KR101056004B1 - 착암기의 작동 제어 방법 및 착암기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 착암기 (1) 의 작동 제어 방법 및 착암기 (1) 에 관한 것이다. 착암기 (1) 의 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 판정되고, 착암기 (1) 의 작동은 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 에 영향을 미침으로써 판정된 유량 (FLOW) 에 기초하여 제어된다.

Description

착암기의 작동 제어 방법 및 착암기{METHOD OF CONTROLLING OPERATION OF ROCK DRILLING RIG, AND ROCK DRILLING RIG}
본 발명은 착암기의 플러싱 매체의 유량이 판정되며 착암기의 작동이 상기 플러싱 매체의 유량에 기초하여 제어되는 착암기의 작동 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 보어홀 밖으로의 드릴링중 발생되는 드릴 컷팅을 제거하기 위해 보어홀 내로 플러싱 매체를 공급하는 수단, 보어홀 내로 공급되는 플러싱 매체의 유량을 판정하는 측정 배열 및 보어홀 내로 공급되는 플러싱 매체의 유량에 기초하여 착암기의 작동을 제어하는 적어도 1 개의 제어 유닛을 포함하는 착암기에 관한 것이다.
착암기와 착암기 내에 배치된 착암 드릴은, 예컨대 지하 광산, 채석장 및 흙공사장에서 착암 및 땅파기 (excavation) 에 사용된다. 통상, 착암은 4 개의 상이한 기능 또는 섹터로의 이용을 동시에 포함하는데, 이는 즉 드릴링 될 보어홀에서 드릴 로드를 회전시키는 것, 그로부터 연장하는 섕크와 드릴 로드를 통해 충격 장치에 의한 드릴 비트 상의 충격에 의해 암석에 충격을 가하는 것, 드릴링될 보어홀을 향해 드릴을 공급하는 것 뿐만 아니라 드릴링될 보어 밖으로 드릴링 폐기물, 즉 드릴 컷팅을 제거하기 위해 플러싱하는 것이다. 소위 회전식 적용에서, 선삭시에는, 이들 적용이 충격 장치에 의한 섕크 상에 충격을 가함으로써 암석에 충격을 가하는 것을 포함하지 않기 때문에, 단지 3 개의 섹션만이 사용된다. 게다가, 소위 DTH(Down-The-Hole) 적용은, 충격식 피스톤이 구멍의 바닥부에 있는 드릴 튜브에 위치되며, 섕크 이외에 드릴 비트에 직접 충격을 가하는데 사용된다. 이에 의해, 암석의 파괴가 주로 충격의 영향에 의해 발생하는데, 회전의 목적은 대개 드릴 로드의 최외곽 단부에 위치된 드릴 비트의 다른 작업 부재 또는 비트의 버튼이 암석의 새로운 지점에 항상 충격을 가하는 것을 보장한다. 공급은 비트와 암석 사이에서 유지되는 충분한 접촉을 가능하게 한다.
만족스러운 플러싱 즉, 드릴링될 보어홀 밖으로의 드릴 컷팅의 만족스러운 제거는, 효율적인 드릴링이 고려되는 한 매우 중요하다. 만약, 드릴링 중 플러싱시에 문제가 발생한다면, 만족스러운 드릴링은 급격히 위험에 처하게 된다. US 6 637 522 는 드릴링중 착암기의 작동을 제어하기 위한 해법을 개시하고 있다. US 6 637 522 에 개시된 해법에서는, 플러싱 흐름이 측정되며, 유량 및/또는 회전 속도가 측정된 플러싱 흐름에 기초하여 제어된다. 이들 공보의 실시예에 따르면, 플러싱 흐름이 감소할 때, 공급 및/또는 회전이 드릴링 오버로드 상황을 회피하기 위해서 중단된다. WO 2005/064111 에는 드릴링될 구멍의 깊이에 기초하여 적어도 부분적으로 플러시 동력을 제어하여, 드릴링될 구멍의 깊이에 의해 필수적인 것보다 크지 않은 동력이 플러싱을 위해 사용되는 것이 목적인 해법이 개시되어 있다. 이에 의해, 이 해법의 목적은 드릴링에 의해 소비된 적어도 충격 동력 및/또는 회전 동력 및 플러싱 동력을 포함하는 전체 동력을 제어하는 것이다.
