IT201800001088A1 - Assieme per la movimentazione di una attrezzatura di scavo o perforazione del terreno e metodo di attuazione. - Google Patents
Assieme per la movimentazione di una attrezzatura di scavo o perforazione del terreno e metodo di attuazione. Download PDFInfo
- Publication number
- IT201800001088A1 IT201800001088A1 IT201800001088A IT201800001088A IT201800001088A1 IT 201800001088 A1 IT201800001088 A1 IT 201800001088A1 IT 201800001088 A IT201800001088 A IT 201800001088A IT 201800001088 A IT201800001088 A IT 201800001088A IT 201800001088 A1 IT201800001088 A1 IT 201800001088A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- excavation
- trolley
- support structure
- movement
- tower
- Prior art date
Links
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 title claims description 137
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 139
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 111
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 19
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 16
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 3
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 2
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B3/00—Rotary drilling
- E21B3/02—Surface drives for rotary drilling
- E21B3/04—Rotary tables
- E21B3/045—Rotary tables movably mounted on the drilling structure or platform
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/06—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging screws
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
- E02F5/02—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches
- E02F5/04—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches with digging screws
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B15/00—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/008—Winding units, specially adapted for drilling operations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D55/00—Endless track vehicles
- B62D55/06—Endless track vehicles with tracks without ground wheels
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
- E21B7/021—With a rotary table, i.e. a fixed rotary drive for a relatively advancing tool
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Description
TITOLO: ASSIEME PER LA MOVIMENTAZIONE DI UNA ATTREZZATURA DI SCAVO O PERFORAZIONE DEL TERRENO E METODO DI ATTUAZIONE
DESCRIZIONE
Settore tecnico
La presente invenzione si colloca nell’ambito delle tecnologie della perforazione ed è relativa ad un assieme, comprendente un gruppo di movimentazione ed un attuatore, per la movimentazione di parti di una attrezzatura di perforazione del terreno. La presente invenzione riguarda inoltre un sistema comprendente tale assieme, atto a consentire la variazione di interasse di scavo in una macchina di scavo.
Inoltre, la presente invenzione riguarda un metodo per consentire la variazione di interasse di scavo in una macchina di scavo.
Sfondo tecnologico / Stato dell’arte
E’ noto che le procedure per la realizzazione di uno scavo di fondazione o di consolidamento del terreno si affidano con assoluta prevalenza ad una macchina semovente, generalmente cingolata, dotata di una torretta rotante, denominata anche “upper-structure” o “upper-frame”, la quale comprende una cabina per l’operatore e le unità di propulsione e di controllo utilizzate per la movimentazione e per le operazioni di perforazione. Una torre è collegata alla torretta rotante con uno o più gradi di libertà, in particolare direttamente al telaio della torretta rotante oppure su una parte mobile telescopica che fuoriesce dal telaio scorrendo su di esso, in direzione dello scavo, denominato “spotter frame”, oppure attraverso cinematismi più o meno complessi i quali consentono di regolare la posizione della torre nello spazio, permettendo alla torre di assumere diverse inclinazioni e/o potendola far avvicinare o allontanare dalla torretta rotante. La torre comprende un gruppo di potenza e dei mezzi di scavo del terreno. La torre, o antenna di guida detta anche “mast”, è un elemento allungato, scatolare o a traliccio. Tale torre è delimitata superiormente da una testata e inferiormente da un piede atto a scaricare al suolo una parte dei carichi agenti sulle strutture. Il gruppo di potenza, il quale può essere idraulico od elettrico, è chiamato anche testa di perforazione o “rotary”. Il gruppo di potenza si muove lungo la suddetta torre tra la testata ed il piede, trasmettendo il moto rotatorio e una forza di avanzamento o di risalita a mezzi o utensili di scavo o di perforazione. I mezzi di scavo a loro volta comprendono: un’asta di perforazione, la quale può essere semplice oppure telescopica, denominata anche “kelly”; ed un utensile di scavo o di consolidamento. I mezzi di scavo possono essere montati scorrevoli rispetto alla rotary e dotati di opportuni mezzi indipendenti di movimentazione.
Ai fini della presente descrizione detti mezzi di scavo vengono definiti come attrezzatura di scavo.
I sistemi di movimentazione della rotary e dei mezzi di scavo a cui ci si affida per garantire una spinta costante sull’utensile di scavo e/o per estrarre la batteria a scavo ultimato, sono in sostanza di due tipi:
- sistemi di movimentazione a elementi flessibili: argano con fune o motoriduttore a catena;
- sistemi di movimentazione rigidi: ad esempio operati attraverso un cilindro idraulico.
I sistemi di movimentazione a elementi flessibili, e più precisamente i sistemi di movimentazione a fune, prevedono l’applicazione sulla macchina o direttamente sulla torre di uno o più argani comprendenti un tamburo attorno al quale si avvolge una fune. I tiri possono essere diretti o “moltiplicati” con rinvii dove si incrementa la forza di infissione/estrazione a scapito della velocità di movimentazione dei mezzi di scavo.
I sistemi di movimentazione rigidi, sono per lo più attuatori lineari o cilindri che sono posti sul lato frontale della macchina o lato scavo. Detti attuatori lineari ad una estremità sono fissati sulla torre e l’altra sono connessi alla rotary per impartire le forze di spinta e tiro, muovendola longitudinalmente, guidata dal mast.
Normalmente la rotary viene installata sulla torre con un asse di scavo posto ad una distanza prefissata dalle guide della torre su cui la rotary stessa scorre longitudinalmente. La distanza dell’asse di scavo della rotary rispetto alle guide della torre è dipendente dagli ingombri dei mezzi di guida sul mast, dei mezzi di movimentazione lungo la torre della rotary, dei mezzi di potenza per impartire la rotazione agli utensili di scavo. Tale distanza è generalmente nota come “interasse di scavo”. In funzione dell’interasse di scavo è possibile definire i carichi sulle strutture, in modo speciale sulla torre, e la stabilità generale della macchina di scavo o perforazione.
Dato un certo interasse di scavo, il diametro massimo dell’utensile di scavo, che è possibile utilizzare e movimentare di fronte alla torre, deve essere inferiore o uguale al doppio del valore dell’interasse di scavo al fine di evitare che l’utensile di scavo entri in contatto con la torre o con i mezzi installati su di essa, quali ad esempio funi, pulegge, attacchi, i quali sono generalmente più sporgenti della struttura della torre stessa.
Nel corso del tempo, però, l’aumento delle potenze nei motori installati sulle torrette rotanti semoventi o le potenze con cui queste torrette rotanti vengono alimentate dall’esterno e l’incremento delle coppie erogate dalle rotary a parità di taglia o classificazione della macchina, hanno favorito l’aumento dei diametri di perforazione, con la nuova esigenza di disporre l’attrezzatura di scavo ad interassi di scavo maggiori in modo da consentire la perforazione e al tempo stesso l’esigenza di garantire la stabilità della macchina.
Il brevetto EP 0,433,892 descrive macchine di scavo o perforazione dotate di cinematismo a parallelogramma. In queste macchine la torre di guida è collegata alla torretta attraverso un quadrilatero articolato che consente attraverso un elemento motore di impartire il movimento al quadrilatero. Gli elementi connessi a telaio ruotano su perni. In tale soluzione la torre trasla senza ruotare, mantenendo invariata la sua inclinazione durante tutto il movimento.
Il cinematismo a parallelogramma si utilizza convenientemente per variare il raggio di scavo, ovvero la distanza tra l’asse di scavo e l’asse di rotazione della torretta sul carro cingolato, di un valore molto elevato, anche oltre il metro. In tale soluzione, a raggio di lavoro minimo la torre è vicina alla torretta rotante ed è in posizione rialzata. Invece a raggio di lavoro massimo, in posizione estesa, la torre trasla in avanti e scende, allontanandosi dalla torretta e abbassandosi verso il suolo.
Convenientemente nella configurazione a raggio di lavoro minimo è possibile utilizzare lo spazio sotto il mast per installare un utensile di diametro molto grande, che non potrebbe essere installato di fronte al mast. Questa semplice soluzione non è però applicabile qualora, invece di utilizzare una trivella o di un utensile da miscelazione meccanica, si dovesse utilizzare un utensile a fusto cilindrico dotato di un fondello apribile denominato bucket, poiché l’altezza tra torre e terreno potrebbe comunque non essere sufficiente per consentire l’apertura del fondello e quindi di realizzare lo scarico del materiale scavato dal foro.
Un’altra condizione per la quale il diametro è limitato è nelle cosiddette perforazioni tubate o “segmental casing” in cui gli elementi di casing possono avere dimensioni longitudinali rilevanti, anche fino a 6m, per consentire una riduzione vantaggiosa dei tempi di scavo. Come per il caso precedente, anche in questo caso il tubo avrà un massimo diametro compatibile con l’interasse di scavo, perché inevitabilmente finisce per operare di fronte alla torre.
E’ pertanto conveniente in questi casi allontanare l’asse di scavo dalla torre per avere diametri di utensili maggiori.
EP 0,548,900 insegna come è possibile variare l’interasse di scavo in modo meccanizzato, in un impianto di perforazione mobile per la ricerca di idrocarburi, utilizzando un collegamento cinematico tra la rotary ed il carrello di supporto della rotary che scorre guidato sulla torre. Tale collegamento è un quadrilatero articolato che fa traslare la rotary da una prima posizione ritratta di lavoro, ad una posizione estesa di servizio per prelevare le aste di perforazione da aggiungere in batteria. Diversi svantaggi rendono questa soluzione non idonea alle applicazioni in cui operano le macchine da perforazione che eseguono pali per fondazioni, in particolare pali di dimensioni considerevoli. Tali macchine di perforazione per la ricerca di idrocarburi descritte nel suddetto brevetto sono diverse in quanto utilizzano aste e utensili di perforazione con dimensioni molto minori, in genere poche centinaia di millimetri di diametro. Inoltre, i carichi che sollecitano le strutture durante il sollevamento di un’asta di perforazione come descritte nel suddetto brevetto sono molto inferiori a quelli della fase di lavoro o di scavo. Inoltre, nell’applicazione descritta nel suddetto brevetto non sono presenti vibrazioni e carichi affaticanti che potrebbero generare un collegamento non stabile tra rotary e torre. Inoltre, il cinematismo è ingombrante, di peso elevato e riduce la stabilità, oltre che essere complesso e costare molto. Inoltre, la soluzione descritta nel suddetto brevetto prevede l’utilizzo di un attuatore dedicato, atto esclusivamente a movimentare detto cinematismo essendo collegato al carrello e al cinematismo. La presenza di un’ulteriore attuatore, oltre a comportare un costo maggiore e a richiedere una maggiore manutenzione, rende necessario implementare un’alimentazione dell’attuatore per impartire i movimenti.
