsschaltung 54 und in die Schaltung 53 zur Potenzierung vom Ausgang 23 der Einrichtung 20 kommenden, den ergänzten Faktor proportionalen Signale. Hierbei liegt am zweiten Eingang der Schaltung 54 ein Signal vom Ausgang t3 des Lastgebers 6 an, während auf den zweiten Eingang der Schaltung 53 ein Signal vom Ausgang 14 des Drehzahlgebers 7 für den Bohrmeißel gegeben wird. Die Signale von den Ausgängen 60,61 der Schaltungen 54t 53 werden in der Multiplikationsschaltung 55 umgewandelt, von deren Ausgang 62 ein Signal auf die Divisionsschaltung 57 geliefert wird und als Dividend auftritt. Der Wert des als Divisor wirkenden Signals kommt vom Ausgang 63 des Summators 59, an dessen einem Eingang eine Vorspannung von der Quelle 68 und an dessen anderem Eingang ein Signal von der Multiplikationsschaltung 56 für zwei Signale — von der Speisequelle 71 (wo durch den Widerstand 70 die Größe einer einzuführenden Konstanten vorgegeben wird) und vom Ausgang 33 der Formierungseinheit 10 für Steuersignale — zugeführt wird. Vom Ausgang 72 der Schaltung 57 wird ein dem Rechenwert der Bohrgeschwindigkeit proportionales Signal auf den Komparator 58 gegeben, dessen zweitem Eingang ein Signal vom Ausgang 18 der Einheit 15 für eine Mittelung der Bohrgeschwindigkeit zugeführt wird. Das Signal vom Komparator 58 wird auf den Eingang des Schaltkreises 74 geliefert, der die Signalpegel an den Ausgängen 27 bei einer Gleichheit des Rechen- und des gemittelten Wertes der Bohrgeschwindigkeit ändert.The control device 24 for process parameter values works when the signals which come into the multiplication circuit 54 and the circuit 53 for exponentiation from the output 23 of the device 20 and are proportional to the supplemented factor arrive. A signal from the output t3 of the load transmitter 6 is present at the second input of the circuit 54 , while a signal from the output 14 of the speed transmitter 7 for the drill bit is given to the second input of the circuit 53. The signals from the outputs of the circuits 54 60.61 t are converted to the multiplication circuit 55, a signal is supplied to the division circuit 57 of the output 62 and occurs as a dividend 53rd The value of the signal acting as a divisor comes from the output 63 of the summator 59, at one input of which a bias voltage from the source 68 and at the other input a signal from the multiplication circuit 56 for two signals - from the supply source 71 (where through the resistor 70 the size of a constant to be introduced is specified) and is supplied from the output 33 of the formation unit 10 for control signals. A signal proportional to the arithmetic value of the drilling speed is sent from the output 72 of the circuit 57 to the comparator 58 , the second input of which is fed a signal from the output 18 of the unit 15 for averaging the drilling speed. The signal from the comparator 58 is supplied to the input of the circuit 74 , which changes the signal level at the outputs 27 when the calculation and the mean value of the drilling speed are equal.

Die zwei Kanäle der Einheit 36 zur Bestimmung der Abarbeitungsart des Bohrmeißels — Kanal zur Bestimmung der Abarbeitungsart des Bohrmeißels nach dem Verschleiß der Lagerung und Kanal zur Bestimmung der Abarbeitungsart des Bohrmeißels nach dem Verschleiß der Schneidelemente — arbeiten zugleich. Im Kanal zur Bestimmung der Abarbeitungsart des Bohrmeißels nach dem Verschleiß der Lagerung wird vom Ausgang 213 des Steuerpultes 9 ein Signal über eine einem Festwert der Bohrmeißellagerung entsprechende Konstante und gleichzeitig damit auf den Divisor 223 ein als Dividend auftretendes Signal für eine Bohrmeißeldrehzahl vom Ausgang 14 des Gebers 7 abgegeben. 55 '"'The two channels of the unit 36 for determining the type of processing of the drill bit - the channel to determine the type of processing of the drill bit after the wear of the bearing and channel to determine the type of processing of the drill bit after the wear of the cutting elements - work at the same time. In the channel for determining the type of processing of the drill bit after the bearing has worn, a signal is sent from output 213 of control desk 9 via a constant corresponding to a fixed value of the drill bit bearing and, at the same time, a signal for a drill bit speed from output 14 of the encoder is sent to divisor 223 as a dividend 7 submitted. 55 '"'

Das umgesetzte Signal des Divisors 223 wird dem Eingang der Multiplikationsschaltung 225 zugeführt, an deren zweiten Eingang ein im nichtlinearen Element 224 umgewandeltes Signal vom Ausgang 13 des Lastgebers 6 anliegt.The converted signal of the divisor 223 is fed to the input of the multiplication circuit 225 , at the second input of which a signal from the output 13 of the load transmitter 6 is present which has been converted in the non-linear element 224.

