드릴 스트링 구성요소와 암반 굴착장치 취급 장치

드릴 스트링 구성요소와 암반 굴착장치 취급 장치{DEVICE FOR HANDLING DRILL STRING COMPONENTS AND ROCK DRILL RIG}

본 발명은 드릴 스트링 구성요소의 회전 및 구동을 위해 배치되며, 공급 빔(feed beam)에서 앞뒤로 움직일 수 있게 지지되어 있는 회전 장치(rotator device)를 포함하는 암반 굴착장치(rock drill rig)의 드릴 스트링 구성요소(DRILL STRING COMPONENTS)를 취급하기 위한 취급 장치에 대한 것이며, 상기 취급 장치는 드릴 스트링 구성요소를 암반 굴착장치의 드릴 스트링 위치로부터 제거하기 위해 각각 드릴 스트링 구성요소를 도입하기 위한 수단을 포함한다. 본 발명은 또한 상기 취급 장치와 함께 장착된 암반 굴착장치에 관한 것이다.

탐사 목적을 위한 코어 드릴링(Core drilling)은 보통 암반 굴착장치로 수행되며, 상기 드릴 스트링 구성요소는 활성화된 드릴 스트링 위치에 배치되며, 윈치(winch)로 드릴 구멍으로 내려지고 구멍에서 올려진다. 윈치 와이어(wire)는 리프팅 플러그(lifting plug)의 도움으로 드릴 스트링 구성요소 최상단에 체결된다. 코어 드릴링이 조사를 위해 암반의 굴착되어 나온 코어(drilled-out core)를 뽑아내려는 목적이기에, 관 모양(tubular)의 드릴 스트링 구성요소가 사용된다. 드릴 비트(bits)의 교환을 위해 자주 수행되는, 드릴 스트링을 들어올리는 과정 중, 관 스트링은 유닛(unit) 단위로 들어 올려지며, 상기 분리된 관은 하부 관 홀더(tube holder)와 함께 작동하는 드릴 굴착장치의 회전 장치의 도움으로 서로 해체된다.

드릴 스트링으로부터 떨어져 가져오기 위한 관의 최종 해체 작업은 곧 적어도 부분적으로 작업자에 의해 수동으로 수행되며, 이러한 취급은 관 매거진(tube magazine)의 구역으로 튜브를 최종적으로 나사를 풀고(threading-off) 들어올리며 안내하는 것을 포함한다.

드릴 스트링을 내리는 과정 중, 작업 단계는 튜브 형태의 새로운 드릴 스트링 구성요소가 작업자에 의해 함께 나사결합되고 드릴 스트링과 정렬되는 위치에 성공적으로 올려지도록 반대로 수행된다. 이러한 작업 단계는 작업자에 대해 부담을 주는 것이며 올리는 것에 대한 위험과 무시할 수 없을 정도의 작업자에 대한 부상의 압박을 포함한다.

코어 드릴링은 종종, 예컨대 1000 - 2000m 사이의 길이를 천공하는 것과 같은 매우 깊은 깊이로 수행된다. 드릴 비트가 마모될 수 있는 작업에 있기 때문에, 비교적 자주 교체되어야 하므로, 결과적으로 전체 드릴 스트링은 드릴 구멍으로부터 끌어 올려지고 드릴 스트링 구성요소로 분해되어야 하며, 마모된 드릴 비트는 제거되고 새로운 비트로 교체되며, 상기 드릴 비트는 다시 구멍으로 내려질 수 있다. 이후 다음, 비트가 다시 교체되어야 할 때까지, 추가 길이를 천공한다. 천공 중, 플러싱 액 스위벨(flushing liquid swivel)은 천공 중 붕괴된 암반 조각들을 이송시키기 위한 플러싱 액을 공급하기 위해 드릴 스트링의 최상단에 연결된다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점들이 처리되고 적어도 부분적으로 해결된 상기와 같은 종류의 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 상기와 같은 장치, 즉 취급 장치를 통해 성취되며, 상기 취급 장치는, 공급 빔(feed beam)에 각도를 형성하면서 공급 빔에서 측면으로 연장되도록 배치되고, 종방향 가이드(longitudinal guide)를 포함하며, 파지구 셔틀(gripper shuttle)이 상기 종방향 가이드를 따라 구동력으로 움직일 수 있는, 가이드 빔(guiding beam)을 포함하며, 상기 파지구 셔틀은 드릴 스트링 구성요소의 제1 말단 구역을 잡기 위해 선회 가능하게 배치된 가이드 파지구(guiding gripper)를 포함하며, 다른 말단 구역은 리프팅 플러그(lifting plug)와 결합되도록 배열되며, 파지구 셔틀은 가이드 빔의 구동 트랙과 함께 작동하기 위해 구동 휠(wheel)을 구동하기 위한 구동 모터를 운반하며, 상기 구동 휠은 종방향 가이드를 따라 파지구 셔틀이 기본적으로 자유 운동을 할 수 있도록 풀어질 수 있다 .

