KR102023824B1 - 위치잡기 장치, 드릴 로드 취급 장치, 굴착장치 및 드릴 로드의 위치잡기 방법 - Google Patents

위치잡기 장치, 드릴 로드 취급 장치, 굴착장치 및 드릴 로드의 위치잡기 방법 Download PDF

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Abstract

위치잡기 장치(5), 로드 핸들링 장치(3), 굴착장치(1) 및 드릴 로드(3)를 위치시키기 위한 방법(100)이 제공된다. 위치잡기 장치(5)는 길이 축(B)을 가진 드릴 로드(33)를 위치시키도록 배치된 위치잡기 수단(15), 제1 부분(35a)이 위치잡기 수단(15)에 연결되고, 그리고 제2 부분(35b)이 베이스 부분(11)에 연결 가능하게 있는 제1 부분(35a) 및 제2 부분(35b)을 가진 변위 장치(35)를 포함한다. 변위 장치(35)는 위치잡기 수단(15)에 의해 위치된 드릴 로드(33)의 길이 축(B)이 제2 위치에서 드릴 홀 축(A)과 실질적으로 나란히 정렬되게 병진 변위를 통하여 제1 위치에서 제2 위치로 위치잡기 수단(15)을 변위시키도록 배치된다.

Description

위치잡기 장치, 드릴 로드 취급 장치, 굴착장치 및 드릴 로드의 위치잡기 방법{Positioning arrangement, rod handling device, drill rig and method for positioning of a drill rod}
여기의 실시 예들은 드릴 홀 축(a drill hole axis)에 상대적으로 드릴 로드(a drill rod)의 위치잡기를 위한 위치잡기 장치에 관한 것이다. 여기의 실시 예들은 또한 위치잡기 장치를 포함하는 드릴 로드 핸들링 장치(a rod handling device)에 관한 것이다. 여기의 실시 예들은 또한 드릴 홀 축에 상대적으로 드릴 로드의 위치잡기를 위한 방법 및 굴착장치(a drill rig)에 관한 것이다.
긴 시추공(long bore holes)의 천공(drilling) 동안에 상당한 시간이 드릴 로드와 같은 드릴 스트링 구성요소(drill string components)들을 핸들링하기 위해 사용된다. 탐사 목적을 위한 코어 드릴링(core drilling)은 암반 굴착장치(rock drilling rigs)들로 보통 수행되고, 드릴 스트링 구성요소들은 윈치(a winch)의 도움으로 유효 드릴 스트링 위치(an active drill string position)에 위치된다.
윈치 와이어는 드릴 로드의 가장 윗부분 또는 워터 스위블 또는 호이스트 플러그(a water swivel or hoist plug)에 부착되어 차례로 드릴 로드에 부착된다. 드릴 로드는 드릴 로드 파일(a drill rod pile)로부터 들려오려지고, 그리고 윈지 와이어를 통하여, 이송 빔 a feed beam)의 한 부분에 위치된다. 드릴 로드가 선행 드릴 로드(a preceding drill rod)에 부착되기 전에 드릴 로드는 드릴 로드의 각 길이 축이 실질적으로 나란히 정렬되도록 선행 드릴 로드와 상대적으로 위치되어야만 한다. 드릴 로드들이 그들 각 길이 축이 실질적으로 나란히 정렬되게 서로 나란하게 배치될 때, 마지막 드릴 로드는, 예를 들어 나사를 통하여, 선행 드릴 로드에 부착될 수 있다.
드릴 로드의 위치잡기 및 정렬은 전형적으로 복잡하고 시간 소비가 크다. 독일특허공보 DE102011112740A1은 드릴 로드를 핸들링하기 위한 배치를 개시하고 있다. 독일특허공보 DE102011112740A1에서 배치는 일부 적용들에서는 적합할 수 있으나, 그러나 비교적 복잡한 캠 이송 배치(a relatively complex cam feeding arrangement)를 요구한다. 캠 이송 배치는 다수의 자유도를 가진 드릴 로드들을 이동하도록 구성되고, 그것에 의해 정밀도가 감소된다. 독일특허공보 DE102011112740A1에서 배치는 드릴 로드가 드릴 홀 축과 나란히 정렬되어지게 될 때 드릴 로드에 운동량(a momentum)을 전달할 수 있는 파지수단(gripping organs )을 더 요구한다.
그래서 드릴 홀 축에 상대적으로 드릴 로드의 위치잡기를 위한 위치잡기 장치의 분야에서 개선들이 바람직하다. 작업자가 빠르고 정확한 방법으로 드릴 로드를 정렬하도록 도울 수 있는 위치잡기 장치를 위한 요구가 있다. 더구나 취급하기 쉽고 생산하는데 경제적으로 효율적인 신뢰성 있는 위치잡기 장치에 요구가 있다.