Vom Ausgang der Schaltung 225 wird das Produkt der beiden Signale auf den Schaltkreis 221 gegeben. Der Schaltkreis 221 stellt eine Ausgangsschaltung des Kanals dar. Auf den Steuereingang des Schaltkreises 221 wird ein Signal vom Ausgang 212 der Zeitschaltuhr 12 abgegeben. Beim Vorliegen eines Signals am Ausgang 212 im Schaltkreis 221 (ähnlich wie auch im Schaltkreis 222) wird ein von der Schaltung 225 kommendes Eingangssignal integriert. Die Integrierung erfolgt auf einem Integrator (für den Kanal zur Bestimmung der Abarbeitungsart des Bohrmeißels auf dem Verstärker 240). Bei einer Unterbrechung des Signals vom Steuereingang des Schaltkreises 221 wird das Signal an dem Ausgang gleich Null, worauf im Schaltkreis 221 die Integrierung des Eingangssignals wiederholt wird. Im zweiten Kanal wird hierbei am Ausgang 14 des Gebers 7 ein der Bohrmeißeldrehzahl proportionales Signal abgenommen, das nach der Umsetzung in den Schaltungen 227 und 228 in den Summator 229 gelangt. Die Summierung erfolgt im Summator 229 mit entsprechenden VerstärkungsfaktorenThe product of the two signals is passed to the circuit 221 from the output of the circuit 225. The circuit 221 represents an output circuit of the channel. A signal from the output 212 of the timer 12 is output to the control input of the circuit 221. When a signal is present at the output 212 in the circuit 221 (similar to that in the circuit 222), an input signal coming from the circuit 225 is integrated. The integration takes place on an integrator (for the channel for determining the type of processing of the drill bit on the amplifier 240). If the signal from the control input of the circuit 221 is interrupted, the signal at the output becomes equal to zero, whereupon the integration of the input signal is repeated in the circuit 221. In the second channel, a signal proportional to the drill bit speed is picked up at the output 14 of the transmitter 7, which, after conversion in the circuits 227 and 228 , reaches the summator 229. The summation takes place in the summer 229 with corresponding amplification factors

nach den Eingängen. Das Signal vom Ausgang des Summators 229 wird auf den Eingang der Multiplikationsscbaltung 230 mit einem vom Ausgang 213 des Steuerpultes 9 eingetroffenen Signal gegeben. Der am Ausgang der Schaltung 230 erhaltene Signalwert wird auf einen Eingang des Divisors 231 geliefert und stellt die Größe des Dividenden dar. Am zweiten Eingang des Divisors 231 liegt dabei ein Signal vom Ausgang der Multiplika-after the entrances. The signal from the output of the summator 229 is applied to the input of the multiplication circuit 230 with a signal arriving from the output 213 of the control desk 9. The one at the exit The signal value obtained by the circuit 230 is supplied to an input of the divisor 231 and represents the quantity of the dividend. At the second input of the divisor 231 there is a signal from the output of the multiplicator

tionsschaltung 234 für zwei Signale an, von denen eines vom Ausgang des Summators 233 und das andere vom Ausgang des Summators 236 ankommt Das Signal am Ausgang des Summators 233 erscheint bei der Abgabe eines Signals vom Ausgang der Multiplikationsschaltung 232 für zwei Signale — ein Signal vom Ausgang 13 des Lastgebers 6 und ein Signal vom Ausgang 213 des Steuerpultes 9, das mit einem Signal vom anderen Ausgang des Pultes 9 summiert wird. Das Signal für den zweiten Multiplikator der Schaltung 234 erscheint bei einertion circuit 234 for two signals, one from the output of the summer 233 and the other from the Output of summator 236 arrives The signal at the output of summator 233 appears on delivery a signal from the output of the multiplication circuit 232 for two signals - a signal from the output 13 of the Load sensor 6 and a signal from the output 213 of the control panel 9, which with a signal from the other output of the desk 9 is totaled. The signal for the second multiplier of circuit 234 appears at a

ίο Summation eines Signals über die Konstante vom Widerstand 237 und eines Signals vom Ausgang 213 sowie eines Signals vom Ausgang 33 und eines Signals über den laufenden Verschleiß der Schneidelemente. Das Signal vom Ausgang des Divisors 231 kommt durch den ähnlich wie der Schaltkreis 221 arbeitenden Schaltkreis 222 zum Eingang des Komparators 248 mit einem Schaltkreis durch, dessen anderem Eingang ein dem Wert der Abarbeitung des Bohrmeißels nach dem Verschleiß der Lagerung proportionales Signal zugeführt wird. An denίο summation of a signal via the constant from resistor 237 and a signal from output 213 as well a signal from output 33 and a signal about the ongoing wear of the cutting elements. The signal from the output of the divisor 231 comes through the circuit 222, which operates similarly to the circuit 221 to the input of the comparator 248 with a circuit whose other input is the value of the Processing of the drill bit after wear of the bearing proportional signal is supplied. To the

Ausgängen des Komparators 248 mit dem Schaltkreis ändert sich das Signal in Abhängigkeit vom Verhältnis der am Eingang des Schaltkreises vom "Canal zur Bestimmung der Abarbeitungsart des Bohrmeißels nach dem Verschleiß der Lagerung und vom Kanal zur Bestimmung der Abarbeitungsart des Bohrmeißels nach dem Verschleiß der Schneidelemente ankommenden Signale.Outputs of the comparator 248 with the circuit changes the signal depending on the ratio of the at the entrance of the "Canal" circuit for determining the type of processing of the drill bit according to the Wear of the bearing and of the channel to determine the type of processing of the drill bit after Wear of the cutting elements incoming signals.

Die Recheneinheit 37 für optimale Einstellwerte bei der Abarbeitung des Bohrmeißels nach dem VerschleißThe computing unit 37 for optimal setting values when working off the drill bit after wear

seiner Lagerung (ebenso wie auch seiner Schneidelemente) arbeitet bei einer Belegung des Kreises 211 mit einem Signal vom Ausgang 41 der Einheit 36, das beim Vorliegen eines vom Ausgang 212 der Zeitschaltuhr 12 ankommenden Freigabesignals den Schalter 214 passiert und auf einem aus dem Inverter 217 aufgebauten Integrator gespeichert wird. Hierbei erfolgt eine Speicherung eines Signals über den laufenden Verschleiß für eine durch die Schaltdauer des Kreises über den elektronischen Schalter 214 festgelegte Arbeitszeit Das Signalits storage (as well as its cutting elements) works with an occupancy of the circle 211 a signal from the output 41 of the unit 36, which when a signal from the output 212 of the timer 12 incoming enable signal passes the switch 214 and on a built from the inverter 217 Integrator is saved. A signal about the current wear is saved for a working time determined by the switching duration of the circuit via the electronic switch 214 The signal gelangt über den Inverter 220 in den Optimisator 210, in den auch von den Ausgängen 213 des Steuerpultes 9 den bei der Auffindung optimaler Steuersignale benutzten Festwerten entsprechende Signale eingegeben werden. Gleichzeitig gelangen in den Optimisator 210 von den Ausgängen der Einheit 40 Signale für ergänzte Faktorengrößen. Im Optimisator 210 werden optimale Steuersignale mit Rücksicht darauf ermittelt, daß der zulässige Verschleiß der Bohrmeißellagerung im Bohrverfahren früher als der zulässige Verschleiß der Bohrmeißelreaches the optimizer 210 via the inverter 220, in which also from the outputs 213 of the control desk 9 the Fixed values used to find optimal control signals are inputted accordingly. At the same time, signals for supplemented factor quantities arrive at the optimizer 210 from the outputs of the unit 40. In the optimizer 210 optimal control signals are determined with consideration that the permissible Wear of the drill bit bearing in the drilling process earlier than the permissible wear of the drill bit schneidelemente eintritt. Der Optimisator 210 bestimmt die auf die Ausgänge 35 beim Eintreffen eines neuen Wertes vom Ausgang der Recheneinheit 37 für optimale Einstellwerte bei der Abarbeitung des Bohrmeißels nach dem Verschleiß seiner Lagerung ausgegebenen optimalen Steuersignale unter Berücksichtigung des Verschleißes der Bohrmeißellagerung. Analog werden auch die optimalen Steuersignale unter Berücksichtigung des Verschleißes der Bohrmeiüelschneidelemente geformt. In Abhängigkeit vom Signal der Einheit 36 zur Bestimcutting elements occurs. The optimizer 210 determines the output 35 when a new one arrives Value from the output of the arithmetic unit 37 for optimal setting values when processing the drill bit optimal control signals output after the wear of its bearing, taking into account the wear of the drill bit bearing. The optimal control signals are also generated in the same way, taking into account the Wear of the drill bit cutting elements shaped. Depending on the signal from the unit 36 for determining mung der Abarbeitungsart des Bohrmeißels werden die optimalen Steuersignale an die Stellmechanismen 4 von den Ausgängen der elektronischen Schaltelemente 43 und 44 geliefert.tion of the processing type of the drill bit, the optimal control signals are sent to the actuating mechanisms 4 of the outputs of the electronic switching elements 43 and 44 supplied.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, die Bohrleistung, insbesondere bei einer Tiefbohrung, durch Ausnutzung optimalen Bohrbetriebs für eine jede zu bohrende Gesteinsschicht sowie durch eine rationelle Ausnutzung der Lebensdauer des Werkzeugs zu erhöhen.The present invention makes it possible to improve the drilling performance, particularly in the case of a deep borehole, by utilizing the optimum drilling operation for each rock layer to be drilled, as well as through efficient utilization to increase the service life of the tool.

