SE516898C2 - Förfarande för styrning av bergborrning - Google Patents

Description

1:11; runs: 516 ass 21* :Lšï- :Ik 2 Den väsentliga idén med uppfinningen består i att styrspänningen eller styrtrycket i rotationsmotorns styrventil mäts och att spänningen och trycket genom lämplig skalning (scaling) omvandlas till att motsvara rotations- hastigheten. Eftersom det av styrspänningen eller -trycket föranledda volym- flödet genom rotationsmotorn kan uttryckas som en rät linje, producerar styr- spänningen och styrtrycket, som omvandlats, pä motsvarande sätt en linjär rotationshastighet. Den väsentliga idén med en föredragen utföringsform av uppfinningen är att den parameter, exempelvis styrtrycket, som uttrycker rota- tionshastighet används för styrning av bergborrning vid sidan om de övriga pa- rametrarna.

En fördel med uppfinningen är att då styrtrycket eller -spänningen i rotationsmotorns styrventil används för att ange rotationshastighet, fås en till- förlitlig indikator av rotatlonshastigheten, vilken indikator inte är lättskadad.

Rotationshastigheten kan således styras bäde manuellt och på andra sätt med önskad noggrannhet. Dä förutom de övriga styrparametrarna styrelementet, dvs. trycksignalen eller den elektriska signalen, i rotationsmotorns styrventil används för styrning av bergborrning, kan ytterligare vilka som helst ändringar íförhållandena, exempelvis i fastborrningsautomatiken, beaktas och rotations- hastigheten kan justeras sä att den blir optimal med hänsyn till slaget. Därtill kan den parameter som anger rotatlonshastigheten användas för styrning av det rätta funktionsvärdet, om styrning av matningstryck är baserad på rota- tionstryck, dvs. om momentjustering används.

Uppfinningen skall beskrivas utförligare i bifogade ritningar, där fig. 1 är en schematisk vy, som visar beroendet mellan volymflödet lineariserat enligt styrtrycket i rotationsmotorns styrventil och borrstångens ro- tationshastighet, och fig. 2 är en schematisk vy av en hydraulisk koppling, i vilken värdet pä styrtryck i den ventil som styr rotationen används för funktionsstyrning av sk. fastborrningsautomatik.

Fig. 1 är en schematisk vy, som visar linjär koppling mellan styrtrycket i rotationsmotorns styrventil och det volymflöde som matas till rota- tionsmotorn, dvs. rotationshastigheten. l figuren representerar linje A styrtrycket och linje B rotationsmotorns rotationshastighet. Den väsentliga punkten är att det finns en väsentligen linjär koppling mellan volymflödet och rotatlonshastigheten, varvid rotatlonshastigheten entydigt kan definieras ge- nom att mäta volymflödets styrtryck. Då elektrisk styrning används, finns det nrnno :unna 516 898 3 ytterligare en likadan linjär koppling mellan styrspänningen och rotationshas- tigheten. Således kan styrspänningen i den elektriskt styrda ventilen användas för att entydigt ange borrstångens rotationshastighet. En linjär graf av rota- tionshastigheten och styrspänningen eller styrtrycket kan genomföras tekniskt medelst flera i och för sig kända lineariseringsförfaranden.

Fig. 2 är en schematisk vy, som visar hur styrtrycket i den ventil som styr rotationen kan användas för styrning av sk. fastborrningsautomatik.

Figuren visar en rotationsmotor 1, som genom kanaler 2 och 3 är kopplad till en proportionell styrventil 4. Till styrventilen 4 är kopplad en tryckvätskekanal , till vilken en pump 6 matar tryckvätska. Tryckvätskan kan strömma längs en kanal 7 till en tryckvätskebehållare 8. Styrventilen 4 är här tryckstyrd och den får styrtrycket längs en styrtryckkanal 9. Från en av rotationsmotorns 1 tryckvätskekanaler 3 sträcker sig en styrtryckkanal 10 till en tryckgränsven- til11, som å sin sida är kopplad med en kanal 12 till en så kallad fastborrnings- styrventil 13. Styrtryckkanalen 9 är vidare kopplad till tryckgränsventilen 11, varvid den alstrar ett referenstryck och styr den tidpunkt då tryckgränsventilen 11 tillåter styrtrycket, som matas längs kanalen 10, styra fastborrningsstyrven- tilen 13. Ytterligare är en styrkanal kopplad från rotationsmotorns kanal 3 via en strypning 14 till tryckvätskepumpen 6, som är en så kallad tryckstyrd vo- lymflödespump.

