KR20110116423A - Apparatus for driving kelly bar of rotary drilling rig - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로터리 드릴링 리그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로터리 드릴링 리그의 켈리 바를 구동하는 구동 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치는, 켈리 바 어셈블리를 장착하여 회전시키도록 원형 홀을 갖는 메인 기어; 메인 기어의 측면에서 맞물려, 드릴링 모터로부터의 회전력을 전달하는 피니언 기어; 피니언 기어의 기어축 하단에 연결되어 피니언 기어의 회전속도를 감지하는 로터리 인코더; 및 피니언 기어의 기어축 상단에 연결되어 로터리 인코더에서 감지되는 회전속도에 따라 피니언 기어의 회전속도를 조절하는 감속기를 포함한다.
본 발명에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치는 굴착 작업에 의한 감지 장치의 잦은 정비 및 파손을 방지할 수 있으며, 굴착 회전속도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a rotary drilling rig, and more particularly to a drive device for driving a kelly bar of a rotary drilling rig.
The kelly bar drive device of the rotary drilling rig according to the present invention comprises: a main gear having a circular hole for mounting and rotating the kelly bar assembly; A pinion gear engaged at the side of the main gear to transmit rotational force from the drilling motor; A rotary encoder connected to the bottom of the gear shaft of the pinion gear to sense a rotational speed of the pinion gear; And a speed reducer connected to the top of the gear shaft of the pinion gear to adjust the rotation speed of the pinion gear according to the rotation speed detected by the rotary encoder.
Kelly bar driving device of the rotary drilling rig according to the present invention can prevent the frequent maintenance and breakage of the sensing device by the excavation operation, there is an effect that can accurately and accurately measure the excavation rotation speed.
Description
본 발명은 로터리 드릴링 리그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로터리 드릴링 리그의 켈리 바를 구동하는 구동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary drilling rig, and more particularly to a drive device for driving a kelly bar of a rotary drilling rig.
일반적으로 로터리 드릴링 리그는 토목공사에서 지면보다 낮게 구멍을 파내는 굴착 장치로 정의되며, 지반의 구멍을 뚫는 작업 또는 암반을 부수거나 깨트려서 퍼내는 작업에 많이 사용된다. 지면으로부터 좁고 깊은 구멍을 형성하기 위해서는 켈리 바(kelly bar)라 불리우는 로드에 지면 또는 암반을 부수는 컷팅툴을 장착하고 로드를 회전시켜 지면으로부터 좁고 깊은 구멍을 형성한다.In general, rotary drilling rigs are defined as excavation devices that drill holes lower than the ground in civil engineering, and are widely used for drilling holes in the ground or for breaking or breaking rocks. To form a narrow and deep hole from the ground, a rod called a kelly bar is fitted with a cutting tool that breaks the ground or rock and the rod is rotated to form a narrow and deep hole from the ground.
한편, 종래에는 로터리 드릴링 리그는 켈리 바가 회전될 때의 회전속도, 즉 알피엠(revolution per minute; 이하, RPM이라고 함)을 측정하기 위하여 회전속도 감지 장치를 사용하고 있다. 예를 들어, 켈리 바를 회전시키는 구동 장치 내부에 있는 메인 기어(main gear)의 치형에 근접 센서를 설치하여 기어 잇수를 계산함으로써 회전수를 측정하는 장치가 있다.On the other hand, the rotary drilling rig conventionally uses a rotational speed sensing device to measure the rotational speed when the kelly bar is rotated, that is, revolution per minute (hereinafter referred to as RPM). For example, there is a device for measuring the rotation speed by installing a proximity sensor on the teeth of the main gear inside the drive device for rotating the kelly bar to calculate the number of gear teeth.
