破巖的設(shè)備和方法
【專利摘要】一種破巖的設(shè)備和方法，用于測量破巖動(dòng)力。該設(shè)備包括：破巖系統(tǒng)的至少一個(gè)部件，所述部件在破巖期間經(jīng)受應(yīng)力；至少一個(gè)元件，所述元件的至少部分被布置成永久磁化狀態(tài)；以及至少一個(gè)測量構(gòu)件，所述測量構(gòu)件用于基于所述部件的磁性上的變化來測量破巖動(dòng)力的至少一個(gè)參數(shù)。
【專利說明】破巖的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及破巖動(dòng)力(rock breaking dynamics)的測量。
【背景技術(shù)】
[0002]在破巖系統(tǒng)中，在破巖期間出現(xiàn)的應(yīng)力可被測量并用于控制破巖。F169680和US4, 671，366公開了測量在破巖期間出現(xiàn)的應(yīng)力波并將所測量到的應(yīng)力波用于控制破巖裝置的操作的實(shí)例。DE19932838和US6，356，077公開了通過測量由經(jīng)受沖擊載荷的部件中的應(yīng)力波引起的磁彈性變化來確定應(yīng)力波的參數(shù)的信號處理方法和裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是提供用于測量破巖動(dòng)力的新穎設(shè)備和方法。
[0004]本發(fā)明的特征在于獨(dú)立權(quán)利要求的特征。
[0005]根據(jù)實(shí)施例，測量破巖動(dòng)力的設(shè)備包括:破巖系統(tǒng)的至少一個(gè)部件，所述部件在破巖期間經(jīng)受應(yīng)力；至少一個(gè)測量構(gòu)件，所述測量構(gòu)件用于基于所述部件的磁性上的變化來測量破巖動(dòng)力的至少一個(gè)參數(shù)；以及至少一個(gè)元件，所述元件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)，所述永久磁化狀態(tài)在測量周期期間不需要利用外部磁源來維持。
[0006]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，通過破巖系統(tǒng)外部的磁場將所述元件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
[0007]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，所述元件是永磁體，所述永磁體布置用以將所述破巖系統(tǒng)的所述部件的至少部分設(shè)置成永久磁化狀態(tài)。
[0008]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，所述永磁體布置用以持續(xù)地將所述破巖系統(tǒng)的所述部件的至少部分設(shè)置成永久磁化狀態(tài)。
[0009]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，所述永磁體布置用以間歇地將所述破巖系統(tǒng)的所述部件的至少部分設(shè)置成永久磁化狀態(tài)。
[0010]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，該設(shè)備包括布置成至少部分地環(huán)繞所述破巖系統(tǒng)的所述部件的多個(gè)永磁體。
[0011]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，單個(gè)永磁體或一組永磁體布置用以提供至少部分周向的結(jié)構(gòu)。
[0012]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，單個(gè)永磁體或一組永磁體是可打開的。
[0013]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，單個(gè)永磁體或一組永磁體可打開以繞所述破巖系統(tǒng)的所述部件布置所述單個(gè)永磁體或所述一組永磁體的結(jié)構(gòu)。
[0014]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，單個(gè)永磁體或一組永磁體布置用以提供周向結(jié)構(gòu)，該周向結(jié)構(gòu)可打開以繞所述破巖系統(tǒng)的所述部件布置所述單個(gè)永磁體或所述一組永磁體。
[0015]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，至少部分布置成永久磁化狀態(tài)的所述元件是所述破巖系統(tǒng)的所述部件。
[0016]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，該設(shè)備包括磁化裝置，所述磁化裝置用于將所述破巖系統(tǒng)的所述部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
[0017]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，所述磁化裝置被構(gòu)造用以提供電磁脈沖以將所述破巖系統(tǒng)的所述部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
[0018]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，所述磁化裝置被布置成至少部分地環(huán)繞所述破巖系統(tǒng)的所述部件。
[0019]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，所述磁化裝置被布置用以提供至少部分周向的結(jié)構(gòu)。
[0020]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，所述磁化裝置是可打開的。
[0021]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，所述磁化裝置可打開以至少部分地繞所述破巖系統(tǒng)的所述部件布置所述磁化裝置的結(jié)構(gòu)。
[0022]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，所述磁化裝置布置用以提供至少部分周向的結(jié)構(gòu)，該至少部分周向的結(jié)構(gòu)可打開以至少部分地繞所述破巖系統(tǒng)的所述部件布置所述磁化裝置。