Altre modalità utilizzate nel settore, prevedono di montare la rotary su una struttura di guida o carrello che può essere sostituita per adattarla all’interasse. In pratica per ottenere un interasse di scavo corto, si monta una prima tipologia di carrello poco protendente dalla torre; mentre per ottenere un interasse di scavo allungato, si monta una seconda tipologia di carrello più protendente dalla torre.
In alternativa si utilizza una sola tipologia di carrello a cui sarà possibile aggiungere un distanziale, interposto tra il carrello e la rotary, per allontanare la rotary dalla torre.
Questa tipologia di soluzioni hanno il vantaggio di avere una connessione rigida, tra rotary e carrello, senza interposizione di elementi cinematici. Quindi si utilizzano collegamenti diretti a perni o attraverso viti. Per contro però, non sono agevoli e rapide le modifiche di interasse. Per renderle operative infatti, vengono richieste lunghe e difficoltose operazioni di smontaggio della rotary, che viene completamente svincolata o scollegata dal carrello e la sostituzione dei carrelli sui quali generalmente sono anche posti i mezzi di collegamento e rinvio per la movimentazioni e i componenti idraulici. A titolo descrittivo è possibile visionare il brevetto EP 1,983,149 nel quale sono riportate alcune soluzioni per agevolare il montaggio e lo smontaggio della rotary in condizioni di trasporto permettendo al tecnico del settore di comprendere la complessità delle operazioni richieste per lo smontaggio del carrello sul quale sono presenti diversi elementi quali le pulegge, le funi, i blocchi idraulici.
Con riferimento alla figura 1 viene mostrata una macchina perforatrice 100 dell’arte nota, la quale comprende una torretta rotante 1 comprendente: un telaio di base connesso ad un sottocarro 2 attraverso una ralla di rotazione ad asse verticale; opportuni mezzi motori di movimentazione; una cabina avente un posto comando, da cui l’operatore esegue i controlli di posizionamento e le operazioni di scavo; gruppi di potenza e di controllo contenuti nei vani adibiti alla alimentazione della energia primari di cui la macchina fa uso, sia essa energia idraulica o elettrica; uno o più elementi di zavorra, posti in una parte posteriore, che conferiscono la funzione stabilizzante alla macchina perforatrice 100.
Detto sottocarro 2 cingolato, semovente, è alimentato dalla torretta rotante 1 attraverso un giunto di collegamento.
La macchina perforatrice 100 comprende inoltre un cinematismo 3 di collegamento tra una torre 5 e la torretta rotante 1, tale cinematismo 3 consente di muovere la torre 5 con almeno un grado di libertà nello spazio, preferibilmente facendola roto – traslare rispetto al telaio di base. In particolare detto cinematismo 3 è un quadrilatero articolato costituito da due elementi di connessione al telaio di base della torretta rotante 1 e da almeno un attuatore lineare, ad esempio un cilindro idraulico, che connette il telaio di base della torretta rotante 1 ad uno degli altri elementi del quadrilatero articolato. Un elemento di supporto superiore del cinematismo 3 è collegato alla torre 5 con un collegamento a perni che consente di far ruotare la torre 5 da una configurazione di trasporto in cui la torre 5 è sostanzialmente orizzontale ad una configurazione di lavoro in cui la torre 5 è sostanzialmente verticale. La rotazione della torre 5 viene impartita da un coppia di martinetti idraulici che connettono la torre 5 all’elemento superiore del cinematismo 3. Tale coppia di martinetti consente inoltre di far ruotare la torre 5 trasversalmente oltre che longitudinalmente, modulando in maniera diversa la loro apertura. In questo modo si ottengono quattro regolazioni delle inclinazioni, sia frontale che laterale, della torre 5.
Detta torre 5 è costituita da uno o più elementi centrali e superiormente è connessa una testata 6 che supporta le pulegge atte a far opportunamente scorrere una fune principale 23a. Tale fune principale 23aè normalmente utilizzata per la movimentazione di un’asta di perforazione o kelly 10 oppure per movimentare una testa di perforazione o rotary 8, in caso di perforazioni senza kelly 10, in elica continua o CFA. Le pulegge della testata 6 sono atte a far scorrere anche quella una fune di servizio 23b, utilizzata per la movimentazione dei carichi e delle attrezzature propedeutiche alla perforazione. Alla base della torre 5 può essere connesso un piede inferiore 7 il quale porta generalmente un cilindro idraulico interno che estendendosi, fa abbassare una ciabatta di appoggio connessa alla sua estremità, fino a farle raggiungere il suolo “G”. Tale piede inferiore 7 è utilizzato per conferire stabilità alla macchina e per esercitare le massime forze di estrazione, in particolar modo nelle perforazioni tubate, ad esempio comprendenti una copertura o casing esterno a protezione delle pareti del foro, e per altre tecnologie di scavo, quali ad esempio la perforazione con elica continua detta anche CFA. Sulla torre 5 è posto un terzo argano 13, denominato argano di pull-down, che è utilizzato per la movimentazione della rotary 8. Due rami di una fune sono connesse alla rotary 8, superiormente per esercitare una forza di estrazione o tiro, ed inferiormente per esercitare una forza di infissione o spinta sugli utensili di scavo. La connessione delle funi può essere diretta sulla rotary 8 oppure essere applicata su un carrello di scorrimento 9.
Detta rotary 8 è atta a scorrere lungo la torre 5 dotata tramite mezzi di guida o di contrasto, di tipo meccanico, che permettono lo scorrimento guidato lungo la torre 5. Questi mezzi di guida o contrasto possono essere connessi alla rotary 8 in modo inamovibile, oppure essere connessi in modo amovibile su un componente distinto che è definito come carrello rotary 9. Tale carrello rotary 9 è atto a supportare i mezzi di movimentazione, quali ad esempio le connessioni per funi di tiro e/o spinta, oppure pulegge di rinvio nel caso di tiri multipli in taglia, che consentono di ridurre le dimensioni dell’argano 13 di pulldown. Detti mezzi di guida o contrasto sono ad esempio dei pattini di guida per lo scorrimento o in alternativa dei rulli. Normalmente il carrello rotary 9 viene impiegato su macchine di perforazione 100 quando è necessaria la rimozione della rotary 8 dalla torre 5, ad esempio in condizioni di trasporto per ridurre il peso complessivo della macchina durante il trasporto. In questo caso la connessione tra carrello e rotary avviene per mezzo di collegamenti rimovibili, potendo assumere esclusivamente un’unica configurazione operativa, definendo un unico interasse di scavo.
Detta asta di perforazione o kelly 10, ad esempio di tipo telescopico a più elementi sfilabili l’uno dentro l’altro come mostrato in figura 1, è connessa in modo scorrevole dentro la rotary 8 e viene movimentata dall’argano principale la cui estremità è connessa all’elemento di asta più interno, generalmente con interposizione di un elemento girevole. L’argano principale può essere installato sulla torretta rotante 1 (come in figura 1) oppure sulla torre 5, come l’argano pull-down 13. Rilasciando la fune dell’argano, l’asta kelly 10 scende fino a che l’elemento esterno si appoggia alla rotary 8, mentre gli elementi più interni continuano la loro discesa, mossi dai pesi propri. Tirando la fune si compattano gli elementi, estraendo l’asta kelly 10 dal foro. La rotary 8 può impartire una forza di spinta sull’asta kelly 10 sfruttando listelli di riscontro compresi sull’elemento più esterno dell’asta kelly 10, utilizzati anche per trasmettere la coppia di scavo, ad esempio per le aste a frizione, oppure con incastri meccanici realizzati con profilatura orizzontale dei listelli, ad esempio per le aste a bloccaggio meccanico. Superiormente l’asta kelly può essere guidato da un elemento guida-aste 11 che è anch’esso collegato alla torre 5 in modo scorrevole, e preferibilmente ha elementi di guida o riscontro, in modo tale da correre in modo analogo alla rotary 8 o al carrello 9. L’elemento guida-aste 11 è normalmente utilizzato per conferire una maggior guida all’asta di perforazione o kelly 10 e per mantenere allineato e preciso l’utensile di scavo, in particolar modo quando la guida fornita dalla rotary 8 all’asta kelly 10 non è sufficiente a mantenere allineato la stessa asta kelly, in particolar modo per perforazioni inclinate, non verticali.
La macchina perforatrice 100 comprende inoltre un utensile di scavo 12, in figura 1 rappresentato come una trivella, è connesso all’asta di perforazione 10, in particolare all’elemento più interno dell’asta kelly 10, con un profilo capace di trasmettere le forze di tiro ed estrazione e la coppia.
Come risulta evidente dalla figura 1, il montaggio della rotary 8 sul carrello 9 produce una distanza tra asse di scavo, coincidente con l’asse dell’asta di perforazione 10 e con l’asse di rotazione dell’utensile di scavo 12, e le guide della torre 5, denominato interasse di scavo “i”.
Il diametro “Ø” dell’utensile di scavo 12 è correlato all’interasse di scavo “i”. Il diametro “Ø” dovrà essere uguale o inferiore al doppio del valore di interasse di scavo “i”, cioè non può essere superiore al doppio del valore dell’interasse di scavo “i”. In particolare, è preferibile che tale diametro “Ø” dell’utensile sia inferiore al doppio del valore dell’interasse di scavo “i”, per lasciare il gioco necessario agli utensili di scavo ed alla luce degli elementi sporgenti presenti sulla torre 5, come ad esempio le pulegge del rinvio funi dell’argano pull-down 13, le funi stesse installate sul fronte antenna nella parte inferiore, in particolare il ramo di spinta. Il posizionamento del cinematismo 3, in figura 1 rappresentato nella configurazione completamente ritratto, produce una distanza tra asse di scavo e asse rotazione torretta 1, denominato raggio di lavoro R max. Variando la posizione del cinematismo 3, in particolare estendendolo in avanti, sul fronte di scavo, la torre 5 trasla e si abbassa, riducendo ulteriormente lo spazio libero da terra.
