FI130964B1 - Kairausyksikkö - Google Patents

Abstract

Kairausyksikkö käsittää kairauskoneen, jossa on runko, runkoon akselin (12) ympäri kääntyvästi kiinnitetty puomi (14) ja pyöritysyksikkö (16) kairausputken (18) pyörittämistä varten. Pyöritysyksikkö on kiinnitetty puomiin puomin pituussuunnassa liikuteltavasti. Pyöritysyksikkö on puomin alapuolella tai puomin sivulla, kun puomi on vinossa kairausasennossa. Kairausyksikön voi käsittää lisäksi kairausputkien käsittelylaitteen, jossa on pitkänomainen tukivarsi (24) kairausputken kannattelemista varten, joka tukivarsi on järjestetty kääntymään kuvitteellisen kiertoakselin ympäri yhdessä tasossa olevaa liikerataa pitkin. Kairausputkien käsittelylaitteen avulla siirretään kairausputkia pyöritysyksikköön ja poistetaan kairausputkia pyöritysyksiköltä. Fig. 3c

Description

Kairausyksikkö

Keksinnön ala

Kairausyksikkö, joka käsittää kairauskoneen, jossa kairauskoneessa on runko, run- koon akselin ympäri kääntyvästi kiinnitetty puomi ja pyöritysyksikkö kairausputken — pyörittämistä varten, joka pyöritysyksikkö on kiinnitetty puomiin puomin pituussuun- nassa liikuteltavasti.

Tunnettu tekniikka

Näytteenottokairauksessa kairataan kallioperään kairausreikiä, joista otetulla näyt- teillä arvioidaan kallioperän koostumusta ja malmipitoisuuksia. Kairaus tehdään kai- —rauskoneella, jossa on puomi ja puomin suuntaisesti liikkuva pyöritysyksikkö, jonka avulla kallioperään kairataan kairausputkia. Näytteenottokairauksessa tavoiteltava kairaussyvyys voi olla useita satoja, jopa tuhansia metrejä. Kairauskoneessa käy- tettävät yksittäiset kairausputket ovat pituudeltaan tyypillisesti 3-6 metriä. Kairauk- sessa on siten välttämätöntä liittää yksittäisiä kairausputkia toisiinsa yhtenäiseksi — kairausputkilinjaksi, joka ylettyy tavoiteltavaan kairaussyvyyteen. Kairausputkijonon ensimmäisen kairausputken päässä on kairausterä, joka on aika ajoin vaihdettava uuteen. Terän vaihtamista varten koko kairausputkilinja on tavanomaisesti nostet- tava ylös kairausreiästä ja purettava yksittäisiksi kairausputkiksi. Terän vaihtamisen jälkeen kairausputkilinja lasketaan takaisin kairausreikään. Kairausputkien yhteen- — liittämiseen ja irrottamiseen kuluva aika vaikuttaa siten merkittävästi kairauskoneen työsaavutukseen.

Kairausputkien käsittelyä varten on kehitetty kairausputken käsittelylaitteita, jotka helpottavat ja nopeuttavat kairausputkien yhteenliittämistä ja irrottamista toisistaan.

N Tunnetut kairausputken käsittelylaitteet käsittävät kairauskoneen puomin rinnalle a 25 — kiinnittävän apujohteen ja apujohteen varassa liikkuvan kairausputken tartuntaeli- <Q men. Tartuntaelimellä tartutaan kairauskoneen sivulla olevaan kairausputkeen ja

N siirretään se puomin yläpintaa pitkin liikkuvan pyöritysyksikön ulottuville. Kairaus-

E putkien irrottaminen putkilinjasta tapahtuu käänteisellä tavalla. Eräitä tunnetun tek- o niikan mukaisia kairausputken käsittelylaitteita on kuvattu julkaisuissa WO

N 30 00/65193, WO 2011/129760, WO 2013/176618 ja WO 2015/016757.

O

O Tunnetut kairausputkien käsittelylaitteet ripustetaan kairauskoneen puomiin, jolloin niiden paino rasittaa puomia. Käsittelylaitteiden kiinnitys puomin sivulle tekee kuor- mituksesta epäkeskisen ja mikä aiheuttaa vääntörasitusta puomiin ja erityisesti puo- min ja kairauskoneen väliseen kiinnitysniveleen. Kairausputken siirtäminen puomin sivulta kaarevaa liikerataa pitkin puomin yläpinnan päälle vaatii monimutkaisen siir- tokoneiston, mikä lisää käsittelylaitteiston painoa ja valmistuskustannuksia. Tunne- tut kairausputkien käsittelylaitteet myös kasvattavat kairauskoneen ja kairausputken käsittelylaitteen muodostaman kairausyksikön kokonaisleveyttä. Monesti kairaus- — kone sijoitetaan maastokelpoisen ajoneuvon lavan tai rungon päälle, jolloin kairaus- putkien käsittelylaitteiden vaatima tila puomin sivulla vaikeuttaa kairauskoneen käyt- töä ja muodostaa työturvallisuusriskin.