파지구 셔틀을 구동하기 위해 체인 또는 그 유사한 것들을 사용하는 것과는 대조적으로, 구동 휠의 사용은 더 높은 수준의 유연성을 제공하며 다수의 제한을 가진 고정된 길이와 같은 불편으로 고통받지 않는다.

본 발명에 따른 해결책은 무차원 구동 대신, 여기에서는 구동 모터 공급 라인(feed line) 배치에 대한 오직 간단한 수정을 통해 원하는 길이의 가이드 빔을 만들 수 있음을 의미한다. 파지구 셔틀로의 라인(예컨대, 유압 호스)은 가이드 빔이 연장될 경우 연장될 수 있다.

파지구 셔틀을 지지하는 가이드 빔은 굴착장치(rig)를 너무 복잡하지 않게 사용하기 위해 본 발명을 단순하게 만드는 공급 빔의 측면에 세워져 장착된다.

종방향 가이드를 따라 구동 휠이 파지구 셔틀의 자유 운동을 기본적으로 가능하게 하도록 풀어짐으로써, 절차의 일부 과정 중, 드릴 스트링 구성요소가 드릴 스트링 위치로 도입되거나 떼어내질 때, 파지구 셔틀은 리프팅 와이어(lifting wire)의 장력에 따라 전적으로 제어된다. 이후 구동 모터와 리프팅 윈치 사이의 어떤 관련된 구동도 필요하지 않을 것이다. 드릴 스트링 구성요소의 하단부의 가이드 파지구의 파지를 통해, 그 움직임은 지나친 움직임을 피하도록 충분히 제어될 것이다.

파지구 셔틀 움직임의 어떤 부분 중에, 구동 모터는 이후 필요한 위치에 필요한 동력과 가이드를 제공하도록 간단하게 결합될 것이다.

본 발명에 따른 결합을 통해, 드릴 스트링 위치로 리프팅 와이어를 이용하여 드릴 스트링 구성요소를 들어올리고 도입하는 과정 중의 취급과 더불어 드릴 스트링 위치에서 드릴 스트링 구성요소를 들어올리고 제거하는 과정 중의 취급이 용이해진다.

바람직하게 구동 휠은 구동 트랙이 예컨대 마찰 증가 표면 구조를 가지거나 가지지 않은 가이드 빔의 평평한 면과 같은 적합한 형태를 가질 수 있는 휠이다. 휠은 적합하게 채워진 링 형태이며 아마도 부드러운 고무 같은 재질의 코어를 포함할 수 있지만 공압 휠(pneumatic wheel)일 수 있다. 구동 휠은 예컨대, 가이드 빔을 따라 위치한 랙 기어(rack gearing)를 가진 기어의 기어 휠이 제외되지 않는다.

바람직하게 구동 트랙에 대한 구동 휠의 접점 압력은 예컨대 비가 오는 중의 낮아진 마찰력을 보상하도록 조절될 수 있으며, 접점 압력은 증가될 수 있다.

구동 휠이 상기 구동 트랙과의 결합에서 떨어져 놓임으로써 분리될 수 있는 것이 바람직하다. 이는 기동성이 좋은 샤프트 커플링(shaft coupling)을 통해 성취될 수 있지만 구동 휠이 동력 유닛의 도움으로 파지구 셔틀 본체에 대해 움직일 수 있는 홀더(holder)에 의해 지지되는 것이 가장 바람직하다. 이러한 해결책은 이러한 결합과 더불어 압력 변화를 허용한다. 홀더는 그리퍼 셔틀의 주요 부분과 홀더 사이에서 작동하는 유압 실린더 형태의 동력 유닛의 도움으로 가장 바람직하게 선회축(pivot axis)을 중심으로 회전될 수 있다.

