JP2019163683A - 垂直度測定装置を接続するための装置を含む掘削リグ - Google Patents

Abstract

【課題】地面に垂直トレンチを切削するための掘削リグに関し、本体がケーブルの端部を保持するための固定部材を含み、ケーブルを接続装置に接続したり、接続装置から取り外したりすることを容易にする装置を提供する。【解決手段】掘削リグは第１の接続装置１００を有し、第１の接続装置は、フレームに固定された支持体１０２と、回転リンク１１２を介して支持体１０２に接続され、第１傾斜計３２及び第１のケーブル２２は、回転リンク１１２の両側で本体１１０に固定されている、本体１１０と、を含む装置。【選択図】図５

Description

本発明は、掘削リグの移動の垂直度を測定する分野に関する。

掘削リグの垂直度を測定することは、従来、特に、掘削リグの幅に典型的に等しい、深さが大きく幅が小さいトレンチを切削することを意図した掘削リグの垂直からのあらゆる逸脱を連続的に又は定期的に測定することにある。

このようなリグは、特に回転ドラム掘削リグであるが、これに限定されるものではない。それらは、特に、仏国特許発明第２２１１０２７号明細書に記載されている。掘削リグは、ケーブル手段によって巻上機から吊り下げられる。リグは、回転ドラムがトレンチを切削するにつれて、徐々に下方に移動し続ける。

ある種の作業では、トレンチが１００メートル以上もの深さを有する可能性がある。特に、最終トレンチは、通常、垂直のボーリング孔を並置した結果であるので、トレンチの垂直度に関して高い精度を示すことが一般に必要である。必要とされる精度は、トレンチの深さの各メートルに対して水平方向にミリメートルオーダーであってもよい。

特に、トレンチが形成されるべき地形の不規則性のために、掘削リグがその垂直経路から逸脱する大きな危険性が存在し、この危険性は、ボーリング孔の深さが増大することにつれて増大する。

したがって、所望の垂直経路からの逸脱を検出して、機械の移動の垂直度を監視することを可能にするシステムを有することが、実際に必要とされている。

この問題を解決するために、欧州特許第０８４１４６５号明細書は、掘削リグの垂直度を連続的に測定するための装置を提案しており、この装置は、リグのねじれ移動又は横ばい移動を検出することも可能にする。

したがって、この文献に記載された掘削リグは、地面から垂直トレンチを切削するための掘削リグの移動の垂直度を測定するための装置を含み、前記リグは下げられている間にリグを支持するための手段に固定された上端と、下端と、垂直縦軸とを備え、装置はさらに、以下を備える。
−各ケーブルがリグの上端に固定された第１端部を有し、２つの固定点が異なる、２本の小断面ケーブルと、
−前記ケーブルを引っ張った状態に保つための手段と、
−少なくとも測定時点において、リグが下げられている間に、水平面に配置された各ケーブルの一部が前記水平面内で静止状態に維持されることを確実にするために、前記ガイド手段が前記水平面内にあるとき、前記固定点と空間的に関連する２つの固定基準点を規定する、地表面の上方に配置された２つのガイド手段と、
−２つの互いに直交する水平方向において、前記固定点と前記ガイド手段との間に延在する各ケーブルの一部の傾き角を測定する手段と、
−リグが下げられている間に、前記固定点と前記ガイド手段との間に延びるケーブルの部分の長さを測定する手段と、
−２つの互いに直交する水平方向における前記リグの長手方向軸の傾斜角を測定するためにリグに固定された手段と、
−前記測定された長さ及び前記測定された傾斜角を使用して、前記直交する方向における２つのケーブル固定点の移動を計算し、前記２つのケーブルの固定点の計算された移動及びリグの垂直軸の２つの測定された傾斜角を使用して、前記リグの下端の２つの異なった固定点の移動を計算するためのプロセッサ手段と、を含む。

リグの上端と固定ガイド手段との間のケーブルの長さを連続的に測定し、リグに固定されたケーブルの端部における傾斜角を測定することによって、ケーブルの２つの固定点の座標を連続的に計算し、したがって、２つの固定ガイド手段を使用して規定された基準位置からのケーブルの位置の任意の逸脱を計算することが可能であることが理解され得る。この文献では、１つの傾斜計がケーブルの一端とリグに固定された旋回システムとの間に配置されるようになっている。