Keksinnön tavoitteena on tuoda esiin kairausyksikkö, jolla voidaan vähentää tunnet- tuun tekniikkaan liittyviä haittoja. Keksinnön mukaiset tavoitteet saavutetaan kai- — rausyksiköllä, jolle on tunnusomaista, mitä on esitetty itsenäisessä patenttivaati- muksessa. Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnön yhteenveto

Keksinnön kohteena on kairausyksikkö, joka käsittää kairauskoneen, jossa kairaus- — koneessa on runko, runkoon akselin ympäri kääntyvästi kiinnitetty puomi ja pyöri- tysyksikkö kairausputken pyörittämistä varten. Pyöritysyksikkö on kiinnitetty puomiin puomin pituussuunnassa liikuteltavasti. Pyöritysyksikkö on puomin alapuolella tai puomin sivulla, kun puomi on vinossa kairausasennossa. Kairattaessa kairausko- neen puomi voi olla kairauskohteesta riippuen joko pystysuorassa tai vinossa asen- nossa. Keksinnössä pyöritysyksikkö on järjestetty puomiin siten, että kun puomi on vinossa kairausasennossa, pyöritysyksikkö on puomin alapuolella tai puomin si- vulla, ts. se liikkuu puomin alapintaa tai puomin sivupintaa pitkin.

Keksinnön mukaisen kairausyksikön eräs edullinen suoritusmuoto käsittää lisäksi < kairausputkien kasittelylaitteen, jossa on pitkänomainen tukivarsi kairausputken

S 25 — kannattelemista varten, joka tukivarsi on järjestetty kääntymään kuvitteellisen kier-

A toakselin ympäri yhdessä tasossa olevaa liikerataa pitkin. Edullisesti pyöritysyksikkö

K on puomin alapuolella ja tukivarsi on puomin pyöritysyksikön puoleisella sivulla.

N Pyöritysyksikkö on tällöin puomin ja tukivarren välisellä alueella. Kairausputkien kä- = sittelylaitteen avulla siirretään kairausputkia pyöritysyksikköön ja poistetaan kai-

D 30 —rausputkia pyöritysyksiköltä. Kun kairausputkia kannatteleva tukivarsi on samalla

D puolella puomia kuin pyöritysyksikkö, tukivarren kannattelema kairausputki voi siir-

O tyä pyöritysyksikölle yhdessä tasossa olevaa liikerataa pitkin.

Keksinnön mukaisen kairausyksikön eräässä toisessa edullisessa suoritusmuo- dossa tukivarsi on kiinnitetty ensimmäisestä päästään akseliin akselin ympäri kääntyvästi. Tukivarsi ja puomi kiertyvät siis saman akselin ympäri. Tukivarren va- raan tuettu kairausputki ja puomin varaan tuettu pyöritysyksikkö voidaan tällöin jär- jestää liikkumaan tasossa.

Keksinnön mukaisen kairausyksikön vielä eräässä edullisessa suoritusmuodossa — tukivarressa on alkupää ja loppupää ja tukivarsi on käännettävissä ensimmäiseen asentoon, jossa loppupää on olennaisesti vaakasuorassa. Puomin asennosta riip- puen tukivarsi muodostaa tällöin puomin kanssa joko suoran tai terävän kulman.

Edullisesti ensimmäisessä asennossa tukivarren alkupää ja loppupää ovat olennai- sesti yhdensuuntaisia. Tukivarsi käännetään ensimmäiseen asentoon silloin, kun — tukivarren varaan siirretään kairausputkia kairausputkitelineestä tai varastosta.

Keksinnön mukaisen kairausyksikön vielä eräässä edullisessa suoritusmuodossa tukivarsi on saatettavissa toiseen asentoon, jossa loppupää on olennaisesti yhden- suuntainen puomin kanssa. Edullisesti toisessa asennossa tukivarren kannattele- man kairausputken kuvitteellinen keskiakseli ja pyöritysyksikön pyörittämän kairaus- — putken kuvitteellinen keskiakseli ovat yhdensuuntaisia ja kohdakkain. Toisessa asennossa tukivarren alkupää ja loppupää voivat olla erisuuntaisia.