종방향 가이드는 가이드 빔에 길이방향으로 배치되고 측면에서 서로 다른 방향을 향하는 가이드 스트립들을 구비하며, 파지구 셔틀은 가이드 스트립과 함께 작동하는 가이드 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 해결책은 적은 마찰을 가진 우수하고, 신뢰할만하며 안정적인 가이드를 제공한다. 가이드 수단은 가이드 롤러(guiding rollers)인 것이 바람직하다. 그러나, 대안으로서, 슬라이드 가이드가 사용될 수 있다.

가이드 파지구는 바람직하게 파지구 셔틀의 주요 부분에 대해 선회되며, 드릴 스트링 위치의 드릴 스트링 구성요소를 파지하기 위한 제1 위치와 이송 위치의 드릴 스트링 구성요소를 파지하기 위한 제2 위치 사이에서 적절하게 선회되는 아암(arm)에 배치된다. 제1 위치가 적합한 위치일 때, 아암의 선회 위치는 굴착장치의 일반적인 설정 변수에 쉽게 조정될 수 있다.

또한, 가이드 파지구는 다양한 크기의 드릴 스트링 구성요소에 적용하도록 조절 가능한 것이 바람직하다. 이는 가이드 파지구의 그립 죠(grip jaws)와 카운터 스테이(counter stay) 부분 사이의 자유 공간이 파지하도록 의도된 드릴 스트링 구성요소의 의도된 치수와 관련하여 변화됨으로써 성취될 수 있다.

가이드 빔이 상기 공급 빔과 연결된 제1 선회축을 중심으로 선회하게 부착됨으로써, 굴착장치에 대한 조정을 자동으로 조정하는 것이 가능하다는 장점을 얻는다.

본 발명에 따른 장치는 적합하게 제1 드릴 스트링 구성요소의 말단부와 제2 드릴 스트링 구성요소의 말단부를 각각 연결하도록 배치된 파지 유닛(gripping unit)을 포함한다.

스윙 아암(swing arm)에 의해 지지되는 파지 유닛과 드릴 스트링 구성요소 사이의 정확한 정렬을 효율적으로 그리고 단단하게 하려는 목적을 위해, 본 발명에 따라 가이드 빔은 한 위치에 파지 유닛을 위한, 그리고 더불어 이송 위치의 스윙 아암을 위한 기계적 멈춤부를 형성하기 위해 배치되고 구성되도록 제공된다. 이러한 목적을 위해, 가이드 빔은 그 말단 부분에서 파지 유닛을 회전하기 위한 축의 각각의 구역으로 그리고 스윙 아암에 대한 스윙축(swing axis)에 결속될 수 있다. 이러한 배치는 예컨대, 공급 빔의 다양한 경사를 가진, 굴착장치의 일부분에 대한 다른 수직 위치와 굴착장치의 지면에 대해 다양한 경사를 가진 굴착장치를 위한 각 설정 위치의 가이드 빔이, 한편으로 상기 기계적 멈춤부를 통과하여 설정 기준에 대해 거의 자동으로, 다른 한편으로는 또한 거의 자동으로, 파지 유닛에 대해 스윙 아암에 의해 지지되는 드릴 스트링 구성요소의 적합한 말단 위치를 제공하는 결과를 야기한다.

본 발명의 범위 내에 또한 있다 하더라도 가이드 빔이 굴착장치에 특히 공급 빔에 부착되는 것이 바람직하며, 굴착장치와 공급 빔에서 자유롭게 세워져 배치되는 것이 바람직하다. 특히 가이드 빔이 파지 유닛의 스윙 축이 있는 제1 스윙 축의 구역에 연결된 제1 선회축을 중심으로 선회가능하게 부착되는 것이 바람직하며, 특히 제1 선회축은 적어도 실질적으로 제1 스윙축에 동축인 것이 바람직하다. 또한, 가이드 빔이 스윙 아암의 스윙축인 제2 스윙 축의 구역에 연결된 제2 선회축을 중심으로 선회가능하게 부착되고, 특히, 제2 선회축이 제2 스윙축에 적어도 실질적으로 동축인 것이 바람직하다. 취해진 이러한 배치는 차례차례 가능하게 하며, 특히 함께 취해진 배치는, 굴착장치로부터 떨어지는 방향의 가이드 빔의 말단에 대해 굴착장치 배치 이후 또는 굴착장치 내지 지지대(매거진(magazine)과 같은)의 뜻하지 않는 움직임 이후에도 가이드 빔 및/또는 파지 유닛에 그것과 동시 작동하는 수단과 스윙 아암을 각각 조정할 필요성을 없앨 수 있다.