[0023]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例,所述磁化裝置被構(gòu)造用以間隔地(at intervals)將所述破巖系統(tǒng)的所述部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
[0024]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，在使用所述破巖系統(tǒng)的所述部件之前將所述破巖系統(tǒng)的所述部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
[0025]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，所述破巖系統(tǒng)包括至少一個(gè)空隙，至少一個(gè)永磁體或磁化裝置布置到所述空隙中。
[0026]根據(jù)該設(shè)備的實(shí)施例，所述破巖系統(tǒng)的所述部件是鉆具、鉆桿、鉆頭、撞擊機(jī)構(gòu)的部件(諸如撞擊機(jī)構(gòu)的框架結(jié)構(gòu))、撞擊裝置、鉆柄、衰減裝置、適配器和聯(lián)接套筒中的一個(gè)。
[0027]根據(jù)實(shí)施例，測量破巖動(dòng)力的方法包括:在破巖期間使破巖系統(tǒng)的部件經(jīng)受應(yīng)力；基于所述部件的磁性上的變化來測量破巖動(dòng)力的至少一個(gè)參數(shù)；將所述破巖系統(tǒng)的所述部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)，所述永久磁化狀態(tài)在測量周期期間不需要利用外部磁源來維持；以及基于至少部分布置成永久磁化狀態(tài)的所述部件的磁性上的變化來測量破巖動(dòng)力的至少一個(gè)參數(shù)。
[0028]根據(jù)該方法的實(shí)施例，通過所述破巖系統(tǒng)外部的磁場將所述破巖系統(tǒng)的所述部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
[0029]根據(jù)該方法的實(shí)施例，通過至少一個(gè)永磁體、通過包括至少一個(gè)永磁體的磁化裝置或通過提供電磁脈沖的磁化裝置將所述破巖系統(tǒng)的所述部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
[0030]根據(jù)該方法的實(shí)施例，間隔地將所述破巖系統(tǒng)的所述部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
[0031]根據(jù)測量儀器(instrument)的實(shí)施例，所述測量儀器包括:至少一個(gè)磁化裝置，所述磁化裝置用于將物體的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)；以及至少一個(gè)測量構(gòu)件，所述測量構(gòu)件用于測量描述響應(yīng)于施加在所述物體上的應(yīng)力的所述物體的磁性上的變化的至少一個(gè)參數(shù)。
[0032]根據(jù)該測量儀器的實(shí)施例，該測量儀器包括被構(gòu)造用以提供電磁脈沖以將所述物體的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)的裝置。
[0033]根據(jù)該測量儀器的實(shí)施例，所述磁化裝置被構(gòu)造用以間隔地將所述物體的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
[0034]根據(jù)該測量儀器的實(shí)施例，所述磁化裝置包括至少一個(gè)永磁體。
[0035]根據(jù)該測量儀器的實(shí)施例，所述磁化裝置包括布置成至少部分地環(huán)繞所述物體的多個(gè)永磁體。
[0036]根據(jù)該測量儀器的實(shí)施例，單個(gè)永磁體或一組永磁體被布置用以提供至少部分周向的結(jié)構(gòu)。
[0037]根據(jù)該測量儀器的實(shí)施例，所述單個(gè)永磁體或一組磁鐵是可打開的。
[0038]根據(jù)涉及測量響應(yīng)于施加在物體上的應(yīng)力的所述物體的磁性上的變化的測量方法的實(shí)施例，該方法包括:將所述物體的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)；以及測量描述響應(yīng)于施加在所述物體上的應(yīng)力的所述物體的磁性上的變化的至少一個(gè)參數(shù)。
[0039]根據(jù)涉及測量響應(yīng)于施加在物體上的應(yīng)力的所述物體的磁性上的變化的測量方法的實(shí)施例，提供電磁脈沖以將所述物體的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
[0040]根據(jù)涉及測量響應(yīng)于施加在物體上的應(yīng)力的所述物體的磁性上的變化的測量方法的實(shí)施例，間隔地將所述物體的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
[0041]根據(jù)涉及測量響應(yīng)于施加在物體上的應(yīng)力的所述物體的磁性上的變化的測量方法的實(shí)施例，通過至少一個(gè)永磁體、通過包括至少一個(gè)永磁體的磁化裝置或通過提供電磁脈沖的磁化裝置將所述物體的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0042]在下文中，將參照附圖借助優(yōu)選實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中:
[0043]圖1示意性地示出鑿巖鉆機(jī)的側(cè)視圖；
[0044]圖2示意性地示出在鉆巖中出現(xiàn)的應(yīng)力波；
[0045]圖3不意性地不出破巖系統(tǒng)的局部橫截面?zhèn)纫晥D；
[0046]圖4示意性地示出將破巖系統(tǒng)的部件布置成永久磁化狀態(tài)的設(shè)備的局部橫截面?zhèn)纫晥D；
[0047]圖5示意性地示出將破巖系統(tǒng)的部件布置成永久磁化狀態(tài)的第二設(shè)備的另一局部橫截面?zhèn)纫晥D；