Keksinnön mukaisen kairausyksikön vielä eräässä edullisessa suoritusmuodossa tukivarren alkupää on kiinnitetty toisesta päästään niveltapin ympäri kiertyvästi lop- pupään ensimmäiseen päähän ja kairausyksikössä on toimilaite loppupään kääntä- — miseksi alkupään suhteen ja tukivarren kääntämiseksi akselin ympäri. Tukivarren loppupään kääntäminen niveltapin ympäri ja koko tukivarren kääntäminen akselin ympäri tehdään siis samalla toimilaitteella. Edullisesti mainittu toimilaite on hyd- raulisylinteri, jossa on runkoon kiinnittyvä ensimmäinen pää ja tukivarren loppupää- hän kiinnittyvä toinen pää.

N

2 25 —Keksinnön mukaisen kairausyksikön vielä eräässä edullisessa suoritusmuodossa

A kairausputkien käsittelylaitteessa on pyörityskoneisto kairausputken pyörittämiseksi

K kuvitteellisen keskiakselinsa ympäri. Pyörityskoneiston avulla yksittäinen kairaus-

N putki kierretään alustavasti kiinni kairausputkilinjan päässä olevan kairausputken = kierteisiin. Edullisesti mainittu pyörityskoneisto käsittää kairausputken ulkopintaa

D 30 — vasten painautuvia tukirullia ja moottorin tukirullien pyörittämistä varten.

N

S Keksinnön mukaisen kairausyksikön vielä eräässä edullisessa suoritusmuodossa

N mainitussa tukivarressa on ainakin yksi johde, johon johteeseen pyörityskoneisto on ripustettu johteen pituussuunnassa liikuteltavasti ja kairausputkien käsittelylait- teessa on siirtovälineet pyörityskoneiston liikuttamiseksi johteiden suunnassa.

Pyörityskoneisto voidaan saattaa liikkumaan johteiden suunnassa samalla nopeu- della, kuin kairausputken päässä olevat kierteet etenevät.

Keksinnön mukaisen kairausyksikön vielä eräässä edullisessa suoritusmuodossa mainitut siirtovälineet käsittävät pyörityskoneiston moottorin voimalla pyöritettävän — kierretangon, jonka kierretangon ympärillä on tukivarteen kiinnitetty sisäkierrehylsy.

Edullisesti pyörityskoneisto käsittää voimasiirtomekanismin tukirullien pyörimisliik- keen välittämiseksi kierretankoon. Tukivarren kannattelemaa kairausputkea ja siir- tovälineisiin kuuluvaa kierretankoa pyöritetään siis saman moottorin voimalla.

Keksinnön mukaisen kairausyksikön vielä eräässä edullisessa suoritusmuodossa — mainittu voimansiirtomekanismi käsittää ainakin yhteen tukirullaan liitetyn ensim- mäisen hammasrattaan, kierretankoon järjestetyn toisen hammasrattaan ja ensim- mäisen ja toisen hammasrattaan ympäri kiertävän ketjun. Hammasrattaiden koon valinnalla voidaan muuttaa tukirullan ja kierretangon pyöritysnopeuksien suhdetta.

Valitsemalla hammasrattaiden koot sopivasti, voidaan kierretangon pyörimisnopeus — ja sitä kautta pyörityskoneiston liikkumisnopeus säätää yhtäsuureksi kairausputken pään kierteiden nousunopeuden kanssa.

Keksinnön etuna on, että se helpottaa ja nopeuttaa kairausputkien siirtämistä va- rastosta pyöritysyksikköön ja pyöritysyksiköstä takaisin varastoon, jolloin kairausyk- sikön työsaavutus ja tehokkuus paranee. — Lisäksi keksinnön etuna on, että se parantaa kairausyksikön käyttäjien työturvalli- suutta ja työergonomiaa ja vähentää työn rasittavuutta.

Keksinnön erään suoritusmuodon etuna on, että se on rakenteeltaan yksinkertainen ja kevyt, jolloin syntyy säästöä materiaali- ja valmistuskustannuksissa. <

N

N Keksinnön erään suoritusmuodon toisena etuna on, että kairausputkien käsittelylait-

N 25 — teisto on erillään kairauskoneen puomista, jolloin se ei rasita ja kuormita kairausko-

N neen puomia. Kairauskone myös mahtuu merkittävästi kapeampaan tilaan.

I

= Piirustusten lyhyt selostus oO

N Seuraavassa keksintö selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuk- < siin, joissa

O

N kuva la esittää esimerkinomaisesti erästä keksinnön mukaista kairausyksikköä sivulta kuvattuna,

kuva 1b — esittää kuvan 1a esittämää kairausyksikköä päältä kuvattuna, kuvat 2a ja 2b esittävät kuvien 1a ja 1b esittämän kairausyksikön osaa poikkileik- kauskuvana, kuvat 3a-3c esittävät kuvien 1a ja 1b esittämää kairausyksikköä sivulta kuvattuna, 5 kun kairausyksikköön kuuluva kairausputkien käsittelylaite on eri asen- noissa.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Kuvassa 1a on esitetty esimerkinomaisesti eräs keksinnön mukainen kairausyk- sikkö sivulta kuvattuna ja kuvassa 1b sama kairausyksikkö päältä kuvattuna. Seu- — raavassa molempia kuvia selostetaan samanaikaisesti.

