[发明专利]用于破岩系统的组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于破岩系统的组件，该组件为破岩系统的一部分，但是该组件也可被应用于测量在破岩期间破岩系统中出现的应力、振动或者力。

背景技术

在控制破岩时，可以测量和采用在破岩期间破岩系统中出现的应力。FI69680和US 4,671,366公开了一种测量在破岩期间出现的应力波并且采用所测量的应力波来控制破岩装置的操作的示例。DE19932838和US 6,356,077公开了一种信号处理方法和装置，用于通过测量经受冲击负荷的破岩系统的组件中的应力波引起的磁弹性变化来确定应力波的参数。

例如，在US 6,356,077中，通过测量破岩系统组件的磁特性的变化而测量破岩期间出现的应力波。为了测量应力波，在测量应力波期间，破岩系统组件同时经受磁化线圈引起的外部磁场。然而，无论仪器构造如何，使破岩系统组件在测量应力波的同时经受外部磁场都会引起对测量结果的干扰。

在EP公开2811110中，破岩系统组件的组件中的至少一部分被布置成持续(persistent)磁化或剩余磁化的状态。通过这种解决方案，可以避免上述与同时磁化破岩系统组件和测量应力波有关的问题。将破岩系统组件布置成持续磁化或剩余磁化的状态不一定由此提供精确的应力波测量结果，或者结果足够精确，以用于监测或者控制破岩装置的操作。

发明内容

本发明的目标在于提供一种可以被应用于测量在破岩期间出现的应力、振动或者力的新颖的解决方案。

本发明的特征在于独立权利要求中所述的特征。

本发明基于以下构思：用于破岩系统的组件被磁化为剩余磁化的状态，其中所述组件的剩余磁化在组件的纵向方向、径向方向、旋转方向、横交于纵向方向的方向、循环(circular)方向和周向方向中的至少一个方向上具有预定的变化磁化曲线，该变化磁化曲线描述组件上中的与组件的几何形状相关的变化磁化强度。

当测量由应力波引起的磁弹性变化所处的破岩系统的组件被布置成剩余磁化的状态时，破岩系统不需要具有提供使特定组件变为特定磁性状态的任何类型的仪器，或者使特定组件在测量应力波的期间同时经受外部磁场的仪器。这简化了应力波测量的仪器，并且不引起在应力波测量期间同时使特定组件进入磁性状态的仪器产生的干扰。

此外，当组件的剩余磁化的状态关于组件的几何形状具有预定的变化磁化曲线，其中该变化磁化曲线描述了组件中的关于组件的几何形状的变化磁化强度，该预定的变化磁化曲线可以被布置成包括诸如全局峰值或者局部峰值的特定部分，在该特定部分处，组件的由应力波引起的磁弹性变化是最能够检测的，或者具有用于测量和使用该组件的目的的其它期望特性。当用于测量磁弹性变化的至少一个传感器被布置在峰值点时，这进一步提高了测量精确性。

附图说明

下面将参考附图，通过优选实施例更详细地描述本发明，其中：

图1示意性地示出钻岩钻机的侧视图；

图2示意性地示出钻岩时出现的应力波；

图3示意性地示出破岩系统的部分横截面侧视图；

图4示意性地示出破岩系统的钻柄，以及被布置至钻柄的剩余磁化的预定的变化磁化曲线；

图5示意性地示出图4的预定的变化磁化曲线与现有技术的磁化曲线的比较；

图6示意性地示出被布置至钻柄的剩余磁化的另一预定的变化磁化曲线；

图7是磁滞曲线的示意性表示；和

图8是可用于运送破岩系统组件的容器的示意性表示。

为了清楚起见，附图以简化方式示出本发明的一些实施例。在附图中，类似附图标记识别类似元件。

具体实施方式

可以通过由钻岩机在岩石中钻孔而执行破岩。可替选地，可以由破碎锤破碎岩石。在本文中，应将术语“岩石”广泛地理解为也涵盖卵石、岩石材料、硬壳和其它相对坚硬的材料。钻岩机和破碎锤包括冲击机构，冲击机构直接地或者通过转接器向工具提供冲击脉冲。冲击脉冲产生在工具中传播的应力波。当应力波到达与将被钻孔的岩石面对的工具的末端时，工具由于应力波的影响而刺入岩石。应力波的一些能量可能作为反射波而反射回来，反射波在工具中以相反方向(即朝着冲击机构)传播。取决于具体情况，反射波可能仅包含压缩应力波或者张力应力波。然而，反射波通常包括张力应力分量和压缩应力分量。