본 발명의 목적은 플러싱 매체의 유량에 기초하여 착암기의 작동을 제어하는 신규의 해법을 제공하는 데에 있다.
본 발명에 따른 방법은, 착암기의 플러싱 채널 시스템에서 플러싱 매체 흐름의 유량에 기초하여 착암기의 플러싱 매체의 유량을 판정하는 것, 플러싱 매체의 유량과 플러싱 매체의 유량을 위해 설정된 한계값을 비교하는 것, 및 플러싱 매체의 유량이 상기 한계값 아래로 떨어질 때, 플러싱 매체의 압력을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 착암기는, 측정 배열은 착암기의 플러싱 채널 시스템에서 플러싱 매체 흐름의 유량을 측정하도록 구성되며, 제어 유닛은 플러싱 매체의 유량 과 플러싱 매체의 유량을 위해 설정된 한계값을 비교하는 수단을 포함하며, 플러싱 매체의 유량이 상기 한계값 아래로 떨어질 때, 플러싱 매체의 압력을 증가시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.
착암기의 플러싱 매체의 유량이 판정되며, 착암기의 작동은 상기 플러싱 매체의 유량에 기초하여 제어된다. 착암기의 작동은 플러싱 매체의 압력 영향에 의한 상기 플러싱 매체의 유량에 기초하여 제어된다. 실시예에 따르면, 착암기의 작동은 플러싱 매체의 압력을 증가시킴으로써 제어된다.
플러싱 매체의 압력 영향에 의한 착암기의 작동을 제어함으로써, 드릴링의 다른 섹터의 영향을 받지 않고 착암기의 플러싱 채널 시스템에 형성되는 막힘 (clog) 을 제거하는 것이 목적이다. 막힘이 플러싱 채널 시스템에서 형성되려 할때, 플러싱 채널 시스템에 있는 플러싱 매체의 유량은 감소하지만, 플러싱 매체의 압력 증가에 의한 막힘을 제거하고, 적어도 이를 위해 설정된 설정값으로 플러싱 매체의 유량을 유지하며, 이와 동시에 정상 드릴링 작동이 유지되는 것을 목적으로 한다. 동시에, 플러싱의 기능이 확보되며, 드릴이 장비에 부과되는 응력 변형이 감소된다.
본 발명의 다수의 실시예는 첨부 도면에서 보다 상세히 설명된다.
도 1 은 착암기를 나타내는 개략적인 측면도이다.
도 2 및 도 3 은 플러싱 매체의 유량을 측정하고 압력을 제어하는 시스템을 나타내는 개략적인 도면이다.
명확하게 하기 위해서, 도면은 본 발명의 일부 실시예를 단순화하여 나타내었다. 도면에서, 동일 부호는 동일 요소를 나타낸다.
도 1 은 착암기의 구조를 개략적으로 나타낸다. 착암기 (1) 는, 피드 비임 (4) 이 그의 자유 단부에 제공된 붐 (3) 이 형성되는 가동 캐리어 (2) 를 구비한다. 게다가, 피드 비임 (4) 에는 피드 비임 (4) 에 대해 이동될 수 있는 착암 드릴 (5) 이 제공된다. 여기서 장치에 연결되는 착암기 (1) 는 캐리어 (2) 에 배치된 모터 (6) 에 의해 발생된 동력에 의해 구동되므로, 착암기 (1) 는 독립적으로 움직이며 작동하는 유닛이다. 통상적으로, 모터 (6) 는 연소 모터 예컨대, 디젤 모터이다. 도 1 에 따른 착암기 (1) 는 모터 (6) 에 의해 구동되는 압축기 (7) 를 더 포함하므로, 압축기 (7) 에 의해 발생된 가압 공기가 보어홀 (8) 밖으로 드릴링 폐기물 즉, 드릴 컷팅을 제거하기 위해서 보어홀 (8) 을 플러싱하기 위해 사용된다. 이와 같은 경우, 플러싱 매체로 사용되는 가압 공기는 압축기 (7) 로부터 플러싱 채널 시스템을 경유하여 착암 드릴의 공구 (10) 를 통해 보어홀 (8) 내로 공급되며, 이에 의해 가압 공기가 보어홀 (8) 밖으로 암석으로부터 제거 되는 드릴 컷팅을 밀어낸다. 플러싱 채널 시스템은 압축기 (7) 로부터 드릴 (5) 을 통과하는 플러싱 라인 (9) 을 포함하며, 또한 드릴 (5) 내에 섕크, 드릴 로드 및 드릴 비트 (명확화를 위해 도 1 에는 도시 생략했지만, 기본 구조와 원리는 당업자에게 명확함) 를 통과하는 플러싱 채널을 포함한다. 보어홀 (8) 의 입구로부터, 드릴 컷팅이 컬렉션 시스템에 포함된 호스를 통해서 먼지 분리장치 (11) 로 흡입된다. 착암기 (1) 와 착암 드릴 (5) 의 기본 구조와 작동은 당업자에게 그 자체가 공지되어 있으므로, 이에 대해서는 본 명세서에서 더욱 자세하게 언급하지는 않겠다.
