JP4576085B2 - 削岩機制御方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は削岩機を制御する方法および装置に関連しており、この削岩機は、掘削工具に衝撃を加えるための衝撃装置、掘削工具を回転するための回転モータ、地面に対して掘削工具を送るための送りモータを備えている。地面は、通常削岩機を使用する岩、土、その他の材料であってよい。
【０００２】
（背景技術）
周知の方法において、回転モータへの圧力は第一所定値にまで一定に維持される。所定の回転モータについて、この値は、ドリルストリングのねじ切り継手に関する所定のタイトモーメント（tightening moment）に関連している。この所定値を超えると、回転モータへの圧力をほぼ一定に維持するために供給モータへの圧力が減少される。効率的な掘削を行うべくねじ切り継手を十分に締め付けるためにブレーキモーメント（braking moment）を一定に維持したいと希望する一方で、あまりきつく締めてしまうと、次にねじ切り継手を緩和する際に大きな問題が生じてしまうため許容できない。これに関係なく、回転モータへの圧力を第二所定値にまで上昇すると、衝撃装置への圧力が掘削圧力からカラー圧力（collaring pressure）へと変わってしまう。これは瞬時に起る。これにより衝撃装置へのインパルスが突然減少し、送り分力（feed force）が瞬時に増加するため、誤動作する危険が生じる。
【０００３】
特許請求の範囲で定義された本発明は、上述した誤動作の問題の回避を目的とする。これは、回転モータの入口への圧力が第二所定値を越えた際に、回転装置の入口への圧力に反比例して衝撃装置の入口への圧力を制御することにより達成できる。
【０００４】
（発明を実施するための最良の形態）
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明を用いた削岩機の概略図と、これに属する油圧装置の略概線図である。図２は、衝撃装置の圧力が、本発明による削岩機における回転圧力を関数として変化する様子の例を示す。
【０００５】
図面に示す削岩機５１は、排水量が可変なポンプ２、排水量が可変なポンプ３、排水量を固定したポンプ４を駆動するモータ１を備えている。圧力液体がポンプ２から導管８を通り、削岩機５１の衝撃装置５の入口へと流れる。入口３１において圧力を感知するために、圧力変換器９が導管８と接続している。導管８からは、制限部１０と圧力リミッター１１を備えた導管３３がのびている。ポンプ２は、ポンプ２の排水を調節するための調節手段３４を備えている。調節手段３４は導管３３と接続している。圧力液体が、ポンプ３から導管１６、弁１５を通り、削岩機５１の供給モータ６を制御するための比例方向弁１４へと流れる。削岩のために比例方向弁１４を調節すると、圧力液体が供給モータ６の入口３２へと流れる。弁１５は制限部１２、１３と共に圧力補正部を形成し、圧力補正部は圧力制御部２８によって遠隔操作され、この手段により削岩機５１の供給モータ６への供給圧力が制御される。圧力制限部２８は戻り導管２９において配置されている。削岩機５１のモータ７の回転を制御するために、圧力液体がポンプ４から導管１８を通り比例方向弁１７へと流れる。削岩のために比例方向弁１７を調整すると、圧力液体が回転モータ７の入口３０へと流れる。回転モータ７の入口において圧力を感知するために圧力変換器２０が接続している。比例方向弁１７からタンクへと戻り導管１９がのびている。圧力変換器９が、コンダクタ２２により制御ユニット２１と接続している。圧力変換器２０がコンダクタ２３により制御ユニット２１と接続している。比例方向弁１７がコンダクタ２４により制御装置２１と接続している。圧力制御部２８がコンダクタ２５により制御装置２１と接続している。圧力リミッター１１がコンダクタ２６により制御ユニット２１と接続している。比例弁１４がコンダクタ２７により制御ユニット２１と接続している。
【０００６】
図２の上部において、衝撃装置への圧力を、回転モータ７への圧力の関数として示し、また、図２の下部において、供給モータ６への圧力を、回転モータ７への圧力の関数として示している。図２の水平軸は、削岩中に地面５３に対して送られる際の、掘削工具５２へのブレーキモーメントに関連した回転モータへの圧力を示す。地面５３に掘削工具５２が送られると、ブレーキモーメントが増加する。その結果、回転モータ７の圧力が上昇する。この圧力が第一所定値４１に達すると、制御ユニット２１が比例圧力リミッター２８を調節すると、図２に示すように弁１５が供給モータ６の入口３２への圧力を減少させる。供給モータ６への圧力は決してゼロになることはないが、削岩機が低衝撃装置圧力にて前進できるように低圧に維持される。回転モータへの圧力が第二所定値４２に達すると、図２に示すように衝撃装置５への圧力が回転モータ７への圧力に反比例して減少するように制御ユニット２１が圧力リミッター１１を調節する。この衝撃装置５への圧力の減少は、衝撃装置圧力がカラー圧力までに減少するまで継続する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を用いた削岩機の概略図と、これに属する油圧装置の線図。
【図２】 衝撃装置の圧力が、本発明による削岩機における回転圧力の関数として変化する例。

Claims (2)

1. 掘削工具（５２）に衝撃を加える衝撃装置（５）と、前記掘削工具（５２）を回転するための回転モータ（７）と、地面に対して前記掘削工具（５２）を送るための送りモータ（６）とを備え、前記回転モータ（７）の入口（３０）への圧力を感知し（２０）、前記回転モータの前記入口（３０）への前記圧力が第一所定値（４１）を越えた際に、前記回転モータへの圧力をほぼ一定に維持するために前記供給モータ（６）の入口（３２）への圧力を減少させる、削岩機（５１）を制御する方法において、
   前記衝撃装置（５）の入口（３１）への圧力が、第二所定値（４２）を超えると、前記回転モータの前記入口に対する前記圧力に反比例して制御されることを特徴とする方法。
2. 掘削工具（５２）に衝撃を加える衝撃装置（５）と、前記掘削工具（５２）を回転するための回転モータ（７）と、地面（５３）に対して前記掘削工具（５２）を送るための送りモータ（６）と、前記回転モータ（７）の入口（３０）への圧力を感知する手段（２０）と、前記回転モータ（７）の前記入口（３０）への前記圧力を感知する前記手段（２０）が第一所定値（４１）を超過したことを感知し、それに反応して、前記供給モータ（６）の入口（３２）への前記圧力を減少させる手段（１５）とを備えた、削岩機（５１）を制御する装置において、
   前記回転モータ（７）の前記入口（３０）への圧力を感知する前記手段（２０）が、第二所定値（４２）を超過したことを感知する際に、前記回転モータ（７）の前記入口（３０）への前記圧力に反比例して、前記衝撃装置（５）の入口（３１）への前記圧力を減少させる手段（１１）を備えることを特徴とする装置。

Images