JP2718822B2 - 振動の分析によってボーリングを制御する装置及び方法 - Google Patents
振動の分析によってボーリングを制御する装置及び方法Info
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Description
視覚的方法で表す装置と、ボーリング操作プロセスにお
ける該装置の使用とに係わる。
該方法を実施するための装置は、例えば仏国特許出願第
1 587 350号によって知られている。
ドの回転速度を検出し且つ変形測量器(ゲージ)を用い
てボーリングロッドへの振動応力に対応する信号を読取
ることにより、ボーリングツールの作用を受ける岩石の
岩石学的特性を検知することからなる。この方法では、
前記信号をアナログ回路で処理すると、ツールの作用を
受ける岩石の岩石学的特性を示す信号が得られる。
は、発明特許第1 590 327号の追加特許出願第96 617号
によっても知られている。この公知の方法は、泥水カラ
ムの圧力を測定する圧力計によって供給された信号の成
分を選択し、且つこの信号を、ツールの回転とツールの
作動エレメント配列の特徴を表す数との積に等しい周波
数を中心とする周波数帯域で選択することからなる。
関する情報は得られない。
ト底部の捕捉、又は打ち込みとそれに次ぐ壁へのビット
の付着による弛緩、又はビットの歯の部分的破損、又は
ビット底部の捕捉不備のような諸現象に係わる情報を得
ることができる装置を提供することにある。
との切削される岩石との相互作用の機械的現象を聴覚及
び/又は視覚的方法で表す装置が、切羽面上のツールの
振動を表す信号をケーシング上の一点で加速度計により
採取する手段と、前記信号を10〜200Hzの周波数帯域で
波する手段とを含む。
ンに接続された聴覚増幅器に送られる。
タイプの電気発光ダイオード式表示装置に送られる。
断周波数を構成すべく、二次の高域能動フィルタの複数
の同一タイプセルを二次の低域能動フィルタの複数の同
一タイプセルと選択的に直列接続したものからなる。
帯域が20〜200Hzである。
帯域が10〜100Hzである。
場で使用できる簡単な構造の装置を提供することにあ
る。
て検出器及び処理回路への自動給電を行う手段を含む。
ける本発明の装置の使用方法を提供することにある。
すべく、加速度計から供給された信号を波し、 −波された信号を聞くか又は視覚化して、この信号か
らボーリング操作に関する情報を得、 −前記ステップで得た情報から結論される必要な矯正措
置を取ることからなる。
く説明で明らかにされよう。
本発明の装置全体を簡単に示す説明図である。
図である。
る。
定滑車アセンブリ(3)を担持する櫓上部を符号(2)
で示した。滑車アセンブリ(3)はワイヤロープアセン
ブリ(4)によって、可動滑車アセンブリ(5)を担持
するブロックに接続されている。このブロック(5)に
は、注入ヘッド(7)を支持するフック(6)が固定さ
れている。この注入ヘッド(7)の上部は固定されてい
るが下部は可動性であり、軸受システムを介して回転す
る。注入用可撓管(8)は注入ヘッド(7)に接続され
ている一方で、図示してない泥水ポンプアセンブリにも
接続されている。
であり、以後は簡単に角形ロッドと称する。このロッド
(9)はロータリテーブル(10)によって回転駆動さ
れ、このロータリテーブル自体は図示してない原動機に
よって駆動される。
簡単に示している。ケーシング(12)は下部にボーリン
グツール(20)を備えている。
3)が挿入されている。一変形例として、この装置(1
3)は注入ヘッド(7)に固定してもよい。この測定装
置(13)は、電子グレーダ(gradeurs lectriques)
を処理する装置(4)にワイヤロープ(14)を介して接
続されている。
ログ電気信号に変換する加速度計(140)からなる。前
記アナログ電気信号は第4図の処理装置(45)で処理さ
れる。この処理装置は、第2図に示す増幅回路と、第3
図に示す波回路と、波された信号を新たに予増幅す
る回路(47、470)とを含み、前記信号はこの予増幅回
路から一般的聴覚増幅器(46)に送られて、そこで聞き
取り可能なように増幅される。
入力に送られる。この増幅器の出力を入力にフィードバ
ックするループの抵抗は、増幅器(404)の出力と入力
との間の抵抗(400、401、402、403)の1つを選択的に
