KR20200123387A - 드릴링 중에 드릴링 공구의 포지션을 결정하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

드릴링 중에 드릴링 공구의 포지션을 결정하는 장치 및 방법 상기 장치 (11) 는 회전하는 드릴링 공구 (8) 에 장착된 자기 소스 (13) 및 드릴링된 구멍 (2) 외측에 위치된 적어도 두개의 자력계들 (12) 를 포함한다. 회전하는 자기장의 감지 데이터는 포지션 연산 알고리즘 (21) 이 제공된 제어 유닛 (CU) 으로 자력계들로부터 전달된다. 제어 유닛에는 또한 자력계들 (25) 의 포지션 데이터 및 드릴링 공구 (27) 의 기준 포지션이 제공된다. 제어 유닛은 드릴링 공구가 기준 포지션에 있을 때에 그리고 새로운 포지션으로 이동될 때에 수신된 감지 데이터를 비교한다. 위상 각도들은 이때 감지 데이터로부터 검출된다. 알고리즘은 변경된 포지션을 연산할 때 자력계들 및 기준 지점의 위상 각도들 및 알려진 포지션들을 사용한다.

Description

드릴링 중에 드릴링 공구의 포지션을 결정하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING POSITION OF DRILLING TOOL DURING DRILLING}

본 발명은 암석 드릴링 중에 드릴링 공구의 위치를 결정하도록 구성되는 장치에 관한 것이다. 장치는 자기장 측정들을 사용한다.

본 발명은 추가로 개시된 장치가 제공된 암석 드릴링 리그 및 암석 드릴링 중에 드릴링 공구의 위치를 결정하기 위한 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

본 발명의 분야는 독립 청구항들의 서문에 보다 구체적으로 규정된다.

광산들 및 다른 작업 현장들에서 상이한 타입의 암석 드릴링 리그들이 암석 재료에 드릴 구멍들을 드릴링하기 위해 사용된다. 드릴링 리그는 드릴링 기계가 제공된 드릴링 유닛을 포함하고 드릴링 공구는 그것에 연결된다. 드릴링 중에 드릴링 공구는 상이한 힘들을 받게되고 이로써 드릴링 공구는 측면으로 그리고 계획된 드릴링 라인으로부터 멀리 이동할 수 있다. 이때 마무리된 드릴 구멍은 설계된 드릴 구멍으로부터 벗어나고 드릴링 이후에 절차들에 문제점을 발생시킬 수 있다. 따라서 상이한 디바이스들 및 방법들이 드릴링된 구멍들의 특성들을 검사하기 위해 개시된다. 그러나, 드릴링 중에 드릴 구멍의 감지 특성은 문제점이 많다. 드릴링 중에 드릴 구멍 내측의 조건들은 극도로 가혹하다. 이로써 드릴링 중에 드릴링 공구의 포지션을 트랙킹하기 위한 만족스런 해결책이 현재 공지되어 있지 않다.

본 발명의 목적은 드릴링 중에 드릴링 공구를 트랙킹하기 위한 새롭고 개선된 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 추가로 목적은 개시된 해결책을 실시하기 위한 그러한 장치 및 컴퓨터 프로그램이 구비된 암석 드릴링 리그를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 장치는 제 1 독립 장치 청구항의 특별한 특징부들을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 암석 드릴링 리그는 제 2 독립 장치 청구항의 특별한 특징부들을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 방법은 독립 방법 청구항의 특별한 특징부들을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램 제품은 제 3 독립 장치 청구항의 특별한 특징부들을 특징으로 한다.

개시된 해결책의 사상은 드릴링 공구의 포지션이 드릴링 프로세스 중에 모니터링되는 것이다.

해결책은 드릴링 공구의 측면 또는 측방향 포지션을 감지하기 위한 자기 트랙킹 시스템을 개시한다. 개시된 해결책에서 드릴링 공구의 포지션 감지는 자성에 기초된다.

장치는 회전하는 드릴링 공구에 장착되는 적어도 하나의 자기 소스를 포함한다. 추가로, 장치는 최소 단지 두개의 자력계들을 포함하고 자력계들은 드릴 구멍 내측에 위치된다. 회전하는 자기장의 감지 데이터는 자력계들로부터 포지션 연산 알고리즘이 제공된 제어 유닛으로 전송된다. 제어 유닛은 또한 연산을 위한 베이직 데이터가 제공되고, 베이직 데이터는 자력계들의 포즈 및 드릴링 공구의 기준 포지션의 포지션을 포함한다. 제어 유닛은 드릴링 공구가 기준 포지션에 있을 때에 그리고 새로운 포지션으로 이동될 때에 수신된 감지 데이터를 비교한다. 위상 각도들은 이때 감지 데이터로부터 검출된다. 위상 각도들이 기준 데이터와 감지 데이터 사이에 발생하지 않는다면, 이때 드릴링 공구는 그 포지션을 변경하지 않았다. 전형적으로 일부 포지션 변경이 발생하고, 알고리즘은 변경된 포지션을 연산할 때에, 검출된 위상 각도들, 자력계들의 알려진 포즈들 및 기준 지점의 알려진 포지션을 사용할 수 있다.

개시된 해결책의 이점은 보어홀의 헤딩을 결정하도록 다운홀 기기들을 사용하는 것이 요구되지 않는다는 점이다. 추가의 이점은 개시된 해결책이 MWD (measurement-while-drilling) 해결책을 제공하고, 즉 측정들이 드릴 구멍들의 드릴링 중에 행해진다는 점이다.

자성에 기초된 개시된 시스템은 자기성 재료 또는 철 광석이 드릴링 공구의 회전하는 자기장의 감지를 방해하는 상황을 제외하고 모든 종류의 드릴링 환경들에 대해 적절하다.

추가의 이점은 자기장이 매우 긴 거리로부터 감지될 수 있다는 점이다. 드릴링된 암석 재료는 비균질할 수 있고 상이한 종류의 암석 재료 및 상이한 암석 품질을 포함할 수 있고 그럼에도 불구하고 감지는 개시된 해결책이 사용될 때에 방해받지 않는다.

자력계들이 검사된 드릴 구멍의 외측에 위치되기 때문에, 자력계들의 포지션닝은 용이하고 빠르게 행해지고, 추가로 자력계들의 포지션들로서 선택될 많은 선택적인 위치들이 존재한다.

해결책은 또한 값비싼 재설계가 드릴링 장비를 위해 행해질 필요가 없기 때문에 비용이 덜든다. 하나 이상의 자기 소스들을 드릴링 공구에 제공하는 것은 충분하고 단지 기존의 드릴링 공구들에 단지 작은 변경들 또는 추가분을 요구한다. 심지어 기존의 드릴링 구성요소들에 자석들을 개장하는 것이 가능할 수 있다.