Kairausyksikössä on metallisista putkiprofiileista muodostettu runko 10, jossa on pystyosuus 10a ja vaakaosuus 10b. Pystyosuus on alennaisesti suorassa kulmassa vaakaosuuteen nähden. Rungon pystyosuuden tyviosassa on levymäisiä metallisia kannakkeita 11, joiden läpi kulkee pystyosuuden suuntaan nähden poikittainen ak- — seli 12. Pystyosuuden rinnalla on puomi 14, jossa on pystyosuuden puoleinen ylä- pinta 15 ja sen vastakkaisella puolella oleva alapinta 17. Puomin vastakkaisilla si- vupinnoilla on puomin pituussuuntaiset kiskot 13. Puomi on kiinnitetty ensimmäi- sestä päästään akseliin 12 siten, että puomi voi kiertyä akselin 12 ympäri kuvassa 1 esitettyyn pystyasentoon tai pystysuorasta asennosta myötäpäivään kallistunee- seen vinoon asentoon (kuva 3c). Puomi voi olla kairauksen aikana pystysuorassa tai kallistuneessa asennossa. Kairauskoneen kuljetuksen ajaksi puomi voidaan kääntää akselin ympäri kuljetusasentoon rungon vaakaosuuden suuntaan. Kuljetus- + asennossa puomi on noin 25 asteen kulmassa vaakasuuntaan nähden.

N

N Puomiin on kiinnitetty liukukelkka 19, johon on tuettu kairausputkien 18 pyöritysyk-

N 25 — sikkö 16. Liukukelkka on tuettu puomin sivupinnoilla oleviin kiskoihin 13 siten, että

N liukukelkka ja sen varaan tuettu pyöritysyksikkö voivat liikkua puomin 14 suuntai-

I sesti puomin alapintaa pitkin puomin ensimmäisestä päästä puomin toiseen pää- > hän. Puomin ensimmäisessä päässä on kannatin 20, jonka varaan on kiinnitetty

D putkipidike 22. Putkipidikkeessä on reikä kairausputken 18 läpimenoa varten. Puo-

S 30 min toisessa päässä on väkipyörä 23, jonka ympäri kiertää hydraulitoimisen vinssin

I 27 kelalta purkautuva vaijeri 25. Vaijerin avulla kivinäyte voidaan nostaa ylös kai- rausreiästä.

Rungon pystyosuuden toisella puolella on hydraulipumppu 29, jolla tuotetaan kai- rausyksikön hydraulitoimisten laitteiden vaatima hydraulinesteen paine. Hydrauli- pumppu on kytketty hydrauliletkuilla kairausyksikön hydraulitoimisiin laitteisiin. Ku- van selkeyden säilyttämiseksi hydrauliletkuja ei ole esitetty kuvassa. Hydraulipum- pun yhteydessä on ohjauspaneeli 53, josta kairauskoneen toimintaa ohjataan.

Kairauskoneen lisäksi kairausyksikköön kuuluu kairausputkien käsittelylaite, jonka avulla kairausputkia siirretään pyöritysyksikön ulottuville liitettäväksi kallioperään kairattavan kairausputkilinjan ylimmän kairausputken päähän. Vastaavasti kairaus- reiästä ylös nostetusta kairausputkilinjasta irrotettavat kairausputket siirretään kai- —rausputkien käsittelylaitteella pois pyörityslaitteiston lähettyviltä.

Kairausputkien käsittelylaiteessa on pitkäomainen tukivarsi 24, jossa on alkupää 26 ja loppupää 28. Tukivarsi on kiinnitetty ensimmäisestä päästään, ts. alkupään 26 ensimmäisestä päästä, akseliin 12. Alkupää haarautuu kahteen osaan siten, että alkupään ensimmäinen haara kiinnittyy akselin ensimmäisen päähän puomin 14 en- —simmäiselle sivulle ja alkupään toinen haara kiinnittyy akselin toiseen päähän puo- min toiselle sivulle. Alkupään toinen pää on kiinnitetty niveltapilla 30 loppupään 28 ensimmäiseen päähän siten, että loppupää voi kiertyä niveltapin ympäri. Alkupään toisessa päässä on rajoitin 31, joka asettaa ylärajan loppupään kiertymiselle nivel- tapin ympäri vastapäivään. Rungon vaakaosuudessa on tukitolppa 57, joka tukee — tukivarren loppupäätä ja estää tukivarren kiertymisen myötäpäivään kuvassa esite- tyn olennaisesti vaakasuuntaisen ensimmäisen asennon yli.