여기의 실시 예들은 드릴 홀 축과 상대적으로 드릴 로드를 위치잡기하고, 선행 기술의 해결 방법들과 관련된 문제 및/또는 결점들을 제거하거나 또는 적어도 감소시키기 위한 위치잡기 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일실시 예에 따라, 이것은 드릴 홀 축과 상대적으로 드릴 로드를 위치잡기를 위한 위치잡기 장치에 제공되고, 상기 위치잡기 장치는:
- 길이 축을 가진 드릴 로드를 위치시키도록 배치된 위치잡기 수단(a positioning organ), 및
- 위치잡기 수단에 연결된 제1 부분 및 이송 빔(a feed beam)에 배치된 베이스 부분(a base part)에 연결 가능하게 있는 제2 부분을 가진 변위 장치(a displacement arrangement)를 포함하고,
위치잡기 수단에 의해 위치된 드릴 로드의 길이 축(a length axis of a drill rod)이 제2 위치에서 드릴 홀 축과 실질적으로 나란히 정렬되게 , 변위 장치는 병진 변위(a translational displacement)를 통하여 제1 위치에서 제2 위치로 위치잡기 수단을 변위시키도록 배치되어진다.
변위 장치는, 위치잡기 수단에 의해 위치된 드릴 로드의 길이 축이 제2 위치에서 드릴 홀 축과 실질적으로 나란히 정렬되게, 병진 변위를 통하여 제1 위치에서 제2 위치로 위치잡기 수단을 변위시키도록 배치되기 때문에 두 개의 인접한 드릴 로드는 빠르고 쉬운 방법으로 서로 연결될 수 있다.
위치잡기 수단의 병진 변위를 가진 경우, 위치잡기 수단에 의해 위치된 드릴 로드의 길이 축은 전체 변위 절차 동안에 드릴 홀 축과 실질적으로 평행하게 있을 것이다. 위치잡기 수단의 회전 변위가 없는 경우, 두 개의 인접한 드릴 로드의 정렬 및 부착이 더 용이하게 된다. 드릴 로드의 나사들이 선행 드릴 로드의 나사들과 나사 결합되어질 때, 나사들의 적층 또는 정지(stacking or jamming)가 회피되는 것은 드릴 로드의 각 길이 축이 중심에 모아져 제2 위치에서 서로 비교적 병렬로 있기 때문이다. 그래서 병진 변위와 함께, 두 개의 인접한 드릴 로드의 두 개의 각 길이 축의 방향들이 서로 약간 다르게 있는 위험이 회피되어진다. 이 위험은 위치잡기 수단의 회전 변위를 가지고 전적으로 회피될 수 없다.
일부 실시 예들에 따라 위치잡기 수단은 세장(細長)된 접시(an elongated tray)로 형성된다.
위치잡기 수단이 세장된 접시처럼 형성되기 때문에 위치잡기 수단은 그것의 길이의 실질적인 부분을 따라 드릴 로드에 지지부를 제공한다. 세장된 접시처럼 형성된 위치잡기 수단을 가지고, 드릴 로드는 단지 위치잡기 수단 위치되어 지지되어질 수 있다. 이에 의하여 드릴 로드는 단일 위치잡기 수단에 의해 균형 잡히고 제어된 방법으로 변위되어질 수 있다.
단일 위치잡기 수단과 함께, 운동량이 위치잡기 수단과 드릴 로드 사이에 전달되는 위험이 회피된다. 그런 위험은 드릴 로드가 파지 수단에 의해 변위되어질 때 상대적으로 서로 이동하는 두 개 이상의 파지 수단이 드릴 로드에 운동량을 전달할 것이기 때문에 회피되어질 수 없다.
일부 실시 예들에 따라 세장된 접시는 드릴 로드가 위치잡기 수단에 의해 위치되어질 때 드릴 로드 길이 축과 실질적으로 평행으로 있는 길이 방향(a longitudinal direction)을 가지고 있다. 이로써 세장된 접시는 드릴 로드의 길이의 실질적 부분을 따라 드릴 로드를 위치 및 지지할 수 있다.
일부 실시 예들에 따라 변위 장치는 세장된 접시의 길이 방향에서 실질적으로 수직으로 있는 방향에서 드릴 로드를 변위시키도록 배치되어진다. 이로써 위치잡기 수단에 의해 위치된 드릴 로드의 길이 축은 용이하고 신뢰성 있는 방법으로 드릴 홀 축과 실질적으로 나란히 정렬될 수 있다.
일부 실시 예들에 따라 변위 장치는 각각 적어도 하나의 작동장치(actuator) 및 제1 및 제2 부분을 갖는 2개 이상의 링크를 포함하고, 제1 부분은 위치잡기 수단에 힌지되어지고, 제2 부분은 베이스 부분에 힌지되어지도록 배치되어 있다.
변위 장치는 각각 적어도 하나의 작동장치 및 제1 및 제2 부분을 갖는 2개 이상의 링크를 포함하고, 제1 부분은 위치잡기 수단에 힌지되어지고, 제2 부분은 베이스 부분에 힌지되어지도록 배치되고, 병진 변위는 신뢰성 있는 효율적인 방법으로 달성될 수 있다.
