FI95497C - Poran pää, jossa on suuttimia - Google Patents

Description

, 95497

Poran pää, jossa on suuttimia

Keksintö liittyy poran päähän, joka on osana poran lansettia, joka on tarkoitettu maanalaisen tunnelin poraa-5 miseen. Tarkemmin sanottuna keksinnön kohteena on ohjattavissa oleva poran pää sellaista laitetta varten, joka on tarkoitettu maanalaisen tunnelin poraamiseksi, joka poran pää on pyöritettävissä keskiakselinsa ympäri käsittäen kanavan, joka jatkuu sen keskiakselia pitkin; ainakin yh-10 den eteenpäin suuntautuvan suuttimen poran pään etuosassa, joka suutin on yhteydessä kanavaan ja jonka ulostuloaukko on järjestetty keskiakselin ulkopuolelle; ja ohjauspinnan, joka on lisääntyvästi viistetty poran pään etuosaa kohti.

Tällaisia poran lansetteja käytetään sellaisten 15 laitteistojen kanssa, jotka palvelevat maanalaisten tunneleiden poraamista. Väliaine poistuu paineen alaisena eteenpäin suunnatusta suuttimesta, esimerkiksi vesi-beto-niitti-maito. Tasainen poraus etusuunnassa oleellisesti homogeenisen maan läpi saavutetaan pyörittämällä poran 20 päätä yhdessä porauslansetin kanssa tasaisella nopeudella keskiakselin ympäri. Kun muutokset suunnassa ovat tarpeen, pyörimisliike pysäytetään heti kun poran pään suutin on suunnilleen kohdassa, josta suunnan muutoksen on tarkoitus alkaa. Maata poistetaan edullisesti ainoastaan yhteen 25 suuntaan suuttimesta uloslähetetyn väliaineen suihkun ' ; kautta. Suoritetun poiston mukaan koko porauslansettia käännetään kunnes uusi suunta on asetettu. Tätä hydromekaanista ohjausta tuetaan usein ohjauspinnalla, joka on muodostettu suuttimen vastakkaisella puolella olevalla 30 poran pään viisteellä. Poran pään pyörimisliike aloitetaan sitten jälleen ja lineaarinen poraaminen seuraa uuteen suuntaan.

Tällainen poran pää poran lansettia varten on tunnettu EP-0 195 559 Alrstä. Maan eri olosuhteiden, erityi-35 sesti sen kovuuden, ottamiseksi huomioon sen mukaisesti 95497 2 valitaan eri määrä suuttimia. Tämän poran lansetin kanssa voidaan suorittaa riittävän tarkkoja porauksia niin kauan kuin tunnelirata koostuu suhteellisen pehmeästä maasta. Kovan maa-aineksen tapauksessa syntyy vaikeuksia poran 5 lansetin vakavoimisessa, koska suuttimen järjestelyä vastapäätä oleva porauslansetin kylki iskeytyy kovaa kalliota vasten, mikä johtaa ohjausongelmiin lansetin kanssa suhteellisen hitaan etenemisen aikana.

Kovan maan kaivamisen mahdollistamiseksi yhtä hyvin 10 US-2 324 102:n mukaan on ehdotettu käytettäväksi kemikaaleja tai happoja suuripaineisina väliaineina, jotka iskeytyvät kiveen. Heti kun suunnattu kemikaali on irrottanut kiven, poran lansetti seuraa perässä, koska sen täytyy ainoastaan pakottaa kulkunsa suhteellisen pehmeän aineksen 15 läpi. Tämä ratkaisu ei ole useinkaan toivottava, koska se johtaa ympäristön tai pohjaveden huonontumiseen.

Keksinnön tarkoituksena on antaa käyttöön poran lansetti, jolla voidaan suorittaa tarkkasuuntaisia porauksia tiiviissä, hiekkaisessa ja sorapitoisessa maassa sa-20 moin kuin kovassa maassa. Tämä tavoite ratkaistaan alussa mainitun tyyppisellä poran lansetilla, jolla on patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan piirteet. Keksinnön mukainen poran pään edulliset suoritusmuodot ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista 2-8.