하지만, 굴착 작업으로 인하여, 근접 센서에 이물질이 부착되는 경우가 종종 발생하므로 잦은 정비가 필요하며, 심한 경우 근접 센서가 파손되는 문제점이 있다. 또한, 근접 센서의 설치 위치에 따라 측정되는 회전수가 달라지며, 근접 센서 자체로도 정확하고 정밀한 측정이 어려운 문제점이 있다. 나아가, RPM의 정확한 측정이 어려워 로터리 드릴링 리그의 굴착 회전속도를 정밀하게 제어하지 못하는 문제점이 있다.However, due to the excavation work, foreign matter is often attached to the proximity sensor, so frequent maintenance is required, and in some cases, the proximity sensor is broken. In addition, the number of rotations measured varies depending on the installation position of the proximity sensor, and there is a problem that accurate and precise measurement is difficult even with the proximity sensor itself. In addition, there is a problem that it is difficult to accurately measure the RPM and precisely control the excavation rotation speed of the rotary drilling rig.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해서 안출된 것으로, 중장비 작업인 굴착 작업에 의한 감지 장치의 잦은 정비 및 파손을 방지할 수 있는 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a kelly bar drive device of the rotary drilling rig that can prevent frequent maintenance and breakage of the sensing device by the excavation work, which is a heavy equipment work.
또한, 본 발명은 로터리 드릴링 리그의 굴착 회전속도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있는 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a kelly bar drive device of a rotary drilling rig which can accurately and accurately measure the excavation rotation speed of the rotary drilling rig.
또한, 본 발명은 로터리 드릴링 리그의 굴착 회전속도를 정확하고 정밀하게 제어할 수 있는 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a kelly bar drive device of a rotary drilling rig that can accurately and precisely control the excavation rotation speed of the rotary drilling rig.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, another problem to be solved by the present invention not mentioned here is apparent to those skilled in the art from the following description. Can be understood.
본 발명에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치는, 켈리 바 어셈블리를 장착하여 회전시키도록 원형 홀을 갖는 메인 기어; 메인 기어의 측면에서 맞물려, 드릴링 모터로부터의 회전력을 전달하는 피니언 기어; 피니언 기어의 기어축 하단에 연결되어 피니언 기어의 회전속도를 감지하는 로터리 인코더; 및 피니언 기어의 기어축 상단에 연결되어 로터리 인코더에서 감지되는 회전속도에 따라 피니언 기어의 회전속도를 조절하는 감속기를 포함한다.The kelly bar drive device of the rotary drilling rig according to the present invention comprises: a main gear having a circular hole for mounting and rotating the kelly bar assembly; A pinion gear engaged at the side of the main gear to transmit rotational force from the drilling motor; A rotary encoder connected to the bottom of the gear shaft of the pinion gear to sense a rotational speed of the pinion gear; And a speed reducer connected to the top of the gear shaft of the pinion gear to adjust the rotation speed of the pinion gear according to the rotation speed detected by the rotary encoder.
또한, 본 발명의 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치는, 로터리 인코더가 안착되도록 하방으로 돌출된 캡 형상을 이루며, 로터리 인코더를 외부로부터 밀폐하여 보호하는 인코더 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the kelly bar driving device of the rotary drilling rig of the present invention is characterized in that it further comprises an encoder cover to form a cap shape projecting downward so that the rotary encoder is seated, to seal and protect the rotary encoder from the outside.
또한, 본 발명의 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치는, 피니언 기어의 기어축과 로터리 인코더 사이에 연결되어, 감지되는 회전속도를 일정 비율로 증가시키는 증속기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the kelly bar drive device of the rotary drilling rig of the present invention is characterized in that it further comprises an increaser connected between the gear shaft of the pinion gear and the rotary encoder, increasing the sensed rotational speed at a constant rate.