Hierzu 10 Blatt ZeichnungenFor this purpose 10 sheets of drawings

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Steuern des Bohrvorgangs beim Bohren im Gestein, dem ein adaptives Modell für den Bohrvorgang zugrundegelegt ist und das zwei Betriebsarten umfaßt, von denen die eine ein Bohrversuch in der zu durchbohrenden Gesteinsschicht und die andere der eigentliche Bohrbetrieb sind, wobei1. Method for controlling the drilling process when drilling in rock, which an adaptive model for the Drilling process is based and comprises two modes of operation, one of which is a drilling attempt in the rock layer to be drilled and the other the actual drilling operation, whereby — in dem üblichen Mehrtakt-Bohrversuch für dip Gesteinsschicht bei jedem Takt Werte für gesteuerte Bohrparameter vorgegeben werden,- in the usual multi-cycle drilling test for dip rock layer, values for controlled at each cycle Drilling parameters are specified, — eine den Vorgabewerten der gesteuerten Bohrparameter entsprechende Bohrgeschwindigkeit gemessen wird und- a drilling speed corresponding to the default values of the controlled drilling parameters is measured will and — nach Beendigung des letzten Taktes an entsprechenden Stellmechanismen des Bohrwerkzeuges ankommende Steuersignale geformt werden,- After the end of the last cycle, arriving at the corresponding adjusting mechanisms of the drilling tool Control signals are formed, — nach den Ergebnissen des Bohrversuches- according to the results of the drilling test a) im eigentlichen Bohrbetrieb verwendete Steuersignale und
b) ein Signal für einen Übergang vom Bohrversuch zum eigentlichen Bohrbetrieb geformt werden und
a) control signals used in the actual drilling operation and
b) a signal for a transition from the drilling attempt to the actual drilling operation can be formed and
— bei einer Abweichung der überwachten Bohrparameter von den Sollwerten des eigentlichen Bohrbetriebs zur Wiederholung des Bohrversuchs übergegangen wird,- if the monitored drilling parameters deviate from the setpoints of the actual drilling operation the drilling test is repeated, dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that ^ — im ersten Takt des Bohrversuches nach den Vorgabewerten der gesteuerten Bohrparameter und nach^ - in the first cycle of the drilling attempt according to the default values of the controlled drilling parameters and after itj den angenommenen Näherungsgrößen zu ergänzender Faktoren des adaptiven Modells die Bohrge-i tj the assumed approximate quantities to be supplemented by factors of the adaptive model the drilling '·< schwindigkeit ermittelt wird,'· <Speed is determined, !> — diese Bohrgeschwindigkeit mit einem im gegebenen Takt gemessenen Wert der gleichen Geschwindig-!> - this drilling speed with a value measured in the given cycle of the same speed 1^ 25 keit verglichen wird und 1 ^ 25 speed is compared and — nach den Ergebnissen des Vergleiches eine korrigierte Größe des entsprechenden zu ergänzenden >'( Faktors des adaptiven Modells geformt wird,- according to the results of the comparison, a corrected quantity of the corresponding>' ( factor of the adaptive model to be added) is formed, j '^ — worauf die den Optimalwerten am nächsten kommender Werte der Steuersignale, die die Einstellwertej '^ - whereupon the values of the control signals that come closest to the optimal values, which the setting values ?', für den nächsten Takt des Bohrversuches sind, ermittelt und? 'for the next cycle of the drilling attempt are determined and Iv, jo — in jedem nachfolgenden Takt bei der Bestimmung der Steuersignale die ergänzten Faktoren des voran-Iv, jo - in each subsequent cycle when determining the control signals, the added factors of the preceding I" gegangenen Taktes ausgenutzt werden, wobeiI "of the clock passed, where — bei einem Übergang zu jedem nachfolgenden Takt die Werte der zu bestimmenden Steuersignale an die Optimalwerte unter den gegebenen Bohrbedingungen angenähert werden und- In the event of a transition to each subsequent cycle, the values of the control signals to be determined are sent to the Optimal values are approximated under the given drilling conditions and ι, — bei einer Koinzidenz der gemessenen und der zu bestimmenden Bohrgeschwindigkeit in zwei aufeinan-ι, - with a coincidence of the measured and the drilling speed to be determined in two successive derfolgenden Takten ein während dieser Takte geformtes Steuersignal als im eigentlichen Bohrbetriebof the following cycles a control signal formed during these cycles than in the actual drilling operation !>' benutztes Steuersignal vorgesehen wird.!> 'control signal used is provided. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem adaptiven Modell die einzelnen ι Bohrparameter wie folgt zueinander in Beziehung gesetzt werdsn:2. The method according to claim 1, characterized in that in the adaptive model, the individual ι Drilling parameters are related to each other as follows: lnv(AQ -Σ 2lnv (AQ -Σ 2 i-l J-I il JI in derin the N eine Taktnummer, N a measure number, v(N) einen Rechenwert für die Bohrgeschwindigkeit im /V-ten Takt, v (N) is a calculated value for the drilling speed in the / V-th cycle, ki, kj den gesteuerten Bohrparametern entsprechende zu ergänzende Faktoren des ada:ptiven Modells, ki, kj corresponding drilling parameters to the controlled supplementary factors of the ada: ptiven model, so χ,, Xj Werte der gesteuerten Bohrparameter, undso χ ,, Xj values of the controlled drilling parameters, and ;, j Nummern der gesteuerten Bohrparameter;, j Numbers of the controlled drilling parameters bezeichnen, wobei die korrigierte Größe der entsprechenden zu ergänzenden Faktoren sich nach der Beziehungdenote, the corrected size of the corresponding factors to be added according to the relationship Iq(N) = k,(N-1) + sign [In v(N) - In v] · — Iq (N) = k, (N- 1) + sign [In v (N) - In v] · - Σ On χ,Ϋ +Σ xjΣ On χ, Ϋ + Σ xj i-li-l J-IJ-I undand : exp : exp J-IJ-I bernißt, in derbites, in the ν einen Meßwert der Bohrgeschwindigkeit und ν a measured value of the drilling speed and λ einen Faktor, dessen Größe von einer Differenz aus dem Meß- und Rechenwert der Bohrgeschwindigkeit abhängig ist, s λ a factor, the size of which is dependent on a difference between the measured and calculated value of the drilling speed, s bezeichnen.describe. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale im eigentlichen Bohrbetrieb mit der Bohrzeit stufenweise geändert werden, wobei deren Periodizität und Änderungsgrad mit Hilfe des adaptiven Modells in der Weise ermittelt werden, daß sie nahe bei den Optimalwerten unter Berücksichtigung eines Verschleißes der Bohrmeißelschneidelemente und -lagerung im Bohrverfahren bleiben. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the control signals in the actual Drilling operation can be changed gradually with the drilling time, with their periodicity and degree of change with the aid of the adaptive model can be determined in such a way that they are close to the optimal values below Allowance for wear on the bit cutting elements and bearings in the drilling process remain. