EP0863293A2 - Method and apparatus for controlling the push mechanism of an earth drilling rig - Google Patents

Method and apparatus for controlling the push mechanism of an earth drilling rig Download PDF

Info

Publication number
EP0863293A2
EP0863293A2 EP98103945A EP98103945A EP0863293A2 EP 0863293 A2 EP0863293 A2 EP 0863293A2 EP 98103945 A EP98103945 A EP 98103945A EP 98103945 A EP98103945 A EP 98103945A EP 0863293 A2 EP0863293 A2 EP 0863293A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
feed
torque
pressure
drive
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP98103945A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0863293B1 (en
EP0863293A3 (en
Inventor
Dietmar Dipl.-Wi.-Ing. Jenne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Terra AG fuer Tiefbautechnik
Original Assignee
Terra AG fuer Tiefbautechnik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7822333&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0863293(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Terra AG fuer Tiefbautechnik filed Critical Terra AG fuer Tiefbautechnik
Publication of EP0863293A2 publication Critical patent/EP0863293A2/en
Publication of EP0863293A3 publication Critical patent/EP0863293A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0863293B1 publication Critical patent/EP0863293B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • E21B44/02—Automatic control of the tool feed
    • E21B44/06—Automatic control of the tool feed in response to the flow or pressure of the motive fluid of the drive

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the feed drive one intended for drilling earth bores Drilling rig with which a drill pipe carrying a drilling tool with simultaneous rotation in the soil becomes.
  • the drilling rig is usually operated by an operator controlled by two levers. With one lever controls the Operator the feed rate and with the other Lever the speed of the drill pipe and the one at the end of the drill string arranged drilling tool.
  • overload protection by that limit values for the maximum feed force and can specify the maximum torque. Once the limits the feed rate or the driving torque is reduced. Exceeding the the respective limit value is automatically prevented. A such overload protection can thus destroy the Drilling rig, the drill pipe and the drilling tools prevent drilling. But it does not allow the drilling process to optimize, i.e. the drilling rig with the highest possible Speed while avoiding overload drive.
  • the invention has for its object a method of Specify the type mentioned at the beginning with which the propulsion of Earth drilling, in particular the creation of pilot holes with subsequent widening of the borehole for pulling in of pipes can be optimized in the manner described above can.
  • the invention proposes that in a method of the type mentioned the feed rate of the feed drive depending of the torque occurring on the drill pipe is regulated.
  • the invention is based on the knowledge that in earth drilling typically the feed rate and torque depend on each other. During the pilot drilling and during of the expansion, the feed speed must be set in this way that the highest possible constant torque acts, a limit value of the torque is not exceeded. The feed rate during the pilot drilling or while expanding and retracting Pipes enlarged, increased in almost all types of subsoil the torque.
  • a target value for the torque is preferably specified and the feed rate controlled so that the difference between the target value and the actual value of the torque is less than a predetermined value.
  • the feed speed is increased until the predetermined maximum torque, i.e. the target value is reached again.
  • the earth becomes firmer or harder, the torque typically increases.
  • the feed speed in this case long reduced until the actual value of the torque again previously set maximum torque, i.e. the target value corresponds at least approximately.
  • the feed rate is also in Regulated depending on the feed force.
  • This solution carries a possible exceptional situation in which the above torque-dependent feed control is not necessarily sufficient would damage the drill string or the drilling tool to prevent. This could occur if during the pilot hole is worked with a pointed drill head and it hits a massive rock or concrete wall. Thereby, that the drill head first with its tip on the hard obstacle hits, the torque can not increase quickly enough, because the effective lever arm of the rotation resistance is very small. In this case, that of a certain one but not realizable feed rate corresponding feed force large. There is a risk that the drill pipe is compressed.
  • a limit value is therefore expedient specified for the feed force and the feed speed reduced when the feed force reaches the limit or exceeds.
  • the regulation of the feed rate depending on the Torque and / or the feed force can be different In this way, for example electronically.
  • the control is hydraulic executed. This can be done, for example, in such a way that the amount of pressure medium fed to the feed drive depending on that in the pressure line of the rotary actuator and / or the feed drive pressure regulated becomes.
  • the hydraulic control has the advantage that the control times are the shortest and that they are also among the rough ones Conditions of working in civil engineering works reliably. Electronic controls on construction machines are against it often prone to failure.
  • the invention further relates to a device for control of the hydraulic feed drive one for generating Earth drilling specific drilling rig with which a drilling tool load-bearing drill pipe with simultaneous rotation by means of a hydraulic rotary drive can be advanced in the ground is.
  • a device for control of the hydraulic feed drive one for generating Earth drilling specific drilling rig with which a drilling tool load-bearing drill pipe with simultaneous rotation by means of a hydraulic rotary drive can be advanced in the ground is.
  • Control valve is a pressure controlled valve
  • the control input is connected to the pressure side of the rotary drive.
  • An increase in torque leads directly to an increase in pressure on the pressure side of the rotary drive and therefore almost instantaneous to a signal at the control input of the control valve, then the amount of pressure medium flowing to the feed drive reduced.
  • the invention proposes that the control input of the control valve via a Shuttle valve also connected to the side of the feed drive which is under pressure in feed operation.
  • a Shuttle valve also connected to the side of the feed drive which is under pressure in feed operation.
  • the control valve is expediently continuously adjustable and preferably in one of the two pressure medium connections of the feed drive bridging bypass line arranged.
  • the only figure shows a hydraulic circuit diagram of the Hydraulic circuit of a drilling rig for producing earth bores with those for the explanation of the regulation according to the invention necessary hydraulic elements.
  • pressure medium source with a gear pump 12, which is driven by a motor 14 and hydraulic fluid from a tank 16 via an intake line 18 sucks and feeds into a pressure line 20.
  • the pressure line 20 is via a pressure relief valve 22 and a return line 24 again connected to the tank 16.
  • the pressure line 20 leads via an adjustable flow control valve 26 to the pressure port P of a 4/3-way valve 28, the Connection A via a line 30 with a connection of a Hydraulic motor 32 is connected. Whose other connection is via a line 33 to connection B of the 4/3-way valve 28 connected.
  • the tank connection T of the 4/3-way valve 28 is via line sections 34 and 36 in turn with the tank 16 connected.
  • the hydraulic motor 32 is used to rotate a drill pipe a drilling rig for creating earth bores, such as that is described in DE-A-43 05 423. In terms of the details of such a drilling rig will be based on this Scripture referenced.
  • the pressure line 20 is also via a line 38 to the Pressure port P connected to a directional valve 40, which acts as a rapid traverse valve is formed and its connection A via line sections 42, 44 with the piston chamber 46 of a hydraulic cylinder 48 communicates.
  • the tank connection T of the directional valve 40 is in turn via line 36 to tank 16 connected.
  • the piston rod-side space 50 of the hydraulic cylinder 48 is via line sections 52, 54 with the connection B of the directional valve 40 connected.
  • the hydraulic cylinder 48 serves the drill pipe with the Push the drilling tool into the soil or out of it Pull out soil.
  • the arrangement in the present Case should be chosen so that a corresponding Force deflection pushed the drill pipe into the earth is when the piston 56 of the hydraulic cylinder 48 together is retracted with its piston rod 58 while the Drill pipe is pulled when the piston 56 is together with the piston rod 58 is extended.
  • When retracting the piston 56 is the pressure port P with port B and the Tank port T connected to port A of the directional valve 40 (left switching symbol of directional valve 40).
  • When extending port T is blocked while both ports A and B are connected to port P (right circuit symbol of the Directional control valve 40).
  • connection B of the flow control valve 26 is via a line section 60 connected to a further flow control valve 62, its connection B via a line 64 to the tank line 36 communicates.
  • Port A of the flow control valve 62 is connected via lines 66 and 68 to the pressure connection P of a 4/3-way valve 70 in connection.
  • the administration 66 also leads to other consumers of the drilling rig.
  • the connection T of the directional control valve 70 is via a line 72 in connection with the tank line 36.
  • Port A of the directional valve is connected via a line section 74 to the Piston chamber 46 leading line 44 and port B of the directional valve 70 via a line section 76 to the piston rod space 50 leading line 52 connected.
  • the hydraulic cylinder 48 can also Directional control valve 70 can be controlled, but in this case the amount of hydraulic medium to the piston chamber 46 or is directed to the piston rod chamber 50, via the flow control valves 26, 62 is adjustable.
  • the flow control valve 62 is fixed to a maximum value that is the maximum feed rate limited.
  • the line 44 leading to the piston chamber 46 and that to the piston rod chamber 50 leading line 52 are through a bypass line 78 connected to each other in which a steplessly opening Pressure switching valve 80 is arranged. Its control input is via a control line 82 and a shuttle valve 84 on the one hand with the one connected to the hydraulic motor 32 Pressure line 30 and on the other hand via a line 86 with the connected to the piston rod chamber 50 line 52.
  • the pressure switching valve 80 can open the pressure switching valve 80 and to determine the amount of hydraulic fluid that passed back past the hydraulic cylinder 48 directly to the tank is so as to be supplied to the hydraulic cylinder 48 Amount of hydraulic fluid and thus the feed rate depending on the torque acting on the drill pipe (represented by the pressure in line 30) or depending on the feed force (represented by the To determine pressure in line 86, 52).
  • the a drill head having an asymmetrical control surface continuously rotated by the hydraulic motor 32 and simultaneously pushed over the feed cylinder 48 through the soil.
  • the hydraulic control described sets the feed rate so that the predetermined maximum Torque is reached and maintained. It means that the pressure switching valve 80 remains closed as long as this is the maximum set torque is not exceeded. Thereby is drilled at the best possible speed.
  • drilling tools, drill rods and the drilling rig spared. Should the boring head during the pilot drilling If you hit a rock or concrete wall, the pressure rises Piston rod chamber 50 and thus the line 52 abruptly. This pressure increase is via line 86, the shuttle valve 84 and the control line 82 to the control input of the Pressure switching valve 80 transmitted and causes this opens.
  • the torque dependent Feed control does not work here.
  • the feed force is limited by the overload protection described above, by automatically reducing the feed rate, if a maximum set feed force corresponds to a maximum pressure in the piston rod space 50 and the line 52 is exceeded.
  • the control described above optimizes the use a controllable drilling rig both during manufacture a pilot hole as well as during the expansion of this Hole and the pipe retraction. Human misconduct the control of the drilling rig can thus be switched off. In order to can not only avoid damage to the drilling rig but they are also better used because they are essential faster response time of the automatic control in the Possibility compared to the response time of the operator there, significantly higher maximum values for the torque and adjust for the feed force than this with a Manual operation would be possible.