그래서 이로써 드릴 홀 축에 상대적으로 드릴 로드를 위치시키고, 선행 기술의 해결 방법과 관련된 문제 및/또는 결점들을 제거 또는 적어도 감소시키기 위한 위치잡기 장치가 제공된다.
여기의 실시 예들은, 선행 기술의 해결 방법과 관련된 문제 및/또는 결점들을 제거 또는 적어도 감소시키는, 로드 핸들링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일실시 예에 따라, 이것은 로터 장치(a rotator device), 선형 가이드 갖는 공급 빔(a feed beam with a linear guide), 선형 가이드에 슬라이드 가능하게 배치된 베이스 부분(a base part)을 포함하는 로드 핸들링 장치(a rod handling device) 에 의해 제공되고, 로드 핸들링 장치는 여기에 기재된 실시 예들에 따르는 위치잡기 장치(a positioning arrangement)를 포함하고, 위치잡기 장치는 로드 핸들링 장치의 베이스 부분에 부착되어진다.
로드 핸들링 장치는 여기에 기재된 실시 예들에 따르는 위치잡기 장치를 포함하기 때문에 로드들의 핸들링은 드릴 로드가 드릴 홀 축 및 로터 장치의 중심축과 정렬되어질 때 더 용이하게 된다.
또한, 병진 변위(a translational displacement)를 통하여 위치잡기 수단을 변위시키도록 구성된 슬라이드 가능한 베이스 부재 및 위치잡기 장치의 조합은 드릴 로드의 핸들링에 매우 효율적이라는 것이 판명되었다.
일부 실시 예들에 따라 공급 빔은 제1 선형 가이드 분을 가진 제1 공급 빔 부분, 제2 선형 가이드 부분과 힌지를 가진 제2 공급 빔 부분을 포함하고, 제2 공급 빔 부분은 힌지를 통하여 제1 공급 빔 부분을 상대적으로 접을 수 있다. 이것에 의해 수송하기 간편하고 용이한 로드 핸들링 장치 제공된다.
여기의 실시 예들은 선행 기술의 해결 방법들과 관련된 문제 및/또는 결점들을 제거하거나 또는 적어도 감소시키는 굴착장치(a drill rig)를 제공하는 것을 목적으로 한다.
한 실시 예에 따르면, 이것은 굴착장치에 의해 제공되고, 굴착장치는 여기에 기재된 실시 예들에 따르는 위치잡기 장치를 포함한다. 일부 실시 예에서 굴착장치는 여기에 기재된 실시 예들에 따르는 로드 핸들링 장치를 포함한다.
여기의 실시 예들은 선행 기술의 해결 방법들과 관련된 문제 및/또는 결점들을 제거하거나 또는 적어도 감소시키는 드릴 로드를 위치잡기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시 예에 따라, 이것은 길이 축을 가진 드릴 로드를 위치시키도록 배치된 위치잡기 수단, 그리고 위치잡기 수단에 연결된 제1 부분 및 베이스 부분에 연결 가능하게 있는 제2 부분을 가진 변위 장치를 포함하는 위치잡기 장치를 가진 드릴 홀 축에 상대적으로 드릴 로드를 위치잡기 시키는 위한 방법에 의해 제공되고,
상기 방법은,
- 위치 잡기 수단에 의해, 길이 축을 가진 드릴 로드를 위치잡기 하는 것,
- 드릴 로드의 길이 축이 제2 위치에서 드릴 홀 축과 실질적으로 정렬되게, 병진 변위를 통하여 제1 위치에서 제2 위치로 변위 장치에 의해 위치잡기 수단을 변위시키는 것을 포함한다.
상기 방법은,
- 위치 잡기 수단에 의해, 길이 축을 가진 드릴 로드를 위치잡기 하는 것,
- 드릴 로드의 길이 축이 제2 위치에서 드릴 홀 축과 실질적으로 정렬되게, 병진 변위를 통하여 제1 위치에서 제2 위치로 변위 장치에 의해 위치잡기 수단을 변위시키는 것을 포함하기 때문에,
서로 상대적으로 드릴 로드들의 위치잡기 및 드릴 로드들의 정렬시키는 양쪽이 훨씬 용이하게 된다.
또한, 여기의 실시 예들이 가진 특징 및 이점들은 첨부된 청구항들 및 아래의 상세한 설명들을 검토할 때 분명해질 것이다.
실시 예들의 특별한 특징 및 이점들을 포함하여, 여기의 실시 예들의 다양한 측면들이 아래의 상세한 설명 및 첨부된 도면들로부터 쉽게 이해될 것이다
도1 은 일부 실시 예들에 따른 굴착장치, 로드 핸들링 장치 및 위치잡기 장치의 사시도이다.
도2는 도 1의 굴착장치, 로드 핸들링 장치 및 위치잡기 장치의 측면도이다.
도 3a는 제1 위치에서 로드 핸들링 장치 및 위치잡기 장치를 예시하고 있다.
도 3b는 제2 위치에서 로드 핸들링 장치 및 위치잡기 장치를 예시하고 있다.