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ergänzung der Faktoren des adaptiven Modells im eigentlichen Bohrbetrieb diese Faktoren entsprechend den für konkrete Bohrbedingungen erhaltenen vorgegebenen Steuersignalen und Bohrgeschwindigkeitswerten ermittelt werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to complement the factors of the adaptive model in the actual drilling operation, these factors correspond to the specific drilling conditions obtained predetermined control signals and drilling speed values are determined. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer wesentlichen Abweichung der Bohrgeschwindigkeit von deren Rechenwert zu einem wiederholten Bohrversuch übergegangen wird, wobei die im Zeitmoment einer Beendigung des eigentlichen Bohrbetriebes erhaltenen Faktoren des adaptiven Modells als Ausgangsgrößen für die Faktoren des ersten Taktes des wiederholten Bohrversuches angenommen werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at a substantial Deviation of the drilling speed from its calculated value passed to a repeated drilling attempt the factors obtained at the moment of termination of the actual drilling operation of the adaptive model as output variables for the factors of the first cycle of the repeated drilling attempt be accepted. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als gesteuerte Bohrparameter die Bohrmeißelbelastung und -drehzahl gewählt werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the controlled drilling parameters the bit load and speed can be selected. 7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die7. Device for performing the method according to claim 1, the — ein Steuerpult (9) für den Bohrvorgang, das über einen Digital-Analog-Umsetzer (8) für Signale mit Stellmechanismen (4) des Bohrwerkzeuges (3) in Wechselwirkung steht,- A control panel (9) for the drilling process, which has a digital-to-analog converter (8) for signals with Adjusting mechanisms (4) of the drilling tool (3) interacts, — einen Bohrgeschwindigkeitsgeber^),- a drilling speed sensor ^), — einen Lastgeber (6) für den Bohrmeißel,- a load transducer (6) for the drill bit, — einen Drehzahlgeber (7) für den Bohrmeißel,- a speed sensor (7) for the drill bit, — eine elektronische Recheneinrichtung, in die das adaptive Modell des Bohrvorgangs eingegeben ist, die dem Lastgeber (6) und dem Drehzahlgeber 17) für den Bohrmeißel sowie dem Bohrgeschwindigkeitsgeber (5) und dem Steuerpult (9) zugeordnet ist und die eine Formierungseinheit (10) für optimale Steuersignale aufweist, deren Ausgang (II) mit Eingängendes Digital-Analog-Umsetzers (8) verbunden ist und deren Eingänge mit entsprechenden Ausgängen einer Zeitschaltuhr (12) und des Last- und des Drehzahlgebers (6 bzw. 7) für den Bohrmeißel verbunden sind, J5- An electronic computing device into which the adaptive model of the drilling process is entered, which is assigned to the load sensor (6) and the speed sensor 17) for the drill bit as well as the drilling speed sensor (5) and the control panel (9) and which has a forming unit (10) for optimal control signals whose output (II) is connected to inputs of the digital-to-analog converter (8) and whose inputs are connected to corresponding outputs of a timer (12) and the load and speed sensor (6 and 7) for the drill bit are, J5 — ein mit der elektronischen Recheneinrichtung verbundenes Kontrollgerät (24) für die Faktoren des adaptiven Modells und- A control device (24) connected to the electronic computing device for the factors of the adaptive model and — eine mit dem Steuerpult (9) und der elektronischen Recheneinrichtung in Wechselwirkung stehende Zeitschaltuhr (12) enthält,- one which interacts with the control panel (9) and the electronic computing device Includes timer (12), dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einheit (15) für eine diskrete Mittelung der Bohrgeschwindigkeit aufweist, deren Eingänge mit dem Bohrgeschwindigkeitsgeber (5) und mit einem Ausgang der Zeitschaltuhr (12) verbunden sir'd, wobei die elektronische Recheneinrichtungcharacterized in that it has a unit (15) for discrete averaging of the drilling speed has, the inputs of which with the drilling speed sensor (5) and with an output of the timer (12) connected sir'd, being the electronic computing device — eine Einheit ('6) für eine sukzessive Dateneingabe vom Steuerpult (9), deren Eingänge mit dem Pult (9) gekoppelt sind,- a unit ('6) for successive data input from the control panel (9), whose inputs are connected to the panel (9) are coupled, — eine Einheit (17) zur Ermittlung ergänzter Werte der Faktoren des adaptiven Modells, deren Eingänge mit dem Ausgang (18) der Einheit (15) für eine diskrete Mittelung und mit den Ausgängen (19) der Einheit (16) für eine sukzessive Dateneingabe verbunden sind,- A unit (17) for determining supplemented values of the factors of the adaptive model, their inputs with the output (18) of the unit (15) for discrete averaging and with the outputs (19) of the Unit (16) are connected for successive data entry, — eine erste Speichereinrichtung (20), deren Eingänge mit den Ausgängen (22) der Einheit (17) zur Ermittlung ergänzter Faktorengrößen und deren Ausgänge (23) mit Eingängen der letzteren und mit Eingängen des Kontrollgeräts (24) für Faktorengrößen des adaptiven Modells gekoppelt sind,- A first memory device (20) whose inputs are connected to the outputs (22) of the unit (17) for determination of supplemented factor sizes and their outputs (23) with inputs of the latter and with inputs of the control device (24) are coupled for factor sizes of the adaptive model, — eine zweite Speichereinrichtung (21), deren Eingänge über eine Datenübertragungseinheit (25) mit den entsprechenden Ausgängen (23) der ersten Speichereinrichtung (20) verbunden sind,- A second memory device (21), the inputs of which via a data transmission unit (25) with the corresponding outputs (23) of the first storage device (20) are connected, — eine Formierungseinheit (26) für Bohrbetrieb, deren Eingänge mit Ausgängen (27) des Kontrollgerätes (24) für Faktorengrößen und deren Ausgang (28) mit einem Eingang der Datenübertragungseinheit (25) verbunden sind, und- A formation unit (26) for drilling operations, the inputs of which with outputs (27) of the control device (24) for factor variables and their output (28) with an input of the data transmission unit (25) connected, and — eine Korrektionseinheit (29) für Faktoren des adaptiven Modells enthält, deren Eingänge mit den Ausgängen (30) der zweiten Speichereinrichtung (21) und mit einem Ausgang (31) der Formierungseinheit (26) für Bohrbetrieb und deren Ausgänge (32) mit entsprechenden Eingängen der Formierungseinheit (10) für optimale Steuersignale verbunden sind.