[0048]圖6示意性地示出磁化裝置結(jié)構(gòu)的局部橫截面?zhèn)纫晥D；
[0049]圖7示意性地示出圖6的磁化裝置結(jié)構(gòu)的局部橫截面端視圖；
[0050]圖8示意性地示出第二磁化裝置結(jié)構(gòu)的局部橫截面端視圖；
[0051]圖9示意性地示出第三磁化裝置結(jié)構(gòu)的局部橫截面端視圖；
[0052]圖10示意性地示出第四磁化裝置結(jié)構(gòu)的局部橫截面端視圖；
[0053]圖11示意性地示出將破巖系統(tǒng)的部件布置成永久磁化狀態(tài)的第三設(shè)備的局部橫截面?zhèn)纫晥D；并且
[0054]圖12和13示意性地示出應(yīng)力波的測量結(jié)果的實(shí)例。
【具體實(shí)施方式】
[0055]破巖可通過使用鉆巖機(jī)在巖石中鉆孔來實(shí)施。替代地，巖石可通過破碎錘來破碎。在上下文中，術(shù)語“巖石”應(yīng)在廣義上理解成還涵蓋巨石、巖石材料、地殼和其它相對較硬的材料。鉆巖機(jī)和破碎錘包括撞擊機(jī)構(gòu)、該撞擊機(jī)構(gòu)直接地或通過適配器提供撞擊脈沖給鉆具。撞擊脈沖產(chǎn)生在鉆具中傳播的應(yīng)力波。在應(yīng)力波到達(dá)鉆具的面對所要鉆鑿的巖石的端部時(shí)，鉆具由于應(yīng)力波的作用而穿入到巖石中。應(yīng)力波的某些能量可作為反射波而反射回來，該反射波在鉆具中沿相反方向(即，朝向撞擊機(jī)構(gòu))傳播。取決于情形，反射波可僅包括壓縮應(yīng)力波或拉伸應(yīng)力波。然而,反射波通常包括拉伸和壓縮應(yīng)力分量兩者。
[0056]圖1示意性地示出鑿巖鉆機(jī)I的顯著簡化的側(cè)視圖。鑿巖鉆機(jī)I包括移動(dòng)載體2和懸臂3，在懸臂3的端部存在有進(jìn)給梁4，進(jìn)給梁4設(shè)有鉆巖機(jī)8，鉆巖機(jī)8具有撞擊機(jī)構(gòu)5和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6。圖1的鑿巖鉆機(jī)I還包括鉆具9，鉆具9的近端被聯(lián)接到鉆巖機(jī)8，而鉆具9的遠(yuǎn)端朝向待被鉆鑿的巖石12定向。在圖1中用虛線示意性地示出鉆具9的近端9'。圖1的鑿巖鉆機(jī)I的鉆具9包括鉆桿10a、1b和1c以及在鉆具9的遠(yuǎn)端9"處的鉆頭11。鉆頭11可設(shè)有球齒11a，但其它鉆頭結(jié)構(gòu)也是可能的。在也被稱為深孔鉆鑿的使用分段鉆桿的鉆鑿中，取決于所要鉆鑿的孔的深度的多個(gè)鉆桿附接在鉆頭11和鉆巖機(jī)8之間。鉆具9還可由附接到進(jìn)給梁4的導(dǎo)向支承件13支承。
[0057]鉆機(jī)還可具有與上述結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)。例如，在潛孔鑿巖中，撞擊機(jī)構(gòu)在鉆孔的底部處靠近鉆頭定位于鉆機(jī)中，鉆頭通過鉆桿連接到位于鉆孔上方的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
[0058]撞擊機(jī)構(gòu)5可設(shè)有撞擊活塞,該撞擊活塞在壓力介質(zhì)的作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng)并直接或通過在鉆具9和撞擊活塞之間的中間件(諸如鉆柄或另一類型適配器)撞擊工具。自然地，具有不同結(jié)構(gòu)的撞擊機(jī)構(gòu)也是可能的。因此，撞擊機(jī)構(gòu)5的操作還可基于電磁或液壓的使用而沒有任何機(jī)械往復(fù)運(yùn)動(dòng)的撞擊活塞，并且在上下文中，術(shù)語撞擊機(jī)構(gòu)還指基于這樣特征的撞擊裝置。由撞擊機(jī)構(gòu)5產(chǎn)生的應(yīng)力波沿鉆桿1a至1c朝向在鉆具9的遠(yuǎn)端處的鉆頭11傳遞。在應(yīng)力波遇到鉆頭11時(shí)，鉆頭11及其球齒Ila撞擊所要鉆鑿的巖石12，從而使所要鉆鑿的巖石12遭受強(qiáng)應(yīng)力，裂縫由于該強(qiáng)應(yīng)力而在巖石12中形成。通常，施加在或作用在巖石12上的應(yīng)力波的一部分反射回到鉆具9并沿鉆具9朝向撞擊結(jié)構(gòu)5反射回來。
[0059]圖2示意性地示出應(yīng)力波，其中朝向所要鉆鑿的巖石12傳播的應(yīng)力波用附圖標(biāo)記Si表示,而從巖石12反射回到鉆具9的應(yīng)力波用附圖標(biāo)記表示。
[0060]在鉆鑿期間，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6將連續(xù)旋轉(zhuǎn)力傳遞到鉆具9，因此致使鉆頭11的球齒Ila在一次撞擊之后改變其位置并在下次撞擊時(shí)撞擊巖石12上的新的部位。圖1的鑿巖鉆機(jī)I還包括布置到進(jìn)給梁4的進(jìn)給機(jī)構(gòu)7，鉆巖機(jī)8布置成相對于進(jìn)給機(jī)構(gòu)7可移動(dòng)。在鉆鑿期間，進(jìn)給機(jī)構(gòu)7布置用以推動(dòng)鉆巖機(jī)8在進(jìn)給梁4上前進(jìn)并因此推動(dòng)鉆頭11抵靠巖石12。
[0061]圖1示出鑿巖鉆機(jī)I相對于鉆巖機(jī)8的結(jié)構(gòu)比其實(shí)際的小得多。為了清楚起見，圖1的鑿巖鉆機(jī)I僅具有一個(gè)懸臂3、進(jìn)給梁4、鉆巖機(jī)8和進(jìn)給機(jī)構(gòu)7,但顯然,鑿巖鉆機(jī)可設(shè)有多個(gè)懸臂3，所述懸臂3具有進(jìn)給梁4、鉆機(jī)8和進(jìn)給機(jī)構(gòu)7。而且，顯然，鉆巖機(jī)8通常包括防止鉆頭11堵塞的沖洗裝置。為了清楚起見，圖1中沒有示出沖洗裝置。鉆機(jī)8可液壓地操作，但其還可氣動(dòng)地或電動(dòng)地操作。