Abstract

Feed rate produced by feed drive when drilling in the ground is controlled by a hydraulic circuit (10-86) as a function of the torque occurring at the drilling tool. Preferably the feed rate is controlled on the basis of the difference between the actual torque and a set-point torque, so that the feed rate is less than a predetermined value. The feed rate may additionally be controlled as a function of the feed force, for which a limiting value is defined. A control system is used for carrying out the method. It involves a pressure medium flowing to the hydraulic rotary drive can be regulated by a control valve.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Vorschubantriebes einer zum Erzeugen von Erdbohrungen bestimmten Bohranlage, mit der ein ein Bohrwerkzeug tragendes Bohrgestänge unter gleichzeitiger Drehung in dem Erdreich vorgeschoben wird.The invention relates to a method for controlling the feed drive one intended for drilling earth bores Drilling rig with which a drill pipe carrying a drilling tool with simultaneous rotation in the soil becomes.

Ein Problem bei der Bedienung von steuerbaren Bohranlagen besteht darin, die Vorschubgeschwindigkeit und das am Bohrgestänge angreifende Drehmoment so aufeinander abzustimmen, daß der Bohrvorgang möglichst schnell durchgeführt werden kann, ohne daß die Bohranlage und vor allem das Bohrgestänge und die Bohrwerkzeuge überlastet werden. Letzteres kann vor allem dann auftreten, wenn sich das Erdreich schlagartig ändert, insbesondere wenn man von weichem in hartes Erdreich gelangt. There is a problem with the operation of controllable drilling rigs in it, the feed rate and that on the drill pipe to match the attacking torque so that the drilling process can be carried out as quickly as possible, without the drilling rig and especially the drill pipe and the drilling tools are overloaded. The latter can above all occur when the soil changes suddenly, especially if you get from soft to hard soil.

Die Bohranlage wird üblicherweise von einer Bedienungsperson über zwei Hebel gesteuert. Mit dem einen Hebel steuert die Bedienungsperson die Vorschubgeschwindigkeit und mit dem anderen Hebel die Drehzahl des Bohrgestänges und des am Ende des Bohrgestänges angeordneten Bohrwerkzeuges. Zur Überwachung der wirkenden Vorschubkräfte und des wirksamen Drehmomentes stehen der Bedienungsperson Manometer zur Verfügung, die den momentanen effektiven Druck im Hydraulikkreislauf der hydraulischen Antriebe für das Vorschieben bzw. Drehen des Bohrgestänges anzeigen. Sind die angezeigten Werte zu niedrig, kann die Bedienungsperson die Vorschubgeschwindigkeit und/oder das Drehmoment vergrößern. Überschreiten die angezeigten Werte jedoch kritische Werte, muß die Bedienungsperson sofort die Vorschubgeschwindigkeit und/oder das Drehmoment verringern. Geschieht dies nicht oder nicht schnell genug, weil beispielsweise der Bohrkopf auf eine Steinschicht oder einen Felsen trifft, besteht die Gefahr eines Gestängebruches. Die teueren Bohrwerkzeuge und das Gestänge verbleiben dann im Erdreich. Die Bohrung muß wiederholt werden. Dies führt zu erheblichen Mehrkosten.The drilling rig is usually operated by an operator controlled by two levers. With one lever controls the Operator the feed rate and with the other Lever the speed of the drill pipe and the one at the end of the drill string arranged drilling tool. For surveillance the effective feed forces and the effective torque there are manometers available to the operator, which is the current effective pressure in the hydraulic circuit of the hydraulic drives for advancing or rotating the Show drill pipe. If the displayed values are too low, the operator can adjust the feed rate and / or increase the torque. Exceed the displayed However, values critical values, the operator must immediately the feed rate and / or the torque reduce. If this does not happen or does not happen quickly enough, because, for example, the drill head is on a stone layer or hits a rock, there is a risk of breaking the rod. The expensive drilling tools and the rod remain then in the ground. The drilling must be repeated. This leads to considerable additional costs.

