FI90277B - drilling - Google Patents

drilling Download PDF

Info

Publication number
FI90277B
FI90277B FI900834A FI900834A FI90277B FI 90277 B FI90277 B FI 90277B FI 900834 A FI900834 A FI 900834A FI 900834 A FI900834 A FI 900834A FI 90277 B FI90277 B FI 90277B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
valve
feed
piston
throttle valve
adjustable throttle
Prior art date
Application number
FI900834A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI900834A0 (en
FI90277C (en
Inventor
Guenter Straub
Arno Pascher
Original Assignee
Sig Schweiz Industrieges
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
Application filed by Sig Schweiz Industrieges filed Critical Sig Schweiz Industrieges
Publication of FI900834A0 publication Critical patent/FI900834A0/en
Publication of FI90277B publication Critical patent/FI90277B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI90277C publication Critical patent/FI90277C/en

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B6/00—Drives for drilling with combined rotary and percussive action
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/20—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors controlling several interacting or sequentially-operating members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/41—Flow control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/413—Flow control characterised by the positions of the valve element the positions being continuously variable, e.g. as realised by proportional valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/415—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
    • F15B2211/41572—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to a pressure source and an output member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/415—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
    • F15B2211/41581—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to an output member and a return line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/42—Flow control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/428—Flow control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F15B2211/7142—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders the output members being arranged in multiple groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/78—Control of multiple output members
    • F15B2211/782—Concurrent control, e.g. synchronisation of two or more actuators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

1 902771 90277

Pora us 1 a i te· - Borrapparat.Pora us 1 a i te · - Borrapparat.

Keksintö koskee kiviporaa suhteellisen pehmeässä kivilajissa tapahtuvaan kaivostyöhön ja tunnelinrakennukseen, jossa pyörivät iskuporakoneet ovat edullisia ja on kuljettava eri kovuisten alueiden läpi. Tällaisissa laitteissa on pyörintä-koneisto poratangon pyörittämiseen, iskukoneisto poratangon iskemiseen ja syötön käyttö. Tällaisissa tunnetuissa poraus-laitteissa voidaan tavallisesti säätää pyörintäkoneiston kierroslukua, iskukoneiston iskutaajuutta ja tehoa sekä syötön määrää. Asetus perustuu porattavaan kivilajiin ja siitä saatuihin kokemuksiin. Usein tapahtuu kuitenkin niin, että liikuttaessa eteenpäin porataan eri kivilajien läpi. Asetettavat arvot valitaan tällöin kovimman kivilajin mukaan eivätkä ne ole parhaita mahdollisia pehmeämmille kerroksille, mikä johtaa louhinnan nopeuden pienenemiseen ja työkalun kulumisen lisääntymiseen .The invention relates to a rock drill for mining and tunneling in a relatively soft rock type, in which rotary impact drills are advantageous and must be transported through areas of different hardness. Such devices include a rotating mechanism for rotating the drill rod, an impact mechanism for hitting the drill rod, and the use of a feed. In such known drilling devices, it is usually possible to adjust the speed of the rotating machine, the impact frequency and power of the percussion machine and the amount of feed. The regulation is based on the type of rock to be drilled and the experience gained from it. However, it often happens that when moving forward, drilling through different rock types. The values to be set are then selected according to the hardest rock type and are not the best possible for softer layers, which leads to a reduction in the excavation speed and an increase in tool wear.

Vaatimuksen 1 johdannon mukainen porauslaite tunnetaan CH-A 657 664 :sta. Tämä asiakirja kuvaa iskuporauslaitetta, jossa on pyörintäkoneisto, iskukoneisto ja syötön käyttö. Poraus tehon parantamiseksi ohjauspaine otetaan ohjausvent tiilille syötön käytön syöttöjohdosta. Iskutaajuuden tietty mukauttaminen syöttötehoon onnistuu tosin näin, mutta kierrosluvun ja iskutaajuuden optimaalista mukauttamista eri kivilajien kovuuksiin ei voida saavuttaa.A drilling rig according to the preamble of claim 1 is known from CH-A 657 664. This document describes an impact drill with a rotary mechanism, an impact mechanism and a feed drive. To improve drilling efficiency, the control pressure is taken to the control valve from the supply line of the supply drive. Although a certain adjustment of the impact frequency to the feed power is achieved in this way, an optimal adjustment of the speed and the impact frequency to the hardnesses of the different rock types cannot be achieved.