[0062]圖3不意性地不出可例如用于圖1的鑿巖鉆機(jī)中的破巖系統(tǒng)14的局部橫截面?zhèn)纫晥D。圖3的破巖系統(tǒng)14包括撞擊機(jī)構(gòu)5和連接到撞擊機(jī)構(gòu)5的鉆具9。圖3的破巖系統(tǒng)14中的鉆具9包括鉆桿10a、10b和在鉆桿1b遠(yuǎn)端處的鉆頭11。撞擊機(jī)構(gòu)5包括框架結(jié)構(gòu)5'和布置用以提供傳到鉆具9的撞擊脈沖的撞擊裝置15。在圖3的實(shí)施例中，撞擊裝置15具有撞擊活塞的形式,但撞擊裝置15和撞擊機(jī)構(gòu)5的實(shí)際實(shí)施方式可以以各種方式變化。圖3的撞擊機(jī)構(gòu)5還包括鉆柄16,鉆具9的近端9'被緊固到該鉆柄16,從而撞擊裝置15布置用以將撞擊作用導(dǎo)引到鉆柄16而不是直接導(dǎo)引到鉆具9，鉆柄16因此形成在撞擊裝置15和鉆具9之間的中間件。圖3的撞擊機(jī)構(gòu)5還包括衰減裝置17，衰減裝置17在圖3中非常簡要地示出，并且該衰減裝置17定位在鉆柄16和撞擊裝置15之間并被支承到撞擊機(jī)構(gòu)5的框架結(jié)構(gòu)5'。衰減裝置17的功能在于衰減從巖石12反射回到鉆具9和撞擊機(jī)構(gòu)5的應(yīng)力的影響。衰減裝置17還可提供鉆柄16在如下位置相對于撞擊裝置15的定位，在所述位置，由撞擊裝置提供的撞擊將會(huì)對鉆柄16具有最佳效果。衰減裝置17的實(shí)際實(shí)施方式可包括例如一個(gè)或多個(gè)壓力介質(zhì)操作的氣缸。
[0063]在圖3的實(shí)施例中，撞擊機(jī)構(gòu)5和聯(lián)接到撞擊機(jī)構(gòu)5的鉆具9形成破巖系統(tǒng)14,破巖系統(tǒng)14在破巖期間經(jīng)受應(yīng)力。然而，破巖系統(tǒng)的實(shí)施方式可以在很多方面不同。例如，在破碎錘中，破巖系統(tǒng)通常僅包括撞擊裝置和鉆具，使得由撞擊裝置提供的撞擊直接影響鉆具9。取決于實(shí)施方式,破巖系統(tǒng)可以是液壓、氣動(dòng)或電動(dòng)操作的,或者破巖系統(tǒng)的操作可實(shí)施為液壓、氣動(dòng)或電動(dòng)操作的裝置的組合。為了清楚起見，圖1和3沒有示出破巖系統(tǒng)的操作所需的任何壓力介質(zhì)管線或電線，所述管線或電線對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是眾所皆知的。
[0064]圖4示意性地公開了使一個(gè)或多個(gè)永磁體可位于破巖系統(tǒng)14中的一些可能的位置。為了清楚起見，在圖4中省略了撞擊機(jī)構(gòu)5的框架結(jié)構(gòu)5'。永磁體18是布置成或能夠布置成永久磁化狀態(tài)的元件。在永磁體18布置成永久磁化狀態(tài)時(shí)，永磁體18具有磁場，并且在破巖系統(tǒng)14的所述部件的至少部分經(jīng)受至少一個(gè)永磁體18的磁場的作用時(shí)，破巖系統(tǒng)14的所述部件的至少部分進(jìn)一步布置成永久磁化狀態(tài)。此外，當(dāng)在破巖期間，應(yīng)力正作用在布置成永久磁化狀態(tài)的所述部件上時(shí)，或換言之，當(dāng)應(yīng)力影響破巖系統(tǒng)的布置成永久磁化狀態(tài)的所述部件時(shí)，應(yīng)力導(dǎo)致所述部件的磁性上的變化。
[0065]至少部分可布置成永久磁化狀態(tài)的破巖系統(tǒng)14的所述部件可例如是撞擊機(jī)構(gòu)5、撞擊機(jī)構(gòu)5的框架結(jié)構(gòu)5'、撞擊裝置15、鉆柄16、衰減裝置17、破巖系統(tǒng)14的鉆具9(諸如鉆桿10a、10b、1c和/或鉆頭11)。至少部分可布置成永久磁化狀態(tài)的破巖系統(tǒng)14的所述部件還可例如是撞擊機(jī)構(gòu)中的適配器或聯(lián)接套筒。可布置成永久磁化狀態(tài)的破巖系統(tǒng)14的所述部件因此是可產(chǎn)生、傳遞或阻尼在破巖期間出現(xiàn)的應(yīng)力或應(yīng)力波的部件。
[0066]永久磁化狀態(tài)可以是如下狀態(tài):如在永磁體中的保持相對較長的時(shí)段的磁化狀態(tài)、通過間歇施加外部磁源來維持的磁化狀態(tài)、由暴露至外部磁場導(dǎo)致的在部件材料內(nèi)部維持的磁化狀態(tài)、或在測量周期期間不需要用外部磁源來維持的磁化狀態(tài)?？赏ㄟ^使用稍后提供一些實(shí)例的有源裝置或使用諸如永磁體的無源裝置的磁源的單次間歇的施加來提供永久磁化狀態(tài)。
[0067]所述部件的磁性上的變化可例如是部件的磁場上的變化、部件的磁場的磁通量上的變化、部件的磁導(dǎo)率或磁感應(yīng)率上的變化、或部件的磁化的狀態(tài)或強(qiáng)度上的變化。部件的磁性上的變化因此是經(jīng)受應(yīng)力的部件的材料的狀態(tài)上的變化的結(jié)果。由于解決方案與永久磁場狀態(tài)有關(guān)，所以能夠更一致地檢測經(jīng)受應(yīng)力的部件的磁性上的變化。
[0068]在圖4中，永磁體18緊固在支承結(jié)構(gòu)19中并具有圓形形狀，使得永磁體18可布置成環(huán)繞部件，所述部件的至少部分通過至少一個(gè)永磁體18布置成永久磁化狀態(tài)。在圖4中，永磁體18布置成環(huán)繞鉆具9的鉆桿10a、鉆柄16、衰減裝置17和撞擊裝置15。
[0069]圖5不意性地公開了使一個(gè)或多個(gè)永磁體18可位于圖3的破巖系統(tǒng)14中的另外一些可能位置。在圖5中，永磁體同樣具有圓形形狀，但圖4中所公開的支承結(jié)構(gòu)19已去除。在圖5的實(shí)施例中，在撞擊機(jī)構(gòu)5的框架結(jié)構(gòu)5'、鉆柄16、衰減裝置17和撞擊裝置15中形成有空隙20，由此通過將永磁體18布置到部件中的空隙20中，可將永磁體18布置在所述部件內(nèi)部。此外，鉆桿1a的內(nèi)部例如形成一種空隙，至少一個(gè)永磁體18可布置在該空隙中。在鉆柄16中，永磁體18可例如位于鉆柄16的沖洗通道31中，所述沖洗通道在鉆柄16中形成一種空隙。
[0070]圖4和5不意性地不出了使永磁體18可布置在破巖系統(tǒng)14中的一些可能位置。然而，該布置可包括僅一個(gè)永磁體18以將一個(gè)破巖系統(tǒng)部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。替代地，該布置可包括兩個(gè)或多個(gè)永磁體18以將一個(gè)或多個(gè)破巖系統(tǒng)部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。因此，在該布置中，可存在每個(gè)均具有相關(guān)永磁體18的若干個(gè)破巖系統(tǒng)部件或存在具有若干個(gè)相關(guān)永磁體18的一個(gè)或多個(gè)破巖系統(tǒng)部件。在圖4和5中還示意性地示出了后一種實(shí)施例的實(shí)例，且圖4公開了環(huán)繞鉆柄16的兩個(gè)連續(xù)的永磁體18，而圖5公開了布置在撞擊機(jī)構(gòu)5的框架結(jié)構(gòu)5'中的空隙20中的兩個(gè)連續(xù)永磁體18。如果在設(shè)備中存在與一個(gè)破巖系統(tǒng)部件相關(guān)的若干個(gè)永磁體18,則永磁體還可布置成在該特定的破巖系統(tǒng)部件的周向方向上相對于彼此連續(xù)。在該情況下，永磁體可例如具有矩形形式。