L oppupään 28 ensimmäisessä päässä on levymäinen uloke 33, jonka kärkeen on yhdistetty hydraulisylinterin 35 ensimmäinen pää. Hydraulisylinterin toinen pää on yhdistetty rungon pystyosuuteen 10a siten, että loppupään 28 ollessa kuvan 1a mu- 5 25 kaisessa alkupään kanssa yhdensuuntaisessa ensimmäisessä asennossa hyd-

N raulisylinteri on pitkässä asennossa alkupään suuntaisesti tukivarren yläpuolella.

N Hydraulisylinteri on yhdistetty kuvassa esittämättömillä hydrauliletkuilla hydrauli-

N pumppuun 29.

E: Tukivarren 24 loppupäähän 28 on järjestetty kairausputken pyörityskoneisto, joka

D 30 — käsittää ensimmäisen päätytuen 46a ja toisen päätytuen 46b, jotka on yhdistetty

D toisiinsa tukitangoilla 37. Kuvassa 1a on esitetty vain yksi tukitanko, mutta niitä voi

N olla useampia. Ensimmäisen ja toisen välituen välissä voi olla yksi tai useampi väli-

N tuki. Välituet ovat tällöin rakenteeltaan ensimmäisen päätytuen kaltaisia. Tukivarren loppupään ylä- ja alapuolella on tukivarren loppupään suuntainen johde 32. Johteet on kiinnitetty ensimmäisten päätylevyjen 47a avulla tukivarren loppupään 28 ensimmäiseen päähän ja toisten päätylevyjen 47b avulla loppupään 28 toiseen pää- hän. Ensimmäiset ja toiset päätytuet ja mahdolliset välituet on kiinnitetty liukukiinni- tyksellä johteisiin siten, että pyörityskoneisto voi liikkua johteiden varassa niiden suuntaisesti. Pyörityskoneiston liikuttamista varten koneistossa on kierretanko 34, joka kiinnittyy pituusakselin ympäri kiertyvästi ensimmäisestä päästää ensimmäisen päätytukeen ja toisesta päästään toiseen päätytukeen. Kierretangon ensimmäisen ja toisen pään välissä on sisäkierrehylsy 50, joka on kiinnitetty liikkumattomasti tu- kivarren loppupään kylkeen. Kierretanko kulkee sisäkierrehylsyn läpi siten, että kier- retangon pyöriminen saa pyörityskoneiston liikkumaan johteiden suuntaisesti tuki- — varren loppupään ensimmäistä päätä tai toista päätä kohti. Pyörityskoneistoon kuu- luu lisäksi siirtorullia 52, joita pyörittämällä kairausputkea voidaan liikuttaa tukivarren pituussuunnassa.

Kairausyksikköön kuuluu lisäksi hydraulisylinteri puomin asennon muuttamista var- ten, generaattori sähkövirran tuottamista varten, moottori, jolla tuotetaan hydrauli- pumpun ja generaattorin käyttövoima, kairausnestepumppu ja kairausnesteen kier- rätysvälineet. Nämä laitteet ovat kairausyksiköissä yleisesti käytettäviä tunnettuja laitteita, joita ei ole esitetty kuvassa.

Kuvissa 2a ja 2b on esitetty kuvien 1a ja 1b esittämän kairausyksikön osa poikki- leikkauskuvana leikkaustasosta A-A leikattuna. Kuvissa on esitetty kairausputkien — käsittelylaitteeseen kuuluva pyörityskoneiston toinen päätytuki 46b. Seuraavassa molempia kuvia selostetaan samanaikaisesti.

Toisessa päätytuessa 46b on kaksi rinnakkaista tukilevyä 54, joiden välissä on rako.

Tukilevyjen reunassa on kolo, joka muodostaa tilan tukivarren loppupäälle 28. Kolon reunojen ja tukivarren seinämien välillä on välys, ts. tukivarren seinämä ei ole kiinni 5 25 — kolon reunassa. Tukilevyissä on kohdakkain ylemmät reiät tukivarren loppupään

N yläpuolella ja alemmat reiät loppupään alapuolella. Johteet 32 on sovitettu ylempien

N ja alempien reikien läpi siten, että ylemmät ja alemmat reiät toimivat liukukiinnitys-

N eliminä, joiden avulla toinen päätytuki tukeutuu johteisiin.

E: Tukilevyjen välisessä raossa on kaksi tukirullaa 36, joiden läpi kulkee akselitappi 39.