추가로, 개시된 해결책은 단지 두개의 자력계들을 최소로 요구하고, 이로써 상대적으로 비싼 자력계들의 수가 제한되고 장치는 값싸게 될 수 있다.

실시형태에 따르면, 언급된 기준 데이터가 실제 드릴링을 개시하기 전에 생성된다. 이때 자기 소스를 갖는 드릴링 공구는 원하는 드릴 구멍 포지션에 포지션닝되고 원하는 드릴 구멍 방향에 따라 정렬된다. 드릴 구멍 포지션 및 방향은 드릴링 패턴 또는 굴착 플랜에서 사전 결정될 수 있다. 드릴링 공구의 포지션은 언급된 기준 지점으로서 사용될 수 있는 데, 왜냐하면 그 포지션은 암석 드릴링 리그에 의해 정확하게 공지되기 때문이다. 드릴링 유닛은 암석 표면에 대해 지지될 수 있고 드릴링 공구는 그 드릴링 축선 주위로 회전한다. 회전하는 스피드는 실제 드릴링에서 사용되는 것과 동일할 수 있다. 회전하는 스피드는 암석 드릴링 리그의 센서들에 의해 검출된다.

실시형태에 따르면, 언급된 기준 데이터는 실제 드릴링이 이미 개시된 후에조차 임의의 시간 경우에 생성될 수 있다. 그러나, 또한 이러한 경우에 드릴링 공구 및 자기 소스의 포지션은 기준 지점으로 사용되도록 검출가능할 필요가 있다.

실시형태에 따르면, 드릴링 공구의 회전 속도는 최초 기준 측정 및 실제 측정에서 동일하거나, 또는 대안적으로, 변경된 회전 스피드는 위상 각도들의 결정에 고려된다. 환언하면, 회전 스피드는 일정하게 유지되거나, 또는 제어 유닛은 가능한 한 변경된 회전 스피드를 보상하여 기준 감지 데이터 및 실제 감지 데이터의 보상이 가능하다.

실시형태에 따르면, 자력계들에 의해 감지된 자기 플럭스는 드릴링 공구의 회전 각도의 함수로 검사된다. 따라서, 검사는 시간의 함수로 실행되지 않는다.

실시형태에 따르면, 제어 유닛은 검출된 위상 각도들 및 자력계들의 입력 포지션들 및 자기 소스의 기준 포지션에 기초하여 드릴링 공구의 포지션에 대한 2차원 (2D) 데이터를 연산하도록 구성된다. 환언하면, 제어 유닛은 드릴링 축선에 대해 횡방향으로 포지션 변경들을 연산한다. 제어 유닛은 2차원 평면에서의 상황을 검사할 수 있다.

실시형태에 따르면, 장치는 드릴링 공구에 장착된 임의의 전기 감지 디바이스들을 갖지 않는다. 이로써 어떠한 전기 감지 디바이스들도 드릴링 중에 드릴 구멍 내측에 드릴링 공구와 함께 삽입되지 않는다.

실시형태에 따르면, 장치는 로터리 드릴링 뿐반 아니라 타격 드릴링에서 실시될 수 있다. 추가로, 장치는 상단 해머 및 다운-더-홀 드릴링 해결책들과 연결하여 사용되는 데 적합하다. 개시된 해결책은 또한 표면 및 지하 드릴링에서 실시될 수 있다.

실시형태에 따르면, 포지션 데이터의 측정들 및 연산은 드릴링 중에 실시간으로 실행된다.

실시형태에 따르면, 제어 유닛은 단지 회전하는 자기장들을 고려하도록 구성되고 상기 회전하는 자기장들의 회전하는 스피드는 드릴링 공구의 회전 스피드에 상응한다. 이로써 가능한 한 다른 자기장들은 드릴링 공구의 회전하는 자기장을 얻고자 할 때에 필터링되고, 분리되고 가능하게 무시될 수 있다.

실시형태에 따르면, 검출된 교번하는 자기장의 주파수는 드릴링 공구의 회전 스피드와 동등하다.

실시형태에 따르면, 개시된 해결책은 드릴 구멍의 용도 및 방향과 무관하게 실시될 수 있다. 이때 개시된 측정은 하향으로 또는 상향으로 지향된 드릴 구멍들이 드릴링될 때에 수직인 드릴링을 위해 실행될 수 있다. 추가로, 측정은 또한 터널링의 페이스 드릴링에서와 같이 실질적으로 수평의 드릴링에 대해 적합하다.

실시형태에 따르면, 자력계들의 포지션들은 그들의 포지션 및 배향이 측정들을 개시하기 전에 결정되고 입력 제어 시스템으로 입력되는 한 자유롭게 선택될 수 있다.

실시형태에 따르면, 장치는 세개의, 네개의 또는 심지어 보다 많은 자력계들을 포함할 수 있다. 두개는 자력계들의 최소 수이다. 보다 많은 수의 자력계들을 실시할 때에, 측정들의 정확성은 몇개의 감지 결과들을 비교함으로써 확인될 수 있다. 이러한 실시형태는 또한 자기장들에 대한 장애를 발생시키는 이슈들이 발생하는 작업 현장들에서 작업할 때에 유용할 수 있다.

실시형태에 따르면, 제어 유닛에는 필요한 연산들을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품 또는 알고리즘이 제공된다. 연산 프로그램 또는 소프트웨어는 연산에서 삼각측량 및 삼각법을 실시한다.

실시형태에 따르면, 수신된 감지 데이터는 수신된 자기장 데이터의 최대 강도 값들을 결정함으로써 검사되고 그러한 피크 값에서 검사된 자력계에 대해 자기 소스의 상응하는 회전 각도가 검출된다. 추가로, 기준 감지 데이터와 임의의 새로운 감지 데이터 사이의 위상 각도는 검출된 최대 강도 값들 회전 각도들을 비교함으로써 결정된다. 환언하면, 이러한 실시형태는 감지된 피크 값들을 사용한다.

실시형태에 따르면, 제어 유닛은 기준 감지 데이터와 실제 감지 데이터 사이의 위상 차이를 검출하도록 구성된다. 위상 차이의 규모는 알려진 기준 포지션으로부터 자기 소스의 포지션의 변경의 규모를 나타낸다. 환언하면, 검출된 위상 차이의 규모는 위상 각도의 규모를 나타낸다. 위상 차이는 예를 들면 피크 값들을 검사함으로써 검출될 수 있다.