또한, 본 발명의 증속기는, 피니언 기어의 기어축과 일직선상에 연결되는 제1 증속 기어와, 제1 증속 기어와 맞물려 제1 정배속으로 회전속도를 증가시키는 제2 증속 기어와, 제2 증속 기어와 맞물리며 로터리 인코더와 일직선상으로 연결되어 제2 정배속으로 회전속도를 증가시키는 제3 증속 기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the speed increaser of the present invention includes a first speed increase gear connected in line with a gear shaft of the pinion gear, a second speed increase gear that meshes with the first speed increase gear to increase the rotational speed at a first constant speed, and a second speed increase And a third speed increasing gear meshed with the gear and connected in series with the rotary encoder to increase a rotation speed at a second constant speed.
또한, 본 발명의 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치는, 로터리 인코더로부터 감지되는 회전속도가 미리 설정된 회전속도와 다른 경우, 설정된 회전속도로 조절하는 회전속도 제어신호를 감속기로 전송하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the kelly bar driving apparatus of the rotary drilling rig of the present invention, if the rotation speed detected from the rotary encoder is different from the preset rotation speed, further includes a control unit for transmitting a rotation speed control signal for adjusting to the set rotation speed to the reducer Characterized in that.
또한, 본 발명의 제어부는, 감지되는 회전속도가 과부하 회전속도 이상인 경우, 감속기로 인터록 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit of the present invention, characterized in that for transmitting the interlock signal to the reducer when the detected rotation speed is more than the overload rotation speed.
또한, 본 발명의 로터리 인코더는 상기 피니언 기어의 회전방향을 더 감지하며, 본 발명의 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치는, 감지되는 회전속도 및 회전방향을 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotary encoder of the present invention further detects the rotational direction of the pinion gear, the kelly bar driving device of the rotary drilling rig of the present invention, characterized in that it further comprises a display for displaying the detected rotational speed and rotational direction do.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치는 굴착 작업에 의한 감지 장치의 잦은 정비 및 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.By the means for solving the above problems, the kelly bar drive device of the rotary drilling rig according to the present invention has the effect of preventing frequent maintenance and damage of the sensing device by the excavation work.
또한, 본 발명에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치는 로터리 드릴링 리그의 굴착 회전속도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.In addition, the kelly bar driving device of the rotary drilling rig according to the present invention has the effect of accurately and precisely measuring the excavation rotation speed of the rotary drilling rig.
또한, 본 발명에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치는 로터리 드릴링 리그의 굴착 회전속도를 정확하고 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.In addition, the kelly bar driving device of the rotary drilling rig according to the present invention has the effect of accurately and precisely controlling the excavation rotation speed of the rotary drilling rig.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 드릴링 리그를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치의 측면 및 저면을 도시한 도면
도 3은 도 2의 (b)에서 a-a' 절취선으로 잘라서 본, 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치의 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예 따른 표시부에 표시되는 화면을 나타낸 도면이다.1 is a view for explaining a rotary drilling rig according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view and a bottom view of a kelly bar drive device of a rotary drilling rig according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a cross-sectional view of the Kelly bar driving device of the rotary drilling rig according to the exemplary embodiment of the present invention, taken by cutting line aa 'in FIG.