도 4a는 베이스 부분 및 위치잡기 장치의 사시도이다.
도 4b는 베이스 부분 및 위치잡기 장치의 측면도이다.
도 5는 드릴 홀 축에 상대적으로 드릴 로드를 위치잡기 위한 방법을 예시하고 있다.
여기의 실시 예들은 첨부된 도면들을 참조하여 지금 한층 충분하게 기술될 것이다. 같은 번호는 같은 구성요소들을 언급할 것이다. 잘 알려진 기능 또는 구성들은 간략성 및/또는 명확성을 위해 상세히 기재될 필요는 없을 것이다.
도 1은 일부 실시 예에 따른 굴착장치(1), 로드 핸들링 장치(3) 및 위치잡기 장치(5)를 예시하고 있다. 굴착장치(1)는 암반 굴착장치, 표면 굴착장치, 지하 굴착장치 또는 탐사 굴착장치로서 또한 언급될 수 있다.
굴착장치의 로드 핸들링 장치(3)는 선형 가이드(a linear guide)(9)가 부착되는 공급 빔(a feed beam)(7)이 설치되어 있다. 선형 가이드(9)는 공급 빔(7)의 길이를 따라 연장하고 예를 들어 레일로서 제공될 수 있다.
암반 드릴링 머신과 같이 로터 장치(13)를 지지하는 베이스 부분(a base part)(11)은 선형 가이드(9)를 따라 앞뒤로 이동할 수 있다. 베이스 부분(11)은 슬라이드, 썰매 또는 운반체(a slide, sledge or carrier)로서 배치되어질 수 있다. 베이스 부분(11)은 공급 빔(7) 또는 공급 빔(7)의 일부로서 부착되어 배치되는 별도 부분(a separate part)으로서 배치될 수 있다. 베이스 부분(11)은 공급 빔(7)의 선형 가이드(9)를 따라 슬라이드 시킬 수 있다. 장착될 때, 베이스 부분(11)은 공급 빔(7)의 길이 방향에서 선형 가이드(9)를 따라 이동 가능하게 공급 빔(7)에 배치되고, 그러나 공급 빔(7)의 길이 방향에 수직인 방향에 실질적으로 고정된다. 베이스 부분(1)은 선형 가이드(9)의 상보적 형상 부분(complementary shaped parts)들과 상호작용할 수 있는 돌출부, 돌기부, 휠, 홈 또는 다른 부분들을 포함한다. 베이스 부분(11)은 조립될 떼 베이스 부분(11)을 형성하는 많은 다른 구성요소들을 포함할 수 있다.
베이스 부분(11)은 또한 도 1에는 도시되지 않고 있지만, 그러나 도 3a, 3b, 4a 및 4b에 도면 번호 35로 표시된 변위 장치용 베이스(a base)로서 역할을 한다. 도 1에서, 위치잡이 수단(a positioning organ)(15)이 예시되어 있다. 위치잡이 수단(15)은 또한 도 3 및 도 4와 함께 더 논의되어진다.
로터 장치(13), 변위 장치(35) 및 위치잡기 수단(15)은 그래서 베이스 부분(11)을 통하여 선형 가이드(9)에 함께 이동 가능하게 배치된다.
도 1에 예시된 실시 예에서, 공급 빔(7)은 제1 선형 가이드 부분(9a)을 가진 제1 공급 빔 부분(7a) 및 제2 선형 가이드 부분(9b)을 가진 제2 공급 빔 부분(7b)을 포함한다. 제2 선형 가이드 부분(9b)을 가진 제2 공급 빔 부분(7b)은 힌지(a hinge)(17)를 통하여 제1 선형 가이드 부분(9a)을 가진 제1 공급 빔 부분(7a)에 상대적으로 접는 것이 가능하다. 이것에 의해 공급 빔(7)의 굴착장치(1)의 이송이 용이하게 된다. 제1 공급 빔 부분(7a)은 공급 빔 부분들 사이의 안전한 장착(a secure attachment)이 달성되게 어떤 적절한 체결수단을 가지고 제2 공급 빔 부분(7b)에 체결될 수 있다. 예를 들어, 제1 공급 빔 부분(7a)은 볼트, 나사, 맞물림 부품(engaging parts), 암/수 커플링 부재, 맞물림 커플링(a bayonet coupling), 잠금 장치(a locking arrangement) 또는 유사한 것을 가지고 제2 공급 빔 부분(7b)에 체결될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 공급 빔(7)은 단일 공급 빔, 즉 단지 하나의 연속 본체를 가진 공급 빔이다.
로드 핸들링 장치(3)는 로터 장치(13), 선형 가이드(9) 및 베이스 부분(11)을 가진 공급 빔(7)을 포함한다. 로드 핸들링 장치는 크라운 블록(a crown block), 그리고 윈치 와이어(a winch wire)(21) 같은 풀리(a pulley)(19)를 더 포함한다. 윈치 와이어(21)는 한쪽 단부에서 윈치에 체결되어 다른 단부에서 드릴 로드, 워터 스위블 및/또는 호이스트 플러그에 부착될 수 있다. 풀리(19)는 윈치 와이어(21)를 안내 및/또는 매달도록 배치된다.