D 30 — Akselitapit tukeutuvat ensimmäisestä päästään ensimmäiseen tukilevyyn ja toisesta

D päästään toiseen tukilevyyn. Kairausputki 18 asetetaan lepäämään näiden kahden

N rinnakkaisen tukirullan päälle, tukirullien väliin. Kairausputken yläpuolella on paino-

N rulla 38, joka on kiinnitetty sylinterin 55 avulla käännettävän varren 56 päähän. Ku- vassa 2a varsi on käännetty ensimmäiseen asentoon, jolloin painorulla on painau- —tuneena kairausputken seinämää vasten. Ensimmäisen tukirullan yhteydessä on kuvissa esittämätön hydraulitoiminen moottori, jota käyttämällä ensimmäinen tuki- rulla ja siihen kosketuksissa oleva kairausputki saadaan pyörimään keskiakselinsa ympäri.

Kuvassa 2b varsi on käännetty toiseen asentoon, jolloin painorulla on noussut ylös- — päin etäisyyden päähän kairausputken pinnassa. Kairausputki lepää tällöin vapaasti tukirullien päällä.

Toisen tukirullan akselitapin 39 päässä on ensimmäinen hammasratas 40 ja tukile- vyn läpi ulottuvan kierretangon 34 päässä on toinen hammasratas 42. Ensimmäisen ja toisen hammasrattaan ympäri kiertää ketju 44 siten, että tukirullan pyöriminen saa — kierretangon pyörimään keskiakselin ympäri, jolloin koko pyörityskoneisto liikkuu johteiden 32 varassa ja johteiden suuntaisesti. Toinen tukirulla saatetaan pyörimään pyörittämällä kairausputkea ensimmäisellä tukirullalla 36, jolloin kairausputken pyö- rimisliike saa toisen tukirullan pyörimään. Ensimmäinen ja toinen hammasratas sekä ketju muodostavat yhdessä voimasiirtomekanismin, jonka avulla toisen tukirul- — lan pyörimisliike välitetään kierretankoon 34. Kierretangon pyörimisliike tuotetaan siis ensimmäistä tukirullaa pyörittävän moottorin avulla. Ensimmäisen ja toisen ham- masrattaan koko valitaan siten, että pyörityskoneisto siirtyy kairausputken yhden kierroksen aikana kairausputken kierteiden nousun verran. Hammasrattaat on kiin- nitetty paikoilleen irrotettavasti, jolloin aina kairausputken halkaisijan ja kierretyypin —muuttuessa hammasrattaita voidaan vaihtaa kierretangon pyörimisnopeuden sää- tämiseksi sopivaksi.

Kuvissa 2a ja 2b on esitetty pyörityskoneiston toinen päätytuki 46b. Ensimmäinen päätytuki on rakenteeltaan samanlainen kuin toinen päätytuki sillä erotuksella, että ensimmäisessä päätytuessa ei ole voimasiirtomekanismia pyöritysrullien pyörimis-

S 25 — liikkeen välittämiseksi kierretankoon. Jos ensimmäisen ja toisen päätytuen välissä

N on välitukia, ne ovat rakenteeltaan olennaisesti samalaisia kuin ensimmäinen pää-

S tytuki.

Nn

N Kuvissa 3a ja 3b on esitetty kuvan 1a esittämä kairausyksikkö sivulta kuvattuna. = Kuvissa havainnollistetaan kairausyksikköön kuuluvan kairausputkien kasittelylait-

D 30 teen toimintaa. Seuraavassa molempia kuvia selostetaan samanaikaisesti.

N

5 Pyöritysyksikön 16 pyörittämän kairausputkilinjan porautuessa kallioperään, pyöri-

N tysyksikkö siirtyy puomia 14 pitkin kohti putkipidikettä 22. Samalla kairausputkilinjan yläpää siirtyy alaspäin. Kairauksen aikana kairausputkilinjan käsittelylaitteen tukivarren varaan siirretään kairausputki 18. Kairausputken siirtäminen käsittelylait- teeseen voidaan tehdä käsityönä tai automaattisen manipulaattorin avulla.

Kun kairausputkilinjan pää on riittävän alhaalla, kairausputkien käsittelylaitteen va- raan tuettu kairausputki siirretään kairausputkilinjan jatkeeksi ja kiinnitetään kairaus- — putkilinjan ylimmän kairausputken yläpäähän. Kairausputken siirtäminen tapahtuu siten, että hydraulisylinterin 35 pituutta lyhennetään, jolloin tukivarren 24 loppupää 28 kiertyy niveltapin 30 ympäri rajoitinta 31 vasten kuvan 3a mukaiseen väliasen- toon. Väliasennossa tukivarren loppupää muodostaa tylpän kulman tukivarren alku- pään 26 kanssa. — Kun hydraulisylinteriä lyhennetään edelleen, koko tukivarsi alkaa kiertyä akselin 12 ympäri. Rajoitin estää tukivarren alkupään 26 ja loppupään 28 välisen kulman muut- tumisen tukivarren kiertyessä kokonaisena akselin 12 ympäri. Hydraulisylinteriä ly- hennetään niin pitkään, että tukivarsi kiertyy kuvan 3b mukaiseen toiseen asentoon, jossa tukivarren loppupää 28 on olennaisesti yhdensuuntainen puomin 14 kanssa.

