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JP3590743B2 - Drilling rig drive control device - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削装置の駆動制御装置に係り、特に、掘管回転部とドローワークスを回転させる交流誘導電動機の駆動を制御する駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
水井戸、温泉井、地熱井、地下資源採掘井、あるいは地震観測井等に代表される各種坑井の掘削に使用される掘削装置の例を図5に示す。この掘削装置100は、地上に構築されたマスト101を備え、マスト101の頂部には、定滑車であるクラウンブロック102が支持されている。また、マスト101の基部近傍には、巻上げ装置であるドローワークス103が設置されている。ドローワークス103のドラム(図示せず。)には、巻上げ作業用のワークライン104の一端が連結され、ワークライン104の他端は、クラウンブロック102に巻き掛けられ、更に、クラウンブロック102と、その下方に位置する、動滑車であるフックブロック105との間とを数往復している。
【0003】
フックブロック105の下端には、ドリルストリング106が垂直な軸回りに回転可能に支持され、ドリルストリング106の下端からは、ドリルカラー107が下方に延び、ドリルカラー107の下端には、掘削用のビット108が設置されている。また、符号109は、ドローワークス103が備えるロータリ駆動装置(図示せず。)の駆動力を受けてドリルストリング106を回転させるロータリ(掘管回転部)である。
【0004】
ドリルストリング106を坑内から引き上げる場合には、ドローワークス103のドラムを回転させ、ワークライン104を巻き取る。一方、ドリルストリング106を坑内に降ろす場合には、ドローワークス103のドラムを駆動するモータ(図示せず。)を停止または揚管方向に回転させた状態で上記ドラムのクラッチを操作し、上記モータと上記ドラムの駆動部とを切り離した後、フリーとなったドラムの回転を間欠的に制動しつつ、ドリルストリング106を、その自重により下降させる。また、掘削作業を行う場合には、ドリルストリング106を坑内に降ろした後、ドリルカラー107の自重によりビット108に下向きの力を付与しつつ、ロータリ109を介してドリルストリング106を回転させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記掘削装置100の場合、ドリルストリング106やドリルカラー107、あるいはビット108等が、何らかの理由により坑内に抑留されることがある。しかしながら、ロータリ駆動装置に、トルク制御が不可能な交流誘導電動機を用いていると、ロータリ駆動装置が発生するトルクがドリルストリング106の破損トルクより大きい場合、ドリルストリング106が破損する恐れがあった。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、坑内におけるドリルストリング106やドリルカラー107、あるいはビット108等の抑留に伴う、ドリルストリング106の破損防止をその目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は掘削装置の駆動制御装置に係り、印加される電圧の周波数制御により回転数が制御され掘削装置の掘管回転部とドローワークスを駆動する交流誘導電動機と、該交流誘導電動機に対する回転数指令値を設定する回転数設定器と、足踏みペダルの踏み込み量に比例して変化する空気圧を検知する圧力センサによって揚管作業時に前記交流誘導電動機に対する回転数指令値を設定する圧力センサ部と、該圧力センサ部が前記ドローワークスの運転に要する最小回転数以上の回転数指令値を出力したことを示す確認信号を、足踏みペダルの踏み込みを確認して出力する圧力スイッチと、上記交流誘導電動機に対するトルク制限指令値を設定するトルク制限設定器と、掘削作業時に前記回転数設定器で設定された回転数指令値に基づいて回転している上記交流誘導電動機が発生するトルクを前記トルク制限指令値以下となるように制御して、上記掘管回転部の回転方向に発生するトルクを制限し、揚管作業時に前記圧力スイッチによって確認信号が出力された場合にのみ、上記交流誘導電動機の回転数を前記圧力センサ部の回転数指令値によって可変制御する制御部とを備えていることを特徴としている。
【0009】
この場合、上記掘管回転部の回転方向に発生するトルクが上記掘管回転部によって回転されるドリルストリングの回転方向の破損トルク以下となるよう、上記交流誘導電動機が発生するトルクを制限することが望ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の記載中、上記図5に示したものと同様の構成を有する部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【0011】