US-A-4 064 950 :sta on sinänsä tunnettua, että on edullista sovittaa iskutaajuus pyörintäkoneiston pyörimisnopeuteen. Kirjoituksessa ehdotetaan tämän vuoksi, että iskukoneisto ja pyörintäkoneisto kytketään sarjaan. Tämä ratkaisu ei kuitenkaan ole osoittautunut hyväksi, sillä iskuteho on siinä kääntäen riippuvainen pyörintäkoneiston tehosta.It is known per se from US-A-4 064 950 that it is advantageous to adapt the stroke frequency to the rotational speed of the rotating mechanism. The paper therefore proposes that the impact mechanism and the rotary mechanism be connected in series. However, this solution has not proved to be good, since the impact power is inversely dependent on the power of the rotating mechanism.

US-A- 4 246 973:ssa jaUS-A-4 356 871 :ssa on kuvattu porauslait-teita, joissa iskukoneistoon tuleva paine, pyörintäkoneistoon tuleva paine ja syötön käyttöön tuleva paine riippuvat toisistaan.U.S. Pat. No. 4,246,973 and U.S. Pat. No. 4,356,871 describe drilling devices in which the pressure entering the impact mechanism, the pressure entering the rotating mechanism and the pressure entering the feed depend on each other.

BP-A-203 282 :n ehdotuksessa iskutaajuudesta tehdään riippuvainen joko pyörintäkoneiston vääntömomentista tai syöttö- 2 90277 voimasta .The BP-A-203 282 proposal makes the impact frequency dependent on either the torque of the rotating mechanism or the feed force.

Osilla olevan keksinnön taustana on tehtävä kehittää alus-sama i n i t un la ista porauslaitetta siten, että eri kivilajeissa voidaan saavuttaa optimaalinen porausteho. Tämä tehtävä ratkaistaan vaatimuksen 1 tunnusmerkkien mukaisesti.It is an object of the present invention to develop a vessel-like drilling rig so that optimal drilling performance can be achieved in different types of rock. This task is solved according to the features of claim 1.

Keksinnön yhtä suoritusesimerkkiä valaistaan seuraavassa piirustusten avulla, joissa kuvio 1 esittää kaavion keksinnön mukaisesta poraus-laitteesta , kuvio 2 esittää leikkauksen säädettävästä kuristimesta, ja kuvio 3 esittää leikkauksen kuvion 2 mukaisen kuristimen vaihtoehdosta.One embodiment of the invention will now be illustrated by means of drawings, in which Figure 1 shows a diagram of a drilling device according to the invention, Figure 2 shows a section of an adjustable choke, and Figure 3 shows a section of an alternative to the choke of Figure 2.

Kuvion 1 porauslaitteen toimivat elimet on esitetty vain kaavamaisesti. Niitä ovat pyörintäkoneisto 1 poratangon 2 pyörittämiseen, iskukoneisto 3 poratangon 2 iskemiseen sekä syötön käyttö 4 porauslaitteen 1, 2, 3 syöttämiseen. Laitteessa on lisäksi ohjauslaite 5 pyörintäkoneiston 1 pyörimisnopeuden ja iskukoneiston 3 iskutaajuuden ja -tehon säätämiseen sekä toinen ohjauslaite 6 syöttövoiman ja -nopeuden säätämiseen.The operating members of the drilling rig of Figure 1 are shown only schematically. These are a rotating mechanism 1 for rotating the drill rod 2, an impact mechanism 3 for striking the drill rod 2 and the use of a feed 4 for feeding the drilling device 1, 2, 3. The device further comprises a control device 5 for adjusting the rotational speed of the rotating mechanism 1 and the impact frequency and power of the impact mechanism 3, and a second control device 6 for adjusting the feed force and speed.