[0071]由于在圖4和5的實(shí)例中，永磁體永久地布置在破巖系統(tǒng)部件附近，所以在圖4和圖5的實(shí)例中，永磁體布置用以持續(xù)地將破巖系統(tǒng)部件的至少部分設(shè)置成的永久磁化狀態(tài)。
[0072]圖4和5還示意性地公開了基于破巖系統(tǒng)部件的磁性上的變化來測量破巖動(dòng)力的至少一個(gè)參數(shù)的裝置，源自應(yīng)力(諸如應(yīng)力波)的部件的磁性上的變化在破巖系統(tǒng)14的操作期間影響破巖系統(tǒng)14的部件。
[0073]在圖4中，基于破巖系統(tǒng)部件的磁性上的變化來測量破巖動(dòng)力的至少一個(gè)參數(shù)的測量構(gòu)件是測量線圈21，在圖4的實(shí)施例中，其處在通過靠近鉆桿1a的永磁體18而布置成永久磁化狀態(tài)的鉆桿1a的區(qū)域中，布置成環(huán)繞鉆桿10a。然而，測量線圈21可替代地在通過永磁體18而布置成永久磁化狀態(tài)的某個(gè)其它破巖系統(tǒng)部件的區(qū)域中靠近該部件布置。還能夠存在用于測量特定的一個(gè)或多個(gè)部件的磁性上的變化的、靠近相同或不同的破巖系統(tǒng)部件的多于一個(gè)的測量線圈21。由于部件的磁性上的變化，在測量線圈21中感生出相當(dāng)于該部件的磁性上的變化的電壓或電流。所感應(yīng)出的電壓或電流則指示影響該特定破巖系統(tǒng)部件的應(yīng)力。
[0074]在圖5中，用于測量部件的磁性上的變化的測量構(gòu)件是磁性傳感器22，在圖5的實(shí)施例中，其在通過在鉆桿16中的永磁體18而布置成永久磁化狀態(tài)的鉆柄16的區(qū)域中布置在鉆柄16內(nèi)。然而，磁性傳感器22可替代地在布置成永久磁化狀態(tài)的某個(gè)其它破巖系統(tǒng)部件的區(qū)域中處于該部件中。還能夠存在處在相同或不同的破巖系統(tǒng)部件中的多于一個(gè)的磁性傳感器22，用于基于該一個(gè)或多個(gè)特定的部件的磁性上的變化來測量破巖動(dòng)力的至少一個(gè)參數(shù)。磁性傳感器22可例如是線圈、磁力計(jì)、磁阻元件或霍爾傳感器。
[0075]由測量構(gòu)件提供的測量信息通過由箭頭23示意性地指示的有線連接或無線連接而傳送到數(shù)據(jù)處理單元24。數(shù)據(jù)處理單元24包括基于軟件和/或硬件的裝置，用于處理或修正由測量構(gòu)件提供的測量信息以得到由測量構(gòu)件提供的測量信息的有意義表示，使得測量信息可被分析和/或用于控制破巖系統(tǒng)14或整個(gè)鑿巖鉆機(jī)I或破碎錘的操作。例如，可應(yīng)用DE19932838和US6，356，077中所公開的處理或修正方法。
[0076]在永磁體18用于將破巖系統(tǒng)的部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)時(shí)，干擾不會(huì)出現(xiàn)在由于作用在破巖系統(tǒng)部件上的應(yīng)力而導(dǎo)致的破巖系統(tǒng)部件的磁性上的變化的測量中，所述干擾出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)方案中，所述現(xiàn)有技術(shù)方案包括在破巖系統(tǒng)部件的磁性上的變化的測量期間同時(shí)磁化該破巖系統(tǒng)部件的磁化線圈。
[0077]在考慮到用于測量破巖動(dòng)力的該設(shè)備的操作時(shí)，涉及測量操作的儀器比如永磁體優(yōu)選地由非導(dǎo)電材料制成。然而，可能的線圈自然地由導(dǎo)電材料制成。
[0078]圖6示意性地示出了旨在將破巖系統(tǒng)部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)的磁化裝置結(jié)構(gòu)27的局部橫截面?zhèn)纫晥D，并且圖7示意性地示出了圖6的磁化裝置結(jié)構(gòu)27的局部橫截面端視圖。磁化裝置結(jié)構(gòu)27包括單個(gè)永磁體18，該單個(gè)永磁體18在圖6和7的實(shí)施例中具有布置成環(huán)繞破巖系統(tǒng)部件(即，圖6和7的實(shí)施例中的鉆桿1a)的環(huán)形形狀。永磁體18插入包括環(huán)繞永磁體18的夾套25和端板26的支承結(jié)構(gòu)19內(nèi)，使得支承結(jié)構(gòu)19是將永磁體18圍封在支承結(jié)構(gòu)19內(nèi)的閉合結(jié)構(gòu)。為了清楚起見，在圖7中未示出表示夾套25橫截面的陰影線。端板26中的至少一個(gè)可以是可拆除的，以將永磁體18插入支承結(jié)構(gòu)19內(nèi)。支承結(jié)構(gòu)19形成引導(dǎo)構(gòu)件，所述引導(dǎo)構(gòu)件用于將由永磁體提供的磁場引導(dǎo)到破巖系統(tǒng)部件，以通過由永磁體18提供的磁場將該破巖系統(tǒng)部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
[0079]在圖6和7的實(shí)施例中，環(huán)形永磁體18布置成完全環(huán)繞破巖系統(tǒng)部件，即，鉆桿1a0部分或完全環(huán)繞所關(guān)注的破巖系統(tǒng)部件的永磁體18還能夠具有另一曲線形狀。至少部分地環(huán)繞所關(guān)注的破巖系統(tǒng)部件的永磁體18的形狀或形式還可具有除了曲線或環(huán)形形式外的另一種至少部分周向的形狀。
[0080]在圖6和7的實(shí)施例中，測量傳感器22也被布置在永磁體18的內(nèi)周界內(nèi)。因此，圖6和7的實(shí)施例提供了永磁體18即至少部分布置成永久磁場狀態(tài)的元件和測量構(gòu)件即測量傳感器22的組合。例如，如果測量傳感器22具有線圈形式，則測量傳感器22的端部(未示出)可布置成貫穿端板26。
