SE532482C2 - Metod, anordning och bergborrningsrigg för styrning av åtminstone en borrparameter - Google Patents

Description

25 30 532 483 ning resulterar i stor hålavvikelse. Detta medför i sin tur stor belastning på borrutrustningen och försvârade spräng- ningsförhållanden.

Vidare är det även under normalborrning viktigt att borrningen sker med omsorg för att säkerställa att borrningen sker på ett för borrmaskinen/borriggen skonsamt sätt.

För att erhålla en bra startborrning så att det kan säkerstäl- las att hålet hamnar på avsedd plats och har rätt riktning vill man dels försöka styra borrstàlet så bra som möjligt nära kronan i början av borrningen (borrstöd), dels borra den för- sta delen av hålet med reducerad matningskraft och reducerad borreffekt för att borrstålet inte skall slinta mot bergets yta, vilken ofta är ojämn och inhomogen p.g.a. t.ex. tidigare sprängning. Med andra ord skall den kritiska delen av borr- ningen, dvs. starten (även kallat påhugget), ske lugnt och försiktigt tills man har ett hål som är tillräckligt djupt och har rätt riktning, varefter full matningskraft och borreffekt kan utnyttjas. Vad som är tillräckligt djupt beror till stor del på bergets kvalitet. Till exempel kan mjuka berg med många sprickor kräva djupare hål för att man säkert ska veta att man har rätt riktning innan man kör med full matningskraft.

Det finns olika strategier för hur övergången från reducerade matnings- och slagverkstryck till normalborrningsvärden skall ske.

Ett exempel på en känd metod för styrning av en borrningspro- cess vid startborrning visas i patentskriften EP 0 564 504.

Enligt EP O 564 504 justeras en borrmaskins slagkraft och mat- ningskraft så att borrens rotationseffekt inte överskrider ett förinställt gränsvärde. Detta görs genom att borrningen styrs i minst tre olika steg, av vilka det första steget utgör startborrning, det andra ett övergàngssteg till det tredje 10 15 20 25 532 482 steget, vilket utgör normal drift. Man ska enligt metoden ställa in lämpliga värden för slagkraften och matningskraften för varje borrningssteg.

Det finns flera nackdelar med den i EP O 564 504 beskrivna me- toden, varav en utgörs av att förfarandet med tre eller flera steg i styrprogrammet är onödigt komplicerat då man bland an- nat måste bestämma dels hur länge det första reducerade steget ska fortgå, samt slagkraftsnivå och matningsnivà för detta steg, dels hur övergångssteget skall se ut.

Vidare är det inte enbart vid startborrning som problem kan uppstå, utan även vid normalborrning kan diskontinuiteter ställa till med problem. Om t.ex. berget innehåller många sprickor, eller om bergets hårdhet varierar kraftigt så att borrstålet emellanåt tappar kontakt med framförvarande berg, kan skadliga reflexer uppstå om slagverkstrycket i dessa fall är för högt.

Det vore således önskvärt att tillhandahålla en metod och an~ ordning som både förenklar den initiala fasen vid borrning i berg samt minskar risken för slitage vid borrning allmänt.

Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetecken Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en metod för styrning av åtminstone en borrparameter som löser ovanstående problem.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att tillhanda- hålla en anordning för styrning av åtminstone en borrparameter som löser ovanstående problem.

Dessa och andra syften uppnås enligt föreliggande uppfinning genom en metod för styrning av åtminstone en borrparameter, såsom definieras i patentkrav 1, och genom anordningar enligt 10 15 20 25 30 532 482 patentkraven 14 och 27. Fördelaktiga utföringsformer beskrivs i de underordnade patentkraven.

Enligt föreliggande uppfinning uppnås ovan nämnda syften genom en metod för styrning av åtminstone en borrparameter vid borr- ning i berg med en borrmaskin, varvid under borrningen borrma- skinens slagkraftgenererande slagverkstryck och/eller mat- ningskraftgenererande matningstryck regleras. Metoden inklude~ rar stegen att bestämma ett parametervärde representerande ett medelvärde för ett dämptryck i en dämpkammare verkande för matningskraftöver- föring till, samt för dämpning av bergreflexer från en till borrmaskinen ansluten borrsträng, bestämma en avvikelse mellan nämnda bestämda dämptryckmedelvärde och ett dämptryckreferens- värde, och reglera borrmaskinens slagverkstryck och/eller mat~ ningstryck baserat på nämnda avvikelse. Nämnda dämptryckmedel- värde kan vara anordnat att bestämmas baserat på ett flertal slagcykler.