실시형태에 따르면, 제어 유닛은 감지된 자기장의 피크 값들을 검사함으로써 상기 언급된 위상 각도 및 위상 차이를 검출하거나 또는 검출하지 않을 수 있다. 대안적으로, 최소 강도 값들은 검출을 위해 사용될 수 있다.

실시형태에 따르면, 위상 각도들 및 위상 차이들을 결정하기 위한 추가의 대안예는 위상 차이 및 위상 각도를 검출하기 위한 감지 데이터를 연속적으로 모니터링하거나 또는 감지 데이터의 보다 많은 샘플을 분석하는 것이다. 이때 피크 또는 다른 단일한 값들이 검사될 뿐만 아니라, 대신에 분석이 보다 긴 시간 주기를 포함한다. 대안적으로, 하나보다 많은 파형 길이들이 검사될 수 있다. 분석은 연산의 모멘텀 전에 감지된 하나 이상의 파형 길이들을 고려한다. 위상 각도들의 연산은 신호 프로세싱 방법들에 기초될 수 있다. 대안적으로, 또는 뿐만 아니라, 수학적 분석, 예를 들면 벡터 대수 및 푸리에 변환이 위상 차이들 및 위상 각도들을 결정하기 위해 실시될 수 있다. 요약하면, 자력계들의 감지 데이터를 분석하기 위한 대안적인 방법들이 존재한다.

실시형태에 따르면, 자력계들은 드릴링된 드릴 구멍을 둘러싸는 암석 표면에 위치된다. 이때 표면에서 자력계들의 장착은 용이하고 신속하다.

실시형태에 따르면, 자력계들은 표면 레벨에 위치된다. 이때 자력계들과 제어 유닛 사이의 데이터 전달은 용이하게 마련된다. 추가로, 자력계들이 표면 장착될 때, 그것들은 가혹한 지하 환경들을 거치지 않는다. 이로써 측정을 위한 표준의 상업적으로 입수가능한 자력계들을 사용하는 것이 가능하다.

실시형태에 따르면, 자력계들은 수평의 또는 실질적으로 수평의 평면에 위치된다.

실시형태에 따르면, 자력계들의 알려진 포지션들 및 자기 소스의 기준 포지션은 자기 소스의 포지션 변경이 검사되는 2차원 평면을 규정한다. 포지션들은 X-Y 좌표들에 규정될 수 있다.

실시형태에 따르면, 드릴 구멍으로부터의 자력계들의 횡방향 거리들은 마무리된 드릴 구멍의 설계 깊이와 관련하여 선택된다. 거리들은 일반적으로 몇 미터이고, 예를 들면 10 - 20 미터까지일 수 있다.

실시형태에 따르면, 드릴 구멍으로부터 하나 이상의 자력계들의 횡방향 거리들은 특별한 경우에 상대적으로 작을 수 있다. 이때 하나 이상의 자력계들은 드릴 구멍 근처에 위치되지만, 임의의 방식으로, 드릴 구멍 외측에 위치될 수 있다.

실시형태에 따르면, 자력계들은 암석 드릴링 리그에 장착된다. 이때 자력계들은 예를 들면 캐리어 상에, 드릴링 붐에 또는 드릴링 유닛에 장착될 수 있다. 추가로, 자력계들은 아암들에 장착될 수 있어서 그것들은 드릴링 공구로부터 보다 큰 측방향 거리에 위치될 수 있다. 아암들로 인해 자력계들은 드릴링 공구 주위에 원하는 위치들에 포지션닝될 수 있다. 언급된 아암들은 이동가능할 수 있어서 드릴링 공구에 대한 포지션 및 거리는 변경될 수 있다. 아암들은 또한 인입된 운반 또는 저장 포지션 및 연장된 감지 또는 작동 포지션을 가질 수 있다.

실시형태에 따르면, 개시된 해결책은 세개의 성분들, x, y 및 z 성분들로 자기 플럭스를 감지할 수 있는 세개의 방향 자력계들을 사용한다. 자력계들의 포지션 및 배향이 측정 시스템에 의해 공지될 경우에, 이때 선택된 감지된 구성요소들은 위상 각도들을 결정할 때 검사될 수 있다.

실시형태에 따르면, 자기 소스의 포지션의 검출된 2차원 변경 뿐만 아니라 또한 제 3 치수가 포함된다. 따라서, 드릴링 깊이가 측정되고 검사에 포함된다. 이러한 방식으로 3차원 포지션 데이터가 생성될 수 있다. 드릴링 깊이는 또한 전진 거리로서 불리울 수 있다.

실시형태에 따르면, 전진된 거리에 대한 데이터는 장치의 외부에서 거리 감지 디바이스에 의해 생성된다. 드릴링 깊이를 감지하기 위한 몇개의 대안적인 방법들 및 원리들이 존재한다.

실시형태에 따르면, 거리 감지 디바이스는 암석 드릴링 리그의 드릴링 유닛에 장착된다. 드릴링 유닛은 드릴링 중에 드릴링 구성요소들을 조작하고 드릴링 유닛에 위치된 거리 감지 유닛이 드릴링 구성요소들의 피딩을 모니터링할 수 있다.

실시형태에 따르면, 거리 감지 디바이스는 드릴 비트와 드릴 구멍 개구 또는 마우스 (mouth) 사이의 거리를 결정하도록 구성된다.

실시형태에 따르면, 해결책의 목적은 드릴링 중에 드릴링 공구의 벤딩 및 드릴링된 구멍의 직선성에서의 발생된 편차들을 검출하는 것이다. 벤딩을 검출하도록, 상이한 드릴 구멍 깊이들에서의 몇개의 측정들이 실행되도록 요구된다. 이때 드릴링된 구멍 내측에 자기 소스의 상이한 전진 거리들에 위치된 몇개의 측정 지점들이 사용된다. 측정 지점들의 수 및 깊이는 선택된 경우마다 선택될 수 있다. 각각의 측정 지점에서 자력계들로부터 수신된 감지 데이터는 분석되고 포지션 데이터가 연산된다. 제어 유닛은 연산된 포지션 데이터를 비교하고 연산된 포지션 데이터에서 검출된 차이들에 기초하여 벤딩을 결정한다.

실시형태에 따르면, 벤딩에 대해 결정된 데이터는 암석 드릴링의 품질을 결정하고 마무리된 드릴 구멍의 품질을 결정할 때 실시된다.

실시형태에 따르면, 벤딩에 대해 결정된 데이터는 보정된 측정들을 개시하고 제어하기 위해 드릴링 중에 실시된다. 보정된 측정들은 방향 드릴링을 포함할 수 있고, 드릴링은 드릴링 공구 및 드릴링된 구멍의 검출된 벤딩을 보상하기 위해 적극적으로 스티어링된다. 추가의 가능한 실시예는 그것이 벤딩되도록 의도적으로 드릴링 공구를 스티어링하고, 이로써 원하는 비-선형 전진 프로파일 또는 측 프로파일을 갖는 드릴 구멍들을 생성하는 것이다.