本発明に係る掘削装置の駆動制御装置1の構造の例を図1及び図2に示す。この駆動制御装置1は、上記掘削装置100のロータリ109に適用されるもので、ロータリ駆動装置である交流誘導電動機(以下、モータと呼称する。)2を備えるモータ部3と、モータ2の回転数やトルクを制御する制御部4と、作業者が掘削装置100を操作するためのドリラー操作部5と、モータ2の回転数を制御する圧力センサ部6とから概略構成されている。
【0012】
モータ2は、周波数制御により回転数が制御されるインバータ専用の交流誘導電動機で、冷却ファン(図示せず。)を備えている。また、モータ部3は、モータ2の回転数を検出する回転計7と、モータ2の温度を検出するサーミスタ検出部(図示せず。)を備え、サーミスタ検出部が検出したモータ2の温度が異常値を示すと、モータ2が運転を停止する。
【0013】
制御部4は、交流配電部8と、インバータ装置部9と、制御装置部10とを備えている。交流配電部8は、外部に位置する電源から供給される交流電圧を受電して、インバータ装置部9及び制御装置部10に配電する。インバータ装置部9は、制御装置部10から入力された回転数指令値及びトルク規制値に基づき、モータ2の回転数を制御するとともに、モータ2のトルクを、所定の規制値以下に制限する。また、インバータ装置部9には、モータ部3の回転計7から、モータ2の回転数が入力される。
【0014】
制御装置部10は、A/D部11と、D/A部12と、I/O部13と、演算部14と、記憶部(図示せず。)とを備えている。モータ2の運転中、制御装置部10には、インバータ装置部9から、モータ2の実回転数値と実負荷トルク値とが入力される。更に、制御装置部10には、ドリラー操作部5の回転数設定部15(図3参照)にて設定される回転数指令値及びトルク制限設定部25(図3参照)にて設定されるトルク制限指令値と、圧力センサ部6にて設定される回転数指令値がそれぞれ入力される。
【0015】
制御装置部10は、入力された回転数指令値及びトルク制限指令値に応じた回転数指令値及びトルク規制値をインバータ装置部9に送り、モータ2の回転数及びトルクを、モータ2が指令された回転数で回転し、かつモータ2のトルクがトルク制限指令値以下となるよう制御する。この場合、インバータ装置部9から入力されたモータ2の実回転数値と、ドリラー操作部5から入力された回転数指令値、あるいは圧力センサ部6に設けられて作業者により操作される足踏みペダル(図示せず。)の踏み込み量に比例して変化する空気圧を検知する圧力センサ(図示せず。)からの回転数指令値とは、演算部14にて常時比較され、制御装置部10は、その偏差に基づき、モータ2の回転数をフィードバック制御する。
【0016】
ドリラー操作部5は、図3に示すように、操作部17と表示部18とから構成されている。操作部17は、モータ2の回転数を、例えば0〜2400rpmの範囲で設定する回転数設定部15と、非常停止ボタン19と、ブザ停止ボタン20と、ドローワークス103を駆動する揚管作業時とロータリ109を駆動する掘削作業時に際し、モータ2の運転内容及び制御内容を切り替える切替スイッチ21とを備えている。また、表示部18は、回転計22と、トルク計23と、表示灯24とを備えている。
【0017】
表示灯24の詳細を図4に示す。表示灯24の、「インバータ電源」は、インバータ装置部9に電源が投入されると点灯する。「ブロア電源」は、モータ2の冷却ファンに電源が投入されると点灯する。「インバータ運転中」は、インバータ装置部9によりモータ2が回転すると点灯する。「MAXトルク出力中」は、負荷トルクが最大(例えば150%)となり、インバータ装置部9が最大トルクでモータ2を運転中に点灯する。「故障」は、駆動制御装置1の電装品が故障すると点灯する。「DWモード」は、切替スイッチ21がドローワークス103側に切り替えられていると点灯する。「RTモード」は、切替スイッチ21がロータリ109側に切り替えられていると点灯する。「定出力領域」は、モータ2が、定格出力領域(例えば1500〜2400rpm)で回転中に点灯する。「トルク指令MAX」は、インバータ装置部9におけるトルク規制値が最大値(例えば150%)に設定されると点灯する。「トルク指令規制」は、インバータ装置部9におけるトルクが所定の規制値(例えば80%または100%)に設定されると点灯する。「インバータ故障」は、インバータ装置部9が故障すると点灯する。
【0018】
圧力センサ部6は、上記する足踏みペダル及び圧力センサを備えている。モータ2の回転数は足踏みペダルの踏み込み量に応じて上昇し、圧力センサは、上記空気圧の変化に比例して変化する出力電圧を、モータ2の回転数指令値に対応するアナログ信号として出力する。