Detta har fördelen att genom att reglera slagverkstryck eller matningstryck baserat på en signal representerande en avvikel- se mellan ett tidsmedelvärde för ett dämptryck och ett dämp- tryckreferensvärde kan det i varje läge säkerställas att ett korrekt matningstryck i förhållande till slagverkstryck, eller vice versa, används. Även borrmaskinens matningshastighet kan användas vid nämnda reglering av slagverkstryck och/eller matningstryck. I detta fall kan dämptryckreferensvärdet vara anordnat att bero pà matningshastigheten.

Vidare medför uppfinningen att slagverkstrycket kan begränsas om dämptrycket inte med säkerhet överstiger dämpsystemets tom- gångstryck, om borrnacken inte är i slagläge, eller om aktu~ ellt dämptryck är för lågt för det för närvarande pàlagda 10 15 20 25 30 532 482 slagverkstrycket. Detta medför i sin tur att skadliga reflexer kan undvikas både under startborrning och normalborrning.

Slagverkstrycket kan t.ex. begränsas till dess startvärde, för att sedan åter ökas till normalborrningsnivå.

Metoden kan vidare inkludera stegen att kontinuerligt och/eller med vissa intervall uppmäta dämptrycket, samt att jämföra det uppmätta dämptrycket med vad som erfordras vid borrmaskinens aktuella slagverkstryck och, baserat på jämfö- relsen, reglera borrmaskinens matningstryck så att ett önskat dämptryck erhålls. Jämförelsen kan t.ex. utföras med hjälp av ett matematiskt samband mellan dämptryck och slagverkstryck eller genom uppslagning i en tabell innefattande ett förhål- lande mellan dämptryck och slagverkstryck. Det matematiska sambandet respektive tabellen är med fördel lagrade i ett da- torminne.

Detta har fördelen att det hela tiden under borrningsprocessen_ kan säkerställas att förhållandet mellan dämptryck och slag- verkstryck hålls inom ett önskat intervall.

Metoden kan användas för styrning när borrmaskinens slagverks- tryck och matningstryck övergår från en första nivå till en andra nivå. T.ex. kan metoden användas under ett initialt borrningssteg, varvid under det initiala steget borrmaskinens slagverkstryck och matningstryck från en första reducerad nivå övergår till en andra nivå utgörande väsentligen normal borr- ningsnivà. Detta har fördelen att metoden kan användas vid startborrning för att säkerställa att påhuggshålet får avsedd riktning och placering.

Metoden kan vidare inkludera steget att öka/minska slagverks- trycket från den första nivån till den andra nivån under en förutbestämd tid och/eller ett förutbestämt hàldjup, varvid ökningen/minskningen sker stegvis och/eller kontinuerligt 10 15 20 25 30 532 482 och/eller rampvis och/eller med kontinuerligt ökande derivata och/eller linjärt. Vid startborrning medför detta att en enkel startborrningsprocess erhålls, där det hela tiden säkerställs att dämptrycket är avpassat efter slagverkstrycket eller tvärtom. Vidare kan vid startborrning antalet parametrar mini- meras till att exempelvis innefatta start- och slutvärden för slagverkstryck samt initialfasens tidslängd alternativt borr- djup.

Metoden kan användas vid startborrning och/eller normalborr- ning. Detta har fördelen att metoden dels kan användas vid startborrning (påhugg) där det är viktigt att ett häl med kor- rekt riktning erhålls, samt under normalborrning, där borrning i berg med t.ex. många håligheter kan skada borrningsutrust- ningen om t.ex. full slagkraft anbringas en borrsträng i vars motsatta ände borrstålet saknar bergkontakt p.g.a. t.ex. ett hålrum. När dämptrycket sjunker p.g.a. t.ex. ett hålrum kan slagverkstrycket t.ex. begränsas därefter, för att sedan åter ökas till normalborrningsnivà. Denna ökning kan vid normal- borrning ske mycket snabbare än vid startborrning, eftersom hålet redan är så långt kommet att det har avsedd riktning.