[0081]圖8示意性地示出了第二磁化裝置結(jié)構(gòu)27的局部橫截面端視圖。為了清楚起見，在圖8中未示出表示夾套25橫截面的陰影線。在圖8中，與圖7相比，圖6的環(huán)形永磁體18由多個(gè)永磁體18替代，該多個(gè)永磁體18具有圓桿形狀并在支承結(jié)構(gòu)19的夾套25中彼此相鄰地布置，使得永磁體18布置成環(huán)繞所關(guān)注的破巖系統(tǒng)部件即鉆桿1a的整個(gè)周界。
[0082]圖9示意性地示出了第三磁化裝置結(jié)構(gòu)27的局部橫截面端視圖。為了清楚起見，在圖9中未示出表示夾套25橫截面的陰影線。在圖9中，與圖8相比，具有圓桿形狀的環(huán)形永磁體18在支承結(jié)構(gòu)19的夾套25中彼此相鄰地布置，使得永磁體18布置成僅環(huán)繞所關(guān)注的破巖系統(tǒng)部件即鉆桿1a的周界的一部分。
[0083]在圖6至9的實(shí)施例中，存在布置成至少部分地環(huán)繞破巖系統(tǒng)的部件以將該破巖系統(tǒng)部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)的多個(gè)永磁體，即一個(gè)或多個(gè)永磁體。在圖8和9的實(shí)施例中，桿形永磁體的橫截面形狀還可不同于圓形形狀。
[0084]圖10示意性地示出了第四磁化裝置結(jié)構(gòu)27的局部橫截面端視圖。為了清楚起見，在圖10中未示出表示夾套25橫截面的陰影線。圖10的磁化裝置結(jié)構(gòu)27具有兩個(gè)部分27'、27"，每個(gè)部分均包括支承結(jié)構(gòu)19、永磁體18和具有半拱形狀的測量傳感器22。通過將各部分彼此抵靠放置，該兩個(gè)部分27'、27"可例如通過使用接頭鉸鏈而彼此結(jié)合起來以形成具有圓形形式的一個(gè)磁化裝置結(jié)構(gòu)27。測量傳感器22也可連接在一起。為了清楚起見，在圖10中的部分27'、27"被示出在其之間具有一段小距離且在圖10中沒有示出接頭鉸鏈。圖10的磁化裝置結(jié)構(gòu)27不僅可從部件的端部而且還可從部件的側(cè)面繞破巖系統(tǒng)部件進(jìn)行組裝。
[0085]在圖10的實(shí)施例中，一組兩個(gè)永磁體布置在一起以形成周向結(jié)構(gòu)，該周向結(jié)構(gòu)是可打開的，以用于繞破巖系統(tǒng)的部件布置所述一組永磁體。在圖10的實(shí)施例中，兩個(gè)永磁體在實(shí)踐中形成繞破巖系統(tǒng)部件布置的單個(gè)永磁體。此外，具有與周向結(jié)構(gòu)不同的形狀或形式的永磁體可布置成以某個(gè)方式可打開。此外，測量構(gòu)件可布置成以與圖10相關(guān)的說明所述的類似方式可打開。在磁化裝置和/或測量構(gòu)件的結(jié)構(gòu)是可打開的時(shí)，其以使得能夠放置在破巖系統(tǒng)附近或以至少部分地環(huán)繞破巖系統(tǒng)的方式可打開。其還可打開以維修和保養(yǎng)磁鐵、磁化裝置、破巖系統(tǒng)或破巖裝置諸如鉆機(jī)。
[0086]在圖6至10的實(shí)施例中，如果夾套25由非導(dǎo)電材料制成，則永磁體18可由導(dǎo)電材料制成而不會(huì)對破巖動(dòng)力的測量造成有害的惡化影響。
[0087]在圖6至10的實(shí)施例中，磁化裝置結(jié)構(gòu)27提供或形成用于測量物體的磁性上的變化的測量儀器，該測量儀器包括:將該物體的至少部分布置成磁化狀態(tài)的至少一個(gè)磁化裝置；和測量描述響應(yīng)于施加在該物體上的應(yīng)力的物體的磁性上的變化的至少一個(gè)參數(shù)的至少一個(gè)測量構(gòu)件，在圖6至10的實(shí)例中，所述物體是鉆桿10a。因此，測量儀器包括:將該物體的至少部分布置成磁化狀態(tài)的至少一個(gè)磁化裝置；和測量描述響應(yīng)于施加在該物體上的應(yīng)力的物體的磁性上的變化的至少一個(gè)參數(shù)的至少一個(gè)測量構(gòu)件。磁化裝置可例如是如上所述的永磁體18或如稍后所述的磁化線圈28或一個(gè)或多個(gè)永磁體18和磁化線圈28的組合。測量構(gòu)件可例如是如上所述的測量線圈21或磁性傳感器22。如上所述，例如在圖10的實(shí)例和相關(guān)描述中，測量儀器的結(jié)構(gòu)是可打開的。在該說明書的實(shí)例中，測量儀器用于測量破巖系統(tǒng)14的部件的磁性上的變化，但通常，所公開的測量儀器還可用于測量經(jīng)受應(yīng)力的其它部件的磁性上的變化。
[0088]在以上實(shí)例中，在用于測量破巖動(dòng)力的該設(shè)備中，至少部分布置成永久磁化狀態(tài)的兀件因此是永磁體，該永磁體的磁場則將破巖系統(tǒng)的部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)?？商娲?，在用于測量破巖動(dòng)力的該設(shè)備中，至少部分布置成永久磁化狀態(tài)的元件還可以是破巖系統(tǒng)的部件，即，例如參照圖11，是撞擊機(jī)構(gòu)5、撞擊裝置15、鉆柄16、衰減裝置17、破巖系統(tǒng)14的鉆具9 (諸如鉆桿10a、10b、1c和/或鉆頭11)，以及還有未在圖11中示出的撞擊機(jī)構(gòu)5的框架結(jié)構(gòu)5,。在破巖系統(tǒng)的部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)時(shí)，該部件本身布置成永久磁化狀態(tài)，從而該部件本身具有磁性，測量該磁性的變化以基于該部件的磁性上的變化來測量破巖動(dòng)力的至少一個(gè)參數(shù)。
[0089]圖11公開了用作磁化裝置的磁化線圈28，該磁化線圈28可用于將破巖系統(tǒng)的部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。在圖11的實(shí)例中，一個(gè)或多個(gè)磁化線圈28布置成環(huán)繞鉆桿10a、鉆柄16、衰減裝置17和撞擊裝置15。一個(gè)或多個(gè)磁化線圈28還可布置成環(huán)繞撞擊機(jī)構(gòu)5的框架結(jié)構(gòu)。在圖11中，鉆桿10a、衰減裝置17和撞擊裝置15僅被一個(gè)磁化線圈28環(huán)繞，但它們還可被兩個(gè)或更多個(gè)磁化線圈28環(huán)繞。磁化線圈28還能夠以與圖5的實(shí)例中的永磁體類似的方式插入設(shè)置在破巖系統(tǒng)部件中的空隙中。例如可如圖4和5的實(shí)例所解釋的那樣測量破巖系統(tǒng)14的部件的磁性上的變化。