Es ist bereits bekannt, eine Überlastsicherung dadurch vorzusehen, daß man Grenzwerte für die maximale Vorschubkraft und das maximale Drehmoment vorgeben kann. Sobald die Grenzwerte überschritten werden, wird die Vorschubgeschwindigkeit bzw. das antreibende Drehmoment verringert. Die Überschreitung des jeweiligen Grenzwertes wird dabei automatisch verhindert. Eine solche Überlastsicherung kann also eine Zerstörung der Bohranlage, der Bohrgestänge und der Bohrwerkzeuge wahrend des Bohrens verhindern. Sie erlaubt aber nicht, den Bohrvorgang zu optimieren, d.h. die Bohranlage mit der höchstmöglichen Geschwindigkeit unter Vermeidung einer Überlastung zu fahren.It is already known to provide overload protection by that limit values for the maximum feed force and can specify the maximum torque. Once the limits the feed rate or the driving torque is reduced. Exceeding the the respective limit value is automatically prevented. A such overload protection can thus destroy the Drilling rig, the drill pipe and the drilling tools prevent drilling. But it does not allow the drilling process to optimize, i.e. the drilling rig with the highest possible Speed while avoiding overload drive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem der Vortrieb von Erdbohrungen, insbesondere das Erzeugen von Pilotbohrungen mit anschließender Aufweitung des Bohrloches für das Einziehen von Rohren in der oben beschriebenen Weise optimiert werden kann.The invention has for its object a method of Specify the type mentioned at the beginning with which the propulsion of Earth drilling, in particular the creation of pilot holes with subsequent widening of the borehole for pulling in of pipes can be optimized in the manner described above can.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Vorschubgeschwindigkeit des Vorschubantriebes in Abhängigkeit des am Bohrgestänge auftretenden Drehmomentes geregelt wird.To solve this problem, the invention proposes that in a method of the type mentioned the feed rate of the feed drive depending of the torque occurring on the drill pipe is regulated.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei Erdbohrungen typischerweise die Vorschubgeschwindigkeit und das Drehmoment voneinander abhängen. Während der Pilotbohrung und während des Aufweitens muß die Vorschubgeschwindigkeit so eingestellt werden, daß ein möglichst hohes konstantes Drehmoment wirkt, ein Grenzwert des Drehmomentes aber nicht überschritten wird. Wird die Vorschubgeschwindigkeit während der Pilotbohrung oder während des Aufweitens derselben und des Einziehens von Rohren vergrößert, erhöht sich in fast allen Untergrundarten das Drehmoment.The invention is based on the knowledge that in earth drilling typically the feed rate and torque depend on each other. During the pilot drilling and during of the expansion, the feed speed must be set in this way that the highest possible constant torque acts, a limit value of the torque is not exceeded. The feed rate during the pilot drilling or while expanding and retracting Pipes enlarged, increased in almost all types of subsoil the torque.

Vorzugsweise wird ein Soll-Wert für das Drehmoment vorgegeben und die Vorschubgeschwindigkeit so geregelt, daß die Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert des Drehmomentes kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Wird der Untergrund während der Pilotbohrung oder während des Aufweitens derselben weicher, so nimmt typischerweise bei gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit das Drehmoment ab. Erfindungsgemäß wird nun die Vorschubgeschwindigkeit so lange erhöht, bis das vorher festgelegte maximale Drehmoment, d.h. der Soll-Wert wieder erreicht ist. Wird dagegen das Erdreich fester oder härter, erhöht sich typischerweise das Drehmoment. Bei gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit würde das vorher eingestellte maximale Drehmoment überschritten. Deshalb wird erfindungsgemäß in diesem Fall die Vorschubgeschwindigkeit so lange reduziert, bis der Ist-Wert des Drehmomentes wieder dem vorher eingestellten maximalen Drehmoment, d.h. dem Soll-Wert zumindest annähernd entspricht. A target value for the torque is preferably specified and the feed rate controlled so that the difference between the target value and the actual value of the torque is less than a predetermined value. Will the underground during pilot drilling or during expansion thereof softer, so typically takes the same Feed speed the torque. According to the invention the feed speed is increased until the predetermined maximum torque, i.e. the target value is reached again. On the other hand, the earth becomes firmer or harder, the torque typically increases. At constant feed rate would do that beforehand set maximum torque exceeded. That is why according to the invention, the feed speed in this case long reduced until the actual value of the torque again previously set maximum torque, i.e. the target value corresponds at least approximately.

Vorzugsweise wird die Vorschubgeschwindigkeit zusätzlich in Abhängigkeit der Vorschubkraft geregelt. Diese Lösung trägt einer möglichen Ausnahmesituation Rechnung, in der die obige drehmomentabhängige Vorschubsteuerung nicht zwangsläufig ausreichen würde, um einen Schaden am Bohrgestänge oder am Bohrwerkzeug zu verhindern. Dieser könnte auftreten, wenn während der Pilotbohrung mit einem spitzen Bohrkopf gearbeitet wird und dieser auf eine massive Fels- oder Betonwand trifft. Dadurch, daß der Bohrkopf zuerst mit seiner Spitze auf das harte Hindernis trifft, kann sich das Drehmoment nicht schnell genug erhöhen, da der wirksame Hebelarm des Drehwiderstandes sehr klein ist. In diesem Falle wird die einer bestimmten aber nicht realisierbaren Vorschubgeschwindigkeit entsprechende Vorschubkraft groß. Es besteht die Gefahr, daß das Bohrgestänge gestaucht wird.Preferably, the feed rate is also in Regulated depending on the feed force. This solution carries a possible exceptional situation in which the above torque-dependent feed control is not necessarily sufficient would damage the drill string or the drilling tool to prevent. This could occur if during the pilot hole is worked with a pointed drill head and it hits a massive rock or concrete wall. Thereby, that the drill head first with its tip on the hard obstacle hits, the torque can not increase quickly enough, because the effective lever arm of the rotation resistance is very small. In this case, that of a certain one but not realizable feed rate corresponding feed force large. There is a risk that the drill pipe is compressed.

Wie beim Drehmoment wird also zweckmäßigerweise ein Grenzwert für die Vorschubkraft vorgegeben und die Vorschubgeschwindigkeit reduziert, wenn die Vorschubkraft den Grenzwert erreicht oder überschreitet.As with torque, a limit value is therefore expedient specified for the feed force and the feed speed reduced when the feed force reaches the limit or exceeds.