In figura 2 è mostrata la stessa macchina perforatrice 100, nella quale è stato rimosso detto piede 7 dalla parte inferiore della torre 5. In virtù del fatto che il cinematismo 3 è di tipo a parallelogramma, la connessione tra il cinematismo 3 e la torre 5 avviene a quota dal terreno “G” molto elevata, diversi metri sopra il piano campagna, quindi lo spazio che resta libero sotto la torre 5, può essere sfruttato per inserire degli utensili di scavo 12 aventi diametri “Ø”, molto maggiori al doppio dell’interasse di scavo “i”.
Non tutte le tipologie di perforazione sono compatibili con questa geometria nella quale l’utensile 12 rimane costantemente sotto l’estremità inferiore della torre 5. Infatti, in alcuni casi occorre movimentare tubi, tipicamente di lunghezze variabili tra 3 e 6m non potendo più essere ospitati al di sotto della torre 5, quindi il loro diametro dovrà essere correlato all’interasse di scavo “i”, come specificato precedentemente. Tale problema emerge inoltre nel caso in cui si utilizzano utensili di scavo denominati “bucket” alti fino a 2m, comprendenti un fondello inferiore che rimane parzialmente aperto in fase di scavo, favorendo l’ingresso del materiale dentro l’utensile, ed una volta estratto dal foro il fondello può essere aperto per evacuare il materiale scavato. Con utensili di 3m di diametro l’altezza utile minima necessaria a far stare il fondello aperto e il fusto cilindrico dell’utensile, può superare i 5m, quindi anche in questo caso l’utensile non potrebbe alloggiare al di sotto della torre 5.
Lo scopo della presente invenzione è quindi quello di realizzare un assieme per la movimentazione di una attrezzatura di perforazione o scavo del terreno che superi tutti gli inconvenienti compresi nello stato della tecnica.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un assieme di movimentazione di una attrezzatura di perforazione o scavo del terreno con le caratteristiche contenute nell’allegata rivendicazione 1.
Un ulteriore aspetto della presente invenzione riguarda un sistema per la variazione dell’interasse di scavo di una macchina di scavo, con le caratteristiche dell’allegata rivendicazione 10.
Un ulteriore aspetto della presente invenzione riguarda una macchina di scavo del terreno tramite attrezzatura di perforazione, con le caratteristiche dell’allegata rivendicazione 12.
Ancora un’ulteriore aspetto della presente invenzione riguarda un metodo per la variazione dell’interasse di scavo di una macchina di scavo, con le caratteristiche dell’allegata rivendicazione 13.
Le caratteristiche ed i vantaggi dell’assieme, del sistema, della macchina e del metodo saranno chiari ed evidente dalla seguente descrizione di diverse possibili forme di realizzazione e dalle figure allegate, rappresentanti diverse possibili forme di realizzazione, esemplificative e non limitative, le quali illustrano rispettivamente:
- la figura 1 illustra una vista laterale di una macchina operatrice, appartenente allo stato della tecnica, dotata di un’attrezzatura di scavo di grande diametro, montata su una torre, in cui la dimensione dell’attrezzatura è limitata dall’interasse di scavo;
- la figura 2 illustra una vista laterale macchina operatrice, appartenente allo stato della tecnica, nella quale è stato rimosso il piede, consentendo un incremento del diametro di scavo, rispetto alla variante mostrata in figura 1;
- la figura 3 illustra una vista prospettica in dettaglio di una prima forma di realizzazione del gruppo di movimentazione appartenente ad un assieme per la movimentazione secondo la presente invenzione in cui una rotary è associata ad una prima struttura o carrello, secondo la presente invenzione, in una prima configurazione operativa o configurazione ritratta;
- la figura 4 illustra una vista laterale del primo gruppo di movimentazione appartenente ad un assieme secondo la presente invenzione, come in figura 3, in una prima configurazione operativa o configurazione ritratta;
- la figura 5 illustra una vista laterale della prima forma di realizzazione del gruppo di movimentazione appartenente ad un assieme secondo la presente invenzione in una seconda configurazione operativa o configurazione estesa;
- la figura 6 illustra una vista laterale della prima forma di realizzazione dell’assieme secondo la presente invenzione in cui è illustrato il primo gruppo di movimentazione, come in figura 3, in una configurazione intermedia tra la prima configurazione operativa o configurazione ritratta, mostrata in figura 4, e la seconda configurazione o configurazione estesa, mostrata in figura 5;
- la figura 7 illustra una vista laterale dell’assieme di movimentazione come in figura 6, in cui sono identificabili ulteriori aspetti dell’invenzione;
- la figura 8 illustra una vista prospettica in dettaglio di una prima forma di realizzazione del gruppo di movimentazione di un assieme secondo la presente invenzione, come in figura 5, in una seconda configurazione operativa o configurazione estesa;
- la figura 9 illustra una vista prospettica in dettaglio appartenente ad una seconda forma di realizzazione del gruppo di movimentazione di un assieme secondo la presente invenzione, in una prima configurazione operativa o configurazione ritratta;
- la figura 10 illustra una vista in pianta del gruppo di movimentazione di figura 9, nella prima configurazione operativa o configurazione ritratta;
- la figura 11 illustra una vista in pianta della seconda forma di realizzazione del gruppo di movimentazione, in una seconda configurazione operativa o configurazione estesa;
- la figura 12 illustra una vista laterale della macchina di scavo o perforazione durante la fase di movimentazione di una attrezzatura di scavo in cui la seconda forma di realizzazione dell’assieme di movimentazione secondo la presente invenzione consente il passaggio fra le diverse configurazioni operative del gruppo di movimentazione, secondo una possibile forma di realizzazione, esemplificativa e non limitativa.;
- le figure 13A e 13B illustrano una vista laterale di una testata per le funi in cui sono illustrate differenti configurazioni, in funzione del cambio di interasse di scavo in particolare la figura 13A la testata in una configurazione ritratta; la figura 13B la testata in una configurazione estesa;
- la figura 14 illustra una vista prospettica di un sistema di fissaggio utilizzabile nell’assieme per la movimentazione di parti di una attrezzatura di perforazione, secondo la presente invenzione.
Con riferimento alle figure sopracitate l’assieme secondo la presente invenzione è atto a movimentare un’ attrezzatura di scavo o perforazione (10, 12) del terreno “G”. Detto assieme è particolarmente adatto ad essere implementato su una macchina di perforazione o scavo 100, la quale può essere sia una macchina appositamente realizzata oppure facente già parte dello stato della tecnica. Per comodità si continuerà ad utilizzare il riferimento numerico 100.
Ai fini della presente descrizione con attrezzatura di perforazione si intende una o più aste di perforazione o kelly 10 e/o uno o più utensili di scavo 12 connessi a detta una o più aste.
In generale, l’ assieme secondo la presente invenzione comprende un gruppo di movimentazione (110, 900), atto a scorrere lungo una torre 5 di una macchina di scavo o perforatrice 100, per la movimentazione di almeno una parte di attrezzatura di perforazione (10, 12).
Detto assieme comprende inoltre, almeno un attuatore (23, 13), il quale è configurato per poter svolgere funzionalità operative per la movimentazione di parti di una macchina di scavo o perforatrice 100 o dell’attrezzatura di perforazione (10,12).
Il gruppo di movimentazione (110, 900), secondo la presente invenzione, comprende una prima struttura o carrello (90, 111), a sua volta comprendente elementi di guida (92, 116, 115) atti a consentire lo scorrimento lungo detta torre 5.
Il gruppo di movimentazione (110, 900), secondo la presente invenzione, comprende inoltre una seconda struttura di supporto (80, 112) atta ad almeno supportare l’attrezzatura di perforazione (10, 12).
Detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) sono reciprocamente movimentabili una rispetto all’altra.
Detto almeno un attuatore (23, 13), dell’assieme secondo la presente invenzione, è atto ad almeno controllare la movimentazione reciproca di detta prima struttura o carrello (90, 111) e di detta seconda struttura di supporto (80, 112).
Il gruppo di movimentazione (110, 900) dell’assieme, secondo la presente invenzione, è in grado di assumere almeno due configurazioni operative. Fra le diverse configurazioni operative che il gruppo di movimentazione è in grado di assumere, varia la distanza di detta seconda struttura di supporto (80, 112) da detta torre 5, in particolare almeno rispetto ad un asse perpendicolare all’asse di estensione di detta torre 5. La variazione di distanza di detta seconda struttura di supporto (80, 112) da detta torre 5 permette all’assieme, secondo la presente invenzione, di poter assumere almeno due interassi di scavo (i1, i2), i quali sono differenti fra loro.
In dette almeno due configurazioni operative di detto gruppo di movimentazione (110, 900), detta prima struttura o carrello (90,111) e detta seconda struttura di supporto (80,112) sono vincolate reciprocamente fra loro, in particolare in modo rigido ed in modo diretto.
Nell’assieme secondo la presente invenzione fra detta prima struttura o carrello (90,111) e detta seconda struttura di supporto (80,112) è assente ogni ulteriore elemento, quali prolunghe, meccanismi cinematici etc tali da consentire al gruppo di movimentazione di assumere le varie configurazioni operative.
Inoltre, nell’assieme secondo la presente invenzione, nel passaggio fra le diverse configurazioni operative del gruppo di movimentazione (110, 900), detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) sono sempre direttamente vincolate fra loro tramite almeno un vincolo meccanico.
Nell’assieme secondo la presente invenzione è esclusa la possibilità che detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) siano svincolate fra loro; infatti è sempre presente almeno un vincolo meccanico fra le strutture.
Inoltre, nell’assieme secondo la presente invenzione, detto almeno un attuatore (23, 13), oltre ad almeno controllare la movimentazione fra detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112), è configurato per poter svolgere ulteriori funzionalità operative per la movimentazione di parti di una macchina di scavo o perforatrice 100 o dell’attrezzatura di perforazione (10,12).
