本发明专利技术涉及一种由控制装置(100)执行的用于控制钻岩单元(8)中的进给距离和进给速率的方法。钻岩单元(8)包括：进给装置(42)，其用于使至少一个钻杆(7)和钻头(3)沿轴向方向进给；旋转装置(44)，其构造成产生所述至少一个钻杆(7)和钻头(3)的旋转运动；以及距离和速率测量装置(60，62)，其包括构造成由进给装置(42)驱动的至少一个旋转目标轮(60)和连接至控制装置(100)的至少一个传感器装置(62)，该传感器装置(62)构造成感测所述至少一个旋转目标轮(60)的旋转运动；该方法包括：控制(s101)进给装置(42)沿轴向方向移动；根据所述至少一个旋转目标轮(60)的旋转运动确定(s102)进给装置(42)距第一位置的进给距离和进给装置(42)的进给速率；以及根据进给装置(42)的经确定的进给距离和进给速率控制(s103)进给装置(42)。本发明专利技术还涉及一种钻岩单元(8)和一种钻岩机(5)。发明专利技术还涉及一种钻岩单元(8)和一种钻岩机(5)。发明专利技术还涉及一种钻岩单元(8)和一种钻岩机(5)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由控制装置执行的用于控制钻岩单元中的进给距离和进给速率的方法、钻岩单元以及钻岩机
[0001]本公开涉及由控制装置执行的用于控制钻岩单元中的进给距离和进给速率的方法、钻岩单元以及钻岩机。本公开还涉及计算机程序和计算机可读介质。
技术介绍
[0002]当在岩石类型材料中进行钻凿操作时，通常使用特殊类型的钻机。存在不同类型的钻机，其中，“DTH”(down the hole，井下的)钻机和顶锤钻机是用于钻凿操作的两种常用钻机。钻机可以包括钻岩单元。在钻岩单元上可以布置有进给装置。进给装置可以构造成使钻杆与钻头沿轴向方向进给。由于钻岩是在硬质材料中进行的，因此特殊类型的钻头用于这种操作。然而，钻头将需要以替换和/或重新磨削的形式来维护，这又导致需要常常移除这些钻头以及将这些钻头附接至钻机。为此，进给装置可以构造成使钻杆与钻头沿轴向方向向前和向后进给。
[0003]钻岩单元可以设置有包括钻杆的库的杆处理系统。钻杆在钻削操作期间可以通过夹持元件从库中带出以用于用钻杆组装钻柱，并且因此可以更深地钻入岩石中。当更换钻头时，钻杆彼此拆卸并且通过夹持元件连续地带回至库。
[0004]因此，进给装置可以构造成用于使钻杆和钻头既在钻凿操作期间又在组装钻柱和更换钻头期间沿轴向方向进给。进给装置可以借助于液压致动器或气动致动器相对于钻岩单元并且沿钻凿中心轴线的方向被轴向地驱动。在液压致动器或气动致动器中可以布置有距离传感器，距离传感器用于测量钻杆和钻头沿轴向方向的进给距离。借助于距离传感器，可以确定钻孔的深度。
[0005]当进给装置已经到达其轴向端部位置中的一个轴向端部位置时，致动器使进给装置的轴向运动停止。
技术实现思路
[0006]由于上述特性以及岩石类型材料中的钻凿操作和钻头的处理周围的环境，在钻岩单元中所使用的距离测量装置对于与在岩石类型材料中的钻凿操作的性能相关的侵蚀性环境是敏感的。另外，在钻岩单元中所使用的距离测量装置制造昂贵，并且防止该距离测量装置免受与在岩石类型材料中的钻凿操作的性能相关的侵蚀性环境的影响也很复杂。除了进给距离测量之外，在钻孔期间测量进给装置的轴向进给速率也将是很方便的。进给装置的最佳轴向进给速率以及因此钻头的沿轴向方向的最佳轴向进给速率将提高钻孔质量，并且还使钻头免于过大的载荷。另外，根据钻岩机和钻岩单元的构型，将距离和速率测量装置布置在对侵蚀性环境暴露较少的位置将是方便的。
[0007]因此，需要一种用于测量钻岩单元中的进给距离和进给速率的改进的方法。还需要开发一种构造成对钻岩单元中的进给距离和进给速率进行测量的改进的控制装置。还需要开发一种包括这种控制装置的钻岩单元、一种包括这种钻岩单元的钻岩机、一种用于执
行该方法的计算机程序和一种用于执行该方法的计算机可读介质。还需要开发一种可以自动控制的钻岩单元和钻岩机。
[0008]因此，本专利技术的目的是提供一种用于测量钻岩单元中的进给距离和进给速率的改进的方法。另外的目的分别是开发一种钻岩单元、一种包括这种钻岩单元的钻岩机、一种用于执行该方法的计算机程序和一种用于执行该方法的计算机可读介质。另一目的是开发一种可以自动控制的钻岩单元和钻岩机。
[0009]这些目的通过一种由控制装置执行的用于控制钻岩单元中的进给距离和进给速率的方法、一种钻岩单元以及一种钻岩机来实现。这些目的也通过根据所附权利要求的计算机程序和计算机可读介质来实现。
[0010]根据本专利技术的一方面，提供了一种由控制装置执行的用于控制钻岩单元中的进给距离和进给速率的方法，该钻岩单元包括：进给装置，其用于使至少一个钻杆和钻头沿轴向方向进给；旋转装置，其构造成产生至少一个钻杆和钻头的旋转运动；以及距离和速率测量装置，其包括构造成由进给装置驱动的至少一个旋转目标轮和连接至控制装置的至少一个传感器装置，该传感器装置构造成感测所述至少一个旋转目标轮的旋转运动；该方法包括：控制进给装置沿轴向方向移动；根据所述至少一个旋转目标轮的旋转运动确定进给装置距第一位置的进给距离和进给装置的进给速率；以及根据进给装置的经确定的进给距离和进给速率来控制进给装置。