Die Regelung der Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit des Drehmomentes und/oder der Vorschubkraft kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise elektronisch. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform allerdings wird bei einer Anlage, bei welcher das Bohrgestänge mittels hydraulischer Antriebe gedreht und vorgeschoben wird, die Regelung hydraulisch ausgeführt. Dies kann beispielsweise so erfolgen, daß die Menge des dem Vorschubantrieb zugeleiteten Druckmittels in Abhängigkeit des in der Druckleitung des Drehantriebes und/oder des Vorschubantriebes auftretenden Druckes geregelt wird. Die hydraulische Regelung hat den Vorzug, daß die Regelzeiten am kürzesten sind und daß sie auch unter den rauhen Bedingungen des Arbeitens im Tiefbau zuverlässig funktioniert. Elektronische Steuerungen bei Baumaschinen sind dagegen häufig störanfällig. The regulation of the feed rate depending on the Torque and / or the feed force can be different In this way, for example electronically. According to one preferred embodiment, however, in a system, in which the drill pipe by means of hydraulic drives is rotated and advanced, the control is hydraulic executed. This can be done, for example, in such a way that the amount of pressure medium fed to the feed drive depending on that in the pressure line of the rotary actuator and / or the feed drive pressure regulated becomes. The hydraulic control has the advantage that the control times are the shortest and that they are also among the rough ones Conditions of working in civil engineering works reliably. Electronic controls on construction machines are against it often prone to failure.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Steuerung des hydraulischen Vorschubantriebes einer zum Erzeugen von Erdbohrungen bestimmten Bohranlage, mit der ein ein Bohrwerkzeug tragendes Bohrgestänge unter gleichzeitiger Drehung mittels eines hydraulischen Drehantriebes in dem Erdreich vorschiebbar ist. Zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens wird bei einer derartigen Vorrichtung erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Menge des dem Vorschubantrieb zufließenden Druckmittels durch ein Steuerventil steuerbar ist, dessen Steuereingang mit dem Drehantrieb derart gekoppelt ist, daß an dem Steuereingang eine dem vom Drehantrieb aufzubringenden Drehmoment proportionale Steuergröße anliegt.The invention further relates to a device for control of the hydraulic feed drive one for generating Earth drilling specific drilling rig with which a drilling tool load-bearing drill pipe with simultaneous rotation by means of a hydraulic rotary drive can be advanced in the ground is. To perform the above The method is according to the invention in such a device suggested that the amount of the feed drive inflowing pressure medium controllable by a control valve is whose control input is coupled to the rotary drive in such a way is that at the control input one of the rotary drive applied torque proportional control variable is present.

Bei einer sehr einfachen und robusten Ausführungsform, die ein rasches Ansprechen der Steuerung ermöglicht, ist das Steuerventil ein druckgesteuertes Ventil, dessen Steuereingang mit der Druckseite des Drehantriebes verbunden ist. Der Anstieg des Drehmomentes führt unmittelbar zum Druckanstieg auf der Druckseite des Drehantriebes und damit nahezu verzögerungsfrei zu einem Signal am Steuereingang des Steuerventils, das dann die dem Vorschubantrieb zufließende Druckmittelmenge reduziert.In a very simple and robust embodiment, the enables the controller to respond quickly, that is Control valve is a pressure controlled valve, the control input is connected to the pressure side of the rotary drive. Of the An increase in torque leads directly to an increase in pressure on the pressure side of the rotary drive and therefore almost instantaneous to a signal at the control input of the control valve, then the amount of pressure medium flowing to the feed drive reduced.

Zur Begrenzung der Vorschubkraft wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Steuereingang des Steuerventils über ein Wechselventil auch mit der Seite des Vorschubantriebes verbunden ist, die im Vorschubbetrieb unter Druck steht. In der Regel ist es nur in dem oben beschriebenen Sonderfall erforderlich, die Vorschubkraft zu begrenzen, wenn nämlich die Regelung in Abhängigkeit des Drehmomentes nicht oder nicht schnell genug ansprechen kann. Durch den Anschluß des Steuereingangs des Steuerventils über ein Wechselventil an die Druckseite des Vorschubantriebes läßt sich die zusätzliche Begrenzung der Vorschubkraft mit einem geringen zusätzlichen baulichen Aufwand erzielen. To limit the feed force, the invention proposes that the control input of the control valve via a Shuttle valve also connected to the side of the feed drive which is under pressure in feed operation. In the As a rule, it is only necessary in the special case described above, limit the feed force, if the regulation not or not depending on the torque can respond quickly enough. By connecting the control input of the control valve via a shuttle valve to the The pressure side of the feed drive can be the additional Limiting the feed force with a little additional achieve structural effort.

Zweckmäßigerweise ist das Steuerventil stufenlos verstellbar und vorzugsweise in einer die beiden Druckmittelanschlüsse des Vorschubantriebes überbrückenden Bypassleitung angeordnet.The control valve is expediently continuously adjustable and preferably in one of the two pressure medium connections of the feed drive bridging bypass line arranged.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.Further features and advantages of the invention result from the following description, which in conjunction with the attached Drawing the invention using an exemplary embodiment explained.

Die einzige Figur zeigt einen hydraulischen Schaltplan des Hydraulikkreises einer Bohranlage zum Erzeugen von Erdbohrungen mit den für die Erläuterung der erfindungsgemäßen Regelung notwendigen hydraulischen Elementen.The only figure shows a hydraulic circuit diagram of the Hydraulic circuit of a drilling rig for producing earth bores with those for the explanation of the regulation according to the invention necessary hydraulic elements.

In der linken unteren Ecke der Figur erkennt man eine allgemein mit 10 bezeichnete Druckmittelquelle mit einer Zahnradpumpe 12, die von einem Motor 14 angetrieben wird und Hydraulikflüssigkeit aus einem Tank 16 über eine Ansaugleitung 18 ansaugt und in eine Druckleitung 20 einspeist. Die Druckleitung 20 ist über ein Druckbegrenzungsventil 22 und eine Rückflußleitung 24 wieder mit dem Tank 16 verbunden.In the lower left corner of the figure you can generally see one designated 10 pressure medium source with a gear pump 12, which is driven by a motor 14 and hydraulic fluid from a tank 16 via an intake line 18 sucks and feeds into a pressure line 20. The pressure line 20 is via a pressure relief valve 22 and a return line 24 again connected to the tank 16.

Die Druckleitung 20 führt über ein einstellbares Stromregelventil 26 zum Druckanschluß P eines 4/3-Wegeventils 28, dessen Anschluß A über eine Leitung 30 mit einem Anschluß eines Hydraulikmotors 32 verbunden ist. Dessen anderer Anschluß ist über eine Leitung 33 mit dem Anschluß B des 4/3-Wegeventils 28 verbunden. Der Tankanschluß T des 4/3-Wegeventils 28 ist über Leitungsabschnitte 34 und 36 wiederum mit dem Tank 16 verbunden.The pressure line 20 leads via an adjustable flow control valve 26 to the pressure port P of a 4/3-way valve 28, the Connection A via a line 30 with a connection of a Hydraulic motor 32 is connected. Whose other connection is via a line 33 to connection B of the 4/3-way valve 28 connected. The tank connection T of the 4/3-way valve 28 is via line sections 34 and 36 in turn with the tank 16 connected.

Der Hydraulikmotor 32 dient zum Drehen eines Bohrgestänges einer Bohranlage zum Erstellen von Erdbohrungen, wie sie beispielsweise in der DE-A-43 05 423 beschrieben ist. Bezüglich der Einzelheiten einer solchen Bohranlage wird auf diese Schrift verwiesen. The hydraulic motor 32 is used to rotate a drill pipe a drilling rig for creating earth bores, such as that is described in DE-A-43 05 423. In terms of the details of such a drilling rig will be based on this Scripture referenced.