실시형태에 따르면, 제어 유닛은 자기 소스의 변경된 포지션에 대한 좌표 데이터를 생성하도록 구성된다. 이때 제어 유닛에는 작업 현장 좌표계에서 자력계들 및 기준 포지션의 좌표들에 대한 데이터가 제공된다.

실시형태에 따르면, 상기 언급된 작업 현장 좌표계는 광산 좌표계 또는 프로젝트 좌표계일 수 있다.

실시형태에 따르면, 좌표들을 갖는 상기 언급된 포지션 데이터는 드릴링 플랜, 차징 플랜 또는 보강 플랜에 대해 작업 현장 좌표계를 통해 링크될 수 있다.

실시형태에 따르면, 제어 유닛은 페이스 표면에 대해 자기 소스의 입력 포지션 데이터에 응답하여 드릴링 공구의 페이스 표면의 포지션을 연산하도록 구성되고, 이로써 드릴링 공구의 포지션은 페이스 표면의 포지션으로서 검사된다.

실시형태에 따르면, 드릴링 공구의 상기 언급된 페이스의 포지션은 드릴링 위상 중에 드릴 구멍의 바닥의 포지션과 동등하다. 드릴 구멍 바닥의 포지션은 폭약들로 드릴링된 구멍을 차징할 때 특히 중요하다.

실시형태에 따르면, 제어 유닛에는 포지션 검출 알고리즘을 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들이 제공되고 상기 알고리즘의 실행은 자력계들의 수신된 감지 데이터 및 입력 기준 및 포지션 데이터에 응답하여 자기 소스의 포지션을 연산하도록 구성된다.

실시형태에 따르면, 언급된 포지션 검출 알고리즘, 컴퓨터 프로그램 제품 또는 소프트웨어는 연산에서 삼각측량 및 삼각법을 실시하도록 구성된다.

실시형태에 따르면, 제어 유닛은 감지된 자기장들의 강도를 비교하지 않고 포지션 결정을 실행하도록 구성된다.

실시형태에 따르면, 검출된 자기장의 강도는 자기 소스가 기준 지점 및 변경된 새로운 포지션에 존재할 때에 검출이 감지된 자기장들의 위상 각도들의 결정에 기초되기 때문에 포지션 검출에 대해 중요하지 않다. 회전하는 자기 소스는 상이한 포지션들에 위치된 자력계들에 의해 검출된 교번하는 자기장을 생성한다. 회전하는 자기장은 상이한 위상들로 자력계들과 정렬된다. 알려진 기준 지점으로부터 포지션 변경을 나타내는 적어도 두개의 위상 각도들이 감지될 때에, 이때 새로운 위치가 연산될 수 있다.

실시형태에 따르면, 자력계들은 드릴 구멍으로부터 상이한 거리들에 위치될 수 있고, 추가로, 드릴 구멍을 둘러싸는 암석 재료는 상이한 특성들을 가질 수 있다. 따라서 별개의 자력계들에 의해 검출된 자기장의 강도는 상이하다. 포지션 검출이 자기장의 강도가 아니라 위상 각도에 기초될 때에, 이때 암석 재료에서 자기장의 약화는 개시된 포지션닝 감지 절차에 영향을 주지 않는다. 실시형태에 따르면, 자기 소스는 영구 자석이다. 영구 자석은 비싸지 않고 드릴링 공구에의 그 장착은 상대적으로 간단하다.

실시형태에 따르면, 자기 소스는 전자석 또는 코일이다.

실시형태에 따르면, 자기 소스는 드릴링 공구의 말단 단부에 위치되는 드릴 비트에 장착된다.

실시형태에 따르면, 자기 소스는 드릴 로드 또는 튜브에 장착된다.

실시형태에 따르면, 자기 소스는 드릴 비트와 드릴 로드 또는 튜브 사이에 위치되는 어댑터 피스에 장착된다. 어댑터 피스는 하나 이상의 자기 소스들을 수용하기 위해 특별히 설계된 구성요소일 수 있다.

실시형태에 따르면, 자기 소스는 비-강자성 재료로 커버되거나 또는 둘러싸인다. 재료는 탄성의 재료일 수 있고 이로써 보호성 재료 층으로서 역할을 할 수 있다. 둘러싸는 재료는 작동 중에 자기 소스로 지향된 힘들을 댐핑할 수 있고 이로써 자기 소스의 수명을 길게 할 수 있다. 특히 타격 드릴링에서 댐핑 특성이 유용할 수 있다. 자기장은 비-강자성 재료를 통해 양호하게 관통한다.

실시형태에 따르면, 드릴링 공구 또는 그 드릴링 구성요소가 강자성 재료로 제조될 때에, 그것은 둘러싸는 비-강자성 충전 재료와 함께 자기 소스를 수용하기 위한 그 방사상 외부 표면 상에서 리세스를 포함할 수 이다. 특별한 어댑터 요소가 드릴 비트와 드릴 로드 또는 튜브 사이에 적용될 때에, 이때 어댑터는 스테인레스 강, 또는 또 다른 비-강자성 강 재료로 제조될 수 있다.

실시형태에 따르면, 개시된 장치 및 해결책은 이미 드릴링된 드릴 구멍들의 직선성을 검사하기 위해 실시될 수 있다. 이때 자기 소스를 갖는 드릴링 공구는 기준 데이터를 생성하기 위해 드릴 구멍의 마우스 개구에서와 같은 기준 위치에 처음 포지션닝된다. 이후에 드릴링 공구는 본 문서에 개시된 바와 같이 원하는 하나 이상의 드릴 구멍 깊이들에 대해 종방향으로 이동되고 드릴링 공구 및 자기 소스의 포지션의 변경이 연산된다.

실시형태에 따르면, 개시된 장치 및 해결책은 자기 소스의 절대 포지션들을 연산하지 않고 드릴 구멍 직선성의 검출 시에 실시될 수 있다. 연산된 포지션 좌표들 대신에 제어 유닛에는 실제 드릴링의 감지 데이터와 기준 데이터 사이의 위상 각도 또는 위상 차이의 최대 편차에 대해 제한 값이 제공될 수 있다. 제한 값이 초과할 때에 이때 드릴링이 종결되고, 경고 신호가 발생될 수 있거나 또는 보정된 측정들이 개시될 수 있다.