4 is a view for explaining the control operation of the kelly bar drive device of the rotary drilling rig according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a screen displayed on a display unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. Specific matters including the problem to be solved, the solution to the problem, and the effects of the present invention as described above are included in the following embodiments and the drawings. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 드릴링 리그를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a rotary drilling rig according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 로터리 드릴링 리그(1000)는 베이스 머신(base machine;100), 마스트(mast;200), 제1 윈치(first winch;300), 켈리 바 어셈블리(400), 제2 윈치(second winch;500) 및 켈리 바 구동 장치(600)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the
베이스 머신(100)은 제1 윈치(300), 켈리 바 어셈블리(400), 제2 윈치(500), 켈리 바 구동 장치(600) 등에 유체압력을 제공 또는 회수하고 마스트(200)를 이송하는 역할 및 작업자가 로터리 드릴링 리그(1000)의 모든 기능을 제어할 수 있는 제어 부스(control booth)를 포함한다.The
마스트(200)는 베이스 머신(100)에 결합된다. 본 발명의 일실시예에서, 마스트(200)는 지면에 대하여 수직한 방향으로 세워진 기둥 형상을 갖는다. 마스트(200)는 베이스 머신(100)에 연결된 유압 실린더(110)의 실린더 로드(115)와 결합되어 지면에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 기둥 형상을 갖는 마스트(200)는 후술될 켈리 바 어셈블리(400)를 업-다운시키기 위한 가이드 레일(210)을 갖고, 마스트(200)에는 제1 도르래(220) 및 제2 도르래(230)가 배치된다.The
제1 도르래(220)는 마스트(200)의 상단에 고정된 브래킷(215)에 2 개가 설치되고, 제2 도르래(230)는 제1 도르래(220)의 하단부에 배치된다. 제2 도르래(230)는 마스트(200)에 직접 설치된다. 제1 도르래(220)는 제1 회전축(225)을 중심으로 회전되고, 제2 도르래(230)는 제2 회전축(235)를 중심으로 회전된다. Two
제1 윈치(300)는 마스트(200)의 하단부에 고정된다. 제1 윈치(300)에는 제1 와이어(310)가 권취되어 있고, 제1 와이어(310)는 제1 도르래(220)에 걸쳐진다. 제1 와이어(310)의 단부는 후술될 켈리 바 어셈블리(400)와 연결되며, 켈리 바 어셈블리(400)는 제1 와이어(310)에 대하여 독자적으로 회전할 수 있도록 힌지 연결 구조를 갖는다. The
제2 윈치(500)는 마스트(200)의 하단부에 고정되며, 제2 윈치(500)는 제2 와이어(510)를 권취한다. 제2 와이어(510)는 제2 회전축(235)을 갖는 제2 도르래(230)에 걸쳐진다. The
켈리 바 구동 장치(600)는 마스트(200)의 가이드 레일(210)에 슬라이드 가능하게 배치된다. 켈리 바 구동 장치(600)는 가이드 레일(210)을 따라서 업-다운된다. 켈리 바 구동 장치(600)가 가이드 레일(210)을 따라서 업-다운 될 수 있도록 켈리 바 구동 장치(600)에는 제2 도르래(230)에 걸쳐진 제2 와이어(230)가 결합된다. 또한, 켈리 바 구동 장치(600)는 원형 홀을 갖는 메인 기어를 포함하고, 켈리 바 어셈블리(400)가 결합된다. 켈리 바 어셈블리(400)는 복수의 켈리 바로 구성되며, 켈리 바 어셈블리(400)의 하단부에는 굴착을 수행하는 커팅 유닛(470)이 배치된다.The kelly
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치의 측면 및 저면을 도시한 도면으로서, (a)는 켈리 바 구동 장치의 측면도이고 (b)는 켈리 바 구동 장치의 저면도이다. 도 3은 도 2의 (b)에서 a-a' 절취선으로 잘라서 본, 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치의 단면도이다. 2 and 3 are views for explaining a Kelly bar driving apparatus of a rotary drilling rig according to an embodiment of the present invention. Specifically, Figure 2 is a view showing the side and bottom of the kelly bar drive device of the rotary drilling rig according to an embodiment of the present invention, (a) is a side view of the kelly bar drive device (b) is a kelly bar drive Bottom view of the device. 