【0019】
符号30は、ドローワークス103の運転に必要な最小回単数に対応する圧力以上の圧力を圧力センサ6が検知した際に接点信号を出力する圧力スイッチである。この信号は、足踏みペダルを確実に踏み込んだことを示す確認信号として利用される。すなわち、圧力センサ部6からの回転数指令値と圧力スイッチ30からの接点信号とが両方とも制御装置部10に入力された場合にのみ、制御装置部10が回転数指令値をインバータ装置部9に出力してモータ2の回転数を制御する。
【0020】
また、圧力センサ部6における空気圧の漏れにより、圧力センサ部6の圧力センサが、足踏みペダルを踏んでいないにもかかわらずアナログ信号を出力する場合や、圧力センサが、圧力センサ部6内の温度変化によりアナログ信号を出力する場合がある。しかしながら、本掘削装置1の場合、圧力スイッチ30を備えているため、作業者が実際に足踏みペダルを踏み込み、モータ2の回転数を上昇させる操作を行っている場合にのみ、モータ2の回転数が制御される。
【0021】
次いで、上記構成を有する駆動制御装置1の動作について説明する。
揚管作業時(ドリルストリング106を坑内から引き上げる場合)には、切替スイッチ21をドローワークス103側に設定し、モータ2によりドローワークス103のドラムを回転させ、ワークライン104を巻き取る。モータ2の回転数は、圧力センサ部6の足踏みペダルと、ドリラー操作部5の回転数設定部15のいずれによっても設定可能である。前者の場合、足踏みペダルを踏み込むことにより、ドリルストリング106を坑内から引き上げる。また、モータ2の回転数は、圧力センサ部6または回転数設定部15における設定値のうち、大きい方の値に設定される。
【0022】
更に、揚管作業時には、インバータトリップの発生を防止するため、インバータ装置部9から制御装置部10に入力されたモータ2の実負荷トルク値が、制御装置部10の演算部14により常時監視される。その結果、インバータトリップの発生前にトルク規制値が自動的に制御され、安定した運転が行われる。
【0023】
掘削作業を行う場合には、ドリルストリング106を坑内に降ろした後、切替スイッチ21をロータリ109側に設定し、ドリルカラー107の自重によりビット108に下向きの力を付与しつつ、ロータリ109を介してドリルストリング106を回転させる。また、モータ2の回転数は、回転数設定部15によってのみ設定可能となり、圧力センサ部6による設定は受け付けなくなる。
【0024】
掘削作業時には、制御装置部10からインバータ装置部9に送られたトルク規制値により、モータ2のトルクが制御される。また、掘削に伴うモータ2の実負荷トルク値は、インバータ装置部9から制御装置部10及びドリラー操作部5に入力される。ドリラー操作部5に入力された実負荷トルク値はトルク計23に表示される。この実負荷トルク値は、制御装置部10の演算部14にて、ドリラー操作部5から入力されたトルク制限指令値と比較され、実負荷トルク値がトルク制限指令値を越えないよう常時監視される。実負荷トルク値がトルク制限指令値を越えると制御装置部10が警報を発生するが、警報発生時には、ドリルストリング106の折損または破損を防止するため、モータ2を停止させることも可能である。
【0025】
上記構成を有する駆動制御装置1によれば、掘削時におけるモータ2のトルクが、ドリラー操作部5のトルク制限設定部25により、任意のトルク制限指令値以下に制限される。従って、モータ2によりロータリ109を介して駆動されるドリルストリング106の回転方向に発生するトルクがドリルストリング106の破損トルク以下となるよう、上記トルク制限指令値を設定することにより、モータ2に交流誘導電動機を用いた場合でも、ドリルストリング106に発生するトルクが常時ドリルストリング106の破損トルク以下に抑制される。その結果、本発明によれば、坑内におけるドリルストリング106やドリルカラー107、あるいはビット108等の抑留に伴う、過大なトルクの発生によるドリルストリング106の破損が防止される。
【0026】
なお、上記モータ2の数については、図示の例のように、1台のモータ2でドローワークス103とロータリ109との双方を駆動してもよく、また、ドローワークス103とロータリ109とを別々のモータ2で駆動してもよい。また、上記回転数指令値及びトルク制限指令値は、連続的(無段階)に設定しても、段階的に設定してもよい。
【0027】
更に、本発明は、ドローワークス103とロータリ109とが一体的に構成された掘削装置100のみならず、交流誘導電動機を駆動源とするスピンドル式掘削装置の駆動制御装置にも適用可能な技術である。