드릴링 될 암석이 경질이면, 플러싱에 대한 요구가 매우 작다. 따라서, 연질인 암석과 관련하여, 특히 구멍 크기가 큰 드릴링 시에는, 플러싱이 매우 필요한데, 이는 암석으로부터 제거되는 드릴 컷팅의 양이 많으므로, 플러싱 채널 시스템이 막히게 될 우려가 존재함을 의미한다. 암석의 질과 구멍의 크기에 추가하여, 예컨대, 드릴 로드 및 드릴 비트의 형식과 드릴링될 구멍의 깊이에 의해 플러싱에 대한 요구가 영향을 받게 된다.
도 2 와 도 3 은 이 해법을 구현하는 실시예를 개략적으로 나타낸다. 도 2 는 플러싱 채널 시스템에서 흐르는 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 을 측정하는, 예컨대 도 1 에 도시된 경우에, 가압 공기의 체적 유량을 측정하는 착암기 (1) 의 플러싱 라인 (9) 과 연결되어 배치되는 측정 배열 (12) 을 나타낸다. 플러싱 라인 (9) 대신에, 상기 측정 배열은 또한 플러싱 채널 시스템에 상이하게 배치될 수도 있다. 플러싱 매체의 유량을 위한 측정 배열 (12) 은 예컨대, 그자체로 공 지된 벤튜리 튜브 (Venturi tube) 에 남겨지는 압력 차를 측정하는 벤튜리 튜브에 기초하는 측정 장치를 포함할 수도 있다. 그러나, 측정 배열 (12) 은, 플러싱 채널 시스템에서 흐르는 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 또는 그에 비례하는 양을 측정할 수 있게 하는 방법 또는 다른 방법이 존재하도록 다양한 방식으로 구현될 수도 있다. 벤튜리 튜브를 사용하는 것 대신에, 플러싱 채널 시스템에서 임의의 상이한 2 지점에서 측정된 압력 간의 차이는 플러싱 매체의 유량을 측정하는데 사용될 수도 있다. 이에 의해, 플러싱 매체의 유량은 예컨대, 방향 제어 밸브의 반대측에 작용하는 압력간의 차이에 기초하거나 또는 플러싱 채널 시스템의 말단 단부에 작용하는 압력간의 차이에 기초하여 판정될 수도 있다. 통상, 플러싱 매체의 유량을 위해 사용되는 단위는 ㎥/분이다. 플러싱 매체의 유량을 나타내는 FLOW 가 제어 유닛 (13) 에 전달되며, 제어 유닛은 전체 착암기 (1) 의 작동을 제어하는 제어 유닛이거나 단지 플러싱만을 제어하는 제어 유닛일 수도 있다. 게다가, 플러싱 매체의 유량은 착암기 (1) 의 사용자 인터페이스에서 수치값으로 또는 사용자에게 그래프로서 나타내어질 수도 있다.