Då styrningen fungerar, matas ett styrtryck längs styrkanalen 9 till ventil 4, och trycket får rotationsmotorn 1 att rotera i den normala rotationsrikt- ningen. Styrtryck erhålls kontinuerligt från matningskanal 3 av tryckvätska, vil- ken kanal leder till rotationsmotorn, genom kanal 15 till pumpen 6 så att det volymflöde som passerar genom rotationsmotorn förblir väsentligen konstant.

Trycket i rotationsmotorns matningskanal påverkar samtidigt tryckgränskopp- lingen 11 genom styrkanal 10. Eftersom styrtrycket i ventil 4 också styr tryck- gränsventilens 11 tryckskillnadsvärde, kommer den av rotationsmotståndet föranledda tryckökningen i kanal 3 inte att påverka fastborrningsventilen 13 förrän tryckskillnaden mellan kanal 3 och styrtryckkanal 9 är lika med det förin- ställda värdet. Rotationshastigheten kan sålunda hållas vid det förinställda värdet, medan styrning av rotationshastighet används för att ge rotationsmot- ståndet ett lämpligt tröskelvärde innan fastborrningsventilen 13 kopplar mat- ningen på återgångsrörelse. Då trycket från kanal 3 i matningsmotorn, dvs. matningskanalen, överskrider styrventilens 4 och styrkanalens 9 tryck med det tröskelvärde som inställts för tryckgränsventilen 11, matas trycket i kanal 3 ge- :unna »annu 516 898 4 nom tryckgränsventllen 11 till fastborrningsstyrventilen 13, som å sin sida kopplar bergborrens (inte visad) matningsmotor på återgångsrörelse på ett i och för sig känt sätt, tills trycket åter sjunker under det för ventil 11 inställda tröskelvärdet.

Uppfinningen kan också tillämpas så att rotationshastigheten ut- nyttjas då bergborrens slagfrekvens ändras i och med att slagtrycket ändras.

Rotationshastighetens värde kan sålunda styras i enlighet med slagfrekven- sen, dvs. här slagtrycket, så att borrkronans rotation mellan slagen är av öns- kad storlek, och att borrkronans yttersta stift intar en lämplig position mellan stiftpositionerna av föregående slag. Detta förbättrar slagets bergbrytande effekt.

Uppfinningen skildras i beskrivningen ovan och på ritningarna en- dast medelst ett exempel och den skall inte förstås att vara begränsad därtill.

Det väsentliga kännetecknet är att rotationshastigheten mäts eller definieras på basis av styrelementet, exempelvis spänningen eller trycket, i rotationskret- sens styrventil, och att det erhållna värdet på rotationshastigheten sedan an- vänds, om nödvändigt, tillsammans med de övriga parametrarna för styrning av bergborrning.

Claims (5)

.syna »runs 10 15 20 25 30 51 e ses PATENTKRAV

1. Förfarande för styrning av bergborrning, som utförs med en bergborr försedd med en tryckdriven hammare och en rotationsmotor, i vilket förfarande bergborrningen styrs med hjälp av olika styrparametrar, av vilka en är borrstångens rotationshastíghet, k ä n n e t e c k n at av att borrstångens rotationshastighet för styrningen definieras på basis av värdet på den styrsig- nal som används för styrning av den styrventil som justerar flödet av den tryckvätska som matas till rotationsmotorn, och att värdet pä den styrsignal som anger rotationshastigheten används som styrparameter.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n at av att den styrventil som används är en elektriskt styrd ventil, och att den använda styr- parametern är värdet på den elektriska styrsignalen i nämnda ventil.

3. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n at av att den styrventil som används är en ventil som styrs av trycket i tryckvätskan och att den använda styrparametern är värdet på trycksignalen eller styrtrycket i nämnda ventil.

4. Förfarande enligt något av patentkraven 1 - 3, k ä n n e t e c k - n at av att i en bergborranordning, där styrmedlen för koppling av bergbor- rens matning på ätergångsrörelse då borrkronans rotationsmotstånd överskri- der ett förinställt tröskelvärde, är den styrsignal som anger rotationshastighe- ten anordnad att inställa ett referensvärde för styrmedlen, och att styrmedlen kopplar bergborren på återgångsrörelse först efter att borrstàngens rotations- motstånd överskrider nämnda referensvärde med ett förutbestämt värde.

5. Förfarande enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n at av att det referensvärde som används är styrtrycket i rotationsmotorns tryckvätskestyrda styrventil, och att det värde som anger borrningsmotståndet är trycket i tryckvätskan i rotationsmotorns matningskanal, och att en styrbar tryck- gränsventíl är anordnad mellan styrtryckkanalen i rotationsmotorns styrventil och rotationsmotorns matningskanal så att då trycket i rotationsmotorns mat- ningskanal överskrider trycket i styrtryckkanalen med det tryck som inställts för tryckgränskopplingen, kopplar trycket i rotationsmotorns matningskanal berg- borrens matningsmotor på âtergångsrörelse.