【0028】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、回転に伴い掘削装置の掘管回転部に発生するトルクがドリルストリングの破損トルク以下となるよう、駆動源のトルクが制御される。従って、ドリルストリングが坑内に抑留された場合でも、ドリルストリングが破損することがない。また、揚管作業時にドリルストリングを引き上げるドローワークスを回転させるモータの回転速度を設定する圧力センサ部が、空気圧の漏れにより、足踏みペダルを踏んでいないにもかかわらず回転数指令信号を出力する場合や、圧力センサ部がその内部の圧力センサの温度変化により回転数指令信号を出力する場合があっても、圧力センサ部の足踏みペダルの踏み込みを確認する圧力スイッチを備えているため、作業者が実際に足踏みペダルを踏み込み、駆動源の回転数を上昇させる操作を行っている場合にのみ、駆動源の回転数を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る駆動制御装置の構成の例を示す図である。
【図2】図1に示す駆動制御装置の構成の一部をより詳細に示す図である。
【図3】図1に示す駆動制御装置のドリラー操作部の拡大図である。
【図4】図3に示すドリラー操作部の表示灯の拡大図である。
【図5】本発明が適用される掘削装置の例を示す上方斜視図である。
【符号の説明】
1 (掘削装置の)駆動制御装置
2 交流誘導電動機(モータ)
4 制御部
6 圧力センサ部
15 回転数設定部
25 トルク制限設定部
30 圧力スイッチ
100 掘削装置
103 ドローワークス
106 ドリルストリング
109 ロータリ(掘管回転部)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive control device for excavating equipment, more particularly, to a drive control device for controlling the drive movement of the AC induction motor for rotating the digging pipes rotating portion and drawworks.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 shows an example of a drilling device used for drilling various wells represented by water wells, hot spring wells, geothermal wells, underground resource mining wells, or earthquake observation wells. The excavator 100 includes a mast 101 constructed on the ground, and a crown block 102, which is a fixed pulley, is supported on the top of the mast 101. In addition, a drawworks 103 as a hoisting device is installed near the base of the mast 101. One end of a work line 104 for hoisting work is connected to a drum (not shown) of the draw works 103, and the other end of the work line 104 is wound around a crown block 102. It makes several round trips to and from the hook block 105 which is a moving pulley located below.
[0003]
At the lower end of the hook block 105, a drill string 106 is rotatably supported around a vertical axis. From the lower end of the drill string 106, a drill collar 107 extends downward. A bit 108 is provided. Reference numeral 109 denotes a rotary (drill tube rotating unit) that rotates the drill string 106 by receiving a driving force of a rotary driving device (not shown) included in the draw works 103.