- Contains a correction unit (29) for factors of the adaptive model, the inputs of which with the Outputs (30) of the second storage device (21) and with an output (31) of the formation unit (26) for drilling operation and its outputs (32) with corresponding inputs of the formation unit (10) are connected for optimal control signals. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß bei dieser die Formierungseinheit (10) für optimale Steuersignale8. Device according to claim 7, characterized in that in this the formation unit (10) for optimal control signals — eine Einheit (36) zur Bestimmung der Verschleiert des Bohrmeißels, deren eine Gruppe von Eingängen mit den Ausgängen der Zeitschaltuhr (12) und des Last- und des Drehzahlgebers für den Bohrmeißel (6 bzw. 7) und deren andere Gruppe von Eingängen mit dem Steuerpull (9) verbunden sind,- a unit (36) for determining the obfuscation of the drill bit, one of which is a group of inputs with the outputs of the timer (12) and the load and speed sensor for the drill bit (6 or 7) and whose other group of inputs are connected to the control pull (9), — eine Recheneinheit (37) für optimale Einstellwerie des Bohrmeißel-Verschleißes entsprechend dem Verschleiß seiner Lagerung, deren Eingänge mit einem Ausgang (41) der Einheit (36) zur Bestimmung der Verschleißart des Bohrmeißels, mit einem Ausgang der Zeitschaltuhr (12) und mit dem Steuerpult (9) sowie mit den Ausgängen (32) der Korrektionseinheit (29) für Faktoren und mit einem Ausgang des Kontrollgerätes (24) für Faktorengrößen verbunden sind,- A computing unit (37) for optimal setting of the drill bit wear according to the Wear of its storage, the inputs of which with an output (41) of the unit (36) for determination the type of wear of the drill bit, with an output of the timer (12) and with the control panel (9) as well as with the outputs (32) of the correction unit (29) for factors and with an output of the Control device (24) for factor sizes are connected, — eine Recheneinheit (38) für optimale Einstellwerte des Bohrmeißel-Verschleißes entsprechend dem Verschleiß seiner Schneidelemente, deren Eingänge mit einem Ausgang (42) der Einheit (36) zur Bestimmung der Verschleißart des Bohrmeißels, mit einem Ausgang des Steuerpultes (9) sowie mit den Ausgängen (32) der Korrektionseinheit (29) für Faktoren und mit einem Ausgang des Kontrollgerätes- A computing unit (38) for optimal setting values of the drill bit wear according to the Wear of its cutting elements, whose inputs with an output (42) of the unit (36) for determination the type of wear of the drill bit, with an output of the control panel (9) and with the Outputs (32) of the correction unit (29) for factors and with an output of the control device ίο (24) für Faktorengrößen gekoppelt sind, undίο (24) are coupled for factor sizes, and — eine Kommutationsschaltung (39) aufweist, die zwei Gruppen (43 und 44) von Schaltelementen, deren jede mit den Ausgängen (45 bzw. 46) der Recheneinheiten (37 bzw. 38) für optimale Einstellwerte des Bohrmeißel-Verschleißes entsprechend dem Verschleiß seiner Lagerung bzw. dem Verschleiß seiner Schneidelemente und über eine entsprechende UND-Schaltung (47, 48) mit einem jeweiligen Ausgang der Einheit (36) zur Bestimmung der Verschleißart des Bohrmeißels und mit der Zeitschaltuhr (12) gekoppelt ist, und zwei Surnmie.-ungselemente (49, 50) enthalt, derer. Eingänge je mit. den Ausgängen der beiden Gruppen (43, 44) von Schaltelementen verbunden sind, wobei die Ausgänge (51, 52) dieser Summierungselemente (49, 50) als Ausgänge der Formierungseinheit (10) für optimale Steuersignale vorgesehen sind, an denen Steuersignale zur Steuerung der Stellmechanismen (4) des Bohrwerkzeuges- Has a commutation circuit (39), the two groups (43 and 44) of switching elements whose each with the outputs (45 or 46) of the processing units (37 or 38) for optimal setting values of the Bit wear according to the wear of its storage or the wear of its Cutting elements and a corresponding AND circuit (47, 48) with a respective output the unit (36) for determining the type of wear on the drill bit and with the timer (12) is coupled, and two Ummie.-ungselemente (49, 50) contains, which. Inputs each with. the exits of the two groups (43, 44) of switching elements are connected, the outputs (51, 52) of these Summing elements (49, 50) as outputs of the formation unit (10) for optimal control signals are provided on which control signals for controlling the adjusting mechanisms (4) of the drilling tool (3) erzeugt werden.(3) can be generated. 9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei dieser das Kontrollgerät (24) für Faktorengrößen des adaptiven Modells9. Device according to claim 7 or 8, characterized in that in this the control device (24) for Factor sizes of the adaptive model — eine Funktionsschaltung (53) zur Potenzicrung, deren Eingänge an den Drehzahlgeber (7) für den Bohrmeißel und an einen entsprechenden Ausgang (23) der ersten Speichereinrichtung (20) angeschlossen sind,- A functional circuit (53) for exponentiation, the inputs of which to the speed sensor (7) for the Drill bit and connected to a corresponding output (23) of the first storage device (20) are, — eine erste Multiplikationsschaltung (54), deren Eingänge mit dem Lastgeber (6) für den Bohrmeißel und mit einem entsprechenden Ausgang (23) der ersten Speichereinrichtung (20) verbunden sind,- A first multiplication circuit (54) whose inputs are connected to the load transducer (6) for the drill bit and are connected to a corresponding output (23) of the first storage device (20), — eine zweite Multiplikationsschaltung (55) für Signale, deren Eingänge mit dem Ausgang (60) der ersten Multiplikationsschaltung (54) und mit dem Ausgang (61) der Funktionsschaltung (53) zur Potenzierung gekoppelt sind,- A second multiplication circuit (55) for signals whose inputs are connected to the output (60) of the first Multiplication circuit (54) and with the output (61) of the function circuit (53) for exponentiation are coupled, — eine Divisionsschaltung (57). deren einer Eingang mit dem Ausgang (62) der zweiten Multikplikationsschaltung (55) und deren Ausgang mit einem entsprechenden Eingang der Einheit (17) zur Ermittlung ergänzter Faktorengrößen verbunden sind,- a division circuit (57). one input of which is connected to the output (62) of the second multi-coupling circuit (55) and its output with a corresponding input of the unit (17) for determination supplemented factor sizes are connected, — einen Summator (59), dessen Ausgang (63) mit dem zweiten Eingang der Divisionsschaltung (57), dessen einer Eingang über einen variablen Widerstand (67) mit einer Vorspannungsquelle (68) und dessen anderer Eingang über eine dritte Multiplikationsschaltung (56) mit einem entsprechenden Ausgang (33) der Formierungseinheit (10) für optimale Steuersignale verbunden sind,- A summator (59) whose output (63) with the second input of the division circuit (57), whose an input via a variable resistor (67) with a bias voltage source (68) and its other input via a third multiplication circuit (56) with a corresponding output (33) the formation unit (10) are connected for optimal control signals, - einen Komparator (58). dessen einer Eingang mit dem Ausgang (72) der Divisionsschaltung (57) und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang (18) der Einheit (15) für eine diskrete Mittelung der Bohrgeschwindigkeit gekoppelt sind, und- a comparator (58). one input to the output (72) of the division circuit (57) and its other input to the output (18) of the unit (15) for discrete averaging of the drilling speed are coupled, and — einen Schaltkreis (74) enthält, dessen Eingang mit dem Ausgang (73) des Komparator (58) und dessen Ausgang mit einem entsprechenden Eingang der Formierungseinheit (26) für Bohrbetriebe verbunden sind.