[0011]这具有下述优点：控制装置可以基于进给装置的经确定的进给距离和进给速率来控制进给装置的进给距离和进给速率。来自控制装置的指令可以基于从连接至控制装置的至少一个传感器装置接收的信息。控制装置可以构造成启动进给装置的沿轴向方向的运动。进给装置的轴向运动将产生至少一个旋转目标轮的旋转运动。传感器装置对至少一个旋转目标轮的旋转运动进行感测。传感器装置还对至少一个旋转目标轮是旋转还是静止进行感测。如果旋转目标轮没有进行旋转运动，则进给装置没有进行轴向运动。进给装置距第一位置的进给距离和进给装置的进给速率根据至少一个旋转目标轮的旋转运动确定。进给装置的第一位置可以是预定位置、其中钻头搁置在待钻凿的岩石的表面上的位置和/或取决于特定钻凿操作的位置。该方法还提供了将旋转目标轮布置在钻岩机和/或钻岩单元上的不同位置处的灵活性，这些位置对侵蚀性环境暴露较少。对进给装置的进给距离和进给速率的控制可以在钻孔操作、将钻杆添加至钻柱期间和/或在钻头更换操作时自动启动。对进给装置的进给距离和进给速率的控制也可以在与钻岩机和/或钻岩单元相关的任何其他操作、比如维护操作期间自动启动。
[0012]根据本专利技术的一方面，一种包括指令的计算机程序，所述指令在该程序由计算机执行时使计算机实施该方法。一种包括指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时使计算机实施该方法。这具有下述优点：该方法可以包括在可以在适合于利用该方法的钻凿单元中实现的预编程的软件中。
[0013]根据本专利技术的一方面，提供了一种钻岩单元。该钻岩单元包括：控制装置；进给装置，其用于使至少一个钻杆和钻头沿轴向方向进给；旋转装置，其构造成产生至少一个钻杆和钻头的旋转运动；以及距离和速率测量装置，其包括构造成由进给装置驱动的至少一个旋转目标轮和连接至控制装置的至少一个传感器装置，该传感器装置构造成感测至少一个旋转目标轮的旋转运动，其中，控制装置构造成：控制进给装置沿轴向方向移动；根据所述
至少一个旋转目标轮的旋转运动确定进给装置距第一位置的进给距离以及进给装置的进给速率；以及根据进给装置的经确定的进给距离和进给速率来控制进给装置。
[0014]这具有下述优点：钻岩单元的控制装置可以基于进给装置的经确定的进给距离和进给速率来控制进给装置的进给距离和进给速率。来自钻岩单元的控制装置的指令可以基于从连接至控制装置的至少一个传感器装置接收的信息。另外，来自控制装置的指令可以基于来自早期钻凿操作的经验数据。控制装置可以构造成启动进给装置的沿轴向方向的运动。进给装置沿轴向方向的运动可以完全借助于来自控制装置的指令进行处理。进给装置的轴向运动将产生至少一个旋转目标轮的旋转运动。传感器装置对至少一个旋转目标轮的旋转运动进行感测。传感器装置还对至少一个旋转目标轮是旋转还是静止进行感测。如果旋转目标轮没有进行旋转运动，则进给装置没有进行轴向运动。进给装置距第一位置的进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由控制装置(100)执行的用于控制钻岩单元(8)中的进给距离和进给速率的方法，所述钻岩单元(8)包括：进给装置(42)，所述进给装置(42)用于使至少一个钻杆(7)和钻头(3)沿轴向方向进给；旋转装置(44)，所述旋转装置(44)构造成产生所述至少一个钻杆(7)和所述钻头(3)的旋转运动；以及距离和速率测量装置(60，62)，所述距离和速率测量装置(60，62)包括构造成由所述进给装置(42)驱动的至少一个旋转目标轮(60)和连接至所述控制装置(100)的至少一个传感器装置(62)，所述传感器装置(62)构造成感测所述至少一个旋转目标轮(60)的旋转运动；所述方法包括：控制(s101)所述进给装置(42)沿所述轴向方向移动；根据所述至少一个旋转目标轮(60)的所述旋转运动确定(s102)所述进给装置(42)距第一位置的进给距离和所述进给装置(42)的进给速率；以及根据所述进给装置(42)的经确定的进给距离和进给速率来控制(s103)所述进给装置(42)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括下述进一步的步骤：基于所述至少一个旋转目标轮(60)的旋转方向确定(s104)所述进给装置(42)的轴向进给方向。3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，根据所述至少一个旋转目标轮(60)的所述旋转运动确定(s102)所述进给装置(42)的进给距离和进给速率包括从所述至少一个传感器装置(62)接收至少一个信号。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括下述进一步的步骤：在所述进给装置(42)的预定位置处将距所述第一位置的进给距离重置(s105)为零；以及根据所述至少一个旋转目标轮(60)的所述旋转运动确定(s106)所述进给装置(42)距所述进给装置(42)的预定位置的进给距离。5.一种包括指令的计算机程序(P)，所述指令在所述程序由计算机(100；500)执行时使所述计算机(100；500)实施根据前述权利要求中的任一项所述的方法。6.一种包括指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机(100；500)执行时使所述计算机(100；500)实施根据权利要求1至5中的任一项所述的方法。7.一种钻岩单元(8)，包括：控制装置(100)；进给装置(42)，所述进给装置(42)用于使至少一个钻杆(7)和钻头(3)沿轴向方向进给；旋转装置(44)，所述旋转装置(44)构造成产...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯特，
申请(专利权)人：安百拓凿岩有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。