Pyörintäkoneisto 1 koostuu hydraulimoottorista 10 ja sen ulostuloakselista 15, joka on yhdistetty poratankoon 2 pyöri-mättömästi. Iskukoneisto 3 koostuu sylinteristä 12, jossa isku-mäntää 13 liikutetaan edestakaisin. Iskumäntä 13 iskee tällöin vasten poratangon 2 takapäätä, ensi sijassa esittämättä jätetyn alasimen välityksellä. Pyörintäkoneisto 1 ja iskukoneisto 3 on sijoitettu samaan, esittämättä jätettyyn koteloon, joka lisäksi sisältää iskukoneistoa 3 ohjaavan kiertoluistin 14. Kiertoluistia 14 käytetään akselilla 11 voimansiirtokoneiston 15 välityksellä. Tämän rakenteen ansiosta iskutaajuus on tarkkaan verrannollinen pyörintäkoneiston 1 pyörimisnopeuteen. Tämä on osoittautunut erittäin edulliseksi pyörimisnopeuden ja iskutaajuuden sovittamisessa eri kivilajikovuuksiin. Poratanko 2 tekee kahden peräkkäisen iskun välillä ennalta määrätyn kier-tokulman, joka on riippumaton pyörimisnopeudesta. Iskutehon parantamiseksi ja kiertoluistin 14 paineensyöttöjohdon 16 ja paluujohdon 17 painesykinnän pitämiseksi pienenä näihin johtoihin on sijoitettu luistin 14 lähelle paineakut 18.The rotating mechanism 1 consists of a hydraulic motor 10 and its output shaft 15, which is non-rotatably connected to the drill rod 2. The percussion mechanism 3 consists of a cylinder 12 in which the percussion piston 13 is moved back and forth. The percussion piston 13 then strikes the rear end of the drill rod 2, primarily by means of an anvil (not shown). The rotating mechanism 1 and the impact mechanism 3 are housed in the same housing, not shown, which further includes a rotating slide 14 controlling the impact mechanism 3. The rotating slide 14 is driven on the shaft 11 by means of a transmission mechanism 15. Thanks to this structure, the impact frequency is exactly proportional to the rotational speed of the rotating mechanism 1. This has proven to be very advantageous in adapting the rotational speed and impact frequency to different rock type hardnesses. The drill rod 2 makes a predetermined angle of rotation between two successive strokes, which is independent of the rotational speed. In order to improve the impact power and to keep the pressure pulsation of the pressure supply line 16 and the return line 17 of the rotating slide 14 low, a slide accumulator 18 is placed in these lines near these slides.

Il 3 90277Il 3 90277

Hydrantimoottorin 10 ja syöttö johdon 21 ja paluujohdon 22 väliin on kytketty 4/3-tieventtiili 23, jotta moottoria 10 voidaan käyttää myötä- ja vastapäivään. Venttiilin 23 ja moottorin 10 välisiin johtoihin 24, 25 on sijoitettu säädettävän kuristimen 26 ja takaiskuventtiilin 27 muodostamat rinnakkaiskytken-nät. Kuristimet 26 toimivat määrän säätiminä, ja niitä käytetään moottorin 10 peruskierrosluvun säätämiseen myötä- ja vastapäivään. Moottori 10 pyörii normaalisti vastapäivään, jolloin johto 24 on kytketty syöttöjohtoon 21. Tähän johtoon 24 on kytketty rinnan venttiilin 23 ja kuristimen 26 kanssa suhteelli-suussäätöventtiili 28. Venttiili 28 avautuu jousen 29 voimaa vastaan ohjausjohtonsa 30 paineeseen nähden verrannollisesti ja paineistaa moottorin 10 ohivirtausjohdon 31 kautta lisä-öljyllä, niin että moottori pyörii johdon 30 paineeseen nähden verrannollisesti nopeammin.A 4/3-way valve 23 is connected between the hydrant motor 10 and the supply line 21 and the return line 22 so that the motor 10 can be operated clockwise and counterclockwise. The parallel connections formed by the adjustable throttle 26 and the non-return valve 27 are arranged in the lines 24, 25 between the valve 23 and the motor 10. The chokes 26 act as volume regulators and are used to adjust the basic speed of the motor 10 clockwise and counterclockwise. The motor 10 normally rotates counterclockwise, with line 24 connected to supply line 21. A proportional control valve 28 is connected in parallel with valve 23 and throttle 26 to this line 24. Valve 28 opens against the force of spring 29 proportionally to the pressure of its control line 30 and pressurizes with additional oil so that the engine rotates proportionally faster than the pressure in line 30.