Föreliggande uppfinning avser även en dylik anordning, varige- nom fördelar motsvarande de ovan beskrivna erhålls.

Ytterligare fördelar uppnås genom olika aspekter av uppfin- ningen och kommer att framgå av följande detaljerade beskriv- ning.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 visar ett tidsdiagram över ett tidigare känt sätt vid startborrning.

Fig. 2a visar ett exempel på en borrigg där föreliggande upp- finning kan tillämpas. 10 15 20 25 30 532 482 Fig. 2b visar den i fig. 2a visade borrmaskinen mer i detalj.

Fig. 3a-c visar exempel på reglerprinciper enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 4 visar ett exempel på ett reglersystem enligt förelig- gande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer I fig. 1 visas ett känt sätt att reglera el- och datorstyrda hydraulsystem vid bergborrning. Denna metod inkluderar en mängd parametrar som måste ställas in. Initialvärden samt längd för startsteget (pàhugget) måste bestämmas, vidare måste utseendet för det i fig. 1 illustrerade övergångssteget, mel- lan tidpunkterna Tl och T2, bestämmas. Med andra ord måste be- stämmas hur övergångssteget ska se ut för att det ska vara tillräckligt mjukt. Samtidigt vill man inte borra på den redu- cerade effekten för länge, eftersom man då förlorar tid. Detta förfarande är således komplicerat.

I fig. 2a visas ett exempel på en bergborrningsrigg 20 där fö- religgande uppfinning kan tillämpas. Bergborrningsriggen 20 innefattar en bom 21, vars ena ände är fäst vid en bärare som utgörs av ett fordon 23, och vid vars andra ände är anordnad en matare 24 som uppbär en borrmaskin 22. Borrmaskínen 22 är förskjutbar längs mätaren 24. Borrmaskinen 22 är kopplad till en borrsträngkomponent 25. Utgör borrsträngkomponenten 25 den första komponenten som används vid borrning av ett särskilt hål är den i den från borrmaskinen vända änden försedd med en borrkrona. Annars är den t.ex. gängad för anslutning till ti- digare använd borrsträngkomponent.

I fig. 2b visas borrmaskinen 22 mer i detalj. Borrmaskinen in- nefattar en adapter 3l vilken i sin ena ände är försedd med medel 30, t.ex. gängor, för anslutning till en borrsträngkom- 10 15 20 25 30 532 432 ponent (ej visad). Borrmaskinen innefattar vidare en kolv 32, vilken genom att slå mot adaptern 31 överför slagpulser till borrstålet och därifrån vidare till berget. Borrsträngen matas mot berget via en hylsa 33 med hjälp av en dämpkolv 34, vilken är anordnad i ett dämparsystem, vilket även används för att dämpa slagimpulsreflexer från berget. I drift överförs med ett hydraultryck i en första dämpkammare 37 en bestämd kraft till adaptern 31 via dämpkolv 34 och hylsa 33, där nämnda kraft an- vänds för att säkerställa att borrkronan hela tiden hålls tryckt mot berget. När sedan ett slag ger upphov till bergre- flexer dämpas dessa genom att dämpkolven 34 pressas in i en andra dämpkammare 38, varvid vätska i den andra dämpkammaren 38 pressas mot den första dämpkammaren 37 genom en liten spalt som bildas mellan dämpkolven 34 och kammarväggen 35 när dämp- kolven 34 pressas in i den andra dämpkammaren 38. Dämpkolven 34 och hylsan 33 kan i en annan utföringsform utgöras av en enda komponent.