로드 핸들링 장치(3)는 드릴 로드 같은 드릴 스트링 구성요소(drill string components)를 핸들하도록 배치된다. 로드 핸들링 장치(3)는 로터 장치(13)의 드릴 스트링 위치(a drill string position)(도1 에 도 1에 도시되지 않음)에서 드릴 로드를 성공적으로 위치시키도록 배치된다. 로드 핸들링 장치(3)는 드릴 스트링/드릴 로드들이 시추공(a bore hole)으로부터 제거될 때(도시되지 않음), 예를 들어, 드릴 비트(도시되지 않음)를 교체할 시간일 때, 드릴 스트링 위치로부터 성공적으로 드릴 로드를 제거하도록 또한 배치된다.
도 1에 예시된 굴착장치(1)는 드릴 로드들을 위한 어떤 저장부(any magazine)를 포함하지 않는다. 다른 실시 예들에서(도시되지 않음) 굴착장치(1)는 저장부와 로드 드릴링 장치(3) 사이에서 드릴 로드를 이송하기 위한 로드 드릴 저장부 및 장치를 또한 포함한다.
도 1에서 굴착장치(1)는 휠(25) 및 견인-훅 장치(a tow-hook arrangement)(27)를 통하여 이송되어질 수 있는 운반체(a carrier)(23)를 포함한다. 굴착장치(1)는 견인 차량(a towing vehicle)에 의해 수송 가능하다. 일부 실시 예(도시되지 않음)에서, 굴착장치(1)는 굴착장치(1)가 요구된 드릴 위치에 스스로 재위치 할 수 있게 모터 및 캐터필러 트랙(caterpillar tracks)을 포함한다.
굴착장치(1)는 작업자가 굴착장치(1) 와 어떤 제어 가능한 부분 또는 그것의 구성요소의 필요한 기능 및/또는 이동들을 제어할 수 있는 것을 통하여 굴착장치(1) 및 제어반(a control panel)(31)에 압력 유체 등을 제공하기 위한 전원 공급부(a power and supply aggregate)(29)를 더 포함한다.
도 2는 공급 빔(7), 선형 가이드(9) 및 위치잡기 장치(5)를 포함하는 로드 핸들링 장치를 가진 굴착장치의 측면도이다. 명확성을 위해 공급 빔(7)의 한 부분이 잘려져 있다.
도 2는 드릴 홀 축(A)을 더 도시하고 있다. 드릴 홀 축(A)은 굴착장치(1)에 의해 구멍 뚫린 드릴 홀의 중심부이다.
도 2에 예시된 바와 같이, 공급 빔(7)과 로드 핸들링 장치는 지표면에 상대적으로 기울어질 수 있다. 도 2에서 드릴 홀 축(A)과 지표면 사이의 각도는 약 45도이고, 그러나 어떤 각도도 가능하다. 굴착장치(1)는 그래서 수직 드릴링, 경사 드릴링 또는 수평 드릴링을 위해 사용될 수 있다.
도 3a 및 3b는 로드 핸들링 장치(3)의 측면도들이다. 도 3a, 3b에서, 공급 빔(7), 위치잡기 장치(5) 및 로터 장치(13)가 예시되어 있다. 명확성을 위해 공급 빔(7)의 한 부분이 잘려져 있다. 도 3a, 3b에서, 드릴 로드(33)의 형태로 있는 드릴 스트링 구성요소는 위치잡기 수단(15)에 위치 및/또는 지지되어진다. 도 3a, 3b에서, 로드 핸들링 장치(3)는 실질적으로 수직으로 배치된 것으로 예시되어 있고, 그런 상기에 언급된 것처럼 로드 핸들링 장치(3)는 또한 기울어질 수 있게 설계되고, 그래서 어떤 각도에서 드릴 로드(33)와 같은 드릴 스트링 구성요소들을 위치 및/또는 지지하도록 배치되어진다.
도 3a는 제1 위치에서 위치잡기 장치(5)를 나타내고 있다. 이 제1 위치에서, 드릴 로드(33)는 위치잡기 수단(15)에 위치되어 있다. 위치잡기 수단(15)이 공급 빔(7)에 상대적으로 상승되어 하강되어질 수 있기 때문에 위치잡기 수단915)는 임의의 위치에 있을 수 있다.
도 3에 예시된 바와 같이, 드릴 로드(33)의 길이 축(B)은 드릴 홀 축(A)과 나란히 정렬되어 있지 않다. 다른 말로 하면, 드릴 로드(33)의 길이 축(B)과 드릴 홀 축(A) 사이의 거리는 D이다. 거리 D는 드릴 로드(33)의 길이 축(B)과 드릴 홀 축(A)에 실질적으로 수직인 방향으로 연장한다. 드릴 로드(33)의 길이 축(B)과 드릴 홀 축(A)이 나란히 정렬되어 있지 않고, 또는 서로 상대적으로 오프셋 되어 있기 때문에 드릴 로드(33)는 로터 장치(13) 내에 배치된 선행 드릴 로드에 부착(연결)될 수 없다.