3 is a cross-sectional view of the Kelly bar driving apparatus of the rotary drilling rig according to an embodiment of the present invention, cut out by the line a-a 'in FIG.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 켈리 바 구동 장치(600)는 메인 기어(610), 피니언 기어(620), 로터리 인코더(630) 및 감속기(640)를 포함한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the kelly
메인 기어(610)는 켈리 바 어셈블리(도 1의 도면부호 400)를 장착하여 회전시키도록 원형 홀을 갖는다. 즉, 메인 기어(610)는 켈리 바 어셈블리의 외주면을 따라 링 형상으로 형성되어 켈리 바 어셈블리를 구성하는 켈리 바를 회전 구동시켜 켈리 바 어셈블리가 굴착 동작을 하게 한다. 이와 같이, 실질적으로 굴착 동작을 하는 켈리 바 어셈블리와, 이와 인접하고 있는 메인 기어(610)에 회전속도 감지 장치를 직접 설치하면 정확한 회전속도를 감지할 수 있으나, 그 구조상 회전축 상에 회전속도 감지 장치를 설치하기가 용이하지 않으며, 앞서 언급한 바와 같이 굴착 작업으로 인한 흙 또는 암석의 파편 등이 회전속도 감지 장치에 튀거나 부착되어 잦은 정비와 파손의 우려가 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서는 상기 사항들을 고려하여 피니언 기어(620)의 기어축 상에 로터리 인코더(630)를 설치한다. 이에 관한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.The
피니언 기어(620)는 메인 기어(610)의 측면에서 맞물려, 드릴링 모터(650)로부터의 회전력을 전달한다. 본 발명의 일실시예에 따른 켈리 바 구동 장치(600)는 그 구조적 특성으로 인해 드릴링 모터(650)를 메인 기어(610)와 동일 회전축에 배치할 수 없다. 따라서, 드릴링 모터(650)는 메인 기어(610)와 팽행하는 회전축 상에 배치되며, 피니언 기어(620)에 의해 회전력을 메인 기어(610)로 전달한다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이 드릴링 모터(650), 피니언 기어(620) 및 감속기(640)는 동일 또는 유사한 구조의 한 쌍으로 설치되어 메인 기어(610)로 충분한 회전력을 제공한다. 한편, 로터리 인코더(630)는 한 쌍 중 일방의 피니언 기어(620)에 설치하는 것으로 충분하다.
로터리 인코더(630)는 피니언 기어(620)의 기어축 하단에 연결되어 피니언 기어(620)의 회전속도를 감지한다. 로터리 인코더(630)는 회전속도 감지 장치의 한 종류로서, 전기모터나 엔진의 회전각도 또는 회전속도를 측정할 때 사용되는 대표적인 센서이다. 또한, 인크리멘털(incremental)형 로터리 인코더는 축이 일정량의 각도를 회전할 때마다 펄스를 발생한다. 즉, 펄스 수를 셈으로써 축의 각도를 검출할 수 있는 것이다. 앱솔루트(absolute)형 로터리 인코더는 몇 가닥의 신호선에 의하여 축의 절대위치를 검출할 수 있다. 이와 같이, 메인 기어(610)와 연동하는 피니언 기어(620)와, 피니언 기어(620)의 기어축 상에 직접 연결하여 피니언 기어(620)의 회전에 연동하여 펄스를 발생시키는 로터리 인코더(630)를 사용함으로써, 정확하고 신뢰성 있는 회전속도를 감지할 수 있다. 또한, 이물질의 부착 등의 영향을 받지 않는 위치에 장착됨으로써, 정비 및 파손의 위험을 방지할 수 있다.The
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 켈리 바 구동 장치(600)는, 로터리 인코더(630)가 안착되도록 하방으로 돌출된 캡 형상을 이루며, 로터리 인코더(630)를 외부로부터 밀폐하여 보호하는 인코더 커버(631)를 더 포함하는 것이 가능하다. 본 발명의 일실예에 따른 로터리 드릴링 리그는 공사 현장 등 외부의 위험요소에 항상 노출되는 환경에서 사용되므로, 인코더 커버(631)를 구비함으로써 로터리 인코더(630)의 파손 위험을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 한편, 로터리 인코더(630)는, 로터리 인코더(630)를 연결하기 위한 인코더 어댑터(632)와, 로터리 인코더(630)를 장착하기 위한 토대를 이루는 인코더 베이스(633)에 의해 피니언 기어(620)의 하단에 용이하게 설치된다.In addition, the kelly
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치(600)는, 피니언 기어(620)의 기어축과 로터리 인코더(630) 사이에 연결되어, 감지되는 회전속도를 일정 비율로 증가시키는 증속기(660)를 더 포함하는 것이 가능하다. 로터리 인코더(630)는 1분간 최대 10000펄스(회전수)를 감지할 수 있는 감지 장치로서, 피니언 기어(620)의 회전속도를 정배수로 증속하면 회전속도를 보다 정밀하게 감지할 수 있다. 즉, 짧은 순간의 회전속도 변화도 이를 세분화하여 잘 감지해낼 수 있다.In addition, the kelly