25 Keksinnöllinen poran pää on tunnettu siitä, että ainakin yksi taaksepäin suunnattu suutin on järjestetty poran päähän, jonka suutinkanava on yhteydessä kanavaan, joka jatkuu poran lansetin keskiakselia pitkin. Tällä tavalla suunnattu suutin varustaa poran lansetin tilalla 30 niin, että se voi ohjautua paremmin suunnan muutosten aikana. Poran lansetin ohjauskyky on täten huomattavasti parantunut.

Hyödyllisen suoritusmuodon mukaan poran päässä on useita taaksepäin suunnattuja suuttimia, jotka on järjes-35 tetty samoin kulmaetäisyyksin toisistaan keskiakseliin • « i 95497 3 nähden, vaikka suoritusmuodot, joissa on eri kulmaetäi-syyksiä, ovat myös mahdollisia. On määritelty, että tiettyjä maan ominaisuuksia varten riittää kolme suutinta, jotka on kohdistettu 120°:n etäisyydelle, riittävän liikku-5 mavaran antamiseksi poran lansetille minkä tahansa suunnan muutosten aikana. Muut maan olosuhteet voivat vaatia neljän tai useamman taaksepäin suunnatun suuttimen eri järjestelyn.

On hyödyllistä suunnata suuttimet taaksepäin noin 10 15°:n kulmassa poran lansetin keskiakseliin nähden.

Vaikka yksi eteenpäin suunnattu suutin, joka poistuu poran lansetin keskiakselin ulkopuolelle, on periaatteessa myös riittävä mahdollistaen sellaisten porausten suorittamisen, joiden suunnassa tapahtuu muutoksia, poran 15 päässä voi olla myös useita eteenpäin suunnattuja suutti-mia, jotka on järjestetty symmetrisesti niiden kulmaetäi-syyksien osalta näistä suuttimista jonkin suhteen. Esimerkiksi kolmen suuttimen tällaisessa järjestelyssä suuttimen etäisyys keskimmäiseen suuttimeen nähden on vastaavasti 20 45°. Tällä suuttimet voidaan suunnata eteenpäin noin 10° - 15°:n kulmassa poran lansetin keskiakseliin nähden suutinten ulostuloaukon ollessa asetettuna samaan riviin keski-akseliri ulkopuolelle mutta järjestetty tämän kanssa yhdensuuntaisesti. On erityisen edullista, jos ainakin yhden 25 taaksepäin suunnatun suuttimen suutinkanavan akseli ja yhden eteenpäin suunnatun suuttimen suutinkanavan akseli on keskiakselin kanssa samassa tasossa. Tässä erityisessä suutinjärjestelyssä yhdessä mainittujen kulmien kanssa porausta varten tarvittavan betoniitin määrä on pienin, 30 mikä voi olla hyödyllistä jonkin tyyppisissä sovellutuksissa .

Seuraavassa keksintö kuvataan yksityiskohtaisesti esimerkkinä olevan suoritusmuodon avulla kuten oheisessa piirustuksessa on esitetty, jossa: M .

95497 4 kuvio 1 esittää esillä olevan keksinnön mukaisen poran pään pituussuuntaisena leikkauksena, kuvio 2 esittää etukuvan poran päästä, kuvio 3 esittää kuvan poran päästä leikattuna ku-5 vion 2 linjaa A - A pitkin, kuvio 4 esittää kuvan poran päästä leikattuna kuvion 2 linjaa B - B pitkin, kuvio 5 esittää osittain leikatun kuvan poran päästä leikkauksen ollessa kuvion 2 linjaa C - C pitkin ja 10 kuvio 6 esittää poikkileikkauskuvan poran päästä kuvion 3 linjaa D - D pitkin.