실시형태에 따르면, 개시된 측정 원리는 특별한 측정 수단과 연결하여 실시될 수 있다. 이때 자기 소스는 그 종방향 축선 주위로 회전하고 드릴 구멍 내측에 종방향으로 이동될 수 있는 측정기기, 프로브, 구성요소, 요소에 장착된다. 환언하면, 본 문서의 청구범위에 규정된 본 발명에 따르지 않은 특별한 실시형태는 임의의 드릴링 공구를 포함하지 않는다. 개시된 실시형태는 이미 드릴링된 드릴 구멍들의 직선성을 측정하기 위해 의도된 특별한 측정 디바이스일 수 있다.

상기 개시된 실시형태들은 요구되는 그러한 상기 특성들을 갖는 적절한 해결책들을 만들도록 조합될 수 있다.

일부 실시형태들은 첨부된 도면에서 보다 상세하게 설명된다.

도 1 은 암석 드릴링 리그의 개략적인 측면도이고,
도 2 는 개시된 장치의 구성요소들을 나타내는 개략적인 다이어그램이고,
도 3 은 드릴링 공구 및 자기 소스들이 제공된 그 구성요소들의 개략적인 측면도이고,
도 4 는 드릴 구멍의 바닥에서 드릴링 공구의 개략적인 측면도이고,
도 5 는 비-강자성 보호 재료에 의해 둘러싸이는 자기 소스의 개략적인 측면도이고,
도 6 은 포지션 검출을 실행하기 위해 의도된 제어 유닛을 도시하는 개략적인 다이어그램이고,
도 7 은 회전하는 드릴링 공구에 장착되는 자기 소스 및 두개의 자력계를 포함하는 측정 배열체의 개략적인 평면도이고,
도 8 은 자기 소스의 변경된 포지션에서 그리고 기준 포지션에서 자력계에 의해 취해진 자기장 측정들의 개략적인 그래프이고,
도 9 는 드릴 구멍 직선성을 검출하기 위한 측정 배열체의 개략적인 측면도이고,
도 10 은 자력계들에 대해 교번하는 장착 배열체를 도시하는 개략적인 측면도이고,
도 11 은 위상 각도의 결정 및 자기장 측정들의 개략적인 대표 그래프이다.

명확성을 위해, 도면들은 간략화된 방식으로 개시된 해결책의 일부 실시형태들을 도시한다. 도면들에서, 유사한 도면 부호들은 유사한 요소들을 나타낸다.

도 1 은 드릴 구멍들 (2) 을 드릴링하기 위한 암석 드릴링 리그 (1) 을 도시한다. 암석 드릴링 리그 (1) 는 이동가능한 캐리어 (3) 및 캐리어 (3) 에 연결되는 하나 이상의 드릴링 붐들 (4) 을 포함한다. 드릴링 붐 (4) 은 피드 빔 (6) 및 그에 이동가능하게 지지되는 암석 드릴링 기계 (7) 를 포함하는 드릴링 유닛 (5) 이 제공된다. 드릴링 공구 (8) 는 암석 드릴링 기계 (7) 에 연결가능하고 암석 드릴링 기계 (7) 의 회전 디바이스에 의해 드릴링 축선 (9) 주위로 회전 (R) 될 수 있다. 드릴링 공구 (8) 의 말단 단부에는 드릴 비트 (10) 가 존재한다. 암석 드릴링 기계 (7) 는 드릴링 공구 (8) 로 임팩트 펄스들을 생성하기 위한 타격 디바이스를 포함할 수 있다. 타격 디바이스는 드릴링 기계 (7) 와 연결하여 또는 드릴링 공구의 말단 단부 부분에 위치될 수 있고, 이로써 타격 암석 드릴링은 상단 해머 드릴링 또는 다운-더-홀 (down-the-hole) 드릴링일 수 있다. 추가의 대안예는 드릴링이 타격을 갖지 않는 로터리 드릴링이다. 암석 드릴링 기계 (7) 는 도 1 에 개시되지 않은 피드 디바이스에 의해 드릴링 중 피딩 (F) 된다.

도 1 의 암석 드릴링 리그 (1) 는 수직인 표면 드릴링에 대해 의도되고 이러한 문서에 개시된 장치가 구비될 수 있다. 그러나, 도 1 의 해결책은 단지 하나의 드릴링 적용예이다. 개시된 해결책은 또한 롱 홀 드릴링, 페이스 드릴링, 벤치 드릴링 등과 같은 다른 드릴링 해결책들에서 사용될 수 있다.

도 2 는 드릴링 공구의 포지션닝 감지를 위한 장치 (11) 를 개시한다. 장치 (11) 는 두개의 이상의 자력계들 (12) 로부터 수신된 감지 데이터를 분석하기 위한 하나 이상의 제어 유닛들 (CU) 을 포함한다. 장치 (11) 는 회전가능한 드릴링 공구에 장착되는 하나 이상의 자기 소스들 (13) 을 추가로 포함한다. 장치 (11) 에는 또한 드릴 구멍 내측에 자기 소스의 전진 거리를 결정하기 위한 깊이 감지 수단 (14) 이 제공될 수 있다.

도 3 은 서로 연결된 몇개의 드릴링 구성요소들을 포함할 수 있는 드릴링 공구 (8) 를 개시한다. 드릴링 공구 (8) 는 하나 이상의 드릴링 로드들 (15) 또는 튜브들 및 드릴 비트 (10) 를 포함할 수 있다. 로드 (15) 와 드릴 비트 (10) 사이에는 어댑터 피스 (16) 가 존재할 수 있다. 적어도 하나의 구성요소들 (15, 16, 10) 에는 적어도 하나의 자기 소스 (13) 가 제공된다. 자기 소스 (13) 는 자기장 (17) 의 축선이 드릴링 공구 (8) 의 드릴링 축선 (9) 에 대해 횡방향에 존재하도록 장착된다. 하나의 구성요소에 몇개의 자기 소스들 (13) 을 사용하거나 또는 그것들을 몇개의 구성요소들에 제공하는 것이 가능하다.

도 4 는 드릴링 공구 (8) 의 말단 단부 부분을 개시한다. 드릴 비트 (10) 와 드릴 로드 (15) 사이에 비-강자성 재료로 제조되고 영구 자석 (13) 을 포함하는 어댑터 피스 (16) 가 존재한다. 이때 자석 (13) 은 드릴 비트의 페이스 및 드릴 구멍 (2) 의 바닥 (18) 에 가깝다. 자석 (13) 과 바닥 (18) 사이의 거리는 공지되고 드릴 구멍 바닥 (18) 의 포지션은 이로써 개시된 해결책에 의해 감지될 수 있다.