Die Druckleitung 20 ist ferner über eine Leitung 38 mit dem Druckanschluß P eines Wegeventils 40 verbunden, das als Eilgangventil ausgebildet ist und dessen Anschluß A über Leitungsabschnitte 42, 44 mit dem Kolbenraum 46 eines Hydraulikzylinders 48 in Verbindung steht. Der Tankanschluß T des Wegeventils 40 ist wiederum über die Leitung 36 mit dem Tank 16 verbunden. Der kolbenstangenseitige Raum 50 des Hydraulikzylinders 48 ist über Leitungsabschnitte 52, 54 mit dem Anschluß B des Wegeventils 40 verbunden.The pressure line 20 is also via a line 38 to the Pressure port P connected to a directional valve 40, which acts as a rapid traverse valve is formed and its connection A via line sections 42, 44 with the piston chamber 46 of a hydraulic cylinder 48 communicates. The tank connection T of the directional valve 40 is in turn via line 36 to tank 16 connected. The piston rod-side space 50 of the hydraulic cylinder 48 is via line sections 52, 54 with the connection B of the directional valve 40 connected.

Der Hydraulikzylinder 48 dient dazu, das Bohrgestänge mit dem Bohrwerkzeug in das Erdreich hineinzudrücken bzw. aus dem Erdreich herauszuziehen. Dabei soll die Anordnung im vorliegenden Fall so gewählt sein, daß über eine entsprechende Kraftumlenkung das Bohrgestänge in die Erde hineingedrückt wird, wenn der Kolben 56 des Hydraulikzylinders 48 zusammen mit seiner Kolbenstange 58 eingefahren wird, während das Bohrgestänge gezogen wird, wenn der Kolben 56 zusammen mit der Kolbenstange 58 ausgefahren wird. Beim Einfahren des Kolbens 56 ist der Druckanschluß P mit dem Anschluß B und der Tankanschluß T mit dem Anschluß A des Wegeventils 40 verbunden (linkes Schaltsymbol des Wegeventils 40). Beim Ausfahren ist der Anschluß T blockiert, während beide Anschlüsse A und B mit dem Anschluß P verbunden sind (rechtes Schaltsymbol des Wegeventils 40). In diesem Fall wird das aus dem Kolbenstangenraum 50 verdrängte Hydrauliköl durch die Leitungsabschnitte 52 und 54 und den Anschluß B zurück in die Druckleitungen 42 und 44 gespeist, so daß der Kolben 56 schneller ausgefahren werden kann. Dies hat den Vorzug, daß dadurch das Bohrgestänge bei Bedarf schneller gezogen und die für den Gestängewechsel erforderliche Zeit deutlich gesenkt werden kann.The hydraulic cylinder 48 serves the drill pipe with the Push the drilling tool into the soil or out of it Pull out soil. The arrangement in the present Case should be chosen so that a corresponding Force deflection pushed the drill pipe into the earth is when the piston 56 of the hydraulic cylinder 48 together is retracted with its piston rod 58 while the Drill pipe is pulled when the piston 56 is together with the piston rod 58 is extended. When retracting the piston 56 is the pressure port P with port B and the Tank port T connected to port A of the directional valve 40 (left switching symbol of directional valve 40). When extending port T is blocked while both ports A and B are connected to port P (right circuit symbol of the Directional control valve 40). In this case, the piston rod chamber 50 displaced hydraulic oil through the line sections 52 and 54 and port B back into the pressure lines 42 and 44 fed so that the piston 56 extended faster can be. This has the advantage that the drill pipe if necessary, pulled faster and for the boom change required time can be significantly reduced.

Der Anschluß B des Stromregelventils 26 ist über einen Leitungsabschnitt 60 mit einem weiteren Stromregelventil 62 verbunden, dessen Anschluß B über eine Leitung 64 mit der Tankleitung 36 in Verbindung steht. Der Anschluß A des Stromregelventils 62 steht über Leitungen 66 und 68 mit dem Druckanschluß P eines 4/3-Wegeventils 70 in Verbindung. Die Leitung 66 führt im übrigen zu weiteren Verbrauchern der Bohranlage. Der Anschluß T des Wegeventils 70 steht über eine Leitung 72 mit der Tankleitung 36 in Verbindung. Der Anschluß A des Wegeventils ist über einen Leitungsabschnitt 74 mit der zum Kolbenraum 46 führenden Leitung 44 und der Anschluß B des Wegeventils 70 über einen Leitungsabschnitt 76 mit der zum Kolbenstangenraum 50 führenden Leitung 52 verbunden.The connection B of the flow control valve 26 is via a line section 60 connected to a further flow control valve 62, its connection B via a line 64 to the tank line 36 communicates. Port A of the flow control valve 62 is connected via lines 66 and 68 to the pressure connection P of a 4/3-way valve 70 in connection. The administration 66 also leads to other consumers of the drilling rig. The connection T of the directional control valve 70 is via a line 72 in connection with the tank line 36. Port A of the directional valve is connected via a line section 74 to the Piston chamber 46 leading line 44 and port B of the directional valve 70 via a line section 76 to the piston rod space 50 leading line 52 connected.

Wie man erkennt, kann der Hydraulikzylinder 48 auch über das Wegeventil 70 angesteuert werden, wobei in diesem Fall aber die Menge des Hydraulikmediums, die zum Kolbenraum 46 oder zum Kolbenstangenraum 50 geleitet wird, über die Stromregelventile 26, 62 einstellbar ist. Das Stromregelventil 62 ist auf einen Maximalwert fest eingestellt, der die maximale Vorschubgeschwindigkeit begrenzt.As you can see, the hydraulic cylinder 48 can also Directional control valve 70 can be controlled, but in this case the amount of hydraulic medium to the piston chamber 46 or is directed to the piston rod chamber 50, via the flow control valves 26, 62 is adjustable. The flow control valve 62 is fixed to a maximum value that is the maximum feed rate limited.

Die zum Kolbenraum 46 führende Leitung 44 und die zum Kolbenstangenraum 50 führende Leitung 52 sind durch eine Bypassleitung 78 miteinander verbunden, in der ein stufenlos zu öffnendes Druckschaltventil 80 angeordnet ist. Dessen Steuereingang ist über eine Steuerleitung 82 und ein Wechselventil 84 einerseits mit der an den Hydraulikmotor 32 angeschlossenen Druckleitung 30 und andererseits über eine Leitung 86 mit der an den Kolbenstangenraum 50 angeschlossenen Leitung 52 verbunden. In Abhängigkeit des Druckes in der Leitung 30 oder der Leitung 52 kann die Öffnung des Druckschaltventils 80 und damit die Menge an Hydraulikflüssigkeit bestimmt werden, die an dem Hydraulikzylinder 48 vorbei direkt zum Tank zurückgeleitet wird, um so die dem Hydraulikzylinder 48 zugeleitete Menge an Hydraulikflüssigkeit und damit die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit des am Bohrgestänge wirkenden Drehmomentes (repräsentiert durch den Druck in der Leitung 30) oder in Abhängigkeit der Vorschubkraft (repräsentiert durch den Druck in der Leitung 86, 52) bestimmen zu können. The line 44 leading to the piston chamber 46 and that to the piston rod chamber 50 leading line 52 are through a bypass line 78 connected to each other in which a steplessly opening Pressure switching valve 80 is arranged. Its control input is via a control line 82 and a shuttle valve 84 on the one hand with the one connected to the hydraulic motor 32 Pressure line 30 and on the other hand via a line 86 with the connected to the piston rod chamber 50 line 52. Depending on the pressure in line 30 or the line 52 can open the pressure switching valve 80 and to determine the amount of hydraulic fluid that passed back past the hydraulic cylinder 48 directly to the tank is so as to be supplied to the hydraulic cylinder 48 Amount of hydraulic fluid and thus the feed rate depending on the torque acting on the drill pipe (represented by the pressure in line 30) or depending on the feed force (represented by the To determine pressure in line 86, 52).