- Contains a circuit (74), the input of which connects to the output (73) of the comparator (58) and the latter Output connected to a corresponding input of the formation unit (26) for drilling operations are. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser die Einheit (16) für eine sukzessive Dateneingabe vom Steuerpult (9) eine Gruppe (77, 78) elektronischer Schalter, deren Eingänge mit je einem entsprechenden Kode-Umschalter (79) des Steuerpultes (9) und deren Steuereingänge10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that in this the unit (16) for successive data input from the control panel (9) a group (77, 78) of electronic switches, whose Inputs each with a corresponding code switch (79) on the control panel (9) and their control inputs so (80) mit je einem entsprechenden Ausschalter (81) verbunden sind, und Kode-Umsetzer (75, 76) zur Erhaltung eines analogen Signals, die mit entsprechenden elektronischen Schaltern gekoppelt sind, enthältso (80) are each connected to a corresponding switch (81), and code converter (75, 76) for maintenance an analog signal coupled to respective electronic switches i. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis iö, dadurch gekennzeichnet, daß bei dieser die Korrektionseinheit (29) für Faktoren des adaptiven Modells eine Gruppe (82) elektronischer Schalter enthält, die einen vereinigten Steuereingang (83) aufweisen und am Eingang eines Formers (84, 85) für einen Korrektionswert liegen , der eine Speicherschaltung für ein Signal und eine Folgeschaltung für ein Signal aufweist, deren Ausgänge als Ausgänge der gesamten Korrektionseinheit (29) für Faktoren des adaptiven Modells ausgebildet sind.i. Device according to one of Claims 7 to 10, characterized in that the correction unit (29) for factors of the adaptive model contains a group (82) of electronic switches which have a combined control input (83) and at the input of a shaper (84, 85) for a correction value lying, which has a memory circuit for a signal and a sequential circuit for a signal, their outputs as outputs of the entire correction unit (29) for factors of the adaptive model are trained. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser die Einheit (17) zur Ermittlung ergänzter Faktorengrößen des adaptiven Modells eine Schaltung (90) zur Ergänzung eines12. Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that in this the unit (17) a circuit (90) for adding a ω dem Nachgiebigkeitsgrad des Gesteins beim Bohren entsprechenden Faktors und eine mit dieser gekoppelte Schaltung (92) zur Ergänzung eines der Bohrmeißeldrehzahl entsprechenden Faktors enthält, deren Eingänge je mit den Ausgängen der Einheit (16) für eine sukzessive Dateneingabe und der ersten Speichereinrichtung (20), von denen Signale über Faktorengrößen des adaptiven Modells im vorhergehenden Takt eintreffen, sowie mit den Ausgängen der Einheit (15) für eine diskrete Mittelung der Bohrgeschwindigkeit und des Kontrollgerätes (24) für Faktorengrößen verbunden sind.ω is the factor corresponding to the degree of resilience of the rock during drilling and a factor coupled with this Circuit (92) for supplementing a factor corresponding to the bit speed, the inputs of which each with the outputs of the unit (16) for successive data input and the first memory device (20), of which signals about factor sizes of the adaptive model arrive in the previous cycle, as well as with the outputs of the unit (15) for a discrete averaging of the drilling speed and the Control device (24) are connected for factor sizes. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei dieser die Einheit (15) für eine diskrete Mittelung der Bohrgeschwindigkeit eine Vergleichs- und Leseschaltung (193) enthält für ein der Bohrgeschwindigkeit entsprechendes gemitteltes Signal, an deren Ausgang ein elektronisches Schaltele-13. Device according to one of claims 7 to 12, characterized in that in this the unit (15) contains a comparison and read circuit (193) for a discrete averaging of the drilling speed averaged signal corresponding to the drilling speed, at the output of which an electronic switching element ment (194) angeschlossen ist, dessen Steuercingang mit einem Ausgang (195) der Zeitschaltuhr (12) verbunden ist und das am Ausgang ein einem gemittelten Wert der Bohrgeschwindigkeit entsprechendes Signal formt.Ment (194) is connected, whose control input is connected to an output (195) of the timer (12) and the output is a signal corresponding to an averaged value of the drilling speed forms. 14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser die Formierungseinheit (26) für Bohrbetrieb eine ODER-Schaltung (205), deren Eingänge die Eingänge der gesamten Einheit (26) sind und an entsprechende Ausgänge (27) des Kontrollgerätes (24) für Faktorengrößen des adaptiven Modells angeschlossen sind, eine erste UND-Schaltung(206), deren Eingänge mit entsprechenden Ausgängen (27) des Kontrollgerätes (24) für Faktorengrößen gekoppelt sind, und eine zweite UND-Schaltung (207) enthält, deren einer Eingang mit einem der Eingänge der ODER-Schaltung (205) vereinigt und deren anderer Eingang mit einem Ausgang der ersten UND-Schaltung (206) verbunden sind, wobei die Ausgänge der ODER-Schaltung (205) und der zweiten UND-Schaltung (207) als Ausgänge der gesamten Formierungseinheit (26) vorgesehen sind.14. Device according to one of claims 7 to 13, characterized in that the formation unit in this (26) an OR circuit (205) for drilling operation, the inputs of which are the inputs of the entire Unit (26) are and to corresponding outputs (27) of the control device (24) for factor sizes of the adaptive model are connected, a first AND circuit (206), whose inputs with corresponding Outputs (27) of the control device (24) for factor sizes are coupled, and a second AND circuit (207) whose one input is combined with one of the inputs of the OR circuit (205) and whose other input is connected to an output of the first AND circuit (206), the Outputs of the OR circuit (205) and the second AND circuit (207) as outputs of the entire Forming unit (26) are provided. 