Föreliggande uppfinning utgör en enkel reglerprincip som utgår från att stàngkraften regleras. Med stàngkraft avses här den kraft som verkar på borrstålet bortsett från de impulser som genereras av kolvens slag (slagkraften). Denna stångkraft kan beräknas genom att uppmäta borrmaskinens dämptryck pd i en el- ler flera invid borrsträngen anordnade dämpkammare, såsom t.ex. den första dämpkammaren 37 i fig. 2b, och multiplicera trycket med arean av den drivyta Ad pà dämpkolven som dämp- trycket i dämpkammaren verkar mot, dvs. P;,=;yAd, eller, vid 1 användning av flera dämpkammare, F,,,¿=Zp,,A, . 1 Vid startborrning bestäms lämpliga värden för slagverkstryck vid borrningens start samt vid normalborrning (fullborrning).

Trycknivàerna kan t.ex. bestämmas i förväg eller anpassas se~ 10 15 20 25 30 533 482 nare. Trycknivåerna kan variera för olika bergtyper, även om lägstanivån ofta begränsas av erfordrade tomgångsnivåer i ma- skinen.

Slagverkstryckets startvärde väljs så att påhugget blir till- räckligt mjukt för att säkerställa att hålet får rätt riktning och placering, samtidigt som trycket som sagt inte får vara för lågt så att det orsakar problem i borrmaskinen. Till exem- pel väljer man med fördel startvärdet till att vara lite stör- re än ackumulatorns förladdningstryck för att undvika problem med ackumulatormembran. Startvärdet ska naturligtvis heller inte vara för lågt för att överhuvudtaget kunna åstadkomma ett borrhål. Startvärdet för slagverkstrycket kan till exempel i en typisk borrmaskin vara ungefär 130 bar. Slutvärdet är det värde slagverkstrycket bör ha vid normal (full)-borrning, dvs. det värde som resulterar i snabbast möjlig borrning utan fara för maskinen, t.ex. 200 bar. I princip bör detta värde vara så högt som möjligt. I vissa situationer kan man dock behöva köra maskinen på mindre än full kraft, varvid önskade värden kan ställas in. För att styra borrmaskinen under tidsperioden mot- svarande tiden fram till T2 i fig. l bestäms varaktigheten för denna period, samt hur slagverkstrycket skall ökas från det lägre värdet till det högre värdet under denna tidsperiod.

Regleringen sker sedan genom att dämptrycket i en dämpkammare, såsom den första dämpkammaren 37, bestäms, t.ex. genom mät- ning/avkänning medelst en i eller i anknytning till dämpkamma- ren anordnad trycksensor, som kan generera en signal represen- terande ett tidsmedelvärde för trycket i dämpkammaren, där me- delvärdet kan utgöra ett medelvärde baserat på ett flertal slagcykler. Alternativt kan dämptrycket bestämmas tillräckligt ofta, t.ex. kontinuerligt, för att kunna erhålla dämptryckets variation vid slagverkets slag, dvs. så att de tryckhöjnings- pulser som uppstår vid reflexioner från berget kan detekteras, 10 15 20 25 30 532 fiBE' 10 varefter ett medelvärde för dämptrycket under en slagcykel kan bestämmas. T.ex. kan trycksensorn vara så utformad att den in- nefattar organ för att utföra nämnda medelvärdesberäkning och sedan vid varje slagcykel avge en representation av medelvär- det. Alternativt kan trycksensorn vara anordnad att kontinuer- ligt eller med vissa intervaller (som beror på borrmaskinens slagfrekvens, en borrmaskin arbetande med en slagfrekvens på hundratals Hertz, eller t.o.m. i kHz-området erfordrar betyd- ligt tätare intervall jämfört med en borrmaskin som arbetar med en slagfrekvens i storleksordningen 30-5OHz) avge signaler som sedan används av ett externt organ för att bestämma ett dämptryckmedelvärde för en slagcykel. Istället för att bestäm- ma medelvärdet för en slagcykel kan medelvärdet för ett fler- tal slagcykler bestämmas. Det bestämda dämptryckmedelvärdet jämförs sedan med aktuellt slagverkstryck enligt en förutbe- stämd relation mellan dämptryck och slagverkstryck. Detta kan t.ex. utföras genom uppslagning i en tabell, i vilken finns lagrat erfordrade dämptryck för olika slagverkstryck. Alterna- tivt kan beräkningar enligt framtagna matematiska samband ut- föras. Istället för att mäta dämptrycket i en dämpkammare kan trycket t.ex. mätas på dämpkammarens tilloppsledning. Detta har fördelen att tryckmätningen kan ske på riggen, med minskad kabeldragning som följd.