제1 위치에서, 파지 유닛은 제1 드릴 스트링 구성요소의 말단부와 제2 드릴 스트링 구성요소를 각각 결합하도록 배치된다. 제2 배치에서, 파지 유닛은 상기 작동하는 드릴 스트링 위치로부터 각각 제거되기 위해 도입되도록 드릴 스트링 구성요소의 말단부와 정렬되어 결합되도록 배치된다.

제작 상의 이유로 가이드 빔은 적절하게 선형으로 연장된다.

본 발명은 또한 회전을 위한 회전 장치를 포함하고 드릴 스트링을 구동하고, 공급 빔에 의해 앞뒤로 움직이도록 지지되는 암반 굴착장치에 관한 것이며, 상기에서 언급된 취급 장치에 관한 것이다.

본 발명은 이제 다음의 첨부된 도면을 참고하고 실시예의 방식으로 자세한 설명에서 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 취급 장치가 제공되고 드릴 스트링 구성요소를 위한 매거진과 연결된 코어 드릴을 위한 암반 굴착장치의 측면도이다.
도 2는 다른 위치에 있는 취급 장치의 수단을 가진 도 1에 따른 측면도이다.
도 3a 및 3b는 취급 장치에 속한 파지구 셔틀에 대한 두 개의 다른 사시도이다.

도 1은 다양한 각도로 조정될 수 있는 코어 드릴(core drilling)을 위한 암반 굴착장치(rock drill rig)의 공급 빔(2, feed beam)을 나타낸다. 굴착장치는 회전 장치(4)를 구비하며, 이는 앞뒤로 움직이기 위해 공급 빔(2)에 지지된다. 회전 장치(4) 아래에는(도면에서) 필요할 때 드릴 스트링을 일시적으로 고정하기 위한 튜브 홀더(5, tube holder)가 배치된다.

공급 빔(2) 옆에는 암반 굴착장치와 리프팅 윈치(도시되지 않음, lifting winch)에 압력 유체 등을 제공하기 위한 동력(도시되지 않음) 및 구동 집합체가 배치된다. 매거진(6)은 하기 설명될 방식으로 암반 굴착장치에서 각각 빠져나가게 될, 드릴 스트링 구성요소(일점쇄선(8)으로 나타낸)를 수용하기 위해 배치된다.

도 1에는, 일점쇄선(8")으로 도시된, 공급 빔(2)에 대해 비스듬한 위치에 있는 리프팅 단계 중 위치의 드릴 스트링 구성요소가 추가로 도시되어 있다.

도 1의 일점쇄선 (8")은 암반 굴착장치의 활성화된 드릴 스트링 위치와 동축인 위치에 있는 드릴 스트링 구성요소에 의해 마무리되는 리프팅 단계 중의 중간 위치를 나타내려는 것이다. 리프팅은 드릴 스트링 구성요소의 최상단에 나사결합된 리프팅 플러그(25, 하기에 도시됨)의 도움으로 수행된다. 리프팅 플러그는 이 과정 중 결국, 공급 빔 최상부의 와이어 휠(wire wheel) 위를 지나가고 그 제2 부분이 동력 및 구동 집합체(3)의 구역에 배치되는 리프팅 윈치(도시되지 않음)에 실질적으로 공급 빔(2)과 평행하게 연장되는, 리프팅 와이어에 연결된다(도시되지 않음).

더욱이, 도 1은 파지 유닛(11)에 의해 파지되어 있고 드릴 스트링 위치에 있는 드릴 스트링 구성요소(8')의 말단부에 나사 결합된 리프팅 플러그(25)를 나타낸다.

도 1은 또한 상기 드릴 스트링 구성요소(8')가 활성화된 드릴 스트링 위치(A)에 있도록 상기 말단부가 회전 장치(4)에서 돌출되어 있는 것을 나타낸다. 드릴 스트링 구성요소(8')는 플러그(25)의 상응하는 수나사와 결합되기 위한 암나사를 구비한다.