Syötön käyttö 4 käsittää hydraulisylinterin 35 ja männän 36 sekä männänvarren 37, joka on yhteydessä pyörintä- ja isku-koneistojen 1, 3 koteloon (jota ei ole esitetty). Sylinterin 35 kammiot 38, 39 ovat yhteydessä syöttöjohtoon 41 ja paluu-johtoon 42 4/3-tieventtiilillä 40. Venttiilin 40 ja syöttökam-mion 39 väliseen johtoon 43 on kytketty kaksinkertaisesti apu-ohjattu, asetettavalla jousivoimalla esikuormitettu paineen-säätöventtiili 44. Venttiilin 44 molemmat ohjauspaineet liittyvät kammioihin 38, 39. Poratangon 2 kosketuspaine voidaan syötettäessä näin rajoittaa venttiilillä 44 asetettavaan arvoon kammion 38 paineesta riippumatta. Kammioon 38 johtava johto 45 liittyy venttiiliin 40 3/2-tieventtiilin 46 ensimmäisessä kyt-kentäasennossa säädettävissä olevan määrän säätimen 47 välityksellä. Määrän säädin 47 rajoittaa syöttönopeutta. Männän 36 peräytyessä virtaa öljy ohi virtauksen 48 kautta, joka samalla kytkee venttiilin 46 takaisin ensimmäiseen asentoon ohjaus-kammion 49 avulla.The feed drive 4 comprises a hydraulic cylinder 35 and a piston 36 and a piston rod 37 which communicates with a housing (not shown) of the rotary and percussion mechanisms 1, 3. The chambers 38, 39 of the cylinder 35 are connected to the supply line 41 and the return line 42 by a 4/3-way valve 40. A double auxiliary, adjustable spring-loaded pressure control valve 44 is connected to the line 43 between the valve 40 and the supply chamber 39. the control pressures are related to the chambers 38, 39. The contact pressure of the drill rod 2 can thus be limited to a value to be set by the valve 44, regardless of the pressure in the chamber 38. The line 45 leading to the chamber 38 is connected to the valve 40 in the first switching position of the 3/2-way valve 46 by an adjustable amount regulator 47. The quantity controller 47 limits the feed rate. As the piston 36 retracts, the oil flows past the flow 48, which at the same time switches the valve 46 back to the first position by means of the control chamber 49.

Venttiilin 46 toisessa asennossa johto 45 liittyy yhteys-johdolla 55 säädettävään kuristimeen 56. Sen poisvirtaus 57 johtaa säädettävän paineensäätöventtiilin 54 kautta säiliöön 58. Tämä säätöventtiili 54 pitää myös kuristimen 56 läpivirtauksen ollessa pieni yllä suhteellisuussäätöventtiilin 28 , 90277 painetta. Ohjausjohto 30 on kytketty johtoon 55. Kuristin 56 on esitetty leikkauksena kuviossa 2. Pesän 62 lieriömäiseen reikään 61 on laakeroitu siirtyväksi uppomäntä 63. Mäntä 63 menee työntötiukasti teräväreunaisen aukon 64 läpi. Aukko 64 erottaa pesässä 62 johtoon 55 liittyvän sisääntulokammion 65 johtoon 57 liittyvästä ulosmenokammiosta 66. Kammiossa 66 jousi 67 painuu männän 63 päätyä vasten. Jousen esijännitys voidaan asettaa ruuvilla 68. Mäntä 63 on lepoasennossa kantta 69 vasten. Männän 63 pinnalla on sen keskustaan nähden symmetrisesti olevat, taaksepäin syvenevät aksiaaliset urat 70. Orien 70 poikkileikkaus suurenee männän 63 jousen puoleisesta päästä aksiaa1ise sti poispäin mentäessä. Kuristimen poikki-leikkausala suurenee näin ollen koko ajan männän 63 iskun myötä, joka puolestaan on verrannollinen kammioiden 65, 66 paine-eroon. Urien 70 poikkileikkauksen suureneminen männän 63 iskun myötä on tarkoituksenmukaista mitoittaa siten, että johtoon 55 syntyvä virtauspaine on verrannollinen läpivirtausmäärään kuristimessa 56. Kun myös venttiili 28 aukeaa, on hydrauli-moottorin 10 kierrosluvun suureneminen verrannollinen syöttö-nopeuteen.In the second position of the valve 46, the line 45 is connected by a connecting line 55 to an adjustable throttle 56. Its outflow 57 leads through the adjustable pressure control valve 54 to the tank 58. The guide line 30 is connected to the line 55. The choke 56 is shown in section in Figure 2. A countersunk piston 63 is mounted to move into the cylindrical hole 61 of the housing 62. The piston 63 pushes tightly through the sharp-edged opening 64. The opening 64 separates in the housing 62 the inlet chamber 65 connected to the line 55 from the outlet chamber 66 connected to the line 57. In the chamber 66, the spring 67 presses against the end of the piston 63. The spring bias can be set with the screw 68. The piston 63 is in the rest position against the cover 69. The surface of the piston 63 has axially recessed axial grooves 70 symmetrically with respect to its center. The cross-sectional area of the choke thus increases continuously with the stroke of the piston 63, which in turn is proportional to the pressure difference of the chambers 65, 66. The increase in cross-section of the grooves 70 with the stroke of the piston 63 is suitably dimensioned so that the flow pressure in line 55 is proportional to the flow rate in throttle 56. When valve 28 also opens, the increase in hydraulic motor 10 speed is proportional to feed rate.