[0090]圖11中的設(shè)備還包括電源29，電源29被構(gòu)造用以通過由箭頭30表示的連接來提供用于磁化線圈28的必要電力。電源29構(gòu)造用以提供電磁脈沖以將破巖系統(tǒng)的部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。電磁脈沖的長度、形狀和幅度可以是固定的或可變的?；谄茙r系統(tǒng)14的操作狀態(tài)、基于測量構(gòu)件的操作或基于破巖系統(tǒng)14的部件的磁性上的變化，可間隔地，例如以規(guī)則的間隔將破巖系統(tǒng)14的部件布置成永久磁化狀態(tài)。此外，可在使用破巖系統(tǒng)14的部件之前將破巖系統(tǒng)14的該部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。
[0091]當(dāng)間隔地將破巖系統(tǒng)14的部件布置成永久磁化狀態(tài)時(shí)，存在特定時(shí)段，在該時(shí)段之間提供磁化操作。該時(shí)段可涉及絕對時(shí)間、破巖時(shí)間、輪班持續(xù)時(shí)間等。所述間隔還可基于破巖操作諸如鉆鑿的距離、鉆具9經(jīng)受的撞擊的次數(shù)、大體行進(jìn)通過鉆具9的撞擊能量或能量等來限定。間隔還可用于使磁化操作至少在該間隔內(nèi)發(fā)生。即，如果磁化操作在所限定的間隔期間沒有發(fā)生，則執(zhí)行磁化操作。
[0092]當(dāng)基于破巖系統(tǒng)14的操作狀態(tài)將破巖系統(tǒng)的部件布置成永久磁化狀態(tài)時(shí)，可例如在撞擊裝置15的空閑狀態(tài)期間諸如在連續(xù)撞擊之間、多組撞擊之間、在開始鉆孔之時(shí)、在更換新的鉆桿1a期間、在完成鉆孔之時(shí)、在定位破巖系統(tǒng)以用于鉆孔期間、在諸如鑿巖鉆機(jī)I的破巖系統(tǒng)或裝置在破巖現(xiàn)場移動(dòng)期間執(zhí)行磁化操作。
[0093]當(dāng)基于測量構(gòu)件的操作將破巖系統(tǒng)14的部件布置成永久磁化狀態(tài)時(shí)，可在測量構(gòu)件的空閑狀態(tài)期間或例如在觀察到測量的質(zhì)量受不合適的磁化狀態(tài)影響時(shí)執(zhí)行磁化操作。還可基于測量值或測量結(jié)果執(zhí)行磁化操作。測量值或測量結(jié)果可從可能在破巖系統(tǒng)或測量系統(tǒng)外部的另外的傳感器得到。
[0094]當(dāng)基于破巖系統(tǒng)14的部件的磁性上的變化將破巖系統(tǒng)14的部件布置成永久磁化狀態(tài)時(shí)，可在觀察到永久磁化狀態(tài)已變成不能夠取得可靠測量信息的程度時(shí)執(zhí)行磁化操作。
[0095]當(dāng)在使用破巖系統(tǒng)中的部件之前將破巖系統(tǒng)的部件布置成永久磁化狀態(tài)時(shí)，可例如在該部件的制造之后、在工廠或破巖系統(tǒng)的使用現(xiàn)場處將該部件組裝到破巖系統(tǒng)之前、或在將該部件組裝到破巖系統(tǒng)之后但在實(shí)際操作破巖系統(tǒng)之前，將該部件的至少部分布置成永久磁化狀態(tài)。因此，該破巖系統(tǒng)的部件的至少部分可通過破巖系統(tǒng)外部的磁場布置成永久磁化狀態(tài)。
[0096]可例如通過數(shù)據(jù)處理單元24控制磁化操作。
[0097]在圖11的實(shí)例和以上相關(guān)說明中，通過僅使用磁化線圈28作為磁化裝置將破巖系統(tǒng)的部件布置成永久磁化狀態(tài)。然而，永磁體能夠與磁化線圈28組合布置。還可能的是，如上所述，替代使用磁化線圈28，通過將永磁體布置在特定破巖系統(tǒng)部件附近，僅持續(xù)一個(gè)特定時(shí)段，僅使用永磁體將破巖系統(tǒng)的該特定部件布置成永久磁化狀態(tài)。因此，同樣可僅使用永磁體間歇地將破巖系統(tǒng)的部件的至少部分設(shè)置成永久磁化狀態(tài)。
[0098]當(dāng)破巖系統(tǒng)部件的至少部分被布置成永久磁化狀態(tài)時(shí)，其中所述永久磁化狀態(tài)必要時(shí)可激勵(lì)，破巖系統(tǒng)部件自身提供磁性，所述磁性在基于該部件的磁性上的變化測量破巖動(dòng)力的參數(shù)時(shí)被觀察到。在該情況下，也不會(huì)在由于作用在破巖系統(tǒng)部件上的應(yīng)力而導(dǎo)致的破巖系統(tǒng)的部件的磁性上的變化的測量中出現(xiàn)干擾，在現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中出現(xiàn)所述干擾，現(xiàn)有技術(shù)的解決方案包括磁化線圈，該磁化線圈在測量破巖系統(tǒng)部件的磁性上的變化期間同時(shí)地磁化破巖系統(tǒng)部件。
[0099]根據(jù)實(shí)施例，磁化線圈28也可用作測量線圈。在該實(shí)施例中，磁化線圈28可用于提供電磁脈沖以將破巖系統(tǒng)部件布置成永久磁化狀態(tài)并在該部件已被布置成永久磁化狀態(tài)之后，即，在磁化線圈28不用于將破巖系統(tǒng)的該部件布置成永久磁化狀態(tài)時(shí)，提供基于該部件的磁性上的變化的破巖動(dòng)力的參數(shù)測量。
[0100]圖12和13示意性地示出應(yīng)力波的測量結(jié)果實(shí)例，圖13是圖12的測量的第一部分的更詳細(xì)圖示。在圖12和13中，虛線表示由附接到破巖系統(tǒng)部件的應(yīng)變計(jì)測量到的應(yīng)力波。實(shí)線則表示當(dāng)永磁體用于將該同一破巖系統(tǒng)部件布置成永久磁化狀態(tài)時(shí)由測量線圈測量到的同一應(yīng)力波。從圖12和13能夠看到，所提出的解決方案提供的應(yīng)力波測量對應(yīng)于應(yīng)變計(jì)提供的測量，因?yàn)閼?yīng)變計(jì)直接固定到破巖系統(tǒng)部件，所以由應(yīng)變計(jì)提供的該應(yīng)力波測量可被認(rèn)為完全遵循出現(xiàn)在破巖系統(tǒng)部件中的應(yīng)力波。
[0101]以上公開的測量設(shè)備的實(shí)例涉及在破巖期間影響破巖系統(tǒng)的應(yīng)力或應(yīng)力波的測量，但該測量設(shè)備還可以以其它的方式用于測量破巖動(dòng)力或相關(guān)參數(shù)。該測量設(shè)備還可用于其它現(xiàn)象或事件的確定諸如撞擊頻率或所破巖石的特征的確定，以及用于破巖系統(tǒng)或其部件的狀態(tài)監(jiān)測。