이와 같은 증속기(660)는, 피니언 기어(620)의 기어축과 일직선상에 연결되는 제1 증속 기어(661)와, 제1 증속 기어(661)와 맞물려 제1 정배속으로 회전속도를 증가시키는 제2 증속 기어(662)와, 제2 증속 기어(662)와 맞물리며 로터리 인코더(630)와 일직선상으로 연결되어 제2 정배속으로 회전속도를 증가시키는 제3 증속 기어(663)로 구비함으로써, 용이하게 구성할 수 있다. 이때, 제1 정배속이 3배속이고 제2 정배속이 3배속인 경우, 전체 정배속은 9배속이 된다. 이에 따라, 로터리 인코더(630)는 9배로 회전속도 감지 기능을 향상시킬 수 있다.The
감속기(640)는 피니언 기어(620)의 기어축 상단에 연결되어 로터리 인코더(630)에서 감지되는 회전속도에 따라 피니언 기어(620)의 회전속도를 조절한다. 감속기(640)는 드릴링 모터(650)의 하단에 연결되어 드릴링 모터(650)로부터 피니언 기어(620)로 전달 회전속도를 조절한다. 이때, 본 발명의 일실시예에서는 로터리 인코더(630)에서 감지되는 회전속도를 이용하여 감속기(640)를 제어하는 것이 가능하다. 이에 따라, 본 발명의 일실시예에서는 로터리 드릴링 리그의 굴착 회전속도, 즉 RPM을 정확하고 정밀하게 제어할 수 있다. 이에 관한 보다 상세한 설명은 이후 도 4 및 도 5를 통하여 설명하기로 한다.The
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치의 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the control operation of the kelly bar drive device of the rotary drilling rig according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치(600)는 로터리 인코더(630), 감속기(640)에 더하여 제어부(670) 및 표시부(680)를 포함한다. 도 4에서 제어부(670) 및 표시부(680)는 그 기능을 블록화하여 표시하고 있으나, 실질적인 구성을 제어 부스에 설치되는 컴퓨터 및 모니터로 구현하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명에 따른 켈리 바 구동 장치는, 도 1 내지 도 4에 도시된 켈리 바 구동 장치(600)에 한정되지 않으며, 켈리 바를 구동하기 위해 유기적으로 구성되는 구성 요소들을 모두 아울러서 일컫는 것으로 정의된다.As shown in FIG. 4, the Kelly
로터리 인코더(630)는 회전속도 감지 신호를 발생시킨다.The
제어부(670)는 회전속도 감지 신호를 토대로 하여 감속기(640) 제어신호를 생성하여 출력한다. 그 일례로, 제어부(670)는 로터리 인코더(630)로부터 감지되는 회전속도가 미리 설정된 회전속도와 다른 경우, 설정된 회전속도로 조절하는 회전속도 제어신호를 감속기(640)로 전송하는 것이 가능하다. 이에 따라, 미리 설정된 회전속도에 벗어나지 않는 정속 굴착 작업을 행할 수 있다. 또한, 사용자가 원하는 회전속도를 설정하여 이 회전속도로 실제 회전속도를 조절할 수 있다.The
또한, 감지되는 회전속도가 과부하 회전속도 이상인 경우, 감속기(640)로 인터록(interlock) 신호를 전송하는 것이 가능하다. 이에 따라, 감속기(640)는 저속 동작 또는 정지 동작을 행함으로써, 과부하에 의한 로터리 드릴링 리그의 파손을 방지할 수 있다. In addition, when the detected rotation speed is greater than the overload rotation speed, it is possible to transmit an interlock signal to the
이와 같이, 제어부(670)는 감지 신호에 의해 정확하고 정밀한 제어 동작을 행할 수 있는 한편, 다양한 회전속도 제어 동작을 행할 수 있다. In this way, the
표시부(680)는 감지되는 회전속도 및 회전방향을 표시한다. 여기서, 로터리 인코더(630)는 피니언 기어(620)의 회전방향을 감지할 수 있으며, 회전속도 감지 신호에 더하여 회전방향 감지 신호도 함께 전송한다. 따라서, 표시부(680)에 표시되는 회전속도 및 회전방향에 관한 정확한 정보를 사용자가 잘 활용할 수 있다. 예컨대, 우천시 또는 안개가 심하여 시야 확보가 곤란한 경우에도 사용자는 표시부(680)를 통해 회전속도 및 회전방향에 관한 정보를 정확하게 확인할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 일실시예 따른 표시부에 표시되는 화면을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 5의 (a)는 표시부에 RPM으로 표시되는 회전속도 정보를 나타낸 것이다. 도 5의 (a)에서는 회전속도에 관한 정보만을 표시하고 있으나, 이에 더하여 회전방향에 관한 정보도 함께 표시하는 것도 가능하다. 