L’assieme secondo la presente invenzione permette all’assieme di passare fra le diverse configurazioni operative del gruppo di movimentazione, sfruttando un attuatore già presente nella macchina, già atto a svolgere altre funzionalità. Pertanto la presente invenzione è esente dall’implementazione di un attuatore dedicato per consentire la variazione dell’interasse di scavo “i”.
In una possibile forma di realizzazione dell’assieme secondo la presente invenzione, per il passaggio da una prima configurazione ad una seconda configurazione del gruppo di movimentazione (110, 900), il movimento reciproco fra detta prima struttura o carrello (90, 111) e di detta seconda struttura di supporto (80, 112) avviene tramite almeno un movimento rotatorio.
In una possibile forma di realizzazione alternativa, esemplificativa e non limitativa, per il passaggio da una prima configurazione ad una seconda configurazione del gruppo di movimentazione (110, 900), il movimento reciproco fra detta prima struttura o carrello (90, 111) e di detta seconda struttura di supporto (80, 112) avviene tramite almeno un movimento lineare.
In ulteriori possibili forme di realizzazione, esemplificative e non limitative, il movimento reciproco fra detta prima struttura o carrello (90, 111) e di detta seconda struttura di supporto (80, 112) può essere una combinazione di movimenti rotatori e/o lineari e/o rototraslatori, in funzione delle esigenze, ad esempio una combinazione di movimento rotatorio e movimento lineare o combinazione di movimenti rotatori.
In generale, in funzione della tipologia di movimento reciproco fra detta prima struttura o carrello (90, 111) e di detta seconda struttura di supporto (80, 112) che viene implementata, la tipologia di vincolo meccanico intercorrente fra le strutture può variare e/o essere una combinazione di vincoli meccanici, quali vincoli di incernieramento e/o vincolo a pattino, ad esempio prismatico.
Ai fini della presente descrizione con vincolo a pattino si intende un vincolo il quale permette la traslazione in una direzione ma non la rotazione.
A titolo esemplificativo e non limitativo, nel caso di un movimento rotatorio il vincolo potrebbe essere un vincolo ad incernieramento, nel caso di un movimento lineare un vincolo a pattino e nel caso di movimenti ibridi, quali ad esempio di roto-traslazione; il vincolo meccanico potrebbe essere una combinazione di vincoli a cerniera ed a pattino.
Pertanto, nell’assieme secondo la presente invenzione, nel passaggio fra le diverse configurazioni operative del gruppo di movimentazione (110, 900), detta prima struttura (90, 111) e detta seconda struttura (80, 112) sono vincolate tramite almeno un vincolo ad incernieramento e/o a pattino, preferibilmente prismatico.
In una possibile forma di realizzazione dell’assieme secondo la presente invenzione, per il passaggio da una prima configurazione ad una seconda configurazione del gruppo di movimentazione (110, 900), il movimento reciproco fra detta prima struttura (90, 111) e detta seconda struttura (80, 112) avviene tramite almeno due movimenti rotatori. Nella presente forma di realizzazione, nel passaggio fra due diverse configurazioni operative del gruppo di movimentazione (110, 900), detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) sono vincolate tramite vincoli di incernieramento, in cui un primo movimento rotatorio avviene rispetto ad un primo vincolo di incernieramento ed un secondo movimento rotatorio avviene rispetto ad secondo vincolo di incernieramento.
La presente soluzione, permette, tramite due movimenti basculanti di variare la distanza di detta seconda struttura di supporto (80, 112) da detta torre sia rispetto ad un asse perpendicolare all’asse di estensione di detta torre 5, sia rispetto all’asse di estensione della stessa torre 5. Preferibilmente, i raggi di curvatura dei movimenti rotatori vengono selezionati in modo tale che la variazione rispetto all’asse longitudinale della torre è trascurabile rispetto alla variazione rispetto all’asse perpendicolare all’asse della stessa torre 5.
In questo modo è possibile variare l’interasse di scavo in modo semplice, anche nel caso in cui detta seconda struttura (80, 112) avesse una notevole massa propria.
In una forma di realizzazione preferita, esemplificativa ma non limitativa, detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) sono vincolate tramite mezzi di fissaggio a perni (25a-25D, 21, 22) removibili, atti a vincolare direttamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112), nelle diverse configurazioni operative.
Detti mezzi di fissaggio a perni sono atti ad inserirsi in appositi fori (93-96, 112, 113, 118-121), realizzati in detta prima struttura (90, 111) e detta seconda struttura (80, 112).
In generale, detta prima struttura (90, 111) o detta seconda struttura (80, 112) comprende almeno due coppie di fori. In generale funzione della forma di realizzazione implementata la posizione ed il numero dei fori può variare.
In tale forma di realizzazione una prima coppia di fori (95, 96) giace su una prima circonferenza, ad esempio avente raggio “R1”, ed una seconda coppia di fori (93, 94) giace su una seconda circonferenza ad esempio avente raggio R2”.
Preferibilmente, detta prima circonferenza ha come centro uno dei fori di detta seconda coppia; mentre detta seconda circonferenza avendo come centro uno dei fori di detta prima coppia.
In tale forma di realizzazione detta prima coppia di fori e detta seconda coppia di fori si troveranno a diverse quote rispetto all’asse longitudinale di detta torre 5, in modo tale che, nel compiere i due movimenti rotatori come descritti precedentemente, vari la distanza di detta seconda struttura di supporto (80, 112) da detta torre (5), rispetto all’asse perpendicolare all’asse di estensione di detta torre (5), potendo così assumere almeno due interassi di scavo (i1, i2) diversi.
In una possibile forma di realizzazione dell’assieme secondo la presente invenzione, per il passaggio da una prima configurazione ad una seconda configurazione del gruppo di movimentazione (110, 900), il movimento reciproco fra detta prima struttura (90, 111) e di detta seconda struttura (80, 112) avviene tramite almeno un movimento lineare. In tale forma di realizzazione nel passaggio fra le diverse configurazioni operative del gruppo di movimentazione (110, 900), detta prima struttura (90, 111) e detta seconda struttura (80, 112) sono vincolate tramite almeno un vincolo a pattino, preferibilmente prismatico.
Detta prima struttura (90, 111) o detta seconda struttura (80, 112) comprende almeno una coppia di fori. Tale coppia di fori giace su una retta parallela alla direzione di movimento lineare delle parti. Tali mezzi di fissaggio a perni sono atti a generare un vincolo ad incastro.
In una forma di realizzazione vantaggiosa dell’assieme secondo la presente invenzione, detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) sono vincolate tra loro tramite perni; ogni perno è movimentato assialmente da un relativo attuatore 201.
L’assieme secondo la presente invenzione è particolarmente atto ad essere controllato da un’unità di controllo, ad esempio un PLC installato nell’assieme o nella macchina.
Detta unità di controllo può essere un’unità in grado di controllare detti attuatori 201 e in grado a sua volta di potersi interfacciare con l’unità di controllo della macchina di scavo o perforatrice 100 per controllare attuatori della macchina (13,23).
Tale unità di controllo può essere in grado di automatizzare la movimentazione del gruppo di movimentazione (110, 900) permettendo un più rapido e sicuro cambio di interasse di scavo. In generale l’implementazione di mezzi di fissaggio a perno movimentati da un attuatore permette di incrementare la sicurezza e ridurre lo sforzo per gli operatori, permettendo di ridurre i tempi di fermo-macchina. Detta unità di controllo è in grado di controllare anche la movimentazione dei perni, verificando le loro posizioni.
In generale, l’assieme secondo la presente invenzione, prevede che detto almeno un attuatore (23, 13), atto ad almeno controllare la movimentazione reciproca di detta prima struttura o carrello (90, 111) e di detta seconda struttura di supporto (80, 112), sia in grado di esercitare una forza lungo un’unica direzione nel verso desiderato.
Nella diverse possibili forme di realizzazione di detto almeno un attuatore (23, 13) può essere una fune, ad esempio la fune 23, associata ad un argano, ad esempio l’argano principale o di servizio, oppure l’argano 13 atto alla movimentazione di un carrello 90 per la movimentazione della rotary 80.
Preferibilmente la fune e l’argano sono già presenti nella macchina di perforazione 100 e sono configurati per poter svolgere ulteriori funzionalità operative per la movimentazione di parti di una macchina di scavo o perforatrice 100 o dell’attrezzatura di perforazione (10,12) infatti detta fune 23 può essere la fune associata all’argano principale per la movimentazione dell’attrezzatura di perforazione, o associata all’argano di servizio per la movimentazione di attrezzatura di perforazione.
In alternativa possono essere utilizzati come attuatori una qualsiasi combinazione di fune e argano già presente nella macchina di scavo 100 è destinati a svolgere come funzione primaria una funzione sulla macchina di scavo e come funzione secondaria la funzione di almeno controllare la movimentazione fra detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) del gruppo di movimentazione (110, 900) dell’assieme secondo la presente invenzione.
In una forma di realizzazione alternativa detto almeno un attuatore è un attuatore lineare.
Preferibilmente detto attuatore lineare è almeno un cilindrico idraulico, elettrico oppure pneumatico. Detto attuatore lineare è un attuatore già compreso nella macchina di perforazione 100 il quale è configurato per poter svolgere come funzione primaria funzionalità operative per la movimentazione di parti di una macchina di scavo o perforatrice (100) o dell’attrezzatura di perforazione (10,12), e come funzionalità secondaria è atto ad almeno controllare la movimentazione fra detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112). In una possibile forma di realizzazione detto attuatore lineare è l’attuatore atto a movimentare il carrello 90 lungo la torre 5, nella forma di realizzazione alternativa all’utilizzo dell’argano 13.
In generale, detto almeno un attuatore (23, 13) ad un capo è fissato ad almeno una porzione dalla macchina di perforazione 100, ed all’altro capo è connesso ad almeno uno fra detta prima struttura o carrello (90, 111) o detta seconda struttura di supporto (80, 112) o detta attrezzatura di scavo (10, 12).