Kuviossa 1 on esitetty poran pää 1. Väliaine tulee sisään korkean paineen alaisena poran päässä 1 olevan kes-kikanavan 10 katkaistun kartion muotoisen aukon 13 kautta. 15 Keskikanava 10 jatkuu lähes poran pään 1 etupintaan 14 asti. Poran pää on kytketty poraukseen tarvittavaan lisä-laitteistoon kiilan 3 ollessa järjestettynä estämään pyö-rinnän. Poran pää 1 päättyy kierteeseen 12, jonka avulla on mahdollista ruuvata poran pää 1 laitteistoon, jota tar-20 vitaan lisäksi porausta varten. Kahden suutinjärjestelmän suutinkanavat 21, 41 tulevat sisään keskikanavan 10 pääty-alueelle poran pään 1 etupinnan 14 läheisyydessä. Ensimmäinen suutinjärjestelmä koostuu eteenpäin suunnatuista suuttimista 2, jotka poistuvat poran pään 1 etupintaan 14 25 keskikanavan 10 akselin ulkopuolella. Toinen suutinjärjestelmä käsittää taaksepäin suunnattuja suuttimia 4, joiden vastaavat ulostuloaukot on suunnattu poran pään 1 todellista etenemissuuntaa vasten tietyssä kulmassa keskikanavan 10 akseliin nähden, joka kulma voi olla esimerkiksi 30 15°. Porauspäähän 1 on järjestetty syvennys 43, jonne suu- tin 4 uppoaa. Molempia suutinjärjestelmiä varten voidaan käyttää tunnettuja suuttimia 2, 4, jotka on varustettu karkaistun suuttimen aukon siivin 22, 42. Ensimmäisen suu-tinjärjestelmän suutinkanavat 21 on asetettu esimerkiksi 35 ll°:n kulmaan keskikanavan 10 akseliin nähden. Ensimmäinen suutinjärjestelmä sijaitsee tässä kuvauksessa keskikanavan • · « 95497 5 10 akselin yläpuolella olevalla alueella. Ala-alue on viistetty lisääntyvästi etupintaa 14 kohti ja muodostaa ohjauspinnan 11. Porauksen suunnan muutoksen aikana tämä ohjauspinta 11 lepää maata vasten ja auttaa osaltaan poran 5 lansetin vakauttamista.

Kuvio 2 esittää etukuvan poran päästä. Kolme suu-tinta 2, 2', 2” poistuu poran pään 1 etupintaan 14. Suuttimista kaksi 2', 2" on sijoitettu 45°:n kulmaan keskeisesti järjestetyn suuttimen 2 suhteen. Ohjauspinnan 11 jär-10 jestely edellyttää, että poran päällä 1 on sen osana poikkileikkaukseltaan elliptinen osa.

Kuvio 3 esittää lansetin poran pään leikattuna kuten kuviossa 1 kuvion 2 linjaa A - A pitkin. Leikkauskuva esittää selvästi, että suutinkanavien 21, 41 akselit ja 15 keskikanavan 10 akseli ovat yhdessä tasossa.

Kuvio 4 esittää poran lansetin leikattuna kuvion 2 linjaa B - B pitkin. Toisen suutinjärjestelmän toisen suuttimen 4' suutinkanava 41, joka on suunnattu taaksepäin etenemissuuntaan nähden, tulee sisään keskikanavan 10 20 päässä. Poran pään 1 elliptisesti muotoiltu poikkileikkaus merkitsee, että ohjauspinta 11 näkyy jyrkästi viistettynä pintana tässä leikkaussuunnassa. Ohjauspinnan 11 tällainen muotoilu saa aikaan edullisen suunnan porauksen aikana.

Kuvio 5 esittää poran lansetin, joka on kuvattu 25 osittaisena pystykuvana, leikkauksen ollessa kuvion 2 linjaa C - C pitkin. Poran lansetti on kiinnitetty lujasti pyörimistä vastaan kiilalla 3, joka on kiilaurassa. Samalla tavalla kuin liittyvän ensimmäisen suutinjärjestelmän suutinkanavien tapauksessa suutinkanava 21' tulee sisään 30 keskikanavan 10 ala-alueelle muttei sen päähän.

Kuvio 6 esittää kuvion 3 poran pään leikattuna kuvion 2 linjaa B - B pitkin, jossa kolme suutinta 4, 4', 4" on järjestetty 120° kulmaetäisyyksin toisistaan poran pään 1 kehällä. Tämä kolmen suutimen 4, 4’, 4" järjestely on 35 riittävä takamaan poran lansetin oleellisesti tasaisen liikkeen samalla, kun suoritetaan suunnan muutos.