Kokeet ovat osoittaneet, että pyörintäkoneiston 1 pyörimisnopeuden ja iskukoneiston 3 taajuuden lähes suoraviivaisella riippuvuudella syötön käytön 4 nopeudesta voidaan saavuttaa laajalla kivilajien kovuusalueella optimaalinen syöttöteho. Tämä on yhtäpitävää jo aiemmin havaitun pyörintäkoneiston pyörimisnopeuden ja iskukoneiston iskuluvun suoran kytkennän edullisuuden kanssa. Sama edullinen suhde liittyy esillä olevassa keksinnössä kolmanteen muuttujaan.Experiments have shown that with an almost straightforward dependence of the rotational speed of the rotating mechanism 1 and the frequency of the impact mechanism 3 on the speed of the feed operation 4, optimal feeding power can be achieved over a wide range of rock hardness. This is consistent with the previously observed advantage of direct coupling of the rotational speed of the rotating mechanism and the stroke of the impact mechanism. The same preferred ratio relates to the third variable in the present invention.

Käytössä porareikä aloitetaan venttiili 46 neutraalissa asennossa. Paineensäätöventtiilillä 44 asetetaan porareiän kovimman odotettavissa olevan kivilajin vaatima optimaalinen kosketuspaine. Myös kuristimen 26 asetus määräytyy kovimman odotettavissa olevan kivikerroksen mukaan. Alku porauksen kannalta tärkeän määrin säätimen 47 asetus sitä vastoin tehdään ensimmäisenä porattavana olevan kivilajin optimaalisen syöttö-nopeuden mukaan. Kun porareiän alku on porattu, venttiilin 46 suunta muutetaan. Jos poran pää sitten porauksen aikana törmää li 5 90277 pehmeämpään kiveen, syöttönopeus kasvaa, koska kosketuspaine pysyy vakiona. Tällöin kohoaa virtauspaine kuristimen 56 edessä ja samalla myös säätöventtiilin 28 ohjauspaine. Moottoriin 10 ohjautuu tällöin lisää öljyä ohivirtausjohdon 31 kautta, niin että se pyörii nopeammin, jolloin myös iskutaajuus kasvaa voimansiirtokoneiston 15 kautta. Pyörimisnopeus ja iskutaajuus mukautuvat siis automaattisesti optimaalisesti syöttönopeuteen. Väin voidaan samalla myös minimoida työkalun kuluminen. Isku-taajuuden kasvaessa yksittäisen iskun energia pienenee, mikä pehmeää kiveä porattaessa onkin toivottavaa.In use, the borehole is started with the valve 46 in the neutral position. The pressure control valve 44 sets the optimum contact pressure required by the hardest expected rock type for the borehole. The setting of the choke 26 is also determined by the hardest expected rock layer. The setting of the controller 47, on the other hand, which is important for the initial drilling, is made according to the optimal feed rate of the first type of rock to be drilled. Once the beginning of the borehole is drilled, the direction of the valve 46 is changed. If the drill bit then collides with a softer rock during drilling, the feed rate will increase because the contact pressure remains constant. In this case, the flow pressure in front of the throttle 56 increases and at the same time the control pressure of the control valve 28 also increases. In this case, more oil is directed to the motor 10 via the bypass line 31, so that it rotates faster, whereby the stroke frequency also increases through the transmission mechanism 15. The rotation speed and stroke frequency therefore automatically adapt optimally to the feed rate. At the same time, tool wear can also be minimized. As the stroke frequency increases, the energy of a single stroke decreases, which is desirable when drilling soft rock.