Om det uppmätta dämptrycket understiger erfordrat dämptryck, dvs. om ;yMWw“<;%ßd ökas matningstrycket så att villkoret upp- fylls. Vid matningstryckökningen kan (i fallet med startborr- ning) ökningen av slagverkstrycket tillfälligt stoppas, alter- nativt fortskrida. Det är även möjligt att tillfälligt minska slagverkstrycket för att inte riskera skador på borrmaskinen om uppmätt dämptryck är alltför lågt. Företrädesvis uppmäts slagverkstryck och dämptryck kontinuerligt eller med så pass täta intervall att regleringen av matningstrycket kan betrak- 10 15 20 25 30 5332 482 ll tas som snabbt relativt ökningen av slagverkstrycket, vilket således möjliggör en god reglering av matningstrycket utan up- pehåll i slagverkstryckökningen. Således kan dämptryckets me- delvärde bestämmas för ett flertal slagcykler och ändå medge en god reglering av matningstrycket. Pâ motsvarande sätt kan matningstrycket minskas om förhållandet är det omvända, dvs. om pdypprnüü >pd,erf ' Ökningen av slagverkstrycket från starttryck till normaltryck kan ske på ett flertal olika sätt. Till exempel kan slagverks- tryckökningen ökas som en kontinuerligt ökande funktion. I fig. 3a-c visas några exempel på hur slagverkstryckökningen under startborrning, dvs. under perioden från 0 fram till T2 i fig. 1, kan se ut. I fig. 3a sker ökningen som en kontinuer- ligt ökande funktion med successivt ökande derivata, t.ex. en exponentialfunktion.

I fig. 3b visas ökningen som linjär, och i fig. 3c visas ök- ningen som trappstegsformig.

Genom föreliggande uppfinning erhålls således ett system med endast två reglersteg, där parametrarna för det första steget, startborrningen, innefattar startvärden på slagverkstryck och det initiala stegets längd. Därigenom minimeras antalet para- metrar som måste ställas in. Under startborrningen ökas slag- verkstrycket på ett förutbestämt sätt och matningstrycket re- gleras sedan baserat på dämptrycket.

Det initiala stegets längd kan bestämmas t.ex. genom att stäl- la in önskat djup på pàhuggshålet eller hur lång tid start- borrningen skall fortgå.

I en utföringsform av föreliggande uppfinning kan slagkraftens tidsmedelvärde beräknas som F;w==nn¶(L+R), där nz betecknar kolvmassa, v anslagshastighet, f slagfrekvens och R kolv- 10 15 20 25 532 482 12 studskoefficient, dvs. studshastighet dividerad med anslags- hastighet. Den egentliga matningskraften som verkar på borrma- skinen utgörs av summan av slagkraftens tidsmedelvärde F;m och stångkraften Pga. Denna egentliga matningskraft Fkw skiljer sig från den teoretiska beroende på friktionsförluster och liknande. Denna skillnad skiljer sig från maskin till maskin, t.ex. beroende på att de har olika friktionsförluster. I en annan utföringsform alstras slagkraften direkt av fluidtrycket utan medverkan av en slagkolv. Denna utföringsform benämns pulsslagverk.

Beroendet för slagkraftens tidsmedelvärde relativt slagverks- trycket p kan allmänt erhållas enligt: Fann = fkVÅP) f och för ett kolvslagverk gäller: Fd,,,,=mvf(1+1a)=mv0fi,(1+1z)*-1í=1 0 där p utgör slagverkstrycket. K utgör en borrmaskinspecifik konstant eftersom nz, vo, få, R, po utgör borrmaskinspecifika parametrar som således vid t.ex. montering på en specifik bor- rigg kan lagras i ett minne i borriggens styrsystem. R är be~ roende av borrmaskinens nackadapter, och vid byte av en sådan till annan typ kan vid behov lagrat R ändras i enlighet där- med. K ändras även vid ändring av slagkolvens slagläge, varför lagrat.K även i ett sådant fall ändras.