나사 결합에 추가로, 드릴 구멍으로 이후 내려지기 위한 제1 드릴 스트링 구성요소(8')의 제2 드릴 스트링 구성요소(8")는 실질적으로 리프팅 플러그의 나사 결합을 위한 방법과 동일하다. 하기 참조.

파지 유닛(11)은 파지 유닛(11)에 의해 형성된 파지 위치(gripping position)에 있고, 상기 활성화된 드릴 스트링 위치 (A)와 동축인 파지 위치 축 (G)(도 1의 점선 참고)이 제공된, 도 1의 제1 위치에 있는 것으로 나타난다.

또한, 이 도면에는 지지된 드릴 스트링 구성요소(8)의 상부로 선회 이송되는 위치에 스윙 아암(7)을 위한 멈춤부를 제공하도록 배치된, 가이드 빔(19)을 더 자세하게 나타난다. 더욱이, 가이드 빔(19)은 그 제2 위치의 파지 유닛(11)을 위한 멈춤부를 제공한다. 드릴 스트링 구성요소를 지지하기 위한 활송(滑送) 장치(chute) 형태의 지지 수단은 (7')로 나타낸다.

굴착장치에 부착되고 도 1에 도시된 위치(제1 위치)와 바깥쪽으로의 선회 위치(제2 위치) 사이에서 제1 스윙축 A1을 중심으로 선회하기 위한 파지 유닛(11)을 지지하는 스윙 유닛(18)에 의해 지지되는 파지 유닛(11)은 아래에 도시된다. 파지 유닛(11)은 본 출원에 적용되지 않으며 여기에서 자세하게 설명되지 않는다.

추가 드릴 스트링 구성요소를 위치 (A)(도 1의 리프팅 플러그(25) 대신)의 기존 구성요소 위의 위치로 옮긴 후, 드릴 스트링 구성요소는 회전 수단에 의해 함께 나사 결합되며, 그 결과 연결은 평상시처럼 최종적으로 회전 장치(4)에 의해 단단히 결합된다. 그 결과, 드릴 스트링은 리프팅 와이어를 느슨하게 함으로써 내려질 수 있다. (물론 연결은 드릴 스트링이 천공을 통해 내려갈 때 같은 식으로 수행된다.)

그 결과, 드릴 스트링은 도 1에 도시된 위치로 내려지고, 그 다음 드릴 스트링 구성요소는 (8')로 나타낸 위치와 회전 장치(4)로부터 돌출된 말단부와 상기 드릴 스트링 구성요소 위에 있는 리프팅 플러그(25)에 도달된다. 상기 리프팅 플러그는 다음으로 드릴 스트링에서 해제될 것이다.

리프팅 플러그(25)는 선회 장치이며 그래서 두 개의 상호 회전할 수 있는 부분, 즉, 드릴 스트링 구성요소 반대편인 최하단에는 그 자유단에 수나사가 형성되는 결합 부분과, 최외곽에 전술한 바와 같은 리프팅 와이어와 동시에 작동하기 위한 리프팅 아이(lifting eye)가 형성된 리프팅 부분이 구비된다.

도 2는 상기 스윙 유닛(18)이 지지된 리프팅 플러그(25)와 파지 유닛(11)을 제2 위치로 회전시킨 것을 나타내며, 파지 위치는 상기 매거진(6)에 연결된 스윙 아암(7)에 의해 지지된 드릴 스트링 구성요소(8)와 함께 작동하기 위해 정렬된다. 파지 유닛(11)의 이러한 결정된 위치는 가이드 빔(19)이 상기 제2 위치의 파지 유닛(11)의 회전 운동을 위한 기계적 멈춤부를 형성함으로서 보장된다. 여기에서 리프팅 플러그는 이제 드릴 스트링 구성요소(8)에 나사결합될 것이며, 파지 유닛의 해제 이후, 리프팅 와이어에 의해 들어올려지도록 자유로워질 것이다.

도 2에는 또한, 스윙 아암(7)이 제2 스윙축 A2을 중심으로 이송 위치로 회전된 것이 나타나며, 상응하게, 가이드 빔(19)은 이송 위치에서의 스윙 아암(7)의 회전 운동을 위한 기계적 멈춤부이다.

가이드 빔(19)은 파지구 셔틀(40)을 구동력으로 움직일 수 있기 위한 종방향 가이드가 제공된다. 선회축(43)은, 드릴 스트링 위치와 이송 위치를 포함하는 같은 평면에서 회전될 수 있도록 제1 및 제2 스윙축(A1, A2)과 실질적으로 평행한 선회축을 가진다.