플러싱 채널 시스템으로부터 측정된 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 은 플러싱 매체의 유량을 위해 설정된 제 1 한계값 (FLOWLIMIT1) 과 비교된다. 플러싱 채널 시스템 내를 통과하는 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 플러싱 매체의 유량의 상기 제 1 한계값 (FLOWLIMIT1) 아래로 떨어지면, 플러싱 채널 시스템에서 막힘이 형성된 것으로 해석된다. 이와 같은 경우, 제어 유닛 (13) 은 제어 메시지 (CTRL) (도 2 에 도시된 경우) 를 플러싱 채널 시스템에 포함되며, 또한 압축기 (7) 와 방향 제어 밸브 (14) 사이에 위치된 압력 제어 밸브 (15) 로 보내어, 플러싱 채널 시스템에서 흐르는 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 을 증가시키게 밸브의 제어값을 증가시키며, 이에 의해 플러싱 채널 시스템에 형성될 수 있는 어떠한 막힘도 가능한 한 제거하도록 플러싱 매체에 더 높은 압력을 공급한다. 압력 제어 밸브 (15) 는 압축기 (7) 의 희망하는 압력을 설정하기 위해 사용된다. 압력 제어 밸브 (15) 는 예컨대, 무단으로 조절 가능한 전자식 제어 밸브일 수도 있으며, 또는 상이한 압력값으로 미리 설정되는 수개의 압력 제어 밸브로 이루어질 수도 있다. 플러싱 채널 시스템 자체의 막힘이 플러싱 매체의 압력을 증가시키는 것은 당연하지만, 본 해법에 따르면, 플러싱 매체의 압력은 이러한 압력 증가에 대응하는 수준보다 월등히 높은 레벨로 증가된다. 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 은, 예컨대 도 3 에 도시된 바와 같이 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 플러싱 매체의 유량의 원 설정값 (FLOWSET) 에 대응하는 수준으로 증가하거나 또는 플러싱 매체의 압력의 최대 허용값 (p_FLOWMAX) 으로 증가될 수도 있다. 착암기 (1) 의 사용자 인터페이스는 예컨대, 드릴링이 어떻게 처리되는지를 사용자가 모니터할 수 있게 하는 전술한 한계값 뿐만 아니라 플러싱 매체의 실제 순간 유량을 그래픽으로 또는 수치로서 연속적으로 나타낼 수도 있다. 또한, 사용자 인터페이스에는 사용자가 전술한 한계값에 항시 영향을 미칠수 있게하는 제어 소자 등이 제공될 수도 있다.
본 해법에 따르면, 이에 의해, 플러싱의 기능을 보장하기 위해서 플러싱 흐 름을 적어도 설정된 값으로 유지하는 것이 목적이다. 막힘이 플러싱 채널 시스템에서 형성되려 한다면, 즉 실제로 대부분의 드릴 비트의 플러싱 채널에서는, 플러싱 채널 시스템에서의 플러싱 매체의 유량은 감소하며, 이 경우, 플러싱 채널 시스템은 플러싱 매체의 압력 증가에 의해 개방을 유지한다. 이에 의해, 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 을 적어도 설정값 (FLOWSET) 으로 복귀시켜, 이에 의해 플러싱 채널 시스템이 막히는 것을 방지하면서 동시에 정상 드릴링 작동을 유지시키는 것을 목적으로 한다. 따라서, 이 해법에 따른 방식 즉, 단순한 방식으로 드릴링중 플러싱 장치가 막히는 것을 방지할 수 있다.
압력 제어 밸브 (15) 대신에, 플러싱 매체의 압력은 압축기 (7) 의 회전자의 회전 속도를 변화시킴으로써 또한 증가될 수도 있다. 이와 같은 경우에, 예컨대, 제어 유닛 (13) 은 회전자의 회전 속도를 증가시키기 위한 제어 메시지를 압축기 (7) 로 전송하며, 이 메시지는 공기의 체적 흐름 증가와 이에 의해 압력 증가를 유발한다.
게다가, 플러싱 매체의 압력은 압축기의 공기 흡기를 조절함으로써 제어될 수도 있다. 예컨대, 위치 서보 (servo) 를 흡입 밸브의 플레이트를 움직이는 스풀에 연결함으로써, 압축기의 출력압이 흡입 밸브를 제한하거나 개방함으로써 영향을 받을 수도 있다.
플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 제 1 한계값 (FLOWLIMIT1) 아래로 떨어진 후에만, 플러싱 매체의 압력을 증가시키는 것 이외에도, 압력은 플러싱 매체의 유량이 감소하기 시작하자마자 증가될 수도 있다. 각각의 경우, 플러싱 매체의 압력은 플러싱 매체의 유량의 감소에 대해 단계적으로 또는 비례적으로 증가될 수도 있다.