接続する回転接触子(40)によって変えることができ
る。この増幅器(404)の出力側に配置された第2の増
幅器(41)は、そのフィードバックループ回路内に可変
抵抗(410)を含む。この可変抵抗は選択された増幅範
囲内での微調整を可能にする。増幅器(41)の出力信号
は第3図の波回路の入力に送られると共に、ピーク検
出回路(420)を介して第4図の表示器(42)に送られ
る。増幅器(41)の出力信号は更に、整流回路(43)及
び積分回路(44)を介して測定装置の出力(S2)に送ら
れる。この信号は、2つの二次低域能動フィルタセル
(31a、31b)とその後に続く4つの二次高域能動フィル
タセル(32a、32b、32c、32d)と2つの二次低域能動フ
ィルタ(31c、31d)とで構成されたフィルタアセンブリ
の入力(30)に到達する。これらのフィルタは互いに直
列に接続されるか又は回転接触子(490、491)のボタン
の位置に応じて完全に又は部分的に短絡され得る。波
回路の出力(33)は、第2図に示したものと同じタイプ
の第2予増幅回路(47、470、48)の入力に送られる。
この第2予増幅回路は、増幅器(470)の出力から送出
される出力信号を当業者に良く知られた一般的構造の聴
覚増幅回路(46)に送り、その結果、本発明の処理によ
って生じた信号、即ちボーリングの進行状態を伝える信
号がレシーバに供給される。
を有し、示差増幅器(313)の負入力に直列に接続され
た2つの抵抗(310、311)を含む。前記示差増幅器の正
入力は抵抗(312)を介して接地されている。
6)を介して接地される一方で、抵抗(315)を介して増
幅器(313)の出力に接続されている。増幅器(313)の
出力はコンデンサ(314)を介して該増幅器(313)負入
力にも接続されている。
ており、示差増幅器(323)の負入力に接続された2つ
の直列コンデンサ(320、321)を含む。前記示差増幅器
の正入力は抵抗(322)を介して接地されている。
6)を介して接地される一方で、コンデンサ(325)を介
して増幅器(323)の出力に接続されている。
幅器(323)の入力にも接続されている。
2d)で構成されたフィルタは、予増幅器から送られた信
号を、回転接触子(490、491)のボタンが占める位置に
応じて、10〜200Hzの周波数帯域で波する。
ある時は、対応する接触子(第3図の490D)が閉鎖され
てセル(32a)の入力をセル(32d)の出力に接続し、高
域セルアセンブリ(32a〜32d)を短絡させる。
は、対応する接触子(490c)が閉鎖されてセル(32a)
の入力をセル(32c)の出力に接続し、セル(32a〜32
d)を短絡させて高域フィルタ(32d)を回路内に維持す
る。このフィルタ(32d)は10Hzで遮断周波数が樹立さ
れるように計算された抵抗素子及び容量素子を有する。
置にある時は、対応する接触子(第3図の490B)が閉鎖
されてセル(32a)の入力をセル(32b)の出力に接続
し、その結果セル(32a)及び(32b)が短絡される。セ
ル(32c)の抵抗素子及び容量素子は、直列に接続され
た2つのセル(32c、32d)が20Hzの遮断周波数を有する
ように計算される。
は、対応する接触子(490A)がセル(32a)の入力をそ
の出力に接続する。セル(32b)及び(32d)は直列に接
続され、セル(32b)の抵抗素子及び容量素子は直列接
続された3つのセル全体の遮断周波数が30Hzで樹立され
るように計算される。
触子は一つも閉鎖されず、4つのセル(32a〜32d)が直
列に接続される。セル(32a)の抵抗素子及び容量素子
は直列に接続された4つのセル全体の遮断周波数が40Hz
になるように計算される。
入される低域フィルタセルを選択することもできる。ボ
タン(490)が位置(491abc)にある時は、セル(31a)
の入力をセル(31b)の出力に接続する閉鎖接触子(491
AB)によってセル(31a)及び(31b)が短絡され、セル
(31c)もセル(31c)の入力をその出力に接触子する閉
鎖接触子(491C)によって短絡される。セル(31d)の
抵抗素子及び容量素子は遮断周波数が200Hzで樹立され
るように計算される。
a)及びセル(31b)が接触子(491AB)によって短絡さ
れる。セル(31c)の抵抗素子及び容量素子は、2つの
直列接続されたセル(31c)及び(31d)からなるアセン