또한, 도 5의 (b)는 로터리 인코더의 회전속도값, RPM 변화값, 감속비 등을 설정하여 메인 기어의 회전수를 조정하는 화면으로써, 이는 제어부의 제어 동작에 의해 설정 가능하다.5 is a diagram illustrating a screen displayed on a display unit according to an exemplary embodiment of the present invention. Specifically, Figure 5 (a) shows the rotational speed information displayed in RPM on the display unit. In FIG. 5A, only information on the rotational speed is displayed, but information about the rotational direction may also be displayed. In addition, Figure 5 (b) is a screen for adjusting the rotation speed of the main gear by setting the rotation speed value, RPM change value, deceleration ratio of the rotary encoder, which can be set by the control operation of the controller.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it is to be understood that the technical structure of the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modifications derived from an equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 베이스 머신
110 : 유압 실린더
115 : 실린더 로드
200 : 마스트
210 : 가이드 레일
215 : 브래킷
220 : 제1 도르래
225 : 제1 회전축
230 : 제2 도르래
235 : 제2 회전축
300 : 제1 윈치
310 : 제1 와이어
400 : 켈리 바 어셈블리
470 : 커팅 유닛
500 : 제2 윈치
510 : 제2 와이어
600 : 켈리 바 구동 장치
610 : 메인 기어
620 : 피니언 기어
630 : 로터리 인코더
631 : 인코더 커버
632 : 인코더 어댑터
633 : 인코더 베이스
640 : 감속기
650 : 드릴링 모터
660 : 증속기
661 : 제1 증속 기어
662 : 제2 증속 기어
663 : 제3 증속 기어
670 : 제어부
680 : 표시부
1000 : 로터리 드릴링 리그100: base machine
110: hydraulic cylinder
115: cylinder rod
200: mast
210: guide rail
215: bracket
220: first pulley
225: first rotating shaft
230: second pulley
235: second axis of rotation
300: first winch
310: first wire
400: Kelly Bar Assembly
470: cutting unit
500: second winch
510: second wire
600: Kelly Bar Drive Unit
610: main gear
620: Pinion Gear
630: Rotary Encoder
631: Encoder Cover
632: Encoder Adapter
633: Encoder Base
640: reducer
650: Drilling Motor
660 gearbox
661: first speed gear
662: second speed gear
663: third speed gear
670: control unit
680: display unit
1000: Rotary Drilling Rig
Claims (7)
상기 메인 기어의 측면에서 맞물려, 드릴링 모터로부터의 회전력을 전달하는 피니언 기어;
상기 피니언 기어의 기어축 하단에 연결되어 상기 피니언 기어의 회전속도를 감지하는 로터리 인코더; 및
상기 피니언 기어의 기어축 상단에 연결되어 상기 로터리 인코더에서 감지되는 회전속도에 따라 상기 피니언 기어의 회전속도를 조절하는 감속기;
를 포함하는 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치.A main gear having a circular hole for mounting and rotating the kelly bar assembly;
A pinion gear engaged with the side of the main gear to transmit rotational force from the drilling motor;
A rotary encoder connected to a lower end of the gear shaft of the pinion gear to sense a rotational speed of the pinion gear; And
A speed reducer connected to an upper end of a gear shaft of the pinion gear to adjust a rotation speed of the pinion gear according to a rotation speed detected by the rotary encoder;
Kelly bar drive of the rotary drilling rig comprising a.