Toisessa asennossa tukivarteen kiinnitetyn pyörityskoneiston kannatteleman kai- rausputken 18 kuvitteellinen keskilinja on yhdensuuntainen ja kohdakkain pyöritys- yksikön 16 läpi kulkevan kairausputkilinjan ylimmän kairausputken keskilinjan kanssa. Tukivarren kannattelema kairausputki liitetään kairausputkilinjan ylimmän kairausputken päähän pyörittämällä kairausputkea pyörityskoneistolla, jolloin pyöri- — tyskoneisto ja sen kannattelema kairausputki siirtyvät kairausputkilinjan yläpäätä kohti. Kun kairausputki osuu kairausputkilinjan päähän, se kiertyy kiinni kairausput- kilinjan ylimmän kairausputken pään kierteisiin. Kairaaminen on tietysti väliaikaisesti keskeytetty uuden kairausputken liittämisen ajaksi. Kun kairausputki on liitetty kai- rausputkilinjaan, tukivarsi palautetaan hydraulisylinteriä pidentämällä ensin kuvan 3a mukaiseen väliasentoon ja edelleen kuvan 1a mukaiseen ensimmäiseen asen-

N toon, jossa se on valmis vastaanottamaan seuraavaa kairausputkea.

N

N Ylös nostettavasta kairausputkilinjasta irrotettujen kairausputkien poissiirtäminen ta-

N pahtuu käänteisellä tavalla.

E: Kuvassa 3c on esitetty esimerkinomaisesti eräs keksinnön mukainen kairausyk-

D 30 — sikkö sivulta kuvattuna. Kuvassa esitetty kairausyksikkö on samanlainen kuin ku-

D vissa 1a, 3a ja 3b esitetty kairausyksikkö. Kairausyksikön kairauskoneella voi kai-

N rata kairausputkia 18 kallioperään joko pystysuoraan tai vinoon asentoon. Vinoon

N kairattaessa kairauskoneen puomi 14 asetetaan haluttuun kulmaan pystysuoraan linjaan nähden ja kairaus tehdään edellä selostetulla tavalla.

Kuvassa 3c esitetyn kairauskoneen puomi on selvästi vinossa asennossa. Keksin- nön mukaisessa kairausyksikössä kairausputkien syöttäminen vinossa asennossa olevaa puomia pitkin liikkuvalle pyöritysyksikölle 16 tapahtuu samalla tavalla kuin edellä on selostettu. Puomin vino asento ei haittaa mitenkään kairausputkien käsit- — telylaitteen toimintaa eikä puomin vinoa asentoa tarvitse erikseen huomioida käsit- telylaitteen käytössä. Koska kairausputkien käsittelylaitteen tukivarsi 24 ja puomi kiertyvät saman akselin 12 ympäri, asettuu toiseen asentoon käännetyn tukivarren loppupää 28 aina yhdensuuntaiseen asentoon puomin kanssa puomin kaltevuus- kulmasta riippumatta. — Kuvissa esitetyssä kairauskoneessa on runko, joka käsittää pystyosuuden ja vaa- kaosuuden. Kairausyksikkö voidaan asentaa ajoneuvon rungon tai lavan päälle, jol- loin siinä ei välttämättä tarvita erillistä rungon vaakaosuutta.

Edellä on selostettu eräitä keksinnön mukaisen kairausyksikön edullisia suoritus- muotoja. Keksintö ei rajoitu edellä selostettuihin suoritusmuotoihin, vaan keksinnöl- linen ajatus voidaan toteuttaa eri tavoin patenttivaatimusten asettamissa rajoissa. <

N

O

N

N

<Q

Nn

N

I

= oO

LO

N

LO

O

N

O

N

Viitenumeroluettelo: runko 38 —painorulla 10a pystyosuus 39 akselitappi 10b vaakaosuus 40 ensimmäinen hammasratas 11 kannake 42 toinen hammasratas 12 akseli 44 — ketju 13 — kisko 46a ensimmäinen päätytuki 14 puomi 46b toinen päätytuki — yläpinta 47a ensimmäinen päätylevy 16 — pyöritysyksikkö 47b toinen päätylevy 17 alapinta 50 — sisäkierrehylsy 18 — kairausputki 52 — siirtorulla 19 —liukukelkka 53 ohjauspaneeli — kannatin 55 — sylinteri 22 —putkipidike 56 varsi 23 —väkipyörä 57 —tukitolppa 24 — tukivarsi — vaijeri 26 alkupää 27 — vinssi 28 loppupää 29 hydraulipumppu — niveltappi 31 — rajoitin 32 johde x 33 — uloke 2 34 — kierretanko