In funzione delle diverse possibile forme di realizzazione dell’assieme, ed in particolare modo in funzione della tipologia di prima struttura o carrello (90, 111), ad esempio se essa stessa dotata di un attuatore di movimentazione lungo la torre 5 o detta seconda struttura di supporto (80, 112), ed in particolare del suo peso e/o della sua posizione di lavoro sulla torre 5 e/o delle caratteristiche di posizionamento sulla stessa torre 5, detto almeno un attuatore potrà essere connesso ad uno o più fra detta prima struttura o carrello (90, 111) o detta seconda struttura di supporto (80, 112) o detta attrezzatura di scavo (10, 12), in seguito verranno descritte diverse possibile forme di realizzazione esemplificative e non limitative, oltre che generalizzabili.
In una prima possibile forma di realizzazione, esemplificativa e non limitativa, dell’assieme, secondo la presente invenzione, detta gruppo di movimentazione 900 comprende una seconda struttura di supporto la quale è una testa di perforazione o rotary 80.
In una seconda forma di realizzazione, esemplificativa e non limitativa, dell’assieme, secondo la presente invenzione, detta gruppo di movimentazione 110 comprende una seconda struttura di supporto la quale è un telaio centrale 112 compreso in un guida-aste 110, al quale può essere connessa l’asta di perforazione o kelly 10.
Le diverse possibili forme di realizzazione sin qui descritte relative all’assieme, ed in particolare all’attuatore, al gruppo di movimentazione ed in particolare alla connessione e movimentazione della prima struttura o carrello e detta seconda struttura di supporto sono validi sia che detta seconda struttura di supporto sia la rotary 80 oppure il telaio centrale 112.
Si vuole inoltre sottolineare che nella forma di realizzazione in cui detta seconda struttura di supporto è una testa di perforazione o rotary 80, la stessa rotary 80 è in grado di operare in tutte le configurazioni operative assunte dal gruppo di movimentazione 900, per eseguire uno scavo o una perforazione.
Ai fini della presente descrizione con il termine configurazione operativa si intende la configurazione operativa assunta dal gruppo di movimentazione in cui l’asse operativo della struttura di supporto (80, 112) è parallelo all’asse longitudinale della torre 5. Ai fini della presente descrizione con il termine asse operativo della struttura di supporto (80, 112) si intende l’asse rispetto a cui l’attrezzatura di perforazione (10, 12) è in grado di muoversi quando essa è associata alla seconda struttura di supporto, ossia l’asse di rotazione dell’attrezzatura di perforazione.
In generale la conformazione dell’assieme secondo la presente invenzione permette alla seconda struttura di supporto (80, 112) di operare con le stesse funzionalità nelle diverse configurazioni operative del gruppo di movimentazione. Pertanto nella forma in cui la seconda struttura di supporto è la rotary 80, il vincolo reciproco di tipo rigido e diretto tra la rotary 80 ed il carrello 90 consente alla stessa rotary di applicare le stesse forze di tiro, spinta e rotazione, con la stessa coppia, in entrambe le configurazioni operative del gruppo di movimentazione 900 se compatibile con la stabilità dello stesso assieme e/o della macchina di scavo 100 su cui l’assieme è applicato.
L’assieme secondo la presente invenzione è particolarmente adatto ad essere compreso in un sistema per la variazione dell’interasse di scavo (i) di una macchina di scavo 100.
In generale, come specificato precedentemente una macchina di scavo 100, atta a comprendere l’assieme o il sistema, secondo la presente invenzione, è comprendente: una macchina di base (1, 2); una torre 5, alla cui estremità superiore è compreso una testata 6 per supportare delle pulegge per lo scorrimento di funi (23a, 23b); ed una testa rotante o rotary 80 a cui viene fissato un utensile di scavo 12 tramite un’asta di perforazione o kelly 10.
Il sistema o assieme per la variazione dell’interasse di scavo “i” comprende un primo carrello (9,90) a cui è fissata detta testa rotante o rotary 80 in modo tale da poter scorrere lungo detta torre 5; ed un secondo carrello (11,111) in cui è opportunamente alloggiata detta asta di perforazione 10 in modo tale da poter scorrere lungo detta torre 5.
Nel sistema secondo la presente invenzione almeno una tra una prima struttura di supporto (8,80) in cui può essere opportunamente alloggiata detta asta di perforazione (10) e una seconda struttura di supporto (11,112) in cui può essere opportunamente alloggiata detta asta di perforazione (10) è compresa in un assieme secondo la presente invenzione.
Pertanto almeno una struttura di supporto è realizzata con le caratteristiche della prima struttura di supporto (80,112) definite precedentemente.
Vantaggiosamente la prima struttura di supporto è realizzato in modo tale da essere compreso nell’assieme secondo la presente invenzione.
Ancor più vantaggiosamente sia la prima struttura di supporto (80) della attrezzatura di scavo sia la seconda struttura di supporto (112) della attrezzatura di scavo sono comprese in un assieme secondo la presente invenzione.
Pertanto oltre al carrello atto alla movimentazione della rotary anche altri elementi della macchina perforatrice 100 vanno adattati e movimentati per variare l’interasse di scavo “i”, in particolare per ottenere la piena configurazione a interasse di scavo “i2” esteso.
In una forma di realizzazione preferita del sistema per la variazione dell’interasse di scavo “i” di una macchina di scavo 100, secondo la presente invenzione, detta testata 60 comprende un meccanismo di movimentazione (21, 63). Detto meccanismo di movimentazione è atto a movimentare le pulegge 62. Tale meccanismo è inoltre atto a consentire una variazione di posizione delle pulegge 62, in particolare una variazione rispetto ad un asse perpendicolare all’asse di estensione di detta torre 5.
La movimentazione eseguita dal meccanismo di movimentazione (21, 63) di tale pulegge 62 è una movimentazione concorde con la movimentazione di detto assieme, fra le diverse configurazioni operative del gruppo di movimentazione (110, 900).
Il meccanismo di movimentazione permette di regolare la posizione di uscita della fune principale 23a che deve risultare collocata o ad un interasse di scavo “i1” oppure all’interasse di scavo “i2” rispetto alla torre 5.
Tale variazione può essere ottenuta in modo semplice e già noto nel settore, ad esempio installando la puleggia frontale in una posizione più avanzata, di una quota pari a “d”, quindi la testata ha almeno una coppia di fori distanti ”d” tra loro.
In una forma di realizzazione alternativa è possibile installare sullo stesso foro una puleggia di diametro maggiore. In tale forma di realizzazione il diametro di gola per una puleggia per operare ad interasse di scavo “i2” avrà un incremento rispetto alla puleggia per interasse di scavo “i1” al doppio del valore “d” di differenza fra i due interassi di lavoro (i1, i2).
In figura 13a è mostrato un insieme testata 60, nella quale sul telaio principale 61 è montata una puleggia 62 sulla quale viene fatta passare la fune 23a dell’argano principale e che finisce verticalmente sull’asse di scavo corrispondente ad un interasse di scavo “i1”.
Il fissaggio della puleggia al telaio principale 61 è mediante un perno 28, amovibile.
Rimuovendo il perno 28 è possibile inserire un telaio di adattamento 63 su cui viene montata la precedente puleggia 62 con lo stesso perno 28, in una posizione più avanzata, pari ad una distanza “d”, rispetto alla precedente, come mostrato in figura 13b. Il telaio è fissato con un secondo perno 29 alla struttura del telaio principale 61 e la struttura ruotando sul perno 29. L’asse del perno 19 può non coincide con il foro in cui originariamente era fissato il perno 28 in posizione di interasse ritratto, mostrata in figura 13a. Detta struttura al termine della rotazione va in appoggio sul telaio in prossimità del piano di riscontro 30.
L’appoggio può essere bloccato per mezzo di un fissaggio amovibile, quali ad esempio viti, perni, spine, oppure il telaio 63 può essere lasciato libero di basculare attorno al perno 29.
Utilizzando l’argano principale e mettendo un riscontro sulla fune 23a è possibile sollevare il telaio di adattamento 63 attorno al perno 29 in modo da ribaltarlo e in una seconda variante, lasciarlo installato quando si ripassa alla configurazione ad interasse ritratto mostrata in figura 13a.
La fune 23a dell’argano principale sarà quindi distante dalle guide di una quota pari a “i2”, corrispondente all’interasse di scavo esteso.
Il sistema secondo la presente invenzione permette di predisporre una macchina per lo scavo 100 in modo tale da poter assumere almeno due interassi di scavo (i1, i2).
Il sistema e/o ‘assieme, secondo la presente invenzione è particolarmente adatto ad essere compreso in una macchina di scavo 100 per lo scavo del terreno tramite attrezzatura di perforazione (10, 12).
La macchina di scavo 100, secondo la presente invenzione, comprende: una torretta rotante 1 a sua volta comprendente: un telaio di base connesso ad un sottocarro 2; ed una torre 5, alla cui estremità superiore è compreso una testata 6 per supportare delle pulegge 6 per lo scorrimento di funi (23a, 23b).
L’assieme, il sistema e la macchina secondo la presente invenzione permettono di risolvere tutti i problemi dell’arte nota citati nella presente domanda di brevetto come molti altri.
Qui di seguito saranno descritte con maggior dettaglio, facendo riferimento alle figure allegate, diverse possibili forme di realizzazione dell’assieme secondo la presente invenzione, del sistema e della macchina di scavo 100 su cui sono applicati.
In figura 3 è rappresentato, a titolo esemplificativo ed illustrativo, un primo gruppo di movimentazione 900 compreso in una prima forma di realizzazione dell’assieme, secondo la presente invenzione. Detto gruppo di movimentazione 900 è atto a consentire la movimentazione della rotary 80 lungo detta torre 5, permettendo di variare l’interasse di scavo a cui può operare la rotary 80. Sono qui rappresentate una rotary 80 avente le caratteristiche tecniche già illustrate in precedenza, e un carrello 90 su cui la rotary 80 è installata. Nella presente forma di realizzazione, nelle configurazioni operative assunte da detto gruppo di movimentazione, 900 il carrello 90 e la rotary 80 sono vincolate reciprocamente in modo rigido e diretto, attraverso un collegamento a perni.