가이드 파지구는 상기 드릴 스트링 구성요소(8)를 파지한 후 배치되며, 리프팅 과정 중 그 움직임을 제어하고 굴착장치의 드릴 스트링 위치 A와 정렬되도록 상기 자유단을 안내하기 위해 그 자유단을 안내한다. 드릴 스트링 구성요소를 파지하고 파지구 셔틀을 가동시키는 작동에 따라, 가이드 파지구는 그 자체로 회전 제어되지 않고 선회 운동을 따르도록 배치된다. 드릴 스트링 구성요소를 파지하기 위한 정확한 위치가 되기 위한 안내 목적을 위해, 한편으로 도 2에 도시된 것과 같은 최외곽 위치로, 다른 한편으로 공급 빔과 인접한 내부 위치로, 그러나, 활성 회전 제어는 선회축(43)을 중심으로 가이드 파지구를 수행할 수 있어야 한다. 이는 가이드 파지구(41)에 대한 회전 액추에이터가 제공됨으로써 적합하게 성취되며, 상기 회전 액추에이터는 상기와 같이 두 개의 말단부 사이에서 작동하는, 유압 실린더 또는 알려진 다른 형식의 회전 액추에이터일 수 있다.

다시 도 2를 참고하면, 가이드 파지구(41)를 가진 파지구 셔틀(40)은, 리프팅을 위해 의도된 드릴 스트링 구성요소(8)의 제1 말단부와 상기 리프팅 윈치와 함께 작동하도록 리프팅 플러그 또는 그와 같은 것과 나사 결합되도록 의도된 다른 말단부를 잡기 위해, 가이드 빔의 제1 최외곽 위치의 제1 위치(완전한 선을 갖춘)에 있는 것이 나타난다.

중간 위치에는 드릴 스트링 구성요소(8")을 안내하는, 도 1, 2의 점선으로 도시된 참조 번호 (40')으로 나타낸, 파지구 셔틀이 도시된다.

파지구 셔틀은 또한 공급 빔(2)에 근접한 가이드 빔의 제2 내부 위치의 제2 위치에 도 2의 점선으로 도시된 참조 번호 (40")로 도시된다. 여기에서, 이는 드릴 스트링 위치의 구역의 상기 파지된 드릴 스트링 구성요소를 정렬하기 위해, 가이드 파지구(41)를 가지고 배치된다. 보통, 이와 같은 정렬은 보통 공급 빔에 배치되고 드릴 스트링 구성요소의 뒤를 잇는 하부 말단에서의 안내를 위해 앞뒤로 움직일 수 있는 정렬 보조구(도시되지 않음)에 대해 수행될 수 있다.

도 3a 및 3b에는 가이드 빔(19)의 종방향 가이드(42)를 따라 구동력으로 이동할 수 있는 파지구 셔틀(40)이 확대되어 도시된다. 파지구 셔틀은 드릴 스트링 구성요소의 제1 말단부를 안내하기 위한 선회축(43)을 중심으로 선회되도록 배치된 가이드 파지구(41)를 구비한다. 파지구 셔틀(40)은 또한 가이드 빔(19)의 구동 트랙(46)과 함께 작동하는 구동 휠(44)을 구동하기 위한 구동 모터(45)를 구비한다. 구동 휠(44)은 파지구 셔틀(40)의 본체에 대해 이동할 수 있는 동력 유닛(48)의 도움으로 프레임 형태의 홀더(47, frame-shaped holder)에 의해 지지된다. 홀더(47)는 구동 트랙으로부터의 구동 휠을 분리할 수 있고 동력 유닛에 형성된 정압/구동 압력의 변화에 의해 구동 트랙에 대해 구동 휠의 접지 압력의 압력이 변화할 수 있도록 축(49)을 중심으로 선회할 수 있다. 분리는 실질적으로 종방향 가이드를 따른 파지구 셔틀의 자유 운동을 허용한다. 도시된 실시예에 따른 구동 휠은 실질적으로 평평한 구동 트랙에 대해 작동하는 공압 휠이다. 도 3a에 도시된 것처럼, 구동 트랙은 구동 휠과 구동 트랙 사이의 마찰력 증가를 위해 다양한 높이의 짧고 평평한 부분의 표면 구조가 형성된다.