플러싱 매체의 플러싱 압력 (p_FLOW) 의 증가가 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 을 정상으로 복귀시키지 못하지만, 플러싱 매체의 유량이 감소를 유지한다면, 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 제 2 한계값 (FLOWLIMIT2) 이 장치에 도입되므로, 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 이 제 2 한계값 (FLOWLIMIT2) 아래로 떨어지면, 착암기 (1) 의 드릴 공급 기능이 정지되고, 제어 유닛 (13) 에 의해 제어되며, 이 경우 드릴링이 더 이상 진행되지 않아 드릴 컷팅이 발생하지 않는다. 필요하다면, 제어 유닛 (13) 에 의해 제어될 때, 드릴링 장비가 플러싱 매체의 흐름을 복귀시키기 위해서 보어홀 (8) 후방으로 당겨질 수도 있다.
플러싱 매체의 유량 (FLOW) 을 대신하여 또는 유량에 추가하여, 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 을 감시할 수도 있는데, 이는 통상 실제 드릴 비트에서 현재 발생하는 플러싱의 어떠한 막힘을, 측정된 유량 (FLOW) 이 제 1 한계값 (FLOWLIMIT1) 아래로 떨어지기 이미 이전에 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 에 급격한 변화에 기초하여 매우 신속하게 관찰할 수 있게 해준다. 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 이 예컨대 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 2 이상의 연속 측정에서의 차이에 기초하여 예컨대 제어 유닛 (13) 에서 판정될 수 있다. 이러한 변화율 (dFLOW) 의 값은 플러싱 매체의 유량의 변화율을 위해 설정된 제 1 한계값 (dFLOWLIMIT1) 과 비교된다. 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 이 제 1 한계 값 (dFLOWLIMIT1) 을 초과할 때, 플러싱에 막힘이 발생한 것으로 판독하며, 이 경우, 제어 유닛 (13) 은 플러싱 채널 시스템에 있는 압력 밸브 (15) 를 제어하여 압력 (p_FLOW) 을 증가시킨다.
플러싱 매체의 유량과 관련하여 사용되는 것과 유사하게, 제 2 한계값 (dFLOWLIMIT2) 도 플러싱 매체의 유량의 변화율을 위해 판정될 수도 있으므로, 변화율이 상기 한계값을 초과할 때, 착암기의 드릴 공급 기능이 중단되고, 제어 유닛 (13) 에 의해 제어되며, 이 경우 드릴링이 더 이상 처리되지 않으며, 드릴 컷팅이 발생되지 않는다. 또한, 이 경우, 필요하다면, 제어 유닛 (13) 에 의해 제어될 때, 드릴링 장비가 플러싱 매체의 흐름을 복귀시키기 위해서 보어홀 (8) 후방으로 당겨질 수도 있다.
제어 유닛 (13) 은 또한 대응하는 설정값 (FLOWSET) 과 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 을 비교하는 비교 소자와 같은 수단을 더 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 막힘이 제거된 후, 또한 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 대응하는 설정값 (FLOWSET) 으로 복귀된 후, 드릴링의 정상 상태 중 작동하는 플러싱 매체의 압력의 설정치 (p_FLOWSET) 로 플러싱 매체의 압력 (p_Flow) 을 복귀시키도록 제어 유닛 (13) 이 제어될 수도 있다.
플러싱 매체의 흐름의 복귀를 향상시키기 위해서, 드릴링의 공급이 중단되거나, 또는 동시에 드릴링 장비가 드릴링 될 구멍에서 후방으로 잡아당겨질 때, 충격 장치가 드릴링 장비에서 진동을 발생시키기 위해서 드릴링 장비에 충격을 가하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 배치가 사용될 수도 있다. 이러한 진동의 목적은 그곳으로부터 플러싱 채널 시스템에 박힌 드릴 컷팅의 풀림 (loosening) 을 향상시키는 것이다. 이에 의해 충격 장치는 착암 드릴의 섕크에 충격을 가하기 위해서 사용된다. 드릴링 장비의 후방으로의 잡아당김중 섕크와 충격 장치 사이에 너무 긴 거리가 제공되어 충격장치가 섕크에 충격을 가하는 것을 효율적으로 방지하기 위해서, 당김 피스톤 등의 당김 요소가 섕크에 연결되어 배치될 수 있다. 당김 요소가 충격 장치와 섕크 사이의 거리를 일정하게 최적으로 유지하므로, 충격 장치는 드릴 컷팅의 제거를 향상시키기 위해서 섕크 상에 효율적인 충격을 가능하게 하여, 드릴 장비에서의 상당한 진동을 발생시킨다.