[0004]
When the drill string 106 is pulled up from the mine, the work line 104 is wound up by rotating the drum of the draw works 103. On the other hand, when lowering the drill string 106 into the mine, the clutch of the drum is operated while the motor (not shown) for driving the drum of the drawworks 103 is stopped or rotated in the lifting direction. Then, the drill string 106 is lowered by its own weight while intermittently braking the rotation of the freed drum after disconnecting the drum string from the drive unit of the drum. In the case of performing an excavation operation, after the drill string 106 is lowered into the mine, the drill string 106 is rotated via the rotary 109 while applying a downward force to the bit 108 by the weight of the drill collar 107.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of the above-described drilling device 100, the drill string 106, the drill collar 107, the bit 108, and the like may be held in the mine for some reason. However, if an AC induction motor that cannot perform torque control is used as the rotary drive, the drill string 106 may be damaged if the torque generated by the rotary drive is greater than the damage torque of the drill string 106. .
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to prevent breakage of the drill string 106 due to the retention of the drill string 106, the drill collar 107, the bit 108, and the like in the mine.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a drive control apparatus for excavating device, an AC induction motor by frequency control of the applied voltage rotational speed is controlled to drive the digging pipe rotating unit and the drawworks of the drilling device, the rotational speed for the AC induction motor A rotation speed setting device for setting a command value, and a pressure sensor unit for setting a rotation speed command value for the AC induction motor during a lifting operation by a pressure sensor that detects an air pressure that changes in proportion to the amount of depression of a foot pedal, A pressure switch that outputs a confirmation signal indicating that the pressure sensor unit has output a rotation speed command value equal to or greater than the minimum rotation speed required for the operation of the drawworks by confirming depression of a foot pedal; and A torque limit setting device for setting a torque limit command value, and a rotation based on a rotation speed command value set by the rotation speed setting device during excavation work. The torque generated by the AC induction motor is controlled to be equal to or less than the torque limit command value to limit the torque generated in the rotating direction of the excavated pipe rotating unit, and is checked by the pressure switch during lifting work. only if a signal is output, it is characterized that you have a control unit for variably controlling the rotational speed of the AC induction motor by the rotational speed command value of the pressure sensor unit.
[0009]
In this case, the torque generated by the AC induction motor is limited so that the torque generated in the rotation direction of the drill pipe rotation unit is equal to or less than the breakage torque in the rotation direction of the drill string rotated by the drill pipe rotation unit. Is desirable.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, members having the same configurations as those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0011]
1 and 2 show an example of the structure of the drive control device 1 of the excavator according to the present invention. The drive control device 1 is applied to the rotary 109 of the excavator 100, and includes a motor unit 3 including an AC induction motor (hereinafter, referred to as a motor) 2, which is a rotary drive device, and rotation of the motor 2. It is roughly composed of a control unit 4 for controlling the number and torque, a driller operation unit 5 for an operator to operate the excavator 100, and a pressure sensor unit 6 for controlling the rotation speed of the motor 2.
[0012]
The motor 2 is an AC induction motor dedicated to an inverter whose rotation speed is controlled by frequency control, and includes a cooling fan (not shown). The motor unit 3 includes a tachometer 7 for detecting the number of revolutions of the motor 2 and a thermistor detecting unit (not shown) for detecting the temperature of the motor 2. When an abnormal value is indicated, the motor 2 stops operating.
[0013]
Control unit 4 includes an AC power distribution unit 8, and an inverter device unit 9, and a control device 10. Ac distribution unit 8, by receiving AC voltage supplied from a power source located outside, to distribute power to the inverter device unit 9 and the control device 10. The inverter device unit 9 controls the rotation speed of the motor 2 based on the rotation speed command value and the torque regulation value input from the control device unit 10, and limits the torque of the motor 2 to a predetermined regulation value or less. Further, in the inverter device unit 9, the tachometer 7 of the motor unit 3, the rotation speed of the motor 2 is inputted.