Ai fini esemplificativi e non limitativi, la rotary 80 comprende un corpo di carpenteria o riduttore base 81 e mezzi di accoppiamento mediante ruote dentate e almeno un cuscinetto per tenere allineato il cannotto 82 all’asse di scavo. Il cannotto 82 è l’elemento rotante utilizzato per la trasmissione delle forze di scavo, ed in particolare della coppia per la perforazione. Il cannotto 82 ha una forma tubolare allungata, ed è dotato di listelli di riscontro 82b che si impegnano sui corrispondenti listelli delle aste di perforazione o kelly 10 per la trasmissione della coppia e delle forze di tiro spinta, ad esempio nel caso di aste a frizione. Nel caso di perforazioni con aste kelly a bloccaggio meccanico, i tratti orizzontali dei listelli, sia superiori che inferiori, sono utilizzati come riscontri meccanici, per il tiro di estrazione e per la spinta di scavo sull’asta 10. Inferiormente, rispetto ad un asse verticale, il cannotto 82 può avere ulteriori elementi di fissaggio per la trasmissione del moto, come per esempio dei fori 82a, almeno una coppia, simmetricamente disposti rispetto all’asse di scavo, definito dalla stessa rotary 80. A tali fori 82a sono connessi altri dispositivi utilizzati per lo scavo, come per esempio un cardano sul quale viene collegato il tubo di perforazione atto a riceve il moto di rotazione e assiale di infissione ed estrazione dal cannotto 82. Il moto di rotazione al cannotto 82 viene impartito da almeno un gruppo motore o motoriduttore, preferibilmente a comando idraulico. Nella figura 3 è mostrata una architettura preferita ma non limitativa in cui sono installate una coppia di riduttori meccanici 83 e una coppia di motori 84, a cilindrata variabile. Sono note nel settore diverse configurazioni alternative a questa illustrata le quali sono equivalenti, quali: un solo gruppo moto-riduttore, uno o più motori idraulici a elevata cilindrata connessi direttamente senza interposizione di un riduttore, riduttori a marcia fissa o con cambio, stadio di riduzione finale dentro il riduttore di base 81 a singolo stadio, a doppio stadio ad esempio comprendendo un cambio. In alternativa alle rotary 80 comprendenti un’unità di potenza oleodinamica, sono note nel settore anche rotary che possono essere motorizzate con motori elettrici, ad esempio a corrente continua, alternata, a magneti permanenti, o similari.
Nella forma di realizzazione mostrata in figura 3, il carrello 90, secondo la presente invenzione, è dotato di una porzione principale 91, la quale è sagomata in modo tale da comprendere elementi di guida o riscontro 92 atti a guidare il carrello 90 lungo la torre 5. Nella presente forma di realizzazione detti elementi di guida 92 sono atti a scorrere lungo delle guide prismatiche presenti sulla torre 5. Tali elementi di guida o riscontro 92 comprendono delle porzioni di riscontro, ad esempio dei listelli di materiale plastico o in bronzo per ridurre i coefficienti di attrito lungo la torre 5, oppure possono essere realizzati con elementi volventi, quali ad esempio rulli dotati di bronzine o di cuscinetti per ridurre maggiormente gli attriti.
In generale, detta torre 5 comprende una coppia di guide poste parallele tra loro ad una distanza predeterminata.
In una forma di realizzazione preferita, ma non limitativa, detti elementi di guida sono conformati in modo da comprendere almeno tre porzioni di riscontro per ogni guida compresa nella torre 5. In particolare dette porzioni di riscontro sono una frontale anteriore, una frontale posteriore e una laterale, in modo da guidare su tre lati il carrello 90 lungo ogni singola guida compresa nella torre 5. Preferibilmente, detti elementi di guida sono progettati in modo tale da comprendere porzioni di riscontro agenti sulla ogni guida della torre 5 in almeno due zone distinte e distanziate della stessa guida.
Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure 3 e 4 è comprensibile come la torre 5 comprenda almeno due guide parallele tra loro quindi detti elementi di guida 92 sono porzioni di riscontro agenti su entrambe le guide della torre 5. Vantaggiosamente queste porzioni di riscontro possono essere corte, e pertanto, per ogni guida della torre 5 gli elementi di guida 92 sono progettati in modo tale da comprendere porzioni di riscontro collocati alle estremità superiore e inferiore del carrello 90, rispetto all’estensione longitudinale della stessa guida. Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure 3-8, è comprensibile come il numero di porzioni di riscontro sia pari a dodici.
In generale, la conformazione degli elementi di guida 92 dipenderà dalla conformazione delle guide comprese nella torre 5. Infatti, nel caso di guide cilindriche, i corrispondenti elementi di guida o riscontro 92 compresi nel carrello 90, secondo la presente invenzione, sarebbero realizzata sottoforma di boccole o porzioni di un settore cilindrico, oppure ancora una coppia di rulli disposti orientati a 45° o una pluralità di rulli, ad esempio tre disposti a 90°.
In una possibile forma di realizzazione, esemplificativa e non limitativa, il carrello 90, ed in particolare la porzione principale 91, supporta il blocco idraulico 85 di alimentazione per i motori 84 e/o il sistema di controllo delle logiche di funzionamento. Al blocco idraulico 85 giungono le tubazioni in arrivo dalla torretta rotante 1 che portano olio in pressione necessario per impartire la potenza richiesta per la rotazione della rotary 80.
In alternativa, il blocco idraulico 85 può essere connesso direttamente alla rotary 80, essendo rimovibile attraverso viti o perni, e/o avendo connessione dei tubi flangiate, avvitate o a innesti rapidi, singoli o a piastra.
Nella forma di realizzazione mostrata detto corpo di carpenteria 81 della rotary 80 comprende una pluralità di traverse, opportunamente disposte, in particolare in modo tale da realizzare due strutture sostanzialmente triangolari, ad esempio a forma di A, atte a cingere la rotary 80, ed in particolare la struttura circolare del corpo di carpenteria 81, su due lati.
Le figure 3 e 4 mostrano una possibile forma di realizzazione del gruppo di movimentazione 900 in una prima configurazione operativa, in cui l’interasse di scavo “i” è nel suo valore minimo.
Scendendo ulteriormente nei dettagli di realizzazione di una possibile forma di realizzazione del gruppo di movimentazione 900, secondo la presente invenzione, come ad esempio visibile dalla figura 4, nella porzione superiore del gruppo di movimentazione 900, rispetto ad un asse verticale,, è presente un perno 21 che connette la il carrello 90 alla rotary in cui la rotary 80 è in una prima posizione, corrispondente alla prima configurazione operativa o ritratta del gruppo di movimentazione 900. In particolare detto perno 21 è inserito in un primo foro superiore 96 compreso nel carrello 90. In questa configurazione la rotary 80 si trova all’interasse “i” di scavo minimo “i1”. Inferiormente al perno 21, sempre con riferimento alla figura 4 è presente un perno 22 che connette la rotary 80 al carrello 90 nella stessa posizione corrispondente alla prima configurazione operativa o ritratta. Specularmente, sull’altro lato del carrello 90, non visibile dalla figura 4, sia superiormente che inferiormente sono installati dei perni 21 e 22, in altrettanti fori (96, 94). In tale configurazione operativa sono presenti quattro punti di connessione, in particolare quattro fori (94 e 96) due per ogni lato, in cui sono inseriti altrettanti perni (21 e 22 ). In alternativa i perni possono essere solo due uno superiore e l’altro inferiore sufficientemente lunghi da inserirsi nei fori posti sui due lati. È evidente che nella porzione del corpo di carpenteria 81 della rotary 80 sono presenti fori in cui i perni (21, 22) possono essere inseriti al fine di poter fissare fra loro la rotary 80 al carrello 90, in modo rigido in dette configurazioni operative.
Nella configurazione illustrata in figura 3 e 4, le protuberanze di connessione o orecchie comprese nel carrello 90 definiscono la porzione di tipo femmina di un attacco e internamente si inseriscono le strutture triangolari del corpo carpenteria atte a supportare la rotary 8. Tale struttura triangolari definiscono la porzione di tipo maschio dell’attacco. Il perno 21 connettono i fori 96 e il perno 22 connettono i fori 94 del carrello 90 allineando quelli corrispondenti presenti sulla struttura della rotary 80.
In modo equivalente, l’attacco fra le parti può essere realizzato scambiando la tipologia maschio-femmina delle porzioni dell’attacco fra la rotary 80 e del carrello 90, oppure è possibile realizzare una configurazione mista, mantenendo invariate le caratteristiche della presente invenzione. Ancora in alternativa, la rotary 80 ed il carrello 90 comprendono ognuno una singole sezione in cui il perno andrebbe ad agire.
I fori 94 e 96 del carrello 90 sono disposti distanziati, rispetto ad un asse parallelo all’asse longitudinale della torre 5 lungo cui il carrello 90 scorre, favorevolmente ad una distanza massima possibile, compatibilmente con l’estensione in lunghezza del carrello 90. Questa caratteristica permette di ridurre i carichi agenti sui perni (21, 22), quindi in sede di progetto possono essere favorevolmente dimensionati.
In particolare i fori 96 superiori si trovano in prossimità della estremità superiore del carrello 90, mentre i fori 94 inferiori si trovano in prossimità della estremità inferiore del carrello 9.
Proseguendo nella descrizione della prima forma di realizzazione mostrata nelle figure 3-8, una seconda coppia di fori 93 e 95, ad esempio visibili nelle figure 3 e 4, relative al lato sinistro del carrello 90, sono distanziati dai corrispondenti 94 e 96 ad una uguale distanza, pari all’incremento necessario di cui deve essere aumentato l’interasse di scavo “i” in una configurazione estesa, almeno rispetto ad un asse perpendicolare all’asse di estensione di detta torre 5. Si vuole ribadire che la disposizione dei fori (93-96) è realizzata su entrambi i lati del carrello 90.
Vantaggiosamente i fori 93, 94, 95, 96 hanno lo stesso diametro, al fine di poter utilizzare perni (21, 22) simili ed intercambiabili. In varianti diverse i fori hanno fra loro differenti diametri, ad esempio i fori superiori 95 e 96 hanno diametro differente da quelli inferiori 93 e 94. Questa variante comporta che i perni (21 e 22) debbano essere diversi tra loro. In modo molto meno preferenziale, ma possibile, i fori hanno un diametro diverso fra loro, richiedendo un proprio perno. In questo modo è possibile evitare errori di assemblaggio fra il carrello 90 e la rotary 80 fra le diverse configurazioni operative. Eventualmente sono previste boccole di riduzione da inserirsi nei fori per adattare la dimensione del perno (21, 22) a quelle del foro (93-96).