15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14. dadurch gekennzeichnet, daß in dieser die Datenübertragungseinheit (25) einen Satz (208) von Schaltelementen darstellt, durch die ergänzte Faktorengrößen des15. Device according to one of claims 7 to 14, characterized in that in this the data transmission unit (25) represents a set (208) of switching elements through which supplemented factor sizes of the adaptiven Modells in die zweite Speichereinrichtung (21) eingebbar sind. is ,„,.adaptive model can be entered into the second storage device (21). is, ",. 16. Einrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei dieser die Recheneinheit ä|16. Device according to claims 8 to 15, characterized in that in this the arithmetic unit ä | (37) für optimale Einstellwerte des Bohrmeißelverschleißes entsprechend dem Verschleiß seiner Lagerung einen Optimierer (210) und einen an einen seiner Eingänge angeschlossenen Formierungskreis (211) für den laufenden Verschleiß der Lagerung enthält, dessen Eingänge mit der Zeitschaltuhr (12) und mit einem Ausgang (41) der Einheit (36) zur Bestimmung der Art des Bohrmeißel-Verschleißes verbunden sind, wobei am Ausgang des Optimierers (210) Signale formbar sind, die den optimalen Einstellwerten für die Bohrmeißelbelastung und -drehzahl in Übereinstimmung mit dem laufenden Verschleiß der Bohrmeißellagerung entsprechen.(37) for optimal setting values of the drill bit wear according to the wear on its bearing an optimizer (210) and a formation circuit (211) connected to one of its inputs for the contains ongoing wear and tear of the bearing, its inputs with the timer (12) and with a Output (41) of the unit (36) for determining the type of drill bit wear are connected, wherein signals can be shaped at the output of the optimizer (210) which represent the optimal setting values for the drill bit load and speed in accordance with the ongoing wear of the bit bearing correspond. 17. Einrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser die Recheneinheit *||17. Device according to claims 8 to 16, characterized in that in this the computing unit * || (38) für optimale Einstellwerte des Bohrmeißel-Verschleißes entsprechend dem Verschleiß seiner Schneid- 25 -·*' elemente einen Formierungskreis (211) für den laufenden Verschleiß der Bohrmeißelschneidelemente, dessen Eingänge an die Zeitschaltuhr (12) und an einen Ausgang (41) der Einheit (36) zur Bestimmung der Art(38) for optimal setting values of the drill bit wear according to the wear of its cutting 25 - * ' elements a formation circle (211) for the ongoing wear of the drill bit cutting elements, its Inputs to the timer (12) and to an output (41) of the unit (36) for determining the type des Bohrmeißel-Verschleißes angeschlossen sind, und einen Optimierer (210) enthält, der an den Ausgang des ^of the bit wear are connected, and contains an optimizer (210) which is connected to the output of the ^ Formierungskreises (211) für den laufenden Verschleiß der Bohrmeißelschneidelemente angeschlossen ist ||Formation circle (211) for the ongoing wear of the drill bit cutting elements is connected || und an dessen Ausgang (46) Signale formbar sind, die den optimalen Einstell werte η für die Bohrmeißelbela- 30 "'and at the output (46) of which signals can be formed which determine the optimal setting values η for the drill bit load 30 '' ' stung und -drehzahl in Übereinstimmung mit dem laufenden Verschleiß der Bohrmeißelschneidelemente entsprechen.performance and speed in accordance with the ongoing wear of the bit cutting elements correspond. 18. Einrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei dieser die Einheit (36) zur Bestimmung des Bohrmeißel-Verschleißes zweikanalig ausgeführt, jeder Kanal an einen Eingang eines eigenen Schaltkreises (221, 222) angeschlossen und der andere Eingang eines jeden der Kanäle mit der Zeitschaltuhr (12) verbunden ist,18. Device according to claims 9 to 17, characterized in that in this the unit (36) for Determination of the drill bit wear is carried out with two channels, each channel to an input of one own circuit (221, 222) and the other input of each of the channels with the Timer (12) is connected, wobei der erste Kanal f? where the first channel f? — einen Divisior (223), dessen Eingänge mit dem Drehzahlgeber (7) für den Bohrmeißel und mit dem Steuerpult (9) verbunden sind,- A divider (223), the inputs of which with the speed sensor (7) for the drill bit and with the Control panel (9) are connected, — ein mit dem Lastgeber (6) für den Bohrmeißel gekoppeltes nichtlineares Element (224) und- A non-linear element (224) coupled to the load transducer (6) for the drill bit, and — eine erste Multiplikationsschaltung (225) enthält, deren Eingänge an die Ausgänge des Divisors (223) und- Contains a first multiplication circuit (225), the inputs of which are connected to the outputs of the divisor (223) and des nichtlinearen Elementes (224) und deren Ausgänge an den Eingang des Schaltkreises (221) dieses |.|of the non-linear element (224) and its outputs to the input of the circuit (221) of this |. | Kanals angeschlossen sind, ||Connected to the channel, || und der zweite Kanaland the second channel — eine Reihenschaltung aus zwei Multiplikatoren (227, 228) enthält, von denen der erste (227) über die beiden Eingänge und der zweite (228) über einen Eingang mit dem Drehzahlgeber (7) für den Bohrmeißel verbunden sind sowie der Ausgang des zweiten Multiplikators (228) über einen ersten Summator |; (229), dessen zweiter Eingang mit dem Drehzahlgeber (7) gekoppelt ist, und über eine an den Ausgang 50 '' des ersten Summators (229) angeschlossene zweite Multiplikationsschaltung (230) an einen ersten- Contains a series connection of two multipliers (227, 228), the first of which (227) via the two inputs and the second (228) via an input with the speed sensor (7) for the drill bit are connected and the output of the second multiplier (228) via a first summator |; (229), the second input of which is coupled to the speed sensor (7), and via one to the output 50 '' of the first summer (229) connected second multiplication circuit (230) to a first Eingang eines zweiten Divisors (231) angeschlossen ist, an dessen anderen Eingang über eine dritte |The input of a second divisor (231) is connected to the other input via a third | Multiplikationsschaltung (234) ein zweiter Summator (233), dessen einer Eingang mit dem Steuerpult (9) ||Multiplication circuit (234) a second summator (233), one input of which is connected to the control panel (9) || und dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang einer vierten Multiplikationsschaltung (232) verbunden sind, deren Eingänge mit dem Lastgeber (6) für den Bohrmeißel und mit dem Steuerpult (9) gekoppelt sind, und ein dritter Summator (236) angeschlossen sind, dessen einer Eingang an eine Vorspannung gelegt und dessen anderer Eingang an den Ausgang einer fünften Multiplikationsschaltung (235) angeschlossen ist, deren Eingänge mit dem Steuerpult (9) und mit der Recheneinheit (38) für optimale Einstellwerte des Bohrmeißel-Verschleißes entsprechend dem Verschleiß seiner Schneidelemente gekoppelt sind, wobei der zweite Eingang der zweiten