[0102]對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯然，隨著技術(shù)進(jìn)步，本發(fā)明構(gòu)思可以以各種方式實(shí)施。本發(fā)明及其實(shí)施例不限于上述實(shí)例，而是可在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)改變。
【權(quán)利要求】
1.一種測量破巖動(dòng)力的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 破巖系統(tǒng)(14)的至少一個(gè)部件(5、5'、9、10a、10b、10c、15、16、17)，所述部件在破巖期間經(jīng)受應(yīng)力，以及 至少一個(gè)測量構(gòu)件(21、22)，所述測量構(gòu)件(21、22)用于基于所述部件的磁性上的變化來測量破巖動(dòng)力的至少一個(gè)參數(shù)， 其特征在于: 所述設(shè)備包括至少一個(gè)元件(5、5'、9、10a、10b、10c、15、16、17、18)，所述元件的至少部分被布置成永久磁化狀態(tài)，所述永久磁化狀態(tài)在測量周期期間不需要利用外部磁源來維持。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，利用所述破巖系統(tǒng)(14)外部的磁場將所述元件(5、5'、9、10a、10b、10c、15、16、17、18)的至少部分布置成所述永久磁化狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述元件是永磁體(18)，所述永磁體(18)被布置用以將所述破巖系統(tǒng)(14)的所述部件(5、5'、9、10a、10b、10c、15、16、17)的至少部分設(shè)置成所述永久磁化狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括多個(gè)永磁體(18)，所述多個(gè)永磁體(18)被布置成至少部分地環(huán)繞所述破巖系統(tǒng)(14)的所述部件(5、5'、9、10a、10b、10c、15、16,17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，至少部分被布置成所述永久磁化狀態(tài)的所述元件是所述破巖系統(tǒng)(14)的所述部件(5、5'、9、10a、10b、10c、15、16、17)，。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括磁化裝置(18、28)，所述磁化裝置(18,28)用于將所述破巖系統(tǒng)(14)的所述部件(5、5'、9、10a、10b、10c、15、16、17)的至少部分布置成所述永久磁化狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述磁化裝置(28)被構(gòu)造用以提供電磁脈沖，用于將所述破巖系統(tǒng)(14)的所述部件(5、5'、9、10a、10b、10c、15、16、17)的至少部分布置成所述永久磁化狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其中，所述磁化裝置(18、28)被構(gòu)造用以間隔地將所述破巖系統(tǒng)(14)的所述部件(5、5'、9、10a、10b、10c、15、16、17)的至少部分布置成所述永久磁化狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，在使用所述破巖系統(tǒng)(14)中的所述部件(5、5'、9、10a、10b、10c、15、16、17)之前，將所述破巖系統(tǒng)(14)的所述部件(5、 、9、10a、10b、10c、15、16、17)的至少部分布置成所述永久磁化狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3、4、6、7、8或9所述的設(shè)備，其中，所述破巖系統(tǒng)(14)包括至少一個(gè)空隙(20)，至少一個(gè)永磁體(18)或磁化裝置(18、28)被布置到所述空隙(20)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求3、4、6、7、8、9或10所述的設(shè)備，其中，單個(gè)永磁體(18)、一組永磁體(18)或所述磁化裝置(18、28)被布置用以提供至少部分周向的結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求3、4、6、7、8、9、10或11所述的設(shè)備，其中，單個(gè)永磁體(18)、一組永磁體(18)或所述磁化裝置(18、28)是可打開的。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述破巖系統(tǒng)(14)的所述部件(5、5'、9、10a、10b、10c、15、16、17)是鉆具(9)、鉆桿(10a、10b、10c)、鉆頭(11)、撞擊機(jī)構(gòu)(5)的部件諸如所述撞擊機(jī)構(gòu)(5)的框架結(jié)構(gòu)(5')、撞擊裝置(15)、鉆柄(16)、衰減裝置(17)、適配器和聯(lián)接套筒中的一個(gè)。
14.一種測量破巖動(dòng)力的方法,所述方法包括:在破巖期間使破巖系統(tǒng)(14)的部件(5、5,、9、10a、10b、10c、15、16、17)經(jīng)受應(yīng)力，以及 基于所述部件的磁性上的變化來測量破巖動(dòng)力的至少一個(gè)參數(shù)， 其特征在于， 將所述破巖系統(tǒng)(14)的所述部件(5、5'、9、10a、10b、10c、15、16、17)的至少部分被布置成永久磁化狀態(tài)，所述永久磁化狀態(tài)在測量周期期間不需要利用外部磁源來維持，以及基于至少部分被布置成所述永久磁化狀態(tài)的所述部件的所述磁性上的變化來測量破巖動(dòng)力的至少一個(gè)參數(shù)。
【文檔編號】G01L1/12GK104236762SQ201410250032
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】麥卡·胡伊克拉, 托墨·皮理楠, 韋薩·烏伊托, 阿努阿爾·貝拉赫森, 托米·珀伊薩 申請人:山特維克礦山工程機(jī)械有限公司
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