Eftersom Ffm, = FM +Fd,,,, och Fm, =pdAd , dvs.

I' I' Ffied=pdAd+Kp=X*Kp, (2) 10 15 20 533 432 13 kan ett förhållande mellan matningskraft och slagkraftens tidsmedelvärde allmänt definieras som: X = pdAd fkrdp) +l, vilket för ett kolvslagverk enl. ekv (1) resulterar i: x=ïï+1 <3» Kp Genom val av lämpliga värden för slagverkstryck vid borrning- ens start och vid normalborrning samt ett värde på förhållan- det X' kan man reglera enligt den i fig. 4a visade principen.

Den i fig. 4a beskrivna reglerprincipen utgår från linjär re- glering, såsom i fig. 3b, men kan naturligtvis användas för vilken reglerprincip som helst. Vid linjär reglering från ÄQ till ÅQ, kan aktuellt XT t.ex. erhållas som +ÅQ-XQ PL"PH X=XL *o-pn <4> Vidare kan önskat dämptryck p¿w beräknas som _(X-1) PM - Ad Kp <5) där ÅY antingen hålls konstant eller bestäms enligt ekv. (4).

T.ex. kan ett lämpligt värde på Å? vara borrmaskinspecifikt och känt på förhand och lagras redan vid tillverkning av borrig- gen, alt. kan XT bestämmas efter en tids borrning.

I den i fig. 4a visade utföringsformen hålls Å? konstant och finns tillsammans med ett antal parametrar för borrmaskinen lagrade i ett minne 50. I figuren utgörs dessa parametrar av .Xj pb, pH, Kg Ad. pL = startnivà för slagverkstryck, pH = 10 15 20 25 532 482 14 slagverkstryck vid normalborrning. Dessa lagrade parametrar används vid borrning för att med beräkningsorgan 5l beräkna ;ymg med hjälp av ekv. (5). Såsom visas i figuren innefattar nämnda beräkningsorgan 51 organ 52 för mottagning av aktuellt slagverkstryck p. Det framräknade börvärdet för pwfl utmatas sedan fràn nämnda beräkningsorgan 51 via utmatningsorgan 53 för att sedan jämföras med aktuellt dämptryck i jämförelseor~ gan 54, vars utgång är kopplad till ett organ 55, vilket an~ vänder skillnaden mellan p¿w, och pd, där pd t.ex. bestäms me- delst en tryckgivare enligt ovan, för att beräkna en matnings- trycksändring Apflw för matningstrycket phü samt utmata denna skillnad Apfiw till lämpligt organ (ej visat) för utförande av en korrigering av matningstrycket med den framräknade skillna- den. Matningstrycket ökas om p¿mf är högre än pd, respektive minskas om pdmfär lägre än pg. Den beskrivna processen kan ut- föras kontinuerligt eller med vissa intervall, såsom 1, 10 el- ler 100 ggr/sekund.

I en alternativ utföringsform, visad i fig. 4b, används inte ett fixt Å?-värde, utan istället finns i minnet 60 lagrat tvâ olika Å?-värden, betecknade X1 respektive ÅQ,, där X1 används vid borrningens start och XQ används vid normalborrning. I detta fall kan ÅT sedan bestämmas för aktuellt slagverkstryck- enligt ett förutbestämt samband, t.ex. linjärt enligt ekv. (4)- Istället för att såsom i fig. 4a-b bestämma en matningstryck- förändring kan en slagverkstryck förändring bestämmas, varvid slagverkstrycket ändras så att aktuellt dämptryck motsvarar önskat dämptryck. 10 15 20 25 30 532 482 15 Vidare kan även borrmaskinens matningshastighet, dvs. den has- tighet med vilken borrningen fortskrider, användas vid nämnda reglering av slagverkstryck och/eller matningstryck. I detta fall bestäms ett pàw-som även beror på aktuell matningshastig- het.