따라서, 착암기 (1) 는 하나 이상의 제어 유닛 (13) 을 포함할 수 있는데, 제어 유닛 (13) 은 전체 착암기의 작동을 제어할 수도 있고, 또는 각각의 드릴링의 섹터에는 그 자체의 제어 유닛이 제공될 수도 있다. 제어 유닛은 예컨대, 그안에 포함된 소프트웨어에 의해 필요한 연산 및 비교 처리를 실행하기 위해 외부에 마이크로프로세서 및/또는 신호 처리장치 및 가능한 메모리 성능을 갖는 장치일 수도 있다. 또한, 제어 유닛은 단지 다양한 전자 회로를 포함하고, 2 이상의 양 (quantities) 사이의 차이를 발생시키기 위한, 예컨대 상기 플러싱 매체의 유량의 변화율을 판정하고, 착암기 (1) 의 사용자에 의해 설정될 수도 있는 대응 한계값과 유량의 변화율 또는 판정된 유량과 비교하기 위한 필수 소자를 갖는 장치일 수도 있다. 이러한 제어 유닛과 장치의 일반적인 구조 및 작동 원리는 그 자체가 당 업자에게 공지되어 있다.
플러싱 흐름의 유량 (FLOW) 에 대한 지식은 플러싱 모니터링의 자동 눈금 측정 (calibration) 에 적용될 수도 있다. 눈금 측정의 주 목표는 드릴링 장비, 즉 섕크, 드릴 로드 및 드릴 비트에 의해 야기되는 손실을 인식하는 것, 예컨대 드릴링으로부터 드릴링 장비가 자유로울 때, 즉 플러싱 채널 시스템이 완전하게 개방될 때, 드릴링 장비를 통해 플러싱 매체의 유량을 판정하는 것이다. 눈금 측정에서, 플러싱 매체의 유량을 측정하는 측정 배열 (12) 에 의해 제공되는 측정 결과는 실제 0 흐름 (즉, 플러싱 흐름이 전혀 제공되지 않을 때) 과 실제 풀-스케일 (full-scale) 플러싱 흐름 양자에 의해 판정된다. 그러나, 이들 2 개의 측정 포인트 이외에, 다른 측정 포인트도 눈금 측정에 사용될 수도 있다. 이에 의해 얻어진 눈금 측정 결과가 플러싱 흐름의 유량을 측정하는 측정 배열에 포함되는 장치에서 발생하는 제조 공차에 기인하는 작은 조작 차를 고려하여 플러싱 모니터링을 구현하는 유닛에 직접 전달될 수 있다. 이러한 자동 눈금 측정은 공장에서의 눈금 측정 및 드릴링 사이트에서 모두 실행되는 눈금 측정에 이용될 수도 있다. 공장에서의 눈금 측정에서, 상이한 드릴링 장비에 의해 야기되는 변화는 플러싱 매체의 유량의 측정 결과에 고려될 수 있다. 따라서, 드릴링 사이트에서의 눈금 측정은 초과 시간 동안 측정 장치에서 발생하는 드리프트 (drift) 를 보상하기 위해, 또는 드릴링 장비의 교환, 에컨대 드릴 비트의 교체에 의해 야기되는 플러싱 매체의 유량의 측정에서의 변화 또는 드릴링 처리에서의 드릴링 상태에 의해 야기되는 가능한 영향을 고려하기 위해 필요할 때마다 실행될 수도 있다.
도면에서, 압축기 (7) 에 의해 발생된 가압 공기 또는 가압 공기를 발생시키기 위해 적절한 다른 장치가 플러싱 매체로서 사용되는 착암기와 관련하여 해법이 도시되어 있다. 그러나, 이 해법은 또한 예컨대, 물, 물과 공기의 혼합물 또는 물과 화학물질의 혼합물일 수도 있는 압력 유체가 플러싱 매체로서 사용되는 착암기에서 이용될 수도 있다. 압력 유체가 플러싱 매체로서 사용되면, 압축기는 모터 (6) 에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 발생된 동력이 플러싱 채널 시스템을 통해 착암 드릴 (5) 로, 게다가 착암 드릴 (5) 의 공구 (10) 를 통해 보어홀 (8) 로 플러싱 매체를 공급하여, 이에 의해 상기 플러싱 매체가 보어홀 (8) 밖으로 암석으로부터 제거된 드릴 컷팅을 밀어내는 펌프 등으로 대체된다. 이러한 경우, 착암기에는 착암기로의 플러싱 유체의 전달을 위한 특별한 저장소 또는 연결이 제공되는 것이 당연하다. 이후, 플러싱 매체의 압력은 전술한 실시예와 관련하여 도시된 것과 실질적으로 유사한 방식으로 증가될 수 있지만, 압축기와 펌프의 조작 및 플러싱 매체로서 유체가 공기로 대체됨으로써 야기되는 장치의 교체와 같이 당업자에게 명확한 차이점이 고려될 수도 있다.