ブリの遮断周波数が150Hzになるように計算される。
91A)が閉鎖されてセル(31a)をその出力に直接接続す
る。セル(31b)の素子は、3つのセル(31b、31c、31
d)を直列に接続して形成したフィルタが100Hzの遮断周
波数を有するように計算される。
ル(31a〜31d)も短絡されず、これらのセルのアセンブ
リが50Hzの遮断周波数を有する。
は、接触子(491AB)及び(491CD)が閉鎖され、セル
(31a)〜(31d)全体が短絡される。
器と聴覚増幅器とに送られ、この聴覚増幅器が聴覚信号
をヘッドホンに送る。聴取装置又は視覚化装置は電池に
よる自動給電手段を備えている。10〜200Hzの周波数帯
域で送出された信号は、ボーリング時に発生し得る異常
を聴取によって検出せしめる。驚くべきことに、このよ
うにして波した信号は、ボーリングに起因する他のノ
イズ例えば泥水ノイズを総て除去し、ビットと試錐孔と
の接触に対応するノイズだけを保持することが判明し
た。当業者はこのようにして、観察事項に応じた適当な
矯正措置を取ることができる。この方法を用いれば特
に、ツール底部の捕捉、又はツールが歯の破損に起因し
て非対称形を有しているか否か、あるいはツールが下降
中に障害にぶつかって孔の底に到達していないか否か、
更には打ち込みとそれに続く壁へのビットの付着による
弛緩を検出することができる。
域を20〜200Hzにすると最良の結果が得られることが判
明した。逆に、地表原動機は10〜100Hzの周波数範囲で
機能するのが好ましい。周波数範囲の選択はボタン(第
4図の490、491)を用いて行われる。
幅器の出力側に配置された聴覚増幅回路に代えて、棒グ
ラフタイプの電気発光ダイオード式表示装置又は棒グラ
フソフトウェアによるマイクロコンピュータモニタ上の
表示システムを使用することもできる。
に含まれる。
Claims (9)
- 【請求項1】ボーリングツールと切削される岩石との相
互作用の機械的現象を聴覚及び/又は視覚的方法で表す
装置であって、切羽面上のツールの振動を表す信号をケ
ーシング上の一点で加速度計により採取する手段と、前
記信号を10〜200Hzの周波数帯域で波する手段(45、3
1、32)とを含むことを特徴とする装置。 - 【請求項2】坑底原動機の場合は波手段の周波数帯域
が20〜200Hzであることを特徴とする請求項1に記載の
装置。 - 【請求項3】地表原動機の場合は波手段の周波数帯域
が10〜100Hzであることを特徴とする請求項1に記載の
装置。 - 【請求項4】波された信号が、ヘッドホンに接続され
た聴覚増幅器(46)に送られるようになっていることを
特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の装
置。 - 【請求項5】電池によって加速度計及び処理回路(40〜
49)への自動給電を行う手段を含むことを特徴とする請
求項1から3のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項6】波手段が、周波数帯域の遮断周波数を構
成すべく、二次の高域能動フィルタの複数の同一タイプ
セル(32a〜32d)を二次の低域能動フィルタの複数の同
一タイプセル(31a〜31d)と選択的に直列接続したもの
からなることを特徴とする請求項1から3のいずれか一
項に記載の装置。 - 【請求項7】高域フィルタセル及び低域フィルタセルが
回転接触子(490、491)によって夫々直列に接続されて
いることを特徴とする請求項6に記載の装置。 - 【請求項8】波された信号が棒グラフタイプの電気発
光ダイオード式表示装置に送られるようになっているこ
とを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の
装置。 - 【請求項9】ボーリング操作プロセスにおける請求項1
から8のいずれか一項に記載の装置の使用方法であっ
て、 −10〜200Hzの周波数帯域に含まれるスペクトルを保持
すべく、加速度計から供給された信号を波し、 −波された信号を聴取するか又は視覚化して、この信
号からボーリング操作に関する情報を得、 −前記ステップで得た情報から結論される必要な矯正措
置を取ることからなることを特徴とする使用方法。
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