Ruuvilla 63 voidaan säätää ohi virtauksen 31 kytkeytymisen alkamista. Jos halutaan, että myös pyörimisnopeuden riippuvuutta voidaan säätää, jousen 67' jousivakiosta voidaan tehdä muuttuva, kuten kuviossa 3. Jousi 67' on siinä taivutus jousi. Jousen 67' vapaata pituutta ja näin ollen myös sen jousivakiota voidaan siinä säätää kengällä 73. Kenkää 73 voidaan siirtää asetusruuvilla 74.The screw 63 can be used to adjust the start of the switching on of the flow 31. If it is desired that the speed dependence can also be adjusted, the spring constant of the spring 67 'can be made variable, as in Fig. 3. The spring 67' has a bending spring therein. The free length of the spring 67 'and thus also its spring constant can be adjusted therein by the shoe 73. The shoe 73 can be moved by the adjusting screw 74.

Claims (9)

1. Borrapparat, i vilken firms ett rotationsmaskineri (1) för att vrida runt borrstangen (2), ett stotverk (3) för att ge derma stötverkan, användning av matning (4) för att mata rotationsmaskineriet (1), stötverket (3) och borrstangen (2), en styrinrättning (5) för att ställa in rotationsmaskineriets (1) varvtal och stötverkets (3) slagfrekvens samt en andra styrinrättning (6) för att stalla in matningen, kännetecknad därav, att den ena styrinrättningen (6) innehäller ett mätningsorgan (56) för att mätä matningshastigheten, och att matningsorganet (56) är i förbindelse med styrinrättningen (5), sälunda att rotationsmaskineriets (1) varvtal och stötverkets (3) stötfrekvens växer när matningshastigheten tilltar.A drilling apparatus in which there is a rotary machinery (1) for rotating the drill rod (2), a thrust unit (3) for providing this impact, use of feed (4) for feeding the rotary machinery (1), the thrust unit (3). and the drill rod (2), a control device (5) for adjusting the speed of the rotary machinery (1) and the impact frequency of the impactor (3) and a second control device (6) for adjusting the feed, characterized in that one of the control devices (6) contains a measuring means (56) for measuring the feed rate, and the feeding means (56) being in communication with the control device (5), so that the rotational speed (1) of the rotary machinery (1) and the shock frequency increase as the feed rate increases. 2. Borrapparat enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att stötverket (3) omfattar en cylinder (12) med slagkolv (13) som styrs av en slid (14) och rotationsmaskineriet (1), en hydraulikmotor (10) vars utkommande axel (11) är kopplad tili sliden (14) med ett kraftöverföringsverk (15).Drilling apparatus according to claim 1, characterized in that the impactor (3) comprises a cylinder (12) with a piston (13) which is controlled by a slide (14) and the rotary machinery (1), a hydraulic motor (10) whose output shaft (11) ) is connected to the slide (14) by a power transmission plant (15). 3. Apparat enligt patentkrav 2, kännetecknad darav, att användningen av matning (4) omfattar ett dubbelverkande hydraulikcylinderaggregat (35,36) och att matningsorganet (56) under tiden för hydraulikaggregatets (35,36) matning är en vattenföringsmätare (56) som firms i den tili returströmningen kopplade första cylinderkammarens (38) returledning.Apparatus according to claim 2, characterized in that the use of feed (4) comprises a double-acting hydraulic cylinder assembly (35,36) and that the feed means (56) during the feeding of the hydraulic unit (35,36) is a water flow meter (56) provided in the return line of the first cylinder chamber (38) connected to the return flow. 4. Apparat enligt patentkrav 3, kännetecknad därav, att i den andra cylinderkammarens (39) ledning (43) som firms mittemot cylinderkammaren (38) skall placeras entryckregleringsventil (44) som styrs av tryckski1lnaden mellan cylinderkamrama (38,39) och varmed man s taller in ma tningskra f ten som är oberoende av matningshastigheten.