도 3a, 3b에서 변위 장치(35)가 나타나 있다. 변위 장치(35)는 드릴 홀 축(A)과 로터 장치(13)의 중심에 대해 상대적으로, 그리고 또한 공급 빔(7)에 대해 상대적으로 위치잡기 수단(15)을 위치시키도록 구성되어 있다.
도 3b에서 변위 장치(35)는 제2 위치에 나타나 있다. 이 제2 위치에서, 변위 장치(35)는 병진 변위를 통하여 제1 위치에서 제2 위치로 위치잡기 수단(15)을 변위시켰다. 이것에 의해 위치잡기 수단(15)에 의해 위치된 드릴 로드(33)의 길이 축(B)은 제2 위치에서 드릴 홀 축(A)과 실질적으로 나란하게 정렬된다. 드릴 홀 축(A)은 제2 위치에서 로터 장치(13)의 중심축과 일치한다. 그래서 변위 장치(35)는 위치잡기 수단(15)에 위치된 드릴 로드의 길이 축(B)이 제2 위치에서 로터 장치(13)의 중심과 실질적으로 나란히 정렬되어지게 병진 변위를 통하여 제1 위치에서 제2 위치로 위치잡기 수단(15)을 변위시키도록 배치되어진다.
이 제2 위치에서 드릴 로드(33)는 로터 장치(13)의 중심에 위치되는 선행 드릴 로드(도시되지 않음)에 부착될 수 있다. 변위 장치(35)는 그래서 단지 1 자유도를 갖는 병진 변위, 즉 단지 직선 라인 또는 축을 따라 제1 위치에서 제2 위치로 위치잡기 수단(15)을 변위시키도록 배치된다.
그래서 변위 장치(35)는 병진 변위를 통하여 제1 비-중심 위치(a first, non-centralized, position)에서 제2 중심 위치(a second, centralized, position)로 위치잡기 수단(15)을 변위시키도록 배치되어진다. 비-중심 위치에서 위치잡기 수단(15)에 의해 위치된 드릴 로드의 길이 축(B)은 드릴 홀 축(A)/로터 장치(13)의 중심과 나란히 정렬되어 있지 않다. 중심 위치에서 위치잡기 수단(15)에 의해 위치된 드릴 로드의 길이 축(B)은 드릴 홀 축(A)/로터 장치(13)의 중심과 나란히 정렬되어 있다. 위치잡기 수단(15)에 의해 위치된 드릴 로드의 길이 축(B)이 드릴 홀 축(A)/로터 장치(13)의 중심과 나란히 정렬되어 있을 때, 축들은 실질적으로 일치한다.
"병진 변위(translational displacement)"는 드릴 로드(33)의 모든 부분들이 동시에 같은 거리에 위치되는 것을 의미한다. 다른 말로 하면, 드릴 로드(33)의 회전이 일어나지 않는다. "병진 변위(Translational displacement)"는 또한 평행 변위 또는 평행 이동으로서 언급되어진다.
도 4a는 위치잡기 장치(5)를 사시적으로 예시하고, 도 4b는 위치잡기 장치(5)의 측면도이다. 도면에 위치잡기 수단(15)과 변위 장치(35)가 예시되어 있다.
도 4a에서 위치잡기 수단(15)은 세장(細長)된 접시(an elongated tray)로 형성되고, 세장된 접시 에 의해 위치되고 지지되는 드릴 로드와 실질적으로 평행인 길이 축을 갖는다. 세장된 접시의 길이 축은 또한 공급 빔(7)(도 4a에 도시되지 않음)과 실질적으로 평행하다. 세장된 접시는 세장된 접시에 위치되는 드릴 로드(33)와 연속적으로 접촉하야 있도록 배치된다. 드릴 로드(33)로 향하여 배치되는 세장된 접시의 표면은 드릴 로드(33)가 자동적으로 세장된 접시에서 중심에 있게 오목한 형상 또는 V-형상일 수 있다. 세장된 접시는 연속적이거나 또는 많은 갭을 가지고 제공된다.
일실시 예(도시되지 않음)에서 위치잡기 수단915)은 드릴 로드(33)를 위치시키도록 함께 배치되는 다수의 분명한 지지점/오목부(a plurality of distinct support points/dimples)를 포함한다. 드릴 로드(33)는 다수의 분명한 지지점에 의해 다수의 다른 지지점들로 지지되어진다. 예들 들어, 2-5 지지점들이 사용될 수 있다. 대안적으로 6-50과 같은 더 큰 양의 지지점이 사용되어진다.