도 5 는 자기 소스 (13) 주위에 비-강자성 재료일 수 있는 보호성 재료 (19) 가 존재할 수 있다는 것을 개시한다. 보호성 재료 (19) 는 자기 소스 (13) 로 지향된 기계적 힘들을 댐핑할 수 있고 또한 드릴 구멍 내측에서 발생하는 가혹한 조건들에 대해 그것을 캡슐화할 수 있다. 보호성 재료 (19) 는 또한 자기 소스 (13) 의 체결에 관계할 수 있다.

도 6 은 제어 유닛 (CU) 으로 입력된 포지션 검출 프로그램 (21) 을 실행하기 위한 프로세서 (20) 를 포함하는 제어 유닛 (CU) 을 개시한다. 제어 유닛 (CU) 은 프로그램들 및 데이터를 저장하기 위한 메모리 수단 (22), 및 서버들 및 다른 제어 유닛들, 예를 들면 암석 드릴링 리그의 드릴링 제어 유닛 또는 광산 제어 시스템과 통신하기 위한 데이터 통신 수단 (23) 을 추가로 포함한다. 제어 유닛은 자력계들 (25) 에 대한 포지션 및 배향 데이터를 수신하기 위한 입력 수단 (24) 을 갖는다. 자기 소스 (27) 의 기준 포지션에 대한 데이터 및 자력계들 (28) 의 기준 감지 데이터를 포함하는 기준 데이터 (26) 는 또한 실제 포지션 측정들을 실행시키기 전에 제어 유닛으로 입력된다. 드릴링 공구의 포지션이 트랙킹될 때에 자력계들 (29) 에 의해 생성된 감지 데이터가 제어 유닛 (CU) 으로 입력된다. 또한 트랙킹된 자기 소스 (30) 의 전진 거리에 대한 데이터가 입력될 수 있다. 제어 유닛은 입력 데이터를 분석하고 프로세서 (20) 에 의해 실행된 분석들 및 연산들의 결과들이 원하는 시스템들, 서버들 및 제어 유닛들로 출력 수단 (31) 을 통해 전송된다. 제어 유닛 (CU) 은 예를 들면 드릴링 공구 (32) 에 대한 포지션 데이터, 드릴링 공구 (33) 의 벤딩 또는 드릴 구멍 직선성에 대한 데이터, 드릴링 프로세스 (34) 를 스티어링하고 제어하기 위한 제어 명령들 및 드릴링 패턴들, 굴착 플랜들 및 차징 플랜들에 대한 업데이트들 (35) 을 생성할 수 있다.

도 6 은 드릴링 공구 및 포함된 자기 소스의 회전 데이터 (41) 가 감지되고 제어 유닛 (CU) 으로 입력될 수 있다는 것을 추가로 개시한다. 회전 데이터 (41) 는 드릴링 유닛과 연결되어 위치되는 별개의 감지 디바이스들에 의해 결정될 수 있다. 드릴링의 회전 데이터 (41) 는 회전이 드릴링 프로세스의 하나의 제어 파라미터이므로 시스템에 의해 공지된다. 그러나, 회전 데이터 (41) 는 또한 자력계들로부터 수신된 감지 결과들을 분석함으로써 결정될 수 있다.

도 7 은 개시된 측정 원리를 예시하고 자기 소스 (13) 가 제공된 드릴링 공구 (8) 가 제공되고 회전 각도들 (A) 은 제 1 자력계 (12a) 및 제 2 자력계 (12b) 에 의해 감지될 수 있다. 연산에 요구되는 기준 데이터는 알려진 기준 포지션 (27) 에서 드릴링 공구 (8) 를 회전시킴으로써 생성될 수 있다. 이때 회전하는 자기장은 자력계들 (12a 및 12b) 에 의해 감지되고 제 1 기준 감지 데이터 (28a) 및 제 2 기준 감지 데이터 (28b) 가 생성된다. 기준 데이터는 실제 드릴링이 개시되기 전에 생성될 수 있다. 일반적인 드릴링 중에 실제 감지 데이터 (29a, 29b) 는 자력계들 (12a, 12b) 에 의해 생성된다. 드릴링 공구 (8) 가 검사된 평면에서 알려진 기준 지점 (27) 으로부터 그 포지션을 변경하고 새로운 포지션 (36) 으로 이동 (T) 한다면, 이때 제 1 위상 각도 (B) 는 제 1 기준 감지 데이터 (28a) 와 실제 제 1 감지 데이터 (29a) 사이에 존재하고, 상응하게 제 2 위상 각도 (C) 는 제 2 기준 감지 데이터 (28b) 와 실제 제 2 감지 데이터 (29b) 사이에 존재한다. 이는 제 1 자력계 (12a) 와 자기 소스 (13) 사이에, 그리고 상응하게 제 2 자력계 (12b) 와 자기 소스 (13) 사이에 변경된 정렬로 인한 것이다. 추가로, 자력계들 (12a, 12b) 의 포지션들 (25a, 25b) 은 트랙킹 시스템에 의해 공지되고 이로써 새로운 포지션 (36) 의 포지션 데이터가 연산될 수 있다. 실제 연산은 본 기술 분야의 당업자에 의해 널리 공지된 일반적인 삼각법에 기초되고 따라서 여기에서 상세하게 개시되지 않는다.

도 7 에서 라인들 (28a - 28c 및 29a - 29b) 은 단지 감지 데이터를 예시하도록 사용된다. 실제 감지 데이터는 신호들을 포함하고 전형적으로 도 8 및 도 11 에 개시된 바와 같이 사인파 형태를 갖는다. 따라서, 도 7 은 개시된 해결책에 대한 이해를 향상시키기 위한 간략화된 도면이다.

도 8 은 제 1 기준 감지 데이터 (28a) 및 제 1 실제 감지 데이터 (29a) 의 그래프들을 개시한다. 드릴링 공구의 회전 각도 (A) 와 관련하여 감지된 자기장의 규모 또는 강도 (H) 가 예시된다. 주목될 수 있는 바와 같이 기준 데이터 (28a) 및 감지 데이터 (29a) 는 사인파들로서 예시될 수 있다. 사인파들, 예를 들면 피크 값들 (37a 및 37b) 을 검사할 때에, 피크 값들 (37a, 37b) 에서 시프트가 존재한다는 것에 주목할 수 있다. 환언하면, 커브들은 위상 차이를 갖는다. 위상 차이는 제 1 위상 각도 (B) 에 상응한다. 위상 각도 (C) 는 유사한 방식으로 예시되고 결정될 수 있다.