가이드 빔은 가이드 빔에 배치된 가이드 스트립(guiding strips) 옆에 마주하고 있는 다른 방향의 기다란 형상의 종방향 가이드(42)를 구비한다. 파지구 셔틀(40)은 가이드 스트립과 함께 작동하는 한 쌍의 가이드 롤러(50) 세트 형태의 가이드 수단을 포함하며, 가이드 빔의 종방향에서 볼 수 있는 것처럼 상기 가이드 롤러는 가이드 스트립의 양측에 서로 이격되어 맞물린다.

가이드 파지구(41)는 선회축 핀(43)을 통해 내부 아암 부분(51)에 선회가능하게 연결되고, 결과적으로 축(49)을 이용하여 파지구 셔틀(40)의 주요 부분과 선회 가능하게 연결된 외곽의 선회 아암(52)을 포함하는 아암에 배치된다. 이는 홀더(47)가 중심으로 선회하는 것과 같은 축(49)이지만, 이와 달리, 홀더(47)와 내부 아암 부분(51)의 움직임 사이에는 어떤 연결도 없다.

내부 아암 부분(51)의 회전 능력은 하부 회전 제한 멈춤부(도시되지 않음)를 제외하고 자유롭다. 그러나, 내부 및 외부 아암 부분 사이에는, 가이드 파지구(41)가 드릴 스트링 위치에서 드릴 스트링 구성요소를 잡기 위한 제1 위치와 이송 위치에서 드릴 스트링 구성요소를 잡기 위한 제2 위치 사이에서 회전할 수 있도록 작동하는 동력 유닛(53)이 있다. 이는 동력 유닛(53)을 통해, 파지된 드릴 스트링 구성요소를 따라가고 더불어 가이드 파지구(41)를 지향할 수 있게 한다. 조정 가능한 말단부 제한 장치(54)는 드릴 스트링 위치인 제1 위치의 드릴 스트링 구성요소를 파지하기 위한 가이드 파지구를 조정하는 데 사용되기 위해 내부 아암 부분과 외부 아암 부분 사이에 배치된다. 파지구 셔틀(40)에 가이드 파지구(41)를 연결하기 위한 상호간에 선회 가능한 내부 및 외부 아암 부분을 포함하는 아암에 따른 배치는, 시스템의 부드럽게 작동할 수 있게 하고 그로 인해 작동 중 만연할 수 있는 상대적으로 강한 힘을 일정하게 흡수할 수 있게 하기 때문에, 그리고 아암 부분 사이의 제어된 선회 연결이 일정한 유연성을 가질 수 있기 때문에 바람직하다. 이로써, 가이드 파지구와 파지구 셔틀 사이의 단단한 연결은 피할 수 있다.

가이드 파지구(41)는 드릴 스트링 구성요소를 다양한 크기로 적용하기 위해 조정될 수 있다. 이는, 파지된 드릴 스트링 구성요소를 위한 수용 공간(59)을 독립적으로 제한하기 위해, 선택에 따라 다르게 적용된 V자 형태의 수용 단부(56)를 가진 적용 플레이트(55)에 의해 성취될 수 있다. 플레이트(55)가 원하는 대로 적용될 수 있는 방법의 일례는 다수의 나열된 구멍 세트가 형성되는 것이며, 각각의 세트는 가이드 파지구의 한쪽에 배치된 가이드 핀과 함께 작동하도록 제공된 경우 일부 세팅에 상응한다.

참조 번호 (57)은 대칭으로 작동되는 그립 죠(grip jaws)를 나타내며 (58)은 이 작동을 위한 동력 실린더를 나타낸다.

도 1, 2를 다시 참고하면, 가이드 빔(19)은 제1 스윙축 (A1)의 구역과 연결되어 제1 선회축(L1)에 선회 가능하게 부착되며, 제1 선회축 (L1)이 제1 스윙축 (A1)과 동축인 것이 바람직하다. 가이드 빔(19)은 또한 제2 스윙축(A2)의 구역과 연결되어 제2 선회축(L2)에 선회 가능하게 부착되며, 제2 스윙축(L2)이 제2 스윙축(A2)과 동축인 것이 바람직하다. 이로써, 공급 빔에서 떨어져 있는 말단부에서 가이드 빔(19)을 위한 지지대(매거진(6)과 같은)를 지면에 고정할 때, 굴착장치 조정 이후, 가이드 빔(19)이 자동으로 적절한 방향을 지향할 것이기 때문에, 굴착장치를 세우고 재배치할 때, 복잡한 측정 방법 등의 적용이 필요 없는 쉬운 방식으로 스윙 아암과 더불어 파지 유닛의 회전 움직임의 정지를 위한 소정의 기준이 얻어진다.