In figura 4 è mostrata una prima forma di realizzazione del gruppo di movimentazione 900, secondo la presente invenzione, in vista laterale in cui al carrello 90 è connessa una rotary 80. In figura 4 è mostrato il gruppo di movimentazione 900 in una prima configurazione operativa o configurazione ritratta, in cui si ha il valore di interasse di scavo “i” minimo ”i1”.
In tale configurazione operativa i perni 21 e 22 sono collegati sui fori 96 e 94, più vicini agli elementi di guida o riscontro 92 e di conseguenza alle guide comprese nella torre 5, in modo che l’interasse di scavo “i” sia minimo “i1”. In questa prima configurazione operativa, quando l’assieme è applicato su una macchina di scavo 100, viene garantita la massima stabilità della macchina di scavo 100 e i carichi sulle strutture, specialmente sulla torre 5, a parità di prestazioni, sono inferiori.
Il foro 95 si trova spostato di una quota “d” dal corrispondente foro 96. Della stessa entità “d” anche il foro 93 è spostato, lungo all’asse perpendicolare all’estensione longitudinale della torre 5, rispetto al foro 94.
In figura 5 viene mostrato il gruppo di movimentazione 900 in una seconda configurazione operativa, in cui la rotary 80 assemblata sul carrello 90 in una seconda posizione corrispondente ad un interasse di scavo “i2” esteso. Questa posizione è ottenuta disponendo la rotary 80, ed in particolare la porzione del corpo di carpenteria 81 di forma triangolare, ed in particolare i suoi fori di fissaggio, in corrispondenza dei fori (93, 95) sul carrello 90 più distanti dagli elementi di guida o riscontro 92 e di conseguenza dalle guide comprese nella torre 5 per entrambi i lati del gruppo di movimentazione 900.
In questa seconda posizione l’interasse di scavo “i2” sarà maggiorato, ed in particolare pari a:
i2 = i1 d.
L’incremento di interasse di scavo “i” consente di installare degli utensili di scavo di diametro Ø maggiore, potendoli porre anche nella parte frontale della torre 5. Ovviamente questa configurazione comporta una sollecitazione maggiore sulle strutture, partendo dal carrello 90 stesso e proseguendo sulla torre 5, sul cinematismo 3 e poi sulla torretta rotante 1.
Come spiegato in precedenza i mezzi di movimentazione della rotary 80, quindi del carrello 90, possono essere di diverso tipo. Quello rappresentato in figura 3 prevede un foro 97, posto nella zona superiore del carrello 90, in cui poter inserire un perno, al quale può essere fissato un attuatore lineare. Tale attuatore lineare, ad esempio un cilindro idraulico, o dispositivi equivalenti, è atto ad impartire le forze di tiro e spinta su tale carrello 90. L’attuatore utilizzato è di per sé noto. In generale detto attuatore ad un capo è connesso al carrello 90 e all’altra estremità è connesso alla torre 5, ad esempio nella parte frontale della stessa torre. In una forma di realizzazione alternativa di implementazione dell’attuatore viene utilizzata una puleggia. Tale puleggia di rinvio trova spazio nell’alloggiamento ricavato sulla struttura principale 91 del carrello 90. Una fune del ramo di tiro viene fatta passare dentro la puleggia di rinvio superiore presente nel carrello e ritorna in prossimità della parte superiore della torre 5, preferibilmente fissata nella testata 6 per esercitare un tiro di estrazione multiplo in seconda taglia sul carrello e sulla rotary. La movimentazione della fune è impartita tramite da un argano 13 denominato argano di pull-down. Tale argano è collocato preferibilmente sulla torre 5. Allo stesso modo sulla struttura principale 91 del carrello 90 specularmente alla puleggia, posta superiormente, può essere installata una seconda puleggia, posta inferiormente nel quale viene rinviata la fune del ramo di spinta dell’argano 13 .
Sono note forme di realizzazione equivalenti in cui si utilizzano diverse tipologie di tiri multipli con diversi numeri di taglie, ad esempio la connessione delle funi potrebbe essere diretta senza rinvio di puleggia, oppure l’argano di spinta potrebbe essere collegato sopra o sotto al gruppo di movimentazione 900 e la fune da tale argano potrebbe uscire verso il basso per esercitare la spinta sul carrello. Forme di realizzazione alternative per l’implementazione dell’attuatore sono note, come ad esempio l’utilizzo di altri dispositivi equivalenti con pignoni e cremagliera anche se molto più costosi, delicati e meno potenti in termini di rapporto forza – velocità. Un’altra possibile forma di realizzazione di detto attuatore è l’utilizzo di un motoriduttore con catena a giro chiuso. Tale catena è collegata alle due estremità sul carrello 90 in modo che il motoriduttore invertendo il senso di rotazione, mette in trazione o in spinta il carrello 90.
In generale, il fissaggio fra il carrello 90 e la rotary 80 anche nella seconda configurazione operativa o configurazione estesa è equivalente al fissaggio nella prima configurazione operativa, in particolare è un fissaggio a perni ed è egualmente rigido e preciso.
In figura 6 viene mostrata una condizione intermedia del gruppo di movimentazione 900, ed in particolare fra la prima configurazione operativa o configurazione ritratta in cui si ha un interasse di scavo “i1” ritratto, come ad esempio mostrato in figura 4 e la seconda configurazione operativa o configurazione estesa in cui si ha un interasse di scavo “i2” esteso, come ad esempio mostrato in figura 5.
Come specificato precedentemente, nell’assieme secondo la presente invenzione, per la movimentazione reciproca di detto carrello 90 e di detta rotary 80 si utilizza un attuatore già utilizzato per altre funzionalità su una macchina di scavo, come ad esempio una fune con un argano oppure un attuatore lineare già presenti sulla macchina di scavo 100. Tale soluzione permette di operare in modo semplice, sicuro, senza dispositivi ausiliari di movimentazione.
In una possibile forma di realizzazione è possibile utilizzare uno dei due argani già presenti sulla macchina di scavo 100, ad esempio uno tra l’argano principale e l’argano di servizio, indifferentemente.
Tornando alla conformazione del gruppo di movimentazione 900, in una possibile forma di realizzazione preferita, i fori superiori 95 e 96 del carrello 90 sono situati lungo la circonferenza che ha per centro uno degli altri due fori inferiori (93, 94), in particolare nella forma di realizzazione illustrata nelle figure i fori superiori 95 e 96 sono situati lungo la circonferenza che ha per centro il foro 94. La circonferenza avente raggio “R1”, ha per centro il foro 94 e passa per i centri dei fori 96 e 95. La posizione dei fori è invariante lungo la circonferenza, la caratteristica fondamentale è che la distanza tra i due centri dei fori (95, 96) sia uguale a quella dei fori inferiori (93, 94), quindi pari a “d”.
Nella forma di realizzazione illustrata il foro superiore 96 si trova allineato verticalmente rispetto al foro 94, spostando in avanti l’interasse di scavo della quota “d”, il fissaggio della rotary 80 sul carrello 90 scende di una entità trascurabile, rispetto alla distanza “d” perché il foro 95 si trova sulla circonferenza di raggio “R1”.
In una variante possibile, il gruppo di movimentazione anziché avere i fori inferiori 94 e fori superiori 96 disposti allineati lungo la verticale, potrebbe avere i fori superiori (95, 96) posizionati simmetricamente opposti rispetto alla congiungente verticale passante per il centro del foro 94. Trovandosi il foro 96 a destra della verticale, in particolare alla distanza d/2 dalla verticale stessa, e il 95 a sinistra dalla verticale, alla distanza d/2 dalla verticale stessa, si ottiene una condizione simmetrica per la quale non c’è alcun movimento verticale della rotary 80 nel passaggio fra le differenti configurazioni operative del gruppo di movimentazione 900, in particolare dalla posizione a interasse ritratto “i1” a quella ad interasse esteso “i2”.
In maniera analoga e speculare, tutto ciò che è stato illustrato per i fori 95 e 96, vale per i fori 93 e 94. In particolare, come ad esempio mostrato nella forma di realizzazione delle figure allegate, i fori 93 e 94 si trovano lungo una circonferenza che ha per centro il centro del foro 95 e per raggio R2. Essendo la distanza dei centri dei fori 95 e 93 uguale a quella dei centri dei fori 95 e 94, allora si ottiene che in una forma preferenziale si ha R1 = R2.
In generale, il metodo per la variazione di un interasse di scavo “i” di una macchina di scavo 100 secondo la presente invenzione, in cui è compreso almeno un assieme atto a movimentare un’attrezzatura di perforazione (10, 12), secondo la presente invenzione, prevede l’esecuzione di specifici passi, i quali permettono di passare fra le diverse configurazioni operative mantenendo sempre un vincolo meccanico fra detta prima struttura o carrello e detta seconda struttura di sostegno.
Alla luce delle diverse possibili forme di realizzazione dell’assieme, secondo la presente invenzione, il metodo può essere generalizzato al fine di racchiudere tutte le diverse possibili implementazione. In generale il metodo secondo la presente invenzione comprende le seguenti fasi:
- rimuovere almeno due mezzi di fissaggio a perni che vincolano una prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) di un gruppo di movimentazione (110, 900);
- movimentare reciprocamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112), in modo tale da passare da una prima configurazione ad una seconda configurazione, controllando la movimentazione tramite almeno un attuatore (23, 13);
- vincolare nuovamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) tramite detti almeno due mezzi di fissaggio a perni.