Multiplikationsschaltun]? (230) mit dem Steuerpult (9) verbunden istand its second input connected to the output of a fourth multiplication circuit (232) are whose inputs are coupled to the load transducer (6) for the drill bit and to the control panel (9) are, and a third summator (236) are connected, one input of which is connected to a bias voltage and its other input is connected to the output of a fifth multiplication circuit (235) is whose inputs with the control panel (9) and with the arithmetic unit (38) for optimal Setting values of the drill bit wear coupled according to the wear of its cutting elements are, where the second input of the second multiplication circuit]? (230) with the control panel (9) is connected 19. Einrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (90) zur Ergänzung des dem Nachgiebigkeitsgrad des Gesteines beim Bohren entsprechenden Faktors enthält:19. Device according to claims 8 to 18, characterized in that a circuit (90) for Addition of the factor corresponding to the degree of resilience of the rock when drilling contains: — eine erste Logarithmierungsschaltung (94), deren Eingang an den Ausgang (23) der ersten Speichereinrichtung (20) angeschlossen ist,- A first log circuit (94), the input of which is connected to the output (23) of the first memory device (20) is connected, — eine zweite Logarithmierungsschaltung (96). deren Eingang an den Ausgang (18) der Einheit (15) für eine- a second log circuit (96). whose input to the output (18) of the unit (15) for one diskrete Mittelung der Bohrgeschwindigkeit angeschlossen ist,discrete averaging of the drilling speed is connected, — eine dritte Logarithmierungsschaltung (95), deren Eingang an einen Ausgang (93) des Kontrollgeräts (24) für Werte der Faktoren angeschlossen ist,- A third logarithmizing circuit (95), the input of which is connected to an output (93) of the control device (24) is connected for values of the factors, — eine vierte Loganthmierungsschaltung (97), deren Eingang an den Ausgang (14) des Drehzahlgebers (7) 5 für den Bohrmeißel angeschlossen ist,- A fourth loganthmation circuit (97), the input of which is connected to the output (14) of the speed sensor (7) 5 is connected for the drill bit, — einen ersten Summator (98), an dessen ersten Eingang über eine erste Multiplikationsschaltung (114) die erste Loganthmierungsschaltung (94) angeschlossen ist,- A first summator (98), at the first input via a first multiplication circuit (114) the first loganthmation circuit (94) is connected, — einen zweiten Summator (99), an dessen Eingänge die zweite und dritte Logarithmierungsschaltungen (96 bzw.95) angeschlossen sind,- A second summator (99), at whose inputs the second and third logarithmizing circuits (96 or 95) are connected, : ίο — einen Schaltkreis (119), dessen Eingang mit dem Ausgang des zweiten Summators (99) verbunden ist und: ίο - a circuit (119) whose input is connected to the output of the second summator (99) and dessen einer Ausgang über einen Inverter (103) und dessen anderer Ausgang unmittelbar an dieone output via an inverter (103) and the other output directly to the ' Eingänge des ersten Summators (98) angeschlossen ist, '' Inputs of the first summator (98) is connected, : — einen dritten Summator (100), an dessen ersten Eingang über eine zweite Multiplikationsschaltung (116) - a third summator (100), at the first input of a second multiplier (116) die vierte Logarithmierungsschaltung (97) angeschlossen ist, und 15 — einen Divisor (118), dessen erster Eingang mit dem dritten Summator (100) verbunden ist, dessen zweiterthe fourth log circuit (97) is connected, and 15 - a divisor (118), the first input of which is connected to the third summator (100), the second of which ';- Eingang über eine dritte Multikplikationsschaliung (115) an den Ausgang (120) der ersten Logarithmie-'; - Input via a third multi-application formwork (115) to the output (120) of the first logarithmic ! rungsschaltung (94) angeschlossen ist und dessen Ausgang (121) an einen Eingang des Schaltkreises (119)! circuit (94) is connected and its output (121) to an input of the circuit (119) angeschlossen ist, wobei der zweite Eingang der dritten Multiplikationsschaltung (115) mit dem Ausgang (120) der ersten Logarithmierungsschaltung (94) verbunden ist, der zweite Eingang des dritten Summa-is connected, the second input of the third multiplication circuit (115) to the output (120) of the first logarithmizing circuit (94) is connected, the second input of the third summation i 20 tors (100) über eine vierte Multiplikationsschaltung (117) mit dem Ausgang (120) der ersten Logarith-i 20 tors (100) via a fourth multiplication circuit (117) to the output (120) of the first logarithmic ■ mierungsschaltung (94) verbunden ist, der Ausgang des ersten Summators (98) mit dem Eingang einer ;, Antilogarithmierungsschaltung (122) verbunden ist und der Ausgang der Antilogarithmierungsschaltung 1I; (122) als Ausgang der gesamten Ergänzungsschaltung (90) eines dem Nachgiebigkeitsgrad des Gesteins % beim Bohren entsprechenden Faktors vorgesehen ist.■ mation circuit (94) is connected, the output of the first summer (98) is connected to the input of an antilogarithmizing circuit (122) and the output of the antilogarithmizing circuit 1 I; (122) is provided as the output of the entire supplementary circuit (90) of a factor corresponding to the degree of resilience of the rock% when drilling.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8274399B2 (en) 2007-11-30 2012-09-25 Halliburton Energy Services Inc. Method and system for predicting performance of a drilling system having multiple cutting structures
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7032689B2 (en) 1996-03-25 2006-04-25 Halliburton Energy Services, Inc. Method and system for predicting performance of a drilling system of a given formation
US6612382B2 (en) 1996-03-25 2003-09-02 Halliburton Energy Services, Inc. Iterative drilling simulation process for enhanced economic decision making
US5794720A (en) 1996-03-25 1998-08-18 Dresser Industries, Inc. Method of assaying downhole occurrences and conditions
GB2413403B (en) 2004-04-19 2008-01-09 Halliburton Energy Serv Inc Field synthesis system and method for optimizing drilling operations

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA954631A (en) * 1970-03-02 1974-09-10 Rosemount Engineering Company Limited Multi-channel control systems
DE2246008C3 (en) * 1972-09-20 1978-09-14 Santa Fe International Corp., Orange, Calif. (V.St.A.) Digital data processing device for determining the optimal operating time of a drill head

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8274399B2 (en) 2007-11-30 2012-09-25 Halliburton Energy Services Inc. Method and system for predicting performance of a drilling system having multiple cutting structures
US9249654B2 (en) 2008-10-03 2016-02-02 Halliburton Energy Services, Inc. Method and system for predicting performance of a drilling system

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