このようなシステムは、完全に満足のいくものであるが、装置はロバスト性に欠けており、測定の精度に悪影響を及ぼし得ることが分かっている。

仏国特許発明第２２１１０２７号明細書 欧州特許第０８４１４６５号明細書

本発明の目的は、上述の欠点を改善する掘削リグを提供することである。

これを行うために、本発明は地表面から垂直トレンチを切削するための掘削リグを提供し、掘削リグは、以下のものを備える。
−フレームを支持するための支持装置に固定された上部を有するフレームと、
−少なくとも１つの第１のケーブルと少なくとも１つの第１の傾斜計とを備え、前記第１のケーブルの一端が前記フレームの上部と前記第１の傾斜計とに接続されている、垂直度測定装置と、を備える。

特徴的な態様では、掘削リグが以下を含む少なくとも１つの第１の接続デバイスをさらに含む。
−フレームに固定された支持体と、
−回転リンクを介して支持体に接続された本体と、を含む。

前記第１の傾斜計と前記第１のケーブルは、回転リンクの両側に配置されながら本体に固定される。

この発明によって、引っ張られた第１のケーブルは、回転リンクを介してフレームに牽引力を及ぼし、従来技術のように傾斜計を介して牽引力を及ぼさない。第１のケーブルとフレームとの間のこの直接的なリンクは張力の作動と張力の維持を増強し、それによって、測定精度を改善する効果がもたらされる。

また、第１のケーブルに作用する張力が、従来技術のように傾斜計ではなく、回転リンクによって吸収されるように、傾斜計は回転リンクの下に配置され、それによって測定装置のロバスト性を改善することも理解することができる。

有利には、フレームは、掘削デバイスを備えた底部も含む。

有利には、本体が第１のケーブルの端部を保持するための固定部材を含む。固定部材の利点は、第１のケーブルを第１の接続装置に接続したり、第１の接続装置から取り外したりすることを容易にし、それによって、例えば、第１のケーブルが破損した場合のメンテナンス作業を容易にすることである。

有利には、本体が第１のケーブルが挿入される導管を備える。導管は第１のケーブルの本体内への挿入をガイドする役割を果たし、それによって、接続をより容易にする。好ましくは、導管は、固定部材と協働するチューブの内側にある。

有利には、支持体が支持体をフレームに固定するための固定部分を含み、前記固定部分は第１のケーブルの端部と回転リンクとの間に配置される。

１つの利点は、回転リンク及び第１の傾斜計をフレームの内側に配置することができ、それによって、トレンチ内に見出される掘削された地面の断片への露出を低減することに寄与することである。

具体的には、第１の傾斜計及び回転リンクが固定される固定具の下に配置され、それによって、第１の傾斜計及び回転リンクがフレームの体積内に収容されることを可能にすることが理解され得る。

換言すれば、この有利な構成は、トレンチ内に見出される掘削された地面の破片への露出を低減することによって、回転リンク及び第１の傾斜計を保護するのに役立つ。

好ましくは、固定部分が中央開口部を有するプレートを含み、本体は、中央開口部を通って延びる。

有利には、本体が第１の傾斜計を担持する第１の端部と、第１の端部から離れた第２の端部とを含み、支持体は、本体の第２の端部を取り囲むガイド部分を含む。

このガイド部分の利点は、ガイド部分内での本体の移動を制限することである。ガイド部分はまた、例えば落石から身体を保護する機能を有する。

好ましくは、ガイド部分が回転リンクを通過する軸の環状要素を含む。

環状要素は、本体がフレームに対して枢動することができる角度を制限する働きをする環状当接部を形成する。環状要素はまた、本体の第２の端部を保護するのにも寄与する。

好ましくは、本体の第２の端部が上述の導管が中に通じる円板を有する。円板はチューブの直径よりも大きい直径を有し、本体の移動をさらに制限するように機能する。

有利にはフレームが長手方向を呈し、ガイド部分の軸はフレームの長手方向に平行である。

有利には、第１の接続装置は、回転リンクが配置される少なくとも１つのハウジングと、前記ハウジングと前記本体との間に配置される少なくとも１つのシールベローズとを含む。

本体のチューブ及び第１の傾斜計は、ハウジングの両側に配置されることが理解され得る。さらに、シールベローズは、特に泥中で掘削が行われる場合に、回転リンクを構成する要素を保護する機能を有する。

有利には、第１の接続装置及び第１の傾斜計によって構成されるアセンブリの重心が回転リンク内に位置する。

好ましくは、前記掘削リグがフレームの長手方向軸に垂直な軸の周りを回転する切削ドラムを有する切削具である。

本発明は非限定的な例として与えられる本発明の実施形態の以下の説明を、添付の図面を参照して読むことにより、よりよく理解することができる。

従来技術の掘削リグを示す。 従来技術の掘削リグを示す。 従来技術の接続装置を示す。 本発明による接続装置の斜視図である。 図４の装置の軸方向断面図である。 一対の図４の接続装置を含む本発明の掘削リグを示す。