도면에 명백하게 도시된 것처럼, 스윙 아암과 더불어 파지 유닛은 도시된 실시예에서 회전하며, 그리고 수직 평면 또는 적어도 굴착장치의 드릴 스트링 위치 A의 축을 포함하는 평면, 또는 축 A1 및 A2가 (실질적으로) 수평인 평면과 같은 평행한 평면의 암반 굴착장치의 도시된 세팅으로 회전한다. 측면으로 비스듬한 공급 빔을 배치할 필요가 있는 경우, 물론 축 A1, A2 및 L1, L2 각각의 상응하는 경사를 가질 필요가 있다.

그래서, 드릴 스트링은 다음 드릴 스트링 구성요소와 그 말단부가 도 1에 도시된 위치에서 그 자체를 찾아내도록 추가로 들어 올려지며, 그 결과 파지 유닛(11)은 밀려오고 회전 수단(14)은 드릴 스트링 구성요소 최상단을 파지하고 파지구(12) 제1 세트는 드릴 스트링 구성요소의 제어되는 나사 해체를 위해서 구동되는 회전 수단(14)과 연결되어 정렬 목적을 위해 다음 드릴 스트링 구성요소("제1의")를 파지한다.

그래서, 이후 해제된 드릴 스트링 구성요소는 상기 가이드 파지구에 의해 파지되고 파지구 셔틀(40)의 움직을을 통해 리프팅 와이어가 드릴 스트링 구성요소가 최종적으로 이송 위치에 도달하는 제어된 방식으로 느슨해지기 때문에 동시에 작동하는 드릴 스트링 위치와 그 말단부와 평행한 위치로부터 벗어난 공급 빔(2)으로부터 돌아간다. 여기에서 그와 리프트 플러그는 후자의 나사 결합을 해체하기 위해 파지 유닛(11)의 파지구에 의해 파지될 수 있다. 다음으로 드릴 스트링 구성요소를 수용하기 위한 스윙 아암(7)의 상승이 일어나고, 나사 해체가 완수될 때, 스윙 아암은 매거진 또는 그와 같은 것으로 지지된 드릴 스트링 구성요소를 이송시키기 위해 내려질 수 있다. 그 결과, 처리과정은 필요한 만큼 여러번 반복될 수 있다.

가이드 빔은 상기 스윙축에 대한 핀(pin)을 가진 일반적인 부재인 선회축 핀에 부착될 수 있다. 굴착장치/공급 빔 및 지지대/매거진을 각각 마주하고 체결시키는 것은 용접 등을 통해, 나사 수단으로 결합될 수 있다. 종방향 가이드는 H-빔(H-beam), I-빔(I-beam) 또는 그와 유사한 것들의 플랜지의 측면 가장자리와 같은 가이드 빔의 외부 위치에 구비될 수 있다. 또한, 다른 가이드 해결 방법은 본 발명의 범위 내에 있다.

가이드 빔은 본 발명의 취급 장치의 단순화된 형태로 공급 빔 또는 굴착장치로부터 완전히 자유롭게 배치될 수 있다. 또한, 이런 형태로 파지구 셔틀이 그 주요 목적을 성취하는 것이 가능할 수 있다:

1) 드릴 스트링 구성요소를 드릴 스트링으로 추가하고 최종적으로 드릴 스트링 위치로 도입하는 과정 중 리프팅 와이어에 의해 들어 올려진 드릴 스트링 구성요소의 하부를 안내하기 위한 목적,

2) 드릴 스트링으로부터 드릴 스트링 구성요소를 제거하고 드릴 스트링 구성요소를 매거진 또는 그와 유사한 것들을 최종 위치에 배치하는 과정 중, 드릴 스트링 위치의 드릴 스트링 구성요소의 하단부를 뽑아내고 드릴 스트링 위치로부터 리프팅 와이어에서 들어 올려지고 하단부를 이끌기 위한 목적.