Föreliggande uppfinning har ovan beskrivits i samband med startborrning. Uppfinning är dock även tillämpbar vid normal- borrning. Vid normalborrning kan diskontinuiteter ställa till med problem. Om t.ex. berget innehåller många sprickor eller om bergets hårdhet varierar kraftigt så att borrstàlet emel- lanåt tappar kontakt med framförvarande berg kan skadliga re- flexer uppstå om matningstryck och slagverkstryck i dessa fall är för höga. Om borrstålet tappar kontakten med framförvarande berg kommer detta direkt att avspeglas i att dämptrycket sjun- ker och matningshastigheten ökar. Istället för att öka mat- ningstrycket för att upprätthålla kvoten XT kan istället slag- verkstrycket minskas. T.ex. kan matningshastigheten jämföras med en hålrumshastighet, representerande en hastighet vid vil- ken borrningen har nått ett hålrum, varvid borrmaskinens slag- verkstryck kan minskas om hàlrumshastigheten uppnås eller överskrids.

T.ex. kan slagverkstrycket i ett sådant tillfälle minskas till startvärdet eftersom detta valts med hänsyn till bland annat ackumulatortrycket. Man måste emellertid inte nödvändigtvis gå ner till startvärdet, utan det är möjligt att gå ner till en nivå där slagverkstrycket begränsas med hänsyn till dämpsyste- mets tomgàngstryck.

Vidare har föreliggande uppfinning beskrivits i anslutning till en slående bergborrmaskin innefattande en slagkolv, där slagpulsens energi i princip består av slagkolvens kinetiska energi som överförs till borrstàlet. Föreliggande uppfinning 532 482 16 är dock även tillämplig vid andra typer av impulsalstrande an- ordningar, sàsom anordningar där stötvàgsenergin istället ge- nereras som tryckimpulser vilka överförs till borrsträngen från ett energilager genom ett stötorgan som endast utför en mycket liten rörelse. Även vid sådana typer av impulsalstrande anordningar kan ett dämptryck uppmäts i en dämpkammare, Vilken kan utgöras av en godtycklig kammare så länge som önskad dämp- funktion uppnås.

Claims (23)

10 15 20 25 30 532 1332 17 Patentkrav

1. Metod för styrning av åtminstone en borrparameter vid borrning i berg med en borrmaskin, varvid under borrningen borrmaskinens slagkraftgenererande slagverkstryck och/eller matningskraftgenererande matningstryck regleras, kännetecknad av stegen att: - bestämma ett parametervärde representerande ett medelvärde för ett dämptryck i en dämpkammare verkande för matningskraftöverföring till, samt för dämpning av bergreflexer från en till borrmaskinen ansluten borrsträng, - bestämma en avvikelse mellan nämnda bestämda dämptryckmedelvärde och ett dämptryckreferensvärde, och - reglera borrmaskinens slagverkstryck och/eller matningstryck baserat på nämnda avvikelse.

2. Metod enligt krav 1, vidare inkluderande steget att baserat på nämnda bestämda avvikelse bestämma en slagverkstryckändring och/eller matningstryckändring och reglera slagverkstryck och/eller matningstryck i enlighet med nämnda slagverkstryckändring och/eller matningstryckändring.

3. Metod enligt krav 1, varvid nämnda medelvärde utgör ett tidsmedelvärde som bestäms baserat på ett flertal slagcykler.

4. Metod enligt något av kraven 1-3, varvid även borrmaskinens matníngshastighet används vid nämnda reglering av slagverkstryck och/eller matningstryck.

5. Metod enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att nämnda matningstryck regleras så att ett önskat dämptryck erhålls.

6. Metod enligt något av kraven 1-5, varvid dämptrycket kontinuerligt och/eller med vissa intervall bestäms genom avkänning, övervakning, uppmätning eller beräkning. 10 l5 20 25 30 532 432 18

7. Metod enligt något av kraven l-6, varvid metoden används för styrning när borrmaskinens slagverkstryck styrs från en första nivå till en andra nivå.

8. Metod enligt krav 7, varvid metoden används under ett initialt borrningssteg, varvid under det initiala steget borrmaskinens slagverkstryck från en första reducerad nivå styrs till en andra nivå, utgörande väsentligen normal borrningsnivå.