図１〜図３を参照して、垂直度を測定するための従来技術の装置であって、掘削リグに取り付けられた装置について説明する。

これらの図は、例えば回転ドラム切削タイプの掘削リグ１０を示している。このリグは本質的に、フレーム１２と、２つの回転ドラム１４、１６とを備えている。このリグは、切削の過程にあるトレンチ１８内に示されている。

リグ１０は、図示しない滑車装置によってホイスト２０から吊り下げられている。

本発明では、第１及び第２のケーブル２２及び２４が、掘削リグのフレーム１２の上端部２６の２つの異なる点Ａ及びＢにそれぞれ固定された第１の端部２２ａ及び２４ａを有する。ケーブル２２及び２４は、剛性をほとんど示さないため小さな断面である。これは、掘削リグを支持しないので、いかなる欠点も提示しない。

好ましくは、必ずしも必要ではないが、点Ａ及びＢは、掘削リグのフレームの中央平面内において、その幅方向に、すなわち水平断面でのその長い寸法の方向に、配置される。

各ケーブル２２、２４の他端部２２ｂ、２４ｂは、ホイスト２０によって支持されたドラム２８に取り付けられている。ドラムは、掘削リグが下げられている間、ケーブル２２及び２４を引っ張った状態に保つ働きをするシステムを装備している。

さらに、各ケーブルは、掘削リグが下げられている間に巻き出されたケーブルの長さを測定するための装置３０を有するようになっている。したがって、トレンチ１８が掘削される地面Ｓの表面に対する掘削リグのドラム１４及び１６の深さＺを連続的に知ることができる。

前記装置の動作についてのさらなる説明のために、欧州特許第０８４１４６５号明細書を参照することができる。

図３は、ケーブル２２の端部２２ａが従来技術におけるドリル装置のフレーム１２の上端部２６にどのように固定されるかをより詳細に示している。固定装置は、上端部２６に固定され、点Ａに固定された底板３１を有する。

板３１は、回り継手装置３４の手段によって傾斜計３２に接続されている。傾斜計は、第１のケーブル２２の端部２２ａに固定されている。傾斜計３２によって提供される情報は第１のケーブル２２の端子部分の傾斜角度に対応し、その情報は、ケーブルのねじれによって、又はその固定区域におけるケーブルの剛性によって妨害されない。

本発明は、図３に示す従来技術の接続装置の代替物を提供する。

図４は、本発明による第１の接続装置１００の実施形態を示す。

この第１の接続装置１００は、フレーム１２の上部１２ａに固定されるように構成された支持体１０２を備える。このために、支持体１０２は、ボルト１０８の手段によって支持体をフレームに固定するための固定部分１０４を有する。

また、第１の接続装置１００は、図５の断面図でより理解されるように、回転リンク１１２を介して支持体１０２に接続された本体１１０を有する。

本体１１０は、第１のケーブル２２の端部２２ａを保持するための固定部材１２０を有する。図５から分かるように、本体１１０は、第１のケーブルの直径よりもわずかに大きい直径の導管１２２を備えたチューブ１２１を有する。第１のケーブル２２はケーブルの端部２２ａ又は少なくとも１つの端部が固定部材１２０と係合するように、導管１２２に挿入される。

この例では、固定部材１２０が第１のケーブル２２の端部２２ａを本体１１０に固定するための複数のボルト１２１を含む。

固定部材はまた、第１のケーブル２２の端部２２ａが挿入される導管１２２と連続して配置された通路１２３を有する。

図５を参照すると、留め具部分１０６は中央開口１０９を有するプレート１０７を有し、本体１１０は前記中央開口１０９を通って延びていることが分かる。この中央開口１０９は、実質的に円形の断面を呈する。

第１の接続装置１００はまた、本体１１０に固定された第１の傾斜計３２を有する。

より正確には、本発明によれば、第１の傾斜計３２及び第１のケーブル２２の端部２２ａは回転リンク１１２の両側で本体１１０に固定される。

この例では、回転リンク１１２は中心Ｏを有し、導管１２２の長手方向Ｘに対して横方向に延びる旋回軸Ｉを有する第１の旋回リンク１４０によって構成される。図５に見られるこの第１の旋回リンク１４０は第１の旋回軸Ｉに垂直であり、同様に導管１２２の長手方向Ｘに垂直な第２の旋回軸Ｊを有する第２の旋回リンク１４２に関連する。旋回軸Ｉ及びＪは、回転リンクの中心Ｏで交差する。