Mit dem soweit beschriebenen Hydraulikkreis arbeitet eine steuerbare Bohranlage folgendermaßen:One works with the hydraulic circuit described so far controllable drilling rig as follows:

Um während einer Pilotbohrung geradeaus zu bohren, wird der eine asymmetrische Steuerfläche aufweisende Bohrkopf kontinuierlich durch den Hydraulikmotor 32 gedreht und gleichzeitig über den Vorschubzylinder 48 durch das Erdreich geschoben. Die beschriebene hydraulische Steuerung stellt die Vorschubgeschwindigkeit so ein, daß das vorher festgelegte maximale Drehmoment erreicht und eingehalten wird. Das bedeutet, daß das Druckschaltventil 80 geschlossen bleibt, solange das maximal eingestellte Drehmoment nicht überschritten wird. Dadurch wird mit der bestmöglichen Geschwindigkeit gebohrt. Gleichzeitig werden Bohrwerkzeuge, Bohrgestänge und die Bohranlage geschont. Sollte während der Pilotbohrung der Bohrkopf auf eine Fels- oder Betonwand stoßen, steigt der Druck in dem Kolbenstangenraum 50 und damit der Leitung 52 schlagartig an. Dieser Druckanstieg wird über die Leitung 86, das Wechselventil 84 und die Steuerleitung 82 auf den Steuereingang des Druckschaltventils 80 übertragen und bewirkt, daß dieses sich öffnet. Dadurch fließt Hydraulikflüssigkeit über die Bypassleitung 78, so daß die Vorschubgeschwindigkeit (Einfahrgeschwindigkeit des Kolbens 56) reduziert wird, bis der Druck in der Leitung 52 wieder dem am Druckschaltventil 80 eingestellten Grenzwert entspricht. Somit wird ein Stauchen des Bohrgestänges vermieden. Die Regelung funktioniert auch für den Fall, daß ein Hindernis unüberwindlich ist, d.h. der Vorschub auf Null sinkt. In diesem Fall wird zwar das Werkzeug in seiner Arbeitsposition gehalten, aber nicht beschädigt.In order to drill straight ahead during a pilot drilling, the a drill head having an asymmetrical control surface continuously rotated by the hydraulic motor 32 and simultaneously pushed over the feed cylinder 48 through the soil. The hydraulic control described sets the feed rate so that the predetermined maximum Torque is reached and maintained. It means that the pressure switching valve 80 remains closed as long as this is the maximum set torque is not exceeded. Thereby is drilled at the best possible speed. At the same time, drilling tools, drill rods and the drilling rig spared. Should the boring head during the pilot drilling If you hit a rock or concrete wall, the pressure rises Piston rod chamber 50 and thus the line 52 abruptly. This pressure increase is via line 86, the shuttle valve 84 and the control line 82 to the control input of the Pressure switching valve 80 transmitted and causes this opens. This causes hydraulic fluid to flow through the bypass line 78 so that the feed speed (retraction speed of the piston 56) is reduced until the pressure in line 52 again the one set on the pressure switching valve 80 Limit value corresponds. Thus a compression of the Avoided drill pipe. The scheme also works for the case that an obstacle is insurmountable, i.e. the feed drops to zero. In this case, the tool held in its working position but not damaged.

Soll während der Pilotbohrung gesteuert werden, wird der Bohrkopf mit seiner asymmetrischen Steuerfläche in die gewünschte Drehstellung gedreht. Anschließend wird der Bohrkopf ohne Drehung ins Erdreich gedrückt. Die drehmomentabhängige Vorschubsteuerung wirkt hierbei nicht. Die Vorschubkraft wird durch die vorstehend beschriebene Überlastsicherung begrenzt, indem die Vorschubgeschwindigkeit automatisch reduziert wird, wenn eine maximal eingestellte Vorschubkraft entsprechend einem maximalen Druck in dem Kolbenstangenraum 50 und der Leitung 52 überschritten wird.If you want to control during the pilot drilling, the Drill head with its asymmetrical control surface in the desired Turned position. Then the drill head pressed into the ground without turning. The torque dependent Feed control does not work here. The feed force is limited by the overload protection described above, by automatically reducing the feed rate, if a maximum set feed force corresponds to a maximum pressure in the piston rod space 50 and the line 52 is exceeded.

Nach der Herstellung einer Pilotbohrung wird der Bohrkopf von dem Bohrgestänge abgeschraubt und durch einen Aufweitkopf ersetzt. In der Regel werden die einzuziehenden Rohre direkt hinter dem Aufweitkopf befestigt. Der Aufweitkopf wird drehend durchs Erdreich zur Bohranlage hin gezogen. In diesem Falle wirkt nur die drehmomentabhängige Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit, da beim Ausfahren des Kolbens 56 aus dem Hydraulikzylinder 48 (entsprechend einem Ziehen des Bohrgestänges) die Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Vorschubkraft nicht wirksam ist. Sollte während dieses Vorganges sich der Widerstand für den Aufweitkopf schlagartig erhöhen, was zu einem entsprechenden Anstieg des am Bohrgestänge wirkenden Drehmomentes und damit zu einem Anstieg des Druckes in der Leitung 30 führt, bewirkt dies, daß über die Steuerleitung 82 der am Druckschaltventil 80 eingestellte Druckwert überschritten wird und das Druckschaltventil 80 wieder die Leitung 78 öffnet. Je nach Ausmaß des Öffnens wird wiederum Hydraulikflüssigkeit an dem Hydraulikzylinder 48 vorbeigeleitet und damit die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 56 vermindert, bis das Drehmoment und damit der ihm proportionale Druck in der Leitung 30 auf den maximal zulässigen Wert gefallen sind.After a pilot hole has been drilled, the drill head from unscrewed the drill pipe and replaced it with an expanding head. As a rule, the pipes to be pulled in directly attached behind the expanding head. The expander head turns pulled through the soil to the drilling rig. In this Case only the torque-dependent control of the feed rate works, because when the piston 56 extends the hydraulic cylinder 48 (corresponding to pulling the drill pipe) the control of the feed speed depending the feed force is not effective. Should during this process becomes the resistance for the expanding head abruptly increase, which leads to a corresponding increase in torque acting on the drill pipe and thus to an increase of pressure in line 30 causes this to via the control line 82 that set on the pressure switching valve 80 Pressure value is exceeded and the pressure switching valve 80 line 78 opens again. Depending on the extent of opening becomes hydraulic fluid on the hydraulic cylinder 48 passed and thus the speed of movement of the piston 56 reduced until the torque and thus the pressure proportional to him in line 30 to the maximum permissible value have fallen.