1(1 Ä 95497

O

Viitenumeroluettelo 1 Poran pää 2 Suutin 3 Kiila 5 4 Suutin 10 Keskikanava 11 Ohjauspinta 12 Kierre 13 Katkaistun kartion muotoinen levennys 10 14 Etupinta 21 Suutinkanava 22 Suuttimen siipi 41 Suutinkanava 42 Suuttimen siipi 15 42 Syvennys

Claims (8)

1. 7 95497 > 1. Ohjattavissa oleva poran pää sellaista laitetta varten, joka on tarkoitettu maanalaisen tunnelin poraami-5 seksi, joka poran pää (1) on pyöritettävissä keskiakselin-sa ympäri käsittäen - kanavan (10), joka jatkuu sen keskiakselia pitkin, - ainakin yhden eteenpäin suuntautuvan suuttimen 10 (2) poran pään etuosassa, joka suutin on yhteydessä kana vaan (10) ja jonka ulostuloaukko on järjestetty keskiakse-lin ulkopuolelle, ja - ohjauspinnan (11), joka on lisääntyvästi viistetty poran pään (1) etuosaa (14) kohti, tunnettu 15 siitä, että - poran pää käsittää ainakin yhden lisäsuuttimen (4, 4', 4"), jonka suutinkanava (41) myös on yhteydessä kanavaan (10); - poran päätä (1) tarkasteltaessa sivusta on li- 20 säsuutin (4, 4', 4'*) sovitettu samalle tasolle ohjaus- pinnan (11) sen päätevyöhykkeen kanssa, joka on vastakkainen etuosan (14) suhteen; - lisäsuuttimen (4, 4', 4’’) poistoaukko on sovitettu mainitusta ohjauspinnasta (11) erilleen; ja 25. lisäsuuttimen (4, 4', 4'') poistoaukko on suun- • nattu vasten poran pään (1) varsinaista etenemissuuntaa tilan avartamiseksi sen tason takapuolelle, jossa suutin sijaitsee.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen poran pää, t u n-30 n e t t u siitä, että lisäsuutin (4, 4', 4") on suunnattu noin 15°:n kulmassa poran pään keskiakseliin nähden poran pään (1) etenemissuuntaa vastaan.
3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poran pää, tunnettu siitä, että se käsittää useita suuttimia 35 (4, 4', 4"), jotka on suunnattu poran pään (1) etenemis- • · < 95497 suuntaa vastaan ja jotka on järjestetty samalle kulmaetäi-syydelle toisistaan keskiakseliin nähden.
4. 4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen poran pää, tunnettu siitä, että siinä on kolme suutinta (4, 5 4', 4"), jotka on suunnattu poran pään (1) etenemissuuntaa vastaan.
5. 5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen poran pää, tunnettu siitä, että siinä on useita eteenpäin suunnattuja suuttimia (2, 2', 2"), jotka on järjestetty 10 symmetrisesti niiden kulmaetäisyyden osalta näistä suuttimista (2) yhden suhteen.
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen poran pää, tunnettu siitä, että siinä on kolme eteenpäin suunnattua suutinta (2, 2', 2") kahden suuttimen (2', 2") kulmaetäi- 15 syyden ollessa keskimmäiseen suuttimeen (2) nähden 45°.
7. 7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen poran pää, tunnettu siitä, että suuttimet (2, 2', 2") ovat suunnattu eteenpäin noin 10° - 15°: n kulmassa poran pään keskiakseliin nähden suutinten (2, 2', 2") ulostuloaukko- 20 jen ollessa asetettuina suoraan riviin keskiakselin (10) ulkopuolelle mutta järjestetty tähän nähden yhdensuuntaisesti .
8. 8. Patenttivaatimusten 1-7 mukainen poran pää, tunnettu siitä, että ainakin yhden suuttimen (4) 25 suutinkanavan (41) akseli on suunnattu poran pään (1) ete-nemissuuntaa vastaan ja yhden eteenpäin suunnatun suuttimen (2) suutinkanavan (21) akseli on samassa tasossa keskiakselin (10) kanssa. «M. 95497