일실시 예(도시되지 않음)에서, 위치잡기 수단(15)은 드릴 로드(33)를 위치시키도록 함께 배치되는 다수의 돌출하는 가장자리(projecting edges) 들을 포함한다. 그런 돌출하는 가장자리들은 드릴 로드(33)를 위치/지지하도록 균일하게 또는 비-균일로 분포되어질 수 있다. 그런 가장자리들은 직선이거나 또는 V-형상 또는U-형상을 가질 수 있고, 그것에 의해 하나의 방사상 방향 이상으로 드릴 로드(33)를 위치시키도록 배치되어진다.
일실시 예(도시되지 않음)에서, 위치잡기 수단(15)은 사다리처럼 형성된다. 사다리 형상 위치잡기 수단(15)은 사다리의 가로대(rungs) 및/또는 사다리의 세장된 지지부를 통하여 드릴 로드(33)를 지지한다.
일실시 예(도시되지 않음)에서, 위치잡기 수단(15)은 하나 이상의 파지 수단(gripping organs)처럼 형성된다. 일실시 예(도시되지 않음)에서, 위치잡기 수단(15)은 그물망처럼 형성된다.
일부 실시 예들에서, 위치잡기 수단(15)의 길이는 그것의 길이의 실질적인 부분을 따라 드릴 로드(33)를 위치시키고 지지하도록 하는 치수로 되어 있다. 위치잡기 수단(15)은 그래서 예들 들어 적어도 1미터, 적어도 2미터 또는 3미터이다. 위치잡기 수단(15)은 어떤 길이, 예를 들어 2-9미터의 길이를 가진, 드릴 로드(33)를 지지하도록 배치될 수 있다. 그래서 위치잡기 수단(15)은 드릴 로드(33) 길이의 적어도 50%를 따라 드릴 로드(33)를 지지하도록 배치될 수 있다. 일부 실시 예에서, 위치잡기 수단(15)은 그것의 길이의 적어도 30%, 40%, 50%, 60% 또는 70%를 따라 드릴 로드(33)를 지지하도록 배치될 수 있다. 이것에 의해 다른 길이의 드릴 로드(33)는 균형 잡힌 방법으로 위치되어 지지될 수 있다. 위치잡기 수단(15)의 폭은 다른 직경의 드릴 로드들이 위치되어 지지될 수 있게 예를 들어 5-40cm일 수 있다.
변위 장치(35)는 적어도 하나의 제1 부분(35a) 및 적어도 하나의 제2 부분(35b)을 포함한다. 도 4b에 예시된 실시 예에서, 변위 장치(35)는 4개의 제1 부분(35a) 및 4개의 제2 부분(35b)을 포함하고, 그러나 다른 실시 예들에서 변위 장치(35)는 예를 들어, 1개, 2개, 3개, 5개 또는 6개의 제1 부분(35a) 및 제2 부분(35b)을 포함한다.
제1 부분(35a)은 위치잡기 수단(15)에 연결되고, 제2 부분(35b)은 베이스 부분(11)에 연결된다.
도 4b실시 예에서, 변위 장치(35)는 적어도 하나의 작동장치(37) 및 각각 제1 부분(35a) 및 제2 부분(35b)을 가진 4개의 링크를 포함한다. 제1 부분(35a)은 위치잡기 수단(15)에 힌지되어지고, 그리고 제2 부분(35b)은 베이스 부분(11)에 힌지되어진다.
다시 말해서, 실시 예들이 예시되지는 않았지만, 변위 장치(35)는 링크 장치보다 다른 장치들과 함께 위치잡기 수단(15)을 변위시키도록 구성되어 있다. 변위 장치(35)는 그때 베이스 부분(11)과 위치잡기 수단(15) 사이에 배치된 하나 이상의 유압 또는 공압 실린더, 전기적 작동 장치, 레버 아암(lever arms) 또는 유사한 것을 포함한다.
도 4a, 4b에 도시된 것처럼 베이스 부분(11)의 왼쪽 부분에, 앞에서 논의된 로터 장치(13)는 도 3a 및 3b에 보이는 것처럼, 장착되어 배치된다.
도 5는 길이 축(B)을 가진 드릴 로드(33)를 위치시키도록 배치된, 위치잡기 수단(15)을 포함하는 위치잡기 장치(a positioning arrangement)(5), 그리고 위치잡기 수단(15)에 연결된 제1 부분(35a) 및 베이스 부분(11)에 연결 가능하게 있는 제2 부재(35b)를 가진 변위 장치(35)를 가진 드릴 홀 축(A)에 상대적으로 드릴 로드(33)를 위치시키기 위한 방법(100)을 예시하고 있다.
방법(100)은,
- 위치잡기 수단(15)에 의해 길이 축(B)을 가진 드릴 로드(33)를 위치시키고(101),
- 변위 장치(35)에 의해 드릴 로드(33)의 길이 축(B)이 제2 위치에서 드릴 홀 축(A)과 실질적으로 나란히 정렬되게, 병진 변위를 통하여 제1 위치에서 제2 위치로 위치잡기 수단(15)을 변위시키는 것(102)을 포함한다.