도 9 는 드릴 구멍 (2) 의 벤딩을 결정하기 위한 측정 원리를 개시한다. 드릴링 공구 (8) 는 드릴 구멍의 스타트 지점에서 포지션닝되고 이러한 지점은 기준 지점으로서 사용될 수 있다. 암석 드릴링 리그의 포지션닝 시스템은 스타트 지점에서 드릴링 공구의 정확한 포지션을 공지한다. 자력계들 (12a 및 12b) 은 암석 표면 (38) 에 장착되고 그것들은 드릴링 공구 (8) 로부터 상이한 거리들 (L1 및 L2) 에 위치될 수 있다. 기준 지점에 포지션닝되는 드릴링 공구 (8) 및 자력계들 (12a, 12b) 의 포지션들은 예를 들면 작업 현장 좌표계 (39) 에서 결정될 수 있다. 드릴링이 시작될 때에 드릴링 공구 (8) 의 포지션은 자기 소스 (13) 에 의해 생성되는 회전하는 자기장을 검사함으로써 결정된다. 동시에 드릴링 공구 (8) 의 전진 거리는 센서 (14) 에 의해 감지된다. 포지션 측정들이 몇개의 측정 지점들 (Mp1 - Mp3) 에서 실행될 때에 상이한 전진 거리들 (Ad1 - Ad3) 에서 포지션들이 검출된다. 얻어진 데이터에 기초하여, 드릴 구멍 (2) 의 직선성이 제어 유닛 (CU) 에서 검사될 수 있다.

도 10 은 해결책을 개시하고, 자력계들 (12a, 12b) 이 아암들 (40) 에 의해 드릴링 유닛 (5) 에 연결된다. 아암들 (40) 은 이동가능할 수 있고 조인트들을 포함할 수 있다.

도 11 은 자기 소스의 회전 각도 (A) 의 함수로 자력계 (12b) 의 판독들 또는 출력들을 개시한다. 기준 굽은 파형 (sinus wave : 28b) 및 실제 감지 굽은 파형 (29b) 은 상이한 위상 각도 (C) 를 갖는다. 위상 각도 (C) 는 진폭들 (H1 및 H2), 즉 기준 지점에서 그리고 새로운 변경된 위치에서 자기장들의 강도들이 상이함에도 불구하고 결정될 수 있다. 따라서, 도 11 은 포지션 결정이 자기장들의 강도 값들을 검사하지 않고 행해질 수 있다는 것을 예시한다. 환언하면, 플럭스 밀도 E, 즉 감지된 테슬라 [T] 는 위상 각도들의 결정에 현저한 중요성을 갖지 않는다.

도면들 및 관련된 설명은 단지 본 발명의 사상을 예시하도록 의도된다. 그 상세에서, 본 발명은 청구항들의 범위 내에서 변경될 수 있다.

Claims (15)