몇몇의 경우에, 본 발명에 개시된 특징은 다른 특징에 상관없이 그 자체로 사용될 수도 있다. 다른 한편으로, 필요하다면, 본 발명에 개시된 특징은 상이한 조합을 만들기 위해서 조합될 수도 있다.
도면 및 관련된 설명은 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 것이다. 본 발명의 상세는 청구범위 내에서 변형될 수도 있다.

Claims (21)

  1. 착암기 (1) 의 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 판정되며, 착암기 (1) 의 작동이 플러싱 매체의 상기 유량 (FLOW) 에 기초하여 제어되는 착암기 (1) 의 작동 제어 방법에 있어서,
    착암기 (1) 의 플러싱 채널 시스템에서 플러싱 매체 흐름의 유량 (FLOW) 에 기초하여 착암기 (1) 의 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 을 판정하는 것,
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 과 플러싱 매체의 유량을 위해 설정된 한계값 (FLOWLIMIT1) 을 비교하는 것, 및
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 상기 한계값 (FLOWLIMIT1) 아래로 떨어질 때, 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 을 증가시키는 것을 특징으로 하는 착암기의 작동 제어 방법으로서,
    플러싱 시스템에 포함된 압력 제어 밸브 (15) 의 제어값을 증가시킴으로써 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 을 드릴링의 정상 상태 중 작동하는 플러싱 매체의 압력의 설정값 이상의 값으로 증가시키고,
    유량이 대응하는 설정값 (FLOWSET) 으로 복귀되면, 상기 압력 제어 밸브 (15) 는 플러싱 매체의 압력 (p_Flow) 을 드릴링의 정상 상태 중 작동하는 플러싱 매체의 압력의 설정값으로 복귀시키도록 제어되는 착암기의 작동 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 을 판정하는 것,
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 과 대응하는 제 1 한계값 (dFLOWLIMIT1) 을 비교하는 것, 및
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 이 상기 제 1 한계값 (dFLOWLIMIT1) 을 초과할 때, 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 을 증가시키는 것을 특징으로 하는 착암기의 작동 제어 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 플러싱 매체의 유량의 설정값 (FLOWSET) 에 대응하는 값으로 증가하도록 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 을 증가시키는 것을 특징으로 하는 착암기의 작동 제어 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 을 설정된 최대 허용가능값 (p_FLOWMAX) 으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 착암기의 작동 제어 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 과 플러싱 매체의 유량을 위해 설정된 제 2 한계값 (FLOWLIMIT2) 을 비교하는 것, 및
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 상기 제 2 한계값 (FLOWLIMIT2) 아래로 떨어질 때, 착암기 (1) 의 드릴 공급 기능을 중단시키는 것을 특징으로 하는 착암기의 작동 제어 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 과 대응하는 제 2 한계값 (dFLOWLIMIT2) 을 비교하는 것, 및
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 이 상기 제 2 한계값 (dFLOWLIMIT2) 을 초과할 때, 착암기 (1) 의 드릴 공급 기능을 중단시키는 것을 특징으로 하는 착암기의 작동 제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    착암기 (1) 의 드릴 공급 기능을 중단시키면서 드릴링될 구멍 (8) 에서 후방으로 착암기 (1) 의 드릴링 장비를 잡아당기는 것을 특징으로 하는 착암기의 작동 제어 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 과 이를 위해 설정된 설정값 (FLOWSET) 을 비교하고, 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 대응하는 설정값 (FLOWSET) 으로 복귀된 후에, 드릴링의 정상 상태중 작동하는 플러싱 매체의 압력의 설정값 (p_FLOWSET) 으로 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 을 복귀시키는 것을 특징으로 하는 착암기의 작동 제어 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    플러싱 매체는 가압 공기, 압력 유체 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 착암기의 작동 제어 방법.