回転リンク１１２の手段によって、本体１１０と第１の傾斜計３２とによって構成される組立体は、支持体１０２に対して旋回することができる。

さらに、本体１１０は、第１の傾斜計３２を支持する第１の端部１１０ａを有する。この例では、第１の傾斜計３２は支持体３３に固定されている。支持体３３自体は旋回リンク１４０の可動要素１４３に接続され、この可動要素１４３自体は本体１１０のロッド１１１に固定されている。このロッド１１１は固定部材１２０に固定され、固定部材１２０自体はチューブ１２１に固定される。

本体１１０はまた、第１の端部１１０ａから離れた第２の端部１１０ｂを有する。この第２の端部１１０ｂは、固定部材１２０から離れたチューブ１２１の端部に位置する。支持体１０２はまた、本体１１０の第２の端部１１０ｂを取り囲むガイド部分１５０を有する。このガイド部分１５０は、回転リンクの中心Ｏを通る軸Ｃの環状要素１５２を含む。

この環状要素１５２は、接合要素１５４によってプレート１０７に接続されている。

フレームはまた、長手方向Ｌを有し、環状要素１５２の軸Ｃは図６に示すように、フレームの長手方向Ｌに平行である。

もう一度図５を参照すると、本体１１０はチューブ１２１の端部に取り付けられた円板１６０を有し、円板１６０は、導管１２２と連通するチャネル１６２と、外部に通じる円錐台形状の出口オリフィス１６４とを含むことが分かる。

また、環状要素１５２は、回転リンクの中心Ｏの周りの角運動を制限する働きをし、この例では、円錐の頂点Ｏから見た角運動が５°〜９°の範囲にあり、好ましくは約７°又は８°であることが理解され得る。

もう一度図５を参照すると、第１の接続装置１００は、回転リンク１１２を含むハウジング１７０と、回転リンク１１２を構成する要素を保護するためにハウジング及び本体１１０の間に配置されたシールベローズ１７２と、を有することが分かる。

この要素では、第１の接続装置１００及び第１の傾斜計３２によって構成されるアセンブリの重心Ｇが回転リンク１１２の中心Ｏの近傍に位置する。この手段により、接続装置はケーブル２２の動きを妨げず、よって、非常に精確な垂直度測定値を得ることができる。

図６を参照すると、フレームには、上述したような第１の接続装置１００と、第１の接続装置１００と同一の第２の接続装置１００’と、が設けられていることが分かる。上述したように、第１及び第２の接続装置１００、１００’のプレートは、フレーム１２に固定されている。

Claims (12)

1. 地表面から垂直トレンチを切削するための掘削リグであって、前記リグは、
   −フレームを支持するための支持装置に固定された上部を有するフレームと、
   −少なくとも１つの第１のケーブルと、少なくとも１つの第１の傾斜計とを含み、前記第１のケーブルの一端は前記フレームの上部と前記第１の傾斜計とに接続されている、垂直度測定装置と、を備え、
   前記掘削リグは、さらに少なくとも１つの第１の接続装置を備え、
   −前記フレームに固定された支持体と、
   −回転リンクを介して前記支持体に接続され、前記第１の傾斜計と前記第１のケーブルとは前記回転リンクの両側に配置された状態で本体に固定されている、本体と、を備える、掘削リグ。
2. 前記本体は、前記第１のケーブルの端部を保持するための固定部材を含む、請求項１に記載の掘削リグ。
3. 前記本体には、前記第１のケーブルが挿入される導管が設けられている、請求項１又は２に記載の掘削リグ。
4. 前記支持体は、前記支持体を前記フレームに固定するための固定部分を含み、前記固定部分は、前記第１のケーブルの端部と前記回転リンクとの間に配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の掘削リグ。
5. 前記固定部分は中央開口部を有するプレートを含み、前記本体は前記中央開口部を通って延在する、請求項４に記載の掘削リグ。
6. 前記本体は、前記第１の傾斜計を担持する第１の端部と前記第１の端部から離れた第２の端部とを含み、前記支持体は、前記本体の前記第２の端部を取り囲むガイド部分を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の掘削リグ。
7. 前記ガイド部分は前記回転リンクを通過する軸の環状要素を含む、請求項６に記載の掘削リグ。
8. 前記フレームは長手方向を呈し、前記環状要素の軸は前記フレームの前記長手方向に平行である、請求項７に記載の掘削リグ。
9. 前記第１の接続装置は、前記回転リンクが配置された少なくとも１つのハウジングと、前記ハウジングと前記本体との間に配置された少なくとも１つのシールベローズと、を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の掘削リグ。
10. 前記本体及び前記第１の傾斜計によって構成される前記アセンブリの重心が、前記回転リンク内に位置する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の掘削リグ。
11. 前記フレームは掘削デバイスを備えた底部も含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の掘削リグ。
12. 前記掘削リグは切削具である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の掘削リグ。

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