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that in the conduit (43) of the second cylinder chamber (39) which is opposite the cylinder chamber (38), an entry control valve (44) controlled by the pressure difference between the cylinder chambers (38,39) and counts the feed power which is independent of the feed rate. 5. Apparat enligt patentkrav 3 eller 4, kännetecknad därav, att vattenförings-mätaren är en reglerbar strypventil (56) som ger ett strömningstryck som är beroende av vattenströmningen och att detta strömningstryck är kopplat tili stymingskvantiteten hos styrnirgsinrättningens (5) regleringsventil (28) varvid reglcringsventilen (28) oppnar sig dä strömningstrycket växer.Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the water flow meter is an adjustable throttle valve (56) which provides a flow pressure dependent on the water flow and that this flow pressure is coupled to the control quantity of the control valve (5) control valve (28). the control valve (28) opens as the flow pressure increases. 6. Apparat enligt patentkrav 5, kännetecknad därav, att i vätskemotoms (10) matningsledning (21,24) är placerad en koppiingsventil (23) och en ställbar II 9 90277 strypventil (26) och att regleringsventilen (28) är placerad i koppiingsventi-lens (23) och den ställbara strypventilens (26) forbistromning (31).Apparatus according to claim 5, characterized in that in the supply line (21, 24) of the liquid motor (10) is provided a switch valve (23) and an adjustable throttle valve (26) and that the control valve (28) is located in the switch valve. lens (23) and bypass flow (31) of the adjustable throttle valve (26). 7. Apparat enligt patentkrav 5 och 6, kännetecknad därav, att den ena styr-ningssinrättningen (6) innehäller en kopplingsventil (46) som leder till cylinderkammarens (38) returströmning (45) antingen via den ställbara strypven-tilen (47) eller den reglerbara strypventilen (56).Apparatus according to claims 5 and 6, characterized in that one of the control devices (6) contains a switching valve (46) which leads to the return flow (45) of the cylinder chamber (38) either via the adjustable throttle valve (47) or the adjustable throttle valve (56). 8. Apparat enligt nägot av patentkraven 5-7, kännetecknad därav, att den reglerbara strypventilen (56) innehäller en fjäderbelastad plungerkolv (63) som reagerar för tryckskillnaden mellan strypventilens (56) ingängs- och utgangs-tryck (65,66) och som gär genom en öppning (64) och att ätminstone en i kolvaxelns riktning gäende fära (70) har inarbetats i kolvens (63) yta.Apparatus according to any of claims 5-7, characterized in that the adjustable throttle valve (56) contains a spring-loaded plunger piston (63) which responds to the pressure difference between the input and output pressure (65,66) of the throttle valve (56) and which preferably through an opening (64) and that at least one guide (70) extending in the direction of the piston shaft has been incorporated into the surface of the piston (63). 9. Apparat enligt patentkrav 8, kännetecknad därav, att förspänningen och/eller fjäderkonstanten hos fjädem (67) som belastar kolven (63) kan ställas in.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the biasing and / or spring constant of the spring (67) loading the piston (63) can be adjusted.
FI900834A 1989-02-23 1990-02-20 drilling FI90277C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH66089 1989-02-23
CH66089 1989-02-23

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI900834A0 FI900834A0 (en) 1990-02-20
FI90277B true FI90277B (en) 1993-09-30
FI90277C FI90277C (en) 1994-01-10

Family

ID=4192175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI900834A FI90277C (en) 1989-02-23 1990-02-20 drilling

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0384888B1 (en)
AU (1) AU630914B2 (en)
DE (1) DE59000150D1 (en)
FI (1) FI90277C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7654337B2 (en) 2002-11-05 2010-02-02 Sandvik Mining And Construction Oy Arrangement for controlling rock drilling