여기에 사용된 바와 같이, 용어 "포함하는(comprising)" 또는 "포함한다(comprises)" 것은 제한이 없는 것(open-ended)이고, 그리고 하나 이상의 명백한 형상(stated features), 구성요소(elements), 단계(steps), 부품 또는 기능(components or functions)들을 포함하고, 그러나 하나 이상의 다른 형상, 구성요소, 단계, 부품, 그것의 기능 또는 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니다.
1: 굴착장치
3: 로드 핸들링 장치
5: 위치잡기 장치
7: 공급 빔
7a: 제1 공급 빔 부분
7b: 제2 공급 빔 부분
9: 선형 가이드
9a: 제1 선형 가이드 부분
9b: 제2 선형 가이드 부분
11: 베이스 부분
13: 로터 장치
15: 위치잡기 수단
19: 풀리
21: 윈치 와이어
33: 드릴 로드
35: 변위 장치
A: 드릴 홀 축
B: 길이 축

Claims (8)

  1. 드릴 홀 축(A)에 상대적으로 드릴 로드(33)를 위치시키기 위한 위치잡기 장치(5)에 있어서,
    상기 위치잡기 장치(5)는,
    - 길이 축(B)을 가진 드릴 로드(33)를 위치시키도록 배치된 위치잡기 수단(15) 및
    - 위치잡기 수단(15)에 연결되어 있는 제1 부분(35a) 및 공급 빔(7)에 부착되어 배치된 베이스 부분(11)에 연결 가능하게 있는 제2 부분(35b)을 가진 변위 장치(35)를 포함하고,
    변위 장치(35)가, 위치잡기 수단(15)이 세장된 접시로 형성되어 있고, 그리고 위치잡기 수단(15)에 의해 위치된 드릴 로드(33)의 길이 축(B)이 제2 위치에서 드릴 홀 축(A)과 나란히 정렬되어지게, 병진 변위를 통하여 제1 위치에서 제2 위치로 위치잡기 수단(15)을 변위시키도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 위치잡기 장치(5).
  2. 제 1 항에 있어서,
    세장된 접시는 드릴 로드(33)가 위치잡기 수단(15)에 의해 위치되어질 때 드릴 로드 길이 축(B)에 평행으로 있는 길이 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 위치잡기 장치(5)
  3. 제 1 항에 있어서,
    변위 장치(35)가 세장된 접시의 길이 방향에 수직으로 있는 방향에서 드릴 로드(33)를 변위시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 위치잡기 장치(5).
  4. 제 1 항에 있어서,
    변위 장치(35)는 적어도 하나의 작동장치(37) 및 각각 제1 부분(35a) 및 제2 부분(35b)을 갖는 두 개 이상의 링크를 포함하고, 제1 부분(35a)은 위치잡기 수단(15)에 힌지되게 배치되고, 제2 부분(35b)은 베이스 부분(11)에 힌지되게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 위치잡기 장치(5).
  5. 로드 핸들링 장치(3)는,
    - 로터 장치(13),
    - 선형 가이드(9)를 가진 공급 빔(7),
    - 선형 가이드(9)에 슬라이드 가능하게 배치된 베이스 부분(11)을 포함하고,
    상기 로드 핸들링 장치(3)는 제1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 위치잡기 장치(5)를 포함하고,
    위치잡기 장치(5)는 베이스 부분(11)에 부착되는 것을 특징으로 하는 로드 핸들링 장치(3).
  6. 제 5 항에 있어서,
    공급 빔(7)은,
    - 제1 선형 가이드 부분(9a)을 가진 제1 공급 빔 부분(7a),
    - 제2 선형 가이드 부분(9b)을 가진 제2 공급 빔 부분(7b) 및
    - 힌지(17)를 포함하고,
    제2 공급 빔 부분(7b)은 힌지(17)를 통하여 제1 공급 빔 부분(7a)에 상대적으로 접힘 가능하게 있는 것을 특징으로 하는 로드 핸들링 장치(3).
  7. 굴착장치 (1)에 있어서,
    상기 굴착장치(1)는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 위치잡기 장치(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착장치(1)
  8. 길이 축(B)을 가진 드릴 로드(33)를 위치시키도록 배치된, 위치잡기 수단(15)을 포함하는 위치잡기 장치(5), 그리고 위치잡기 수단(15)에 연결된 제1 부분(35a) 및 베이스 부분(11)에 연결 가능하게 있는 제2 부재(35b)를 가진 변위 장치(35)를 가진 드릴 홀 축(A)에 상대적으로 드릴 로드(33)를 위치시키기 위한 방법(100)에 있어서,
    상기 방법(100)은,
    - 위치잡기 수단(15)에 의해 길이 축(B)을 가진 드릴 로드(33)를 위치시키고(101),
    - 변위 장치(35)에 의해 드릴 로드(33)의 길이 축(B)이 제2 위치에서 드릴 홀 축(A)과 나란히 정렬되게, 병진 변위를 통하여 제1 위치에서 제2 위치로 위치잡기 수단(15)을 변위시키는 것(102)을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 로드(33)를 위치시키기 위한 방법(100).














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