A 35 — hydraulisylinteri

N 36 — tukirulla 37 — tukitanko fz oO

LO

N

LO

O

N

O

N

Claims (15)

Patenttivaatimukset

1. — Kairausyksikkö, joka käsittää kairauskoneen ja kairausputkien (18) käsittely- laitteen, jossa kairauskoneessa on runko (10), runkoon (10) akselin (12) ympäri kääntyvästi kiinnitetty puomi (14), jossa puomissa on yläpinta (15) ja alapinta (17) ja pyöritysyksikkö (16) kairausputken (18) pyörittämistä varten, joka pyöritysyksikkö (16) on kiinnitetty puomiin (14) puomin (14) alapintaa (17) pitkin puomin (14) pituus- suunnassa liikuteltavasti ja joka pyöritysyksikkö (16) on puomin (14) alapuolella, kun puomi on vinossa kairausasennossa ja jossa kairausputkien (18) käsittelylaitteessa on pitkänomainen tukivarsi (24) kairausputken (18) kannattelemista varten, joka tu- — kivarsi (24) on järjestetty kääntymään kuvitteellisen kiertoakselin ympäri yhdessä tasossa olevaa liikerataa pitkin, tunnettu siitä, että tukivarsi (24) on kiinnitetty en- simmäisestä päästään akseliin (12) akselin (12) ympäri kääntyvästi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että tukivarsi (24) on puomin (14) pyöritysyksikön (16) puoleisella sivulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että tuki- varressa (24) on alkupää (26) ja loppupää (28) ja tukivarsi (24) on käännettävissä ensimmäiseen asentoon, jossa loppupää (28) on olennaisesti vaakasuorassa.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että ensim- mäisessä asennossa tukivarren (24) alkupää (26) ja loppupää (28) ovat olennaisesti — yhdensuuntaisia.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että tuki- varsi (24) on saatettavissa toiseen asentoon, jossa loppupää (28) on olennaisesti yhdensuuntainen puomin (14) kanssa. < N

R

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että toisessa S 25 asennossa tukivarren (24) alkupää (26) ja loppupää (28) ovat erisuuntaisia. Nn

N

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että toi- = sessa asennossa tukivarren (24) kannatteleman kairausputken (18) kuvitteellinen D keskiakseli ja pyöritysyksikön (16) pyörittämän kairausputken (18) kuvitteellinen D keskiakseli ovat yhdensuuntaisia ja kohdakkain. N O N 30

8 Jonkin patenttivaatimuksen 3-7 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että tukivarren (24) alkupää (26) on kiinnitetty toisesta päästään niveltapin (30) ympäri kiertyvästi loppupään (28) ensimmäiseen päähän ja kairausyksikössä on toimilaite loppupään (28) kääntämiseksi alkupään (26) suhteen ja tukivarren (24) kääntä- miseksi akselin (12) ympäri.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että mainittu toimilaite on hydraulisylinteri (35), jossa on runkoon (10) kiinnittyvä ensimmäinen —pääja tukivarren (24) loppupäähän (28) kiinnittyvä toinen pää.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että kairausputkien (18) käsittelylaitteessa on pyörityskoneisto kairausputken (18) pyö- rittämiseksi kuvitteellisen keskiakselinsa ympäri.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että mainittu — pyörityskoneisto käsittää kairausputken (18) ulkopintaa vasten painautuvia tukirullia (36) ja moottorin tukirullien (36) pyörittämistä varten.

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että mainitussa tukivarressa (24) on ainakin yksi johde (32), johon johteeseen pyöritys- koneisto on ripustettu johteen (32) pituussuunnassa liikuteltavasti ja kairausputkien — (18) käsittelylaitteessa on siirtovälineet pyörityskoneiston liikuttamiseksi johteiden (32) suunnassa.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että mainitut siirtovälineet käsittävät pyörityskoneiston moottorin voimalla pyöritettävän kierretan- gon (34), jonka kierretangon ympärillä on tukivarteen (24) kiinnitetty sisäkierrehylsy — (50).

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että pyöri- tyskoneisto käsittää voimasiirtomekanismin tukirullien (36) pyörimisliikkeen välittä- N miseksi kierretankoon (34). N A

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen kairausyksikkö, tunnettu siitä, että mainittu K 25 — voimansiirtomekanismi käsittää ainakin yhteen tukirullaan (36) liitetyn ensimmäisen N hammasrattaan (40), kierretankoon (34) järjestetyn toisen hammasrattaan (42) ja = ensimmäisen ja toisen hammasrattaan ympäri kiertävän ketjun (44). oO LO N LO O N O N