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE532483C2 (en) 2007-04-11 2010-02-02 Atlas Copco Rock Drills Ab Method, apparatus and rock drilling rig for controlling at least one drilling parameter
CN102536141B (en) * 2012-01-20 2013-11-06 中船重工中南装备有限责任公司 Automatic drill-rod-replacing control system for rock-drilling drill carriage
CN103758802B (en) * 2014-01-24 2016-01-13 长沙金阳机械设备科技开发有限公司 Automatic drill feed liquor pressure control system and operating vehicle
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
CN108252970B (en) * 2016-09-27 2019-11-01 施仙增 Anti- deflection control method
CN111101859A (en) * 2019-11-08 2020-05-05 四川诺克钻探机械有限公司 Drilling pressure adjusting method of coring drilling machine for railway engineering exploration

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4064950A (en) * 1976-07-19 1977-12-27 Pekka Salmi Hydraulic drilling machine
US4271914A (en) * 1976-12-02 1981-06-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Automatic feed and rotational speed control system of a hydraulic motor operated drill
US4246973A (en) * 1978-01-23 1981-01-27 Cooper Industries, Inc. Controls for hydraulic percussion drill
US4440236A (en) * 1979-09-20 1984-04-03 Toyo Kogyo Co. Ltd. Hydraulic control system for a rock drill
JPS5655684A (en) * 1979-10-06 1981-05-16 Toyo Kogyo Co Feed controller circuit for hydraulic rock driller
DE3115361A1 (en) * 1981-04-16 1982-10-28 Hydroc Gesteinsbohrtechnik GmbH, 5960 Olpe Hydraulic percussion device
FI67604C (en) * 1983-06-14 1985-04-10 Tampella Oy Ab ADJUSTMENT OF MEASURES
DE3518892C1 (en) * 1985-05-25 1987-02-26 Klemm Bohrtech Hydraulic hammer drill

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7654337B2 (en) 2002-11-05 2010-02-02 Sandvik Mining And Construction Oy Arrangement for controlling rock drilling

Also Published As

Publication number Publication date
AU4917490A (en) 1990-08-30
DE59000150D1 (en) 1992-07-16
FI900834A0 (en) 1990-02-20
EP0384888A1 (en) 1990-08-29
FI90277C (en) 1994-01-10
EP0384888B1 (en) 1992-06-10
AU630914B2 (en) 1992-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4006783A (en) Hydraulic operated rock drilling apparatus
EP0112810A2 (en) A rock drilling apparatus and a method of optimizing percussion rock drilling
CA1084900A (en) Controls for hydraulic percussion drill
US4355691A (en) Hydraulic drilling apparatus
FI123639B (en) Method and arrangement for controlling rock drilling
US3780621A (en) Hydraulic fluid actuated percussion tool
EP0058650B1 (en) An hydraulically operated impact device
ZA200506456B (en) Impact device with a portable control valve
EP0080446A2 (en) Method of controlling an impact motor and an impact motor
EP1038086A1 (en) Percussive tool
SE458018B (en) HYDRAULIC PRESSURE MANUAL OPERATED SLAGBERG DRILL
ZA200503536B (en) Arrangement for controlling rock drilling
FI90277B (en) drilling
GB1468387A (en) Hyddraulically operated rotary percussive drilling apparatus
FI123187B (en) Rock-breaker impactor, method for controlling impactor
CA2156559A1 (en) Hydraulic circuit for automatic control of a horizontal boring machine
US3799200A (en) Flow and pressure regulating control for hydraulic motors
JP5830223B2 (en) Rock drill and method related to the rock drill
AU2006204440A1 (en) Method for controlling pressure fluid operated percussion device, and percussion device
CH677813A5 (en)
US3547206A (en) Rotary percussion drill having a hydraulically actuated percussion device
FI56722C (en) HYDRAULISK BORRMASKIN SPECIELLT BERGBORRMASKIN
FI81886C (en) ANORDINATION FOR SLAGBORRNING.
SU1435776A1 (en) Hydraulically-driven rotative-percussive drilling machine
US3547006A (en) Variable stroke percussion tool

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed

Owner name: SIG SCHWEIZERISCHE