Die vorstehend beschriebene Steuerung optimiert den Einsatz einer steuerbaren Bohranlage sowohl während der Herstellung einer Pilotbohrung als auch während des Aufweitens dieser Bohrung und des Rohreinzuges. Menschliches Fehlverhalten bei der Steuerung der Bohranlage läßt sich damit ausschalten. Damit kann nicht nur eine Beschädigung der Bohranlage vermieden sondern diese auch besser ausgenutzt werden, da die wesentlich schnellere Reaktionszeit der automatischen Steuerung im Vergleich zur Reaktionszeit der Bedienungsperson die Möglichkeit gibt, deutlich höhere Maximalwerte für das Drehmoment und für die Vorschubkraft einzustellen, als dies bei einer Bedienung von Hand möglich wäre.The control described above optimizes the use a controllable drilling rig both during manufacture a pilot hole as well as during the expansion of this Hole and the pipe retraction. Human misconduct the control of the drilling rig can thus be switched off. In order to can not only avoid damage to the drilling rig but they are also better used because they are essential faster response time of the automatic control in the Possibility compared to the response time of the operator there, significantly higher maximum values for the torque and adjust for the feed force than this with a Manual operation would be possible.

Claims (11)

Verfahren zur Steuerung des Vorschubantriebes einer zum Erzeugen von Erdbohrungen bestimmten Bohranlage, mit der ein ein Bohrwerkzeug tragendes Bohrgestänge unter gleichzeitiger Drehung in dem Erdreich vorgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Vorschubantriebes (48) in Abhängigkeit des am Bohrgestänge auftretenden Drehmomentes geregelt wird.Method for controlling the feed drive of a drilling system intended for producing earth bores, with which a drill string carrying a drilling tool is pushed forward while simultaneously rotating in the soil, characterized in that the feed speed of the feed drive (48) is regulated as a function of the torque occurring on the drill string. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Soll-Wert für das Drehmoment vorgegeben wird und daß die Vorschubgeschwindigkeit so geregelt wird, daß die Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert des Drehmomentes kleiner als ein vorgegebener Wert ist.A method according to claim 1, characterized in that a target value for the torque is specified and that the feed rate is controlled so that the difference between the target value and the actual value of the torque is less than a predetermined value. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit zusätzlich in Abhängigkeit der Vorschubkraft geregelt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the feed rate is additionally regulated as a function of the feed force. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grenzwert für die Vorschubkraft vorgegeben und die Vorschubgeschwindigkeit reduziert wird, wenn die Vorschubkraft den Grenzwert erreicht oder überschreitet.Method according to Claim 3, characterized in that a limit value for the feed force is specified and the feed speed is reduced when the feed force reaches or exceeds the limit value. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrgestänge mittels hydraulischer Antriebe (32, 48) gedreht bzw. vorgeschoben wird und daß die Vorschubgeschwindigkeit hydraulisch geregelt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drill pipe is rotated or advanced by means of hydraulic drives (32, 48) and that the feed rate is hydraulically controlled. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des dem Vorschubantrieb (48) zugeleiteten Druckmittels in Abhängigkeit des in der Druckleitung (30) des Drehantriebes (32) und/oder des Vorschubantriebes (48) auftretenden Druckes geregelt wird. A method according to claim 5, characterized in that the amount of pressure medium supplied to the feed drive (48) is regulated as a function of the pressure occurring in the pressure line (30) of the rotary drive (32) and / or the feed drive (48). Vorrichtung zur Steuerung des hydraulischen Vorschubantriebes (48) einer zum Erzeugen von Erdbohrungen bestimmten Bohranlage, mit der ein ein Bohrwerkzeug tragendes Bohrgestänge unter gleichzeitiger Drehung mittels eines hydraulischen Drehantriebes (32) in dem Erdreich vorschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des dem Vorschubantrieb (48) zufließenden Druckmittels durch ein Steuerventil (80) steuerbar ist, dessen Steuereingang mit dem Drehantrieb (32) derart gekoppelt ist, daß an dem Steuereingang eine dem vom Drehantrieb aufzubringenden Drehmoment proportionale Steuergröße anliegt.Device for controlling the hydraulic feed drive (48) of a drilling system intended for producing earth bores, with which a drill rod carrying a drilling tool can be pushed into the ground while simultaneously rotating by means of a hydraulic rotary drive (32), characterized in that the amount of the feed drive ( 48) flowing pressure medium can be controlled by a control valve (80), the control input of which is coupled to the rotary drive (32) in such a way that a control variable proportional to the torque to be applied by the rotary drive is present at the control input. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (80) ein druckgesteuertes Ventil ist und daß sein Steuereingang mit der Druckseite (30) des Drehantriebes (32) verbunden ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that the control valve (80) is a pressure-controlled valve and that its control input is connected to the pressure side (30) of the rotary drive (32). Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingang des Steuerventils (80) über ein Wechselventil (84) mit der Seite des Vorschubantriebes (48) verbunden ist, der im Vorschubbetrieb unter Druck steht.Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the control input of the control valve (80) is connected via a shuttle valve (84) to the side of the feed drive (48) which is under pressure in the feed operation. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (80) stufenlos verstellbar ist.Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the control valve (80) is infinitely adjustable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (80) in einer die beiden Druckmittelanschlüsse des Vorschubantriebes (48) überbrückenden Bypassleitung (78) angeordnet ist.Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the control valve (80) is arranged in a bypass line (78) bridging the two pressure medium connections of the feed drive (48).
EP98103945A 1997-03-05 1998-03-05 Method and apparatus for controlling the push mechanism of an earth drilling rig Expired - Lifetime EP0863293B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19708997A DE19708997C2 (en) 1997-03-05 1997-03-05 Device for controlling the feed drive of a drilling system intended for producing earth bores
DE19708997 1997-03-05

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0863293A2 true EP0863293A2 (en) 1998-09-09
EP0863293A3 EP0863293A3 (en) 1999-05-12
EP0863293B1 EP0863293B1 (en) 2003-09-24

Family

ID=7822333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP98103945A Expired - Lifetime EP0863293B1 (en) 1997-03-05 1998-03-05 Method and apparatus for controlling the push mechanism of an earth drilling rig