9. Metod enligt något av kraven 7 eller 8, kännetecknad av att den vidare inkluderar steget att öka/minska slagverkstrycket fràn den första nivån till den andra nivån under en förutbestämd tid och/eller ett förutbestämt hàldjup, varvid ökningen/minskningen sker stegvis och/eller kontinuerligt och/eller rampvis.

10. Metod enligt krav 9, kännetecknad av att slagverkstrycket ökas/minskas linjärt eller med kontinuerligt ökande/minskande derivata.

11. ll. Metod enligt något av föregående krav, varvid slagverkstrycket begränsas om dämptrycket inte med säkerhet överstiger dämpsystemets tomgàngstryck.

12. Anordning för styrning av åtminstone en borrparameter vid borrning i berg med en borrmaskin, varvid under borrningen borrmaskinens slagkraftgenererande slagverkstryck och/eller matningskraftgenererande matningstryck är anordnat att regleras, kännetecknad av att anordningen inkluderar organ för att: - bestämma ett parametervärde representerande ett medelvärde för ett dämptryck i en dämpkammare verkande för matningskraftöverföring till, samt för dämpning av bergreflexer från en till borrmaskinen ansluten borrsträng, 10 15 20 25 532 flüï 19 - bestämma en avvikelse mellan nämnda bestämda dämptryckmedelvärde och ett dämptryckreferensvärde, och - reglera borrmaskinens slagverkstryck och/eller matningstryck baserat på nämnda avvikelse.

13. Anordning enligt krav 12, kännetecknad av att den vidare inkluderar organ för att baserat på nämnda bestämda avvikelse bestämma en slagverkstryckändring och/eller matningstryckändring och reglera slagverkstryck och/eller matningstryck i enlighet med nämnda slagverkstryckändring och/eller matningstryckändring.

14. Anordning enligt krav 12 eller 13, varvid nämnda organ för att bestämma ett parametervärde representerande ett medelvärde är anordnat att bestämma ett på ett flertal slagcykler baserat tidsmedelvärde.

15. Anordning enligt något av kraven 12-14, kännetacknad av att den vidare inkluderar organ för att använda borrmaskinens matningshastighet vid nämnda reglering av slagverkstryck och/eller matningstryck.

16. Anordning enligt något av kraven 12-15, kännetecknad av att den vidare inkluderar organ för att reglera nämnda matningstryck på så sätt att ett önskat dämptryck erhålls.

17. Anordning enligt något av kraven 12~l6, kännetecknad av att den vidare inkluderar organ för att bestämma dämptrycket kontinuerligt och/eller med vissa intervall genom avkänning, övervakning, uppmätning eller beräkning.

18. Anordning enligt något av kraven 12-17, kännatecknad av att den vidare inkluderar organ för att reglera borrmaskinens slagverkstryck och/eller matningstryck när borrmaskinens slagverkstryck styrs från en första nivå till en andra nivå. 10 15 20 532 482 20

19. Anordning enligt krav 18, kännetacknad av att den vidare inkluderar organ för att reglera borrmaskinens slagverkstryck och/eller matningstryck under ett initialt borrningssteg, varvid under det initiala steget borrmaskinens slagverkstryck från en första reducerad nivå styrs till en andra nivå, utgörande väsentligen normal borrningsnivà.

20. Anordning enligt något av kraven 18 eller 19, kännetecknad av att den vidare inkluderar organ för att öka/minska slagverkstrycket från den första nivån till den andra nivån under en förutbestämd tid och/eller ett förutbestämt hàldjup, varvid ökningen/minskningen sker stegvis och/eller kontinuerligt och/eller rampvis.

21. Anordning enligt krav 20, kännetecknad av att den vidare inkluderar organ för att öka/minska slagverkstrycket linjärt eller med kontinuerligt ökande/minskande derivata.

22. Anordning enligt något av kraven 12-21, kännetecknad av att den vidare inkluderar organ för att begränsa slagverkstrycket om dämptrycket inte med säkerhet överstiger dämpsystemets tomgångstryck.

23. Bergborrningsrigg, kännetacknad av att den inkluderar en anordning enligt något av kraven 12-22.