[0014]
The control device unit 10 includes an A / D unit 11, a D / A unit 12, an I / O unit 13, an arithmetic unit 14, and a storage unit (not shown). During operation of the motor 2, the actual rotation value and the actual load torque value of the motor 2 are input to the control device 10 from the inverter device 9. Further, the control device unit 10 has a rotation speed command value set by the rotation speed setting unit 15 (see FIG. 3) of the driller operation unit 5 and a torque set by the torque limit setting unit 25 (see FIG. 3). A limit command value and a rotational speed command value set by the pressure sensor unit 6 are input.
[0015]
The control unit 10 sends a rotation speed command value and a torque regulation value according to the input rotation speed command value and torque limit command value to the inverter device unit 9, and the motor 2 controls the rotation speed and torque of the motor 2. The motor 2 is controlled to rotate at the set rotation speed and the torque of the motor 2 becomes equal to or less than the torque limit command value. In this case, foot pedal operated and the actual rotational speed value of the motor 2 that is input from the inverter device unit 9, rotational speed command value input from the driller operation unit 5, or by an operator provided in the pressure sensor unit 6 ( (Not shown)) is constantly compared with a rotation speed command value from a pressure sensor (not shown) that detects an air pressure that changes in proportion to the amount of depression of the controller. Based on the deviation, the number of rotations of the motor 2 is feedback-controlled.
[0016]
The driller operation unit 5 includes an operation unit 17 and a display unit 18 as shown in FIG. The operation unit 17 sets a rotation speed of the motor 2 in a range of, for example, 0 to 2400 rpm, an emergency stop button 19, a buzzer stop button 20, and a lifting work for driving the drawworks 103. And a changeover switch 21 for switching the operation content and control content of the motor 2 during excavation work for driving the rotary 109. The display unit 18 includes a tachometer 22, a torque meter 23, and an indicator light 24.
[0017]
The details of the indicator light 24 are shown in FIG. The “inverter power supply” of the indicator lamp 24 is turned on when the power is supplied to the inverter device unit 9. The “blower power supply” is turned on when power is supplied to the cooling fan of the motor 2. “During inverter operation” is lit when the motor 2 is rotated by the inverter unit 9. When “MAX torque is being output”, the load torque is maximum (for example, 150%), and the inverter unit 9 lights up while the motor 2 is operating at the maximum torque. “Failure” is turned on when an electrical component of the drive control device 1 fails. The “DW mode” is lit when the changeover switch 21 is switched to the draw works 103 side. The “RT mode” is lit when the changeover switch 21 is switched to the rotary 109 side. The “constant output area” is lit while the motor 2 is rotating in the rated output area (for example, 1500 to 2400 rpm). The “torque command MAX” is turned on when the torque regulation value in the inverter unit 9 is set to the maximum value (for example, 150%). “Torque command regulation” is turned on when the torque in the inverter device section 9 is set to a predetermined regulation value (for example, 80% or 100%). “Inverter failure” lights when the inverter device section 9 fails.
[0018]
The pressure sensor section 6 includes the foot pedal and the pressure sensor described above. The rotation speed of the motor 2 increases according to the amount of depression of the foot pedal, and the pressure sensor outputs an output voltage that changes in proportion to the change in the air pressure as an analog signal corresponding to the rotation speed command value of the motor 2. .
[0019]
Reference numeral 30 denotes a pressure switch that outputs a contact signal when the pressure sensor unit 6 detects a pressure equal to or higher than the pressure corresponding to the minimum number of times required for the operation of the drawworks 103. This signal is used as a confirmation signal indicating that the foot pedal has been securely depressed. That is, only when both the rotation speed command value from the pressure sensor unit 6 and the contact signal from the pressure switch 30 are input to the control device unit 10, the control device unit 10 outputs the rotation speed command value to the inverter device unit 9. To control the rotation speed of the motor 2.