  11. 보어홀 (8) 밖으로의 드릴링중 발생되는 드릴 컷팅을 제거하기 위해 보어홀 (8) 내로 플러싱 매체를 공급하기 위한 수단 (7, 9), 보어홀 (8) 내로 공급되는 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 을 판정하는 측정 배열 (12), 및 보어홀 (8) 내로 공급되는 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 에 기초하여 착암기 (1) 의 작동을 제어하는 적어도 1 개의 제어 유닛 (13) 을 포함하는 착암기 (1) 에 있어서,
    측정 배열 (12) 은 착암기 (1) 의 플러싱 채널 시스템에서 플러싱 매체 흐름의 유량 (FLOW) 을 측정하도록 구성되며,
    제어 유닛 (13) 은 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 과 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 을 위해 설정된 한계값 (FLOWLIMIT1) 을 비교하는 수단을 포함하며,
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 상기 한계값 (FLOWLIMIT1) 아래로 떨어질 때, 제어 유닛 (13) 은 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 을 증가시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 착암기로서,
    플러싱 시스템에 포함된 압력 제어 밸브 (15) 의 제어값을 증가시킴으로써 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 을 드릴링의 정상 상태 중 작동하는 플러싱 매체의 압력의 설정값 이상의 값으로 증가시키고,
    유량이 대응하는 설정값 (FLOWSET) 으로 복귀되면, 상기 압력 제어 밸브 (15) 는 플러싱 매체의 압력 (p_Flow) 을 드릴링의 정상 상태 중 작동하는 플러싱 매체의 압력의 설정값으로 복귀시키도록 제어되는 착암기.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 을 판정하는 수단,
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 과 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 을 위해 설정된 제 1 한계값 (dFLOWLIMIT1) 을 비교하는 수단을 포함하며,
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 이 상기 제 1 한계값 (dFLOWLIMIT1) 을 초과할 때, 제어 유닛 (13) 은 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 을 증가시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착암기.
  14. 제 11 항에 있어서,
    제어 유닛 (13) 은 플러싱 매체의 유량이 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 설정값 (FLOWSET) 에 대응하는 값으로 증가하도록 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 을 증가시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착암기.
  15. 제 11 항에 있어서,
    제어 유닛 (13) 은 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 을 이를 위해 설정된 최대 허용가능값 (p_FLOWMAX) 으로 증가시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착암기.
  16. 삭제
  17. 제 11 항에 있어서,
    제어 유닛 (13) 은 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 과 대응하는 제 2 한계값 (FLOWLIMIT2) 을 비교하는 수단을 포함하며,
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 상기 제 2 한계값 (FLOWLIMIT2) 아래로 떨어질 때, 제어 유닛 (13) 은 착암기 (1) 의 드릴 공급 기능을 중단시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착암기.
  18. 제 11 항에 있어서,
    제어 유닛 (13) 은 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 과 대응하는 제 2 한계값 (dFLOWLIMIT2) 을 비교하는 수단을 포함하며,
    플러싱 매체의 유량 (FLOW) 의 변화율 (dFLOW) 이 상기 제 2 한계값 (dFLOWLIMIT2) 을 초과할 때, 제어 유닛 (13) 은 착암기 (1) 의 드릴 공급 기능을 중단시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착암기.
  19. 제 17 항에 있어서,
    제어 유닛 (13) 은 드릴링될 보어홀 (8) 에서 후방으로 잡아당겨지게 착암기 (1) 의 드릴링 장비를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착암기.
  20. 제 11 항에 있어서,
    제어 유닛 (13) 은 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 과 이를 위해 설정된 설정값 (FLOWSET) 을 비교하기 위한 수단을 포함하고, 또한 플러싱 매체의 유량 (FLOW) 이 대응하는 설정값 (FLOWSET) 으로 복귀된 후에, 드릴링의 정상 상태중 작동하는 플러싱 매체의 압력의 설정값 (p_FLOWSET) 으로 플러싱 매체의 압력 (p_FLOW) 을 복귀시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착암기.
  21. 제 11 항에 있어서,
    플러싱 매체는 가압 공기, 압력 유체 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 착암기.
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