상기 로터리 인코더가 안착되도록 하방으로 돌출된 캡 형상을 이루며, 상기 로터리 인코더를 외부로부터 밀폐하여 보호하는 인코더 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치.The method of claim 1,
Kelly bar driving device of the rotary drilling rig to form a cap shape protruding downward so that the rotary encoder is seated, and to seal and protect the rotary encoder from the outside.
상기 피니언 기어의 기어축과 상기 로터리 인코더 사이에 연결되어, 상기 감지되는 회전속도를 일정 비율로 증가시키는 증속기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치.The method according to claim 1 or 2,
And a speed increaser connected between the gear shaft of the pinion gear and the rotary encoder to increase the sensed rotational speed by a predetermined ratio.
상기 증속기는,
상기 피니언 기어의 기어축과 일직선상에 연결되는 제1 증속 기어와, 상기 제1 증속 기어와 맞물려 제1 정배속으로 회전속도를 증가시키는 제2 증속 기어와, 상기 제2 증속 기어와 맞물리며 상기 로터리 인코더와 일직선상으로 연결되어 제2 정배속으로 회전속도를 증가시키는 제3 증속 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치.The method of claim 3,
The decelerator,
A first speed increasing gear connected in series with the gear shaft of the pinion gear, a second speed increasing gear meshed with the first speed increasing gear to increase a rotation speed at a first constant speed, and engaged with the second speed increasing gear; And a third speed increase gear connected in series with the encoder to increase the rotational speed at a second constant speed.
상기 로터리 인코더로부터 감지되는 회전속도가 미리 설정된 회전속도와 다른 경우, 상기 설정된 회전속도로 조절하는 회전속도 제어신호를 상기 감속기로 전송하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치.The method of claim 1,
If the rotational speed detected from the rotary encoder is different from the preset rotational speed, the Kelly bar drive of the rotary drilling rig further comprises a control unit for transmitting a rotational speed control signal for adjusting to the set rotational speed to the reducer Device.
상기 감지되는 회전속도가 과부하 회전속도 이상인 경우, 상기 제어부는 상기 감속기로 인터록 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치.The method of claim 5,
And the controller transmits an interlock signal to the speed reducer when the detected rotation speed is equal to or greater than an overload rotation speed.
상기 로터리 인코더는 상기 피니언 기어의 회전방향을 더 감지하며,
상기 감지되는 회전속도 및 회전방향을 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 드릴링 리그의 켈리 바 구동 장치.The method of claim 1,
The rotary encoder further detects the rotation direction of the pinion gear,
Kelly bar driving device of the rotary drilling rig characterized in that it further comprises a display for displaying the detected rotation speed and direction of rotation.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100035826A KR20110116423A (en) | 2010-04-19 | 2010-04-19 | Apparatus for driving kelly bar of rotary drilling rig |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105502191A (en) * | 2015-12-16 | 2016-04-20 | 徐州燕大传动与控制技术有限公司 | Main pump displacement control method in main windlass confluence hoisting process of rotary drilling rig |
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- 2010-04-19 KR KR1020100035826A patent/KR20110116423A/en not_active Application Discontinuation
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