[0020]
In addition, due to air pressure leakage in the pressure sensor unit 6, the pressure sensor of the pressure sensor unit 6 outputs an analog signal even though the foot pedal is not depressed, An analog signal may be output due to the change. However, in the case of the present excavator 1, since the pressure switch 30 is provided, the rotation speed of the motor 2 is set only when the operator actually steps on the foot pedal to increase the rotation speed of the motor 2. Is controlled.
[0021]
Next, the operation of the drive control device 1 having the above configuration will be described.
During the lifting operation (when the drill string 106 is pulled up from the mine), the changeover switch 21 is set to the drawworks 103 side, and the drum of the drawworks 103 is rotated by the motor 2 to wind up the work line 104. The rotation speed of the motor 2 can be set by any of the foot pedal of the pressure sensor unit 6 and the rotation speed setting unit 15 of the driller operation unit 5. In the former case, the drill string 106 is pulled up from the pit by depressing the foot pedal. Further, the rotation speed of the motor 2 is set to a larger value among the set values in the pressure sensor unit 6 or the rotation speed setting unit 15.
[0022]
Further, at the time Agekan work, in order to prevent the occurrence of inverter trip, the actual load torque of the motor 2 that is input to the controller unit 10 from the inverter device unit 9, is constantly monitored by the operation unit 14 of the controller unit 10 You. As a result, the torque regulation value is automatically controlled before the occurrence of the inverter trip, and stable operation is performed.
[0023]
When performing drilling work, after lowering the drill string 106 into the mine, the changeover switch 21 is set to the rotary 109 side, and a downward force is applied to the bit 108 by its own weight of the drill collar 107, and the drill 108 is turned through the rotary 109. To rotate the drill string 106. Further, the rotation speed of the motor 2 can be set only by the rotation speed setting unit 15, and the setting by the pressure sensor unit 6 is not accepted.
[0024]
During excavation work, the torque limitation value sent from the controller unit 10 to the inverter 9, the torque of the motor 2 is controlled. Further, actual load torque of the motor 2 due to the drilling is input from the inverter device unit 9 to the control device 10 and the driller operation unit 5. The actual load torque value input to the driller operation unit 5 is displayed on the torque meter 23. The actual load torque value is compared with the torque limit command value input from the driller operation unit 5 by the arithmetic unit 14 of the control unit 10 and is constantly monitored so that the actual load torque value does not exceed the torque limit command value. You. When the actual load torque value exceeds the torque limit command value, the control unit 10 issues an alarm. When the alarm is issued, the motor 2 can be stopped to prevent breakage or breakage of the drill string 106.
[0025]
According to the drive control device 1 having the above configuration, the torque of the motor 2 during excavation is limited by the torque limit setting unit 25 of the driller operation unit 5 to an arbitrary torque limit command value or less. Accordingly, by setting the torque limiting command value so that the torque generated in the rotation direction of the drill string 106 driven by the motor 2 via the rotary 109 is equal to or less than the breakage torque of the drill string 106, the motor 2 Even when an induction motor is used, the torque generated in the drill string 106 is constantly suppressed to a value equal to or less than the torque at which the drill string 106 is damaged. As a result, according to the present invention, the breakage of the drill string 106 due to the generation of excessive torque due to the detention of the drill string 106, the drill collar 107, the bit 108 and the like in the pit is prevented.
[0026]
The number of the motors 2 may be such that one motor 2 drives both the draw works 103 and the rotary 109 as shown in the illustrated example. May be driven by the motor 2. Further, the rotation speed command value and the torque limit command value may be set continuously (steplessly) or stepwise.