1. 드릴링 공구 (8) 가 그 종방향 드릴링 축선 (9) 주위로 회전 (R) 될 때에, 드릴링 중에 암석 드릴링 리그 (1) 의 상기 드릴링 공구 (8) 의 포지션의 변경을 검출하기 위한 장치 (11) 로서,
   상기 장치 (11) 는,
   회전가능한 상기 드릴링 공구 (8) 에 장착되고 회전하는 자기장을 생성하도록 구성되는 적어도 하나의 자기 소스 (13) 로서, 상기 자기장의 축선 (17) 의 방향은 상기 드릴링 축선 (9) 으로부터 벗어나는, 상기 적어도 하나의 자기 소스 (13);
   상기 자기 소스 (13) 에 의해 생성된 상기 자기장을 감지하도록 구성되는 적어도 두개의 자력계들 (12); 및
   상기 자력계들 (12) 로부터 감지 데이터를 수신하도록 구성되고 상기 회전하는 자기장을 검사하도록 구성되는 적어도 하나의 제어 유닛 (CU) 을 포함하고;
   상기 장치 (11) 는 상기 드릴링 공구 (8) 에 대해 쌍방이 외부에 위치되는 적어도 제 1 자력계 (12a) 및 제 2 자력계 (12b) 를 포함하고;
   상기 제어 유닛 (CU) 에는 상기 자력계들의 포지션 및 배향에 대한 데이터 (25) 가 제공되고;
   상기 제어 유닛 (CU) 에는, 상기 자기 소스 (13) 가 알려진 기준 포지션 (27) 에 위치될 때에, 상기 제 1 자력계 (12a) 의 제 1 기준 감지 데이터 (28a), 및 상기 제 2 자력계 (12b) 의 제 2 기준 감지 데이터 (28b) 를 포함하는 기준 데이터 (26) 가 제공되고;
   상기 제어 유닛 (CU) 은 상기 제 1 기준 감지 데이터 (28a) 와 상기 제 1 자력계 (12a) 의 제 1 감지 데이터 (29a) 를 비교하여 이들 사이의 제 1 위상 각도 (B) 를 검출하고, 상응하게 상기 제 2 기준 감지 데이터 (28b) 와 상기 제 2 자력계 (12b) 의 제 2 감지 데이터 (29b) 를 비교하여 제 2 위상 각도 (C) 를 검출하도록 구성되고;
   상기 제어 유닛 (CU) 은 상기 자력계들의 알려진 포지션 (25) 및 검출된 위상 각도들 (B, C) 에 응답하여 알려진 기준 포지션 (27) 에 대해 상기 자기 소스 (13) 의 포지션 변경을 연산하도록 구성되는, 드릴링 공구의 포지션의 변경을 검출하기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어 유닛 (CU) 은 수신된 자기장 값들의 최대 강도들을 결정함으로써 수신된 감지 데이터를 검사하도록 그리고 검사된 자력계 (12a, 12b) 에 대해 상기 자기 소스 (13) 의 상응하는 회전 각도 (A) 를 결정하도록 구성되고;
   상기 제어 유닛 (CU) 은 검출된 최대 강도 값들의 결정된 회전 각도들 (A) 을 비교함으로써 상기 기준 감지 데이터 (28) 와 임의의 새로운 감지 데이터 사이의 위상 각도들 (B, C) 을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 드릴링 공구의 포지션의 변경을 검출하기 위한 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 자력계들 (12) 은 드릴링된 드릴 구멍 (2) 을 둘러싸는 암석 표면에 위치되는 것을 특징으로 하는, 드릴링 공구의 포지션의 변경을 검출하기 위한 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 유닛 (CU) 에는 드릴링된 구멍 (2) 내측에서의 상기 자기 소스 (13) 의 전진된 거리 (30) 에 대한 데이터가 제공되고;
   상기 제어 유닛 (CU) 은 전진 거리 (30) 에 대해 수신된 데이터 및 검출된 포지션에 응답하여 상기 자기 소스 (13) 에 대한 3차원 포지션 데이터를 연산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 드릴링 공구의 포지션의 변경을 검출하기 위한 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 유닛 (CU) 에는 드릴링된 구멍 (2) 의 내측에서의 상기 자기 소스 (13) 의 상이한 전진 거리들에 위치된 몇개의 측정 지점들에서 상기 자력계들로부터의 감지 데이터가 제공되고;
   상기 제어 유닛 (CU) 은 상기 몇개의 측정 지점들의 연산된 포지션 데이터를 비교하도록 구성되고 상기 포지션 데이터에서 검출된 편차에 응답하여 상기 드릴링 공구 (8) 의 벤딩을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 드릴링 공구의 포지션의 변경을 검출하기 위한 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 유닛 (CU) 에는 작업 현장 좌표계에 상기 자력계들 (12) 및 상기 기준 포지션 (27) 의 좌표들에 대한 데이터가 제공되고;
   상기 제어 유닛 (CU) 은 상기 작업 현장 좌표계에서 상기 자기 소스 (13) 의 좌표를 연산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 드릴링 공구의 포지션의 변경을 검출하기 위한 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 유닛 (CU) 은 상기 드릴링 공구 (8) 의 페이스 표면에 대해 상기 자기 소스 (13) 의 입력 포지션 데이터에 응답하여 상기 페이스 표면의 포지션을 연산하도록 구성되고, 이로써 상기 드릴링 공구 (8) 의 포지션은 상기 페이스 표면의 포지션으로서 검사되는 것을 특징으로 하는, 드릴링 공구의 포지션의 변경을 검출하기 위한 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 유닛 (CU) 에는 포지션 검출 알고리즘 (21) 을 실행하도록 구성되는 프로세서 (20) 가 제공되고, 상기 포지션 검출 알고리즘의 실행은 상기 자력계들 (29) 의 상기 수신된 감지 데이터 및 입력 기준 데이터 (26) 및 포지션 데이터 (25) 에 응답하여 상기 자기 소스 (13) 의 포지션을 연산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 드릴링 공구의 포지션의 변경을 검출하기 위한 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 유닛 (CU) 은 검출된 자기장들의 강도를 비교하지 않고 포지션 결정을 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 드릴링 공구의 포지션의 변경을 검출하기 위한 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기 소스 (13) 는 영구 자석인 것을 특징으로 하는 드릴링 공구의 포지션의 변경을 검출하기 위한 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기 소스 (13) 는 상기 드릴링 공구 (8) 의 말단 단부에 위치되는 드릴 비트 (10) 에 장착되는 것을 특징으로 하는 드릴링 공구의 포지션의 변경을 검출하기 위한 장치.
12. 암석 드릴링 리그 (1) 로서,
    이동가능한 캐리어 (3);
    상기 캐리어 (3) 에 이동가능하게 연결되고 암석 드릴링 유닛 (5) 이 구비된 적어도 하나의 드릴링 붐 (4) 을 포함하고;
    상기 암석 드릴링 유닛 (5) 은 피드 빔 (6) 및 상기 피드 빔 (6) 에 이동가능하게 지지되는 암석 드릴링 기계 (7) 를 포함하고;
    상기 암석 드릴링 리그 (1) 에는 상기 드릴링 유닛 (5) 에 연결가능한 드릴링 공구 (8) 의 포지션을 결정하기 위해 적어도 하나의 장치 (11) 가 제공되고;
    상기 장치 (11) 는 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 장치인 것을 특징으로 하는 암석 드릴링 리그.
13. 드릴링 작동 중에 암석 드릴링 리그 (1) 의 드릴링 공구 (8) 의 포지션을 결정하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    상기 드릴링 중에 종방향 드릴링 축선 (9) 주위로 상기 드릴링 공구 (8) 를 회전 (R) 시키고, 전진 방향에서 축방향 전향으로 상기 드릴링 공구 (8) 를 피딩 (F) 하는 단계;
    회전하는 상기 드릴링 공구 (8) 에 장착된 적어도 하나의 자기 소스 (13) 및 적어도 두개의 자력계들 (12) 을 포함하는 장치 (11) 에 의해 드릴링 중에 상기 드릴링 공구 (8) 의 포지션의 변경을 검출하는 단계;
    상기 드릴링 공구 (8) 와 함께 상기 자기 소스 (13) 를 회전 (R) 시킴으로써 회전하는 자기장을 생성하는 단계; 및
    상기 자력계들 (12) 에 의해 상기 회전하는 자기장을 감지하고 감지 데이터 (29) 를 생성하는 단계;
    알려진 기준 포지션 (27) 에서 상기 드릴링 공구 (8) 를 회전시킴으로써 기준 데이터 (26) 를 생성하고 제 1 자력계 (12a) 에 의해 제 1 기준 감지 데이터 (28a) 및 제 2 자력계 (12a) 에 의해 제 2 기준 감지 데이터 (28b) 를 검출하는 단계;
    상기 제 1 기준 감지 데이터 (28a) 와 상기 제 1 자력계 (12a) 의 제 1 감지 데이터 (29a) 를 비교하고 그들 사이의 제 1 위상 각도 (B) 를 검출하고, 상응하게 상기 제 2 기준 감지 데이터 (28b) 와 상기 제 2 자력계 (12b) 의 제 2 감지 데이터 (29b) 를 비교하고 제 2 위상 각도 (C) 를 검출하는 단계; 및
    상기 자력계들 및 상기 기준 포지션의 검출된 위상 각도들 (B, C) 및 포지션 데이터 (25a, 25b, 27) 에 기초하여 상기 기준 포지션 (27) 에 대해 상기 자기 소스 (13) 의 변경된 포지션 (36) 을 연산하는 단계를 포함하는, 드릴링 공구의 포지션을 결정하는 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    드릴링 중에 드릴링된 구멍 (2) 내측에서의 상기 자기 소스 (13) 의 전진된 거리 (30) 를 감지하는 단계;
    상기 드릴 구멍 (2) 에서 상이한 깊이들을 갖는 몇개의 측정 지점들 (Mp) 에서 포지션 측정을 반복하는 단계; 및
    몇개의 측정 지점들 (Mp) 에서 상기 드릴링 공구 (8) 의 연산된 포지션들을 비교하고 상기 비교에 응답하여 상기 드릴 구멍 (2) 의 직선성을 결정하는 단계를 특징으로 하는, 드릴링 공구의 포지션을 결정하는 방법.
15. 컴퓨터 프로그램 제품 (21) 으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품 (21) 은 컴퓨터 또는 데이터 프로세싱 디바이스 (20) 에서 운행될 때에 제 1 항, 제 12 항 및 제 13 항에 따른 단계들 및 절차들을 실행하도록 구성되는 프로그램 코드 수단을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.

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