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5913371A (en)
EP (1) EP0863293B1 (en)
DE (1) DE19708997C2 (en)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI981707A0 (en) * 1998-08-06 1998-08-06 Tamrock Oy An arrangement for controlling rock drilling
US6216800B1 (en) * 1998-11-24 2001-04-17 J. H. Fletcher & Co., Inc. In-situ drilling system with dust collection and overload control
US6637522B2 (en) 1998-11-24 2003-10-28 J. H. Fletcher & Co., Inc. Enhanced computer control of in-situ drilling system
DE19964397B4 (en) * 1999-05-27 2011-06-30 Wolfgang Schmidt e.K., 57368 Drill speed-feed control involves regulating feed depending on measured tool rotation so revolution rate is constant; feed is reduced, adjusted or reversed if rotation less than demand value
FR2802970B1 (en) * 1999-12-23 2002-03-08 Montabert Ets HYDRAULIC SUPPLY DEVICE FOR A ROTARY-PERCUTANT DRILLING APPARATUS
AU2002222951A1 (en) 2000-07-18 2002-01-30 Geoff D. Koch Apparatus and method for maintaining control of a drilling machine
EP1323007B1 (en) * 2000-09-01 2005-11-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Optimising method for regulating the operating state of a guided machine tool comprising a rotating percussion tool during a boring process
DE10149018B4 (en) * 2001-10-04 2007-05-24 Tracto-Technik Gmbh Method for directional drilling
ES2242141T3 (en) * 2003-02-10 2005-11-01 Korsch Ag METHOD AND DEVICE FOR THE CONTROL OF A ROTATING MACHINE FOR THE MANUFACTURE OF TABLETS.
DE10320662A1 (en) 2003-05-08 2004-12-02 Bauer Maschinen Gmbh Soil cultivation method and apparatus
WO2010149827A1 (en) 2009-06-26 2010-12-29 Sandvik Mining And Construction Oy Method for controlling rock drilling
US8261855B2 (en) 2009-11-11 2012-09-11 Flanders Electric, Ltd. Methods and systems for drilling boreholes
CN104389579A (en) * 2014-10-31 2015-03-04 山河智能装备股份有限公司 Rotating and boosting EHC (Electric Hydraulic Control) method of rock drilling machine and control circuit for realizing rotating and boosting EHC method
DE102015107194A1 (en) 2015-05-08 2016-11-10 TERRA AG für Tiefbautechnik Drilling rig for generating or expanding a ground hole in the ground and method for controlling a feed drive of such a rig
US10114404B2 (en) 2015-11-02 2018-10-30 The Charles Machine Works, Inc. Hydraulic control system
US10582652B2 (en) 2015-11-02 2020-03-10 The Charles Machines Works, Inc. Hydraulic control system
CN105598522B (en) * 2016-01-28 2018-08-03 马鞍山市中亚机床制造有限公司 A kind of double pump plate shearing machine and its control method
US10350608B2 (en) 2016-05-03 2019-07-16 Vermeer Manufacturing Company In-feed systems for chippers or grinders, and chippers and grinders having same
WO2019036521A1 (en) 2017-08-15 2019-02-21 Vermeer Manufacturing Company Infeed systems for chippers or grinders, and chippers and grinders having same
US11608613B2 (en) 2019-08-21 2023-03-21 The Charles Machine Works, Inc. Throttle control system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4305423A1 (en) 1993-02-22 1994-08-25 Terra Ag Tiefbautechnik Earth drilling rig

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2503340B2 (en) * 1975-01-28 1978-09-21 Wirth Co Kg Masch Bohr Method and device for drive control of drill heads, in particular for large hole drilling machines
US4023626A (en) * 1975-03-17 1977-05-17 Oy Tampella Ab Self-adaptive hydraulic rock drill
DE3025420C2 (en) * 1980-07-04 1984-05-30 Naučno-issledovatel'skij proektno-konstruktorskij institut po dobyče poleznych iskopaemych otkrytym sposobom, Čeljabinsk Automatic control system for a rotary drill
FI67604C (en) * 1983-06-14 1985-04-10 Tampella Oy Ab ADJUSTMENT OF MEASURES
US4660656A (en) * 1985-11-22 1987-04-28 Amoco Corporation Method and apparatus for controlling the rotational torque of a drill bit
FI86008C (en) * 1989-04-06 1992-06-25 Tampella Oy Ab Method and apparatus for controlling a rock drilling machine
US4938109A (en) * 1989-04-10 1990-07-03 Carlos A. Torres Torque hold system and method
JP3506450B2 (en) * 1992-12-18 2004-03-15 松下電器産業株式会社 Screw fastening device and screw fastening method
DE4302755C2 (en) * 1993-02-01 2003-01-02 Mannesmann Rexroth Ag Control device for regulating a working parameter dependent on two interacting hydraulic consumers
ZA932779B (en) * 1993-04-21 1994-10-12 Jarmo Uolevi Leppaenen Control system for percussion drill
US5358058A (en) * 1993-09-27 1994-10-25 Reedrill, Inc. Drill automation control system
GB9320181D0 (en) * 1993-09-30 1993-11-17 Black & Decker Inc Improvements in and relating to power tools
US5637968A (en) * 1993-10-25 1997-06-10 The Stanley Works Power tool with automatic downshift feature

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4305423A1 (en) 1993-02-22 1994-08-25 Terra Ag Tiefbautechnik Earth drilling rig

Also Published As

Publication number Publication date
US5913371A (en) 1999-06-22
EP0863293B1 (en) 2003-09-24
EP0863293A3 (en) 1999-05-12
DE19708997A1 (en) 1998-09-17
DE19708997C2 (en) 2002-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0863293B1 (en) Method and apparatus for controlling the push mechanism of an earth drilling rig
DE102007003080B4 (en) Underground drilling machine and method of controlling underground drilling
DE2511471C3 (en) Hydraulic drilling machine, in particular rock drilling machine
DE2635191C3 (en) Hydraulic rock hammer drill
DE1084216B (en) Feed and drilling pressure control device for hydraulic deep drilling motors, z. B. Drilling turbines and methods of operating the facility
CH618770A5 (en)
DE19711479C2 (en) Method for operating a work module and device
DE2008771A1 (en) Control for rock drilling machines
DE4020111C2 (en)
DE3518892C1 (en) Hydraulic hammer drill
DE112015004337T5 (en) HYDRAULIC CONTROL SYSTEM WITH SUPPORT SUPPORT
DE2824441C2 (en) Earth auger
DE2918630A1 (en) CONTROL SYSTEM FOR A DRILLING HAMMER
EP3091173B1 (en) Drilling system for generating or extending a borehole in the ground and method for controlling an advance of such a drilling system
EP3415708B1 (en) Drilling device
EP2514911B1 (en) Drilling device
EP0384888B1 (en) Drilling device
DE2631307C2 (en) Hydraulic drilling machine, in particular rock drilling machine
EP0906811A1 (en) Drill hammer
EP0300080A1 (en) Device for drilling through cappings
EP0211980B1 (en) Driving torque controlling system
EP0145701B1 (en) Percussion drill controls
DE19924200B4 (en) Speed Feed Control
DE3403502A1 (en) Method and arrangement for controlling a feed motor in a drilling machine
DE102008036722B4 (en) Method, apparatus and drill head for introducing a hole in the soil

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): CH FR IT LI

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

17P Request for examination filed

Effective date: 19990706

AKX Designation fees paid

Free format text: CH FR IT LI

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8566

17Q First examination report despatched

Effective date: 20020718

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): CH FR IT LI

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20030924

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: PATENTANWAELTE FELDMANN & PARTNER AG

PLBQ Unpublished change to opponent data

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS OPPO

PLBI Opposition filed

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009260

26 Opposition filed

Opponent name: BAUER MASCHINEN GMBH

Effective date: 20040204

PLAX Notice of opposition and request to file observation + time limit sent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS2

PLBP Opposition withdrawn

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009264

ET Fr: translation filed
PLBB Reply of patent proprietor to notice(s) of opposition received

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS3

PLBD Termination of opposition procedure: decision despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOPC1

PLBM Termination of opposition procedure: date of legal effect published

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009276

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: OPPOSITION PROCEDURE CLOSED

27C Opposition proceedings terminated

Effective date: 20041017

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PFA

Owner name: TERRA AG FUER TIEFBAUTECHNIK

Free format text: TERRA AG FUER TIEFBAUTECHNIK#WIESENWEG 8#CH-4802 STRENGELBACH (CH) -TRANSFER TO- TERRA AG FUER TIEFBAUTECHNIK#WIESENWEG 8#CH-4802 STRENGELBACH (CH)

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20140324

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20140319

Year of fee payment: 17

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20151130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150331

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150331