[0027]
Furthermore, the present invention is a technology applicable not only to the excavator 100 in which the drawworks 103 and the rotary 109 are integrally formed, but also to a drive control device of a spindle type excavator using an AC induction motor as a drive source. is there.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the torque of the drive source is controlled such that the torque generated in the rotating portion of the drilling pipe of the drilling apparatus due to the rotation is equal to or less than the breaking torque of the drill string . Therefore, even if the drill string is held in the mine, the drill string does not break. Also, when the pressure sensor unit that sets the rotation speed of the motor that rotates the draw works that lifts the drill string during lifting work, due to air pressure leakage, outputs a rotation speed command signal even though the foot pedal is not depressed Also, even if the pressure sensor unit may output a rotation speed command signal due to a temperature change of the internal pressure sensor, the operator is provided with a pressure switch for confirming depression of the foot pedal of the pressure sensor unit. The rotation speed of the drive source can be controlled only when the operation of increasing the rotation speed of the drive source is actually performed by depressing the foot pedal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a drive control device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a part of the configuration of the drive control device shown in FIG. 1 in more detail.
FIG. 3 is an enlarged view of a driller operation unit of the drive control device shown in FIG.
FIG. 4 is an enlarged view of an indicator light of the driller operation unit shown in FIG.
FIG. 5 is a top perspective view showing an example of a drilling rig to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1 Drive control device (of excavator) 2 AC induction motor (motor)
4 control unit
6 Pressure sensor
15 Rotation speed setting section
25 Torque limit setting section
30 pressure switch 100 excavator
103 Draw Works 106 Drill String 109 Rotary

Claims (2)

印加される電圧の周波数制御により回転数が制御され掘削装置の掘管回転部とドローワークスを駆動する交流誘導電動機と、該交流誘導電動機に対する回転数指令値を設定する回転数設定器と、足踏みペダルの踏み込み量に比例して変化する空気圧を検知する圧力センサによって揚管作業時に前記交流誘導電動機に対する回転数指令値を設定する圧力センサ部と、該圧力センサ部が前記ドローワークスの運転に要する最小回転数以上の回転数指令値を出力したことを示す確認信号を、足踏みペダルの踏み込みを確認して出力する圧力スイッチと、上記交流誘導電動機に対するトルク制限指令値を設定するトルク制限設定器と、掘削作業時に前記回転数設定器で設定された回転数指令値に基づいて回転している上記交流誘導電動機が発生するトルクを前記トルク制限指令値以下となるように制御して、上記掘管回転部の回転方向に発生するトルクを制限し、揚管作業時に前記圧力スイッチによって確認信号が出力された場合にのみ、上記交流誘導電動機の回転数を前記圧力センサ部の回転数指令値によって可変制御する制御部とを備えていることを特徴とする掘削装置の駆動制御装置。An AC induction motor whose rotation speed is controlled by frequency control of an applied voltage to drive a drilling tube rotating unit and a drawworks of the excavator; a rotation speed setting device for setting a rotation speed command value for the AC induction motor ; A pressure sensor for setting a rotation speed command value for the AC induction motor during a lifting operation by a pressure sensor that detects an air pressure that changes in proportion to the amount of depression of a pedal, and the pressure sensor is required for operation of the drawworks. A pressure switch that outputs a confirmation signal indicating that a rotation speed command value equal to or greater than the minimum rotation speed has been output, and confirms depression of a foot pedal, and a torque limit setting device that sets a torque limit command value for the AC induction motor. In the excavation operation, the AC induction motor rotating on the basis of the rotation speed command value set by the rotation speed setting device is generated. The torque is controlled to be equal to or less than the torque limit command value to limit the torque generated in the rotation direction of the excavated pipe rotating unit, and only when a confirmation signal is output by the pressure switch during lifting work, drive control apparatus for drilling and wherein that you have a control unit for variably controlling the rotational speed of the AC induction motor by the rotational speed command value of the pressure sensor unit. 上記掘管回転部の回転方向に発生するトルクが上記掘管回転部によって回転されるドリルストリングの回転方向の破損トルク以下となるよう、上記交流誘導電動機が発生するトルクを制限することを特徴とする請求項に記載の掘削装置の駆動制御装置。Limiting the torque generated by the AC induction motor so that the torque generated in the rotation direction of the drill pipe rotation unit is equal to or less than the breakage torque in the rotation direction of the drill string rotated by the drill pipe rotation unit. The drive control device for an excavator according to claim 1 , wherein
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