Nella forma di realizzazione in cui il movimento fra detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) è di tipo rotatorio; ed in particolare nella forma di realizzazione in cui detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) sono vincolati fra loro nelle diverse configurazioni tramite primi mezzi di fissaggio a perno (21), atti a definire un primo asse di vincolo, e secondi mezzi di fissaggio a perno (22), atti a definire un secondo asse di vincolo, sono previsti specifici passi consecutivi. In particolare, per il passaggio da una prima configurazione operativa ad una seconda configurazione operativa del gruppo di movimentazione (110, 900), sono eseguite le seguenti fasi consecutive:
- rimuovere i primi mezzi di fissaggio a perno (21) liberando un primo vincolo;
- movimentare reciprocamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112), in modo tale da passare da una prima configurazione operativa ad una configurazione intermedia, ruotando attorno a detto secondo asse di vincolo;
- vincolare nuovamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) tramite detti primi mezzi di fissaggio a perno;
- rimuovere detti secondi mezzi di fissaggio a perno liberando un secondo vincolo;
- movimentare reciprocamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112), in modo tale da passare da detta configurazione intermedia ad una seconda configurazione, ruotando attorno a detto primo asse di vincolo;
- vincolare nuovamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) tramite detti secondi mezzi di fissaggio a perno.
In questa forma di implementazione del metodo, per giungere da una prima configurazione operativa, ad esempio la configurazione ritratta, ad una seconda configurazione operativa, ad esempio la configurazione estesa, sono necessari due movimenti rotatori o basculanti i quali sono realizzati ruotando attorno ad assi di vincolo. Tale soluzione è particolarmente adatta ad essere applicata in forme di realizzazione in cui la seconda struttura di supporto (80, 112) ha una massa considerevole, almeno superiore alla massa della prima struttura o carrello (90, 111), ad esempio nella forma di realizzazione in cui detta seconda struttura di supporto è una testa di perforazione o rotary 80. Ad ogni modo tale sequenza di fasi può essere implementata anche per altre forme di realizzazione dell’assieme, ed in particolare del gruppo di movimentazione.
Il metodo secondo la presente invenzione può essere automatizzato. Ad esempio può essere implementato almeno in parte tramite un’unità di controllo. Detta unità di controllo è atta ad attivare opportunamente uno o più attuatori e/o a ricevere dati da sensori al fine di eseguire e/o controllare, almeno in parte uno o più passi del metodo secondo la presente invenzione. In una possibile forma di realizzazione, esemplificativa detta unità di controllo è l’unità di controllo della macchina di scavo 100. Tale unità di controllo è atta consentire e/o controllare l’esecuzione di uno o più passi del metodo.
In alternativa detta unità di controllo è un’unità di controllo in remoto rispetto all’assieme, al sistema e/o alla macchina di scavo 100, secondo la presente invenzione.
Con riferimento alla specifica forma di realizzazione mostrata dalle figure 3-8, esemplificativa e non limitativa, per consentire la movimentazione fra la rotary 80 e il carrello 90 è necessario eseguire alcune fasi, come ad esempio collegare un’estremità di una fune 23 di uno dei due argani alla rotary 80 in un punto di attacco. Tale punto di attacco preferibilmente non appartiene a nessuno dei piani che congiungono i fori 94 e 96 o 95 e 93 di ogni lato del gruppo di movimentazione 900. Preferibilmente il punto di attacco si trova collocato all’estremità della rotary più lontana rispetto al carrello 90. In una prima configurazione il punto di sollevamento della rotary 86 è unico e posizionato sulla parte superiore della rotary 80 stessa, in modo che sia direttamente raggiungibile dalle funi che scendono dalla testata 6 della torre 5. Come già descritto possono essere utilizzati altri fori presenti o più ganci e punti di attacco contemporaneamente.
Per consentire il passaggio fra le diverse configurazioni operative, ed in particolare dalla prima configurazione operativa o configurazione ritratta verso la seconda configurazione operativa o configurazione estesa, ad esempio passando attraverso una configurazione intermedia è necessario rimuovere il perno 21 liberando un primo vincolo.
Alla luce delle possibili disposizioni dei fori (93-96) ed essendo il baricentro del gruppo di movimentazione 900 eccentrico rispetto ai punti di fissaggio fra carrello 90 e rotary 80, a causa del peso proprio la rotary 80 tenderà a ruotare, favorendo il movimento, quando la torre si trova in condizione verticale. Quindi per far ruotare la rotary 80 attorno al perno 22 fissato sul foro 94 è sufficiente togliere il perno 21 dal foro 96 e rilasciare la fune 23. Durante la rotazione il foro 95 è libero. Quando i centri dei fori compresi sul carrello 90 e sulla rotary 80 sono allineati, è possibile inserire nuovamente il perno 21 sul foro 95. Questo perché i fori 95 e 96 hanno vantaggiosamente lo stesso diametro.
Una volta reinserito il perno 21 si è giunti in una configurazione intermedia in cui il carrello 90 è nuovamente rigidamente connesso in modo diretto alla rotary 80.
Nella presente movimentazione l’attuatore dell’assieme secondo la presente invenzione ha svolto solamente una funzione di controllo del movimento fra detto carrello 90 e detta rotary 80. Infatti nella presente forma di realizzazione la forza che consente la movimentazione reciproca fra il carrello 90 e la rotary 80 è la forza peso agente sulla stessa rotary 80.
Per trovare la corretta posizione è possibile utilizzare anche telecamere, oppure mezzi di riscontro, anche amovibili e quindi temporaneamente installati durante le fasi di movimentazione,oppure fissati permanentemente alla struttura, preferibilmente registrabili. Il riscontro sul foro 96 viene registrato con perno 21 infilato nel foro 96. Il riscontro sul foro 95 viene registrato con perno 21 sul foro 95. Una volta registrate le posizioni estreme, è possibile eseguire le rotazioni della rotary 80 sul carrello 90, semplicemente arrivando in battuta. I riscontri possono essere dei comuni dispositivi con registrazione a vite, oppure a bietta o chiavetta oppure idraulici, oppure possono essere tiranti, p.e. funi e catene che vengono regolate in lunghezza per consentire l’arco di movimento in rotazione.
Vantaggiosamente i perni 21 e 22 hanno una punta conica che favorisce l’inserimento del perno e non richiede una posizione precisa di allineamento dei fori.
Qualora si volesse passare dalla configurazione intermedia alla prima configurazione, cioè compiere un movimento inverso a quello pocanzi descritto, ad esempio ruotare la rotary 80 in senso orario per inserire nuovamente il perno 21 nel foro 96, è possibile tirare la fune 23 esercitando la tensione mediante l’avvolgimento dell’argano, attivando detto almeno un attuatore dell’assieme secondo la presente invenzione. In questa movimentazione l’attuatore dell’assieme secondo la presente invenzione è atto a eseguire, oltre che a controllare, la movimentazione fra detto carrello 90 e detta rotary 80.
In una seconda variante di movimentazione, l’argano che esercita la tensione sulla fune 23 non viene mosso, ma viene esercitato un movimento longitudinale sul carrello 90 dal mezzo di movimentazione del carrello stesso lungo la torre 5, ad esempio l’argano 13 oppure dal cilindro pulldown o da altri mezzi equivalenti che siano fissati al carrello 90 per esercitare le forze sul carrello nella direzione longitudinale della torre 5 per esercitare le forze di tiro e/o spinta sulla rotary 80.
In tale forma di realizzazione dell’assieme, secondo la presente invenzione, sono presenti due attuatori i quali, oltre ad almeno controllare la movimentazione fra detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112), sono entrambi configurati per poter svolgere ulteriori funzionalità operative per la movimentazione di parti di una macchina di scavo o perforatrice 100 come specificato precedentemente. In questo caso un attuatore, ed in particolare la fune 23 connessa ad un argano, è atto a controllare il movimento del gruppo di movimentazione 90 fra le varie configurazioni, mentre l’altro attuatore, atto normalmente a movimentare il carrello 90 lungo la torre 5, è atto ad esercitare una forza tale da consentire la movimentazione reciproca fra il carrello 90 e la rotary 80. Infatti, abbassando il carrello 90 lungo la torre 5, essendo la fune 23 connessa al punto di attacco 86 e bloccata, si impartisce la rotazione della rotary 80 attorno al perno 22, fissato al foro 94, mediante l’abbassamento del carrello 90 su cui è presente il foro 94.
In figura 7 è mostrata la configurazione intermedia del gruppo di movimentazione fra la prima configurazione o configurazione ritratta e la seconda configurazione o configurazione estesa. Tale configurazione intermedia è posizione di partenza della fase successiva in cui si completa la movimentazione della rotary 80 dalla posizione a interasse di scavo ritratto a quella esteso o viceversa.
Per continuare nel passaggio fra le diverse configurazioni operative, ed in particolare dalla prima configurazione operativa o configurazione ritratta verso la seconda configurazione operativa o configurazione estesa, ad esempio per passare dalla configurazione intermedia alla seconda configurazione operativa, è necessario rimuovere il perno 22 liberando un secondo vincolo. Togliendo il perno 22 dal foro 94 si libererà un secondo vincolo e sarà possibile movimentare reciprocamente detto carrello 90 e detta rotary 80.
Ad esempio esercitando una forza di tiro sulla fune 23 è possibile sollevare la rotary 80. La rotary 80 ruoterà attorno al perno 21 fissata sul foro 95 e conseguentemente il foro sulla rotary 80 passerà dalla posizione allineata al foro 94 a quella allineata al foro 93.
In alternativa, anziché esercitare una forza di tiro sulla fune 23 è possibile non attivare l’argano che esercita la tensione sulla fune 23 ed esercitare un movimento longitudinale sul carrello 90 mediante il mezzo di movimentazione del carrello stesso lungo la torre 5, ad esempio mediante l’argano 13 oppure mediante il cilindro pull-down o mediante altri mezzi equivalenti che siano fissati al carrello 90 per esercitare le forze sul carrello nella direzione longitudinale della torre 5 per esercitare le forze di tiro e/o spinta sulla rotary 80, come descritto precedentemente.
Una volta allineati i fori compresi sul carrello 90 e sulla rotary 80 è possibile inserire il perno 22 sul foro 93.
Anche in questo caso è possibile inserire elementi di riscontro e ogni altra variante già illustrata, come ad esempio spingere sul carrello 90 o farlo scendere azionando i mezzi di movimentazione del carrello 90 stesso e lasciando fisso l’argano su cui è collegata la fune 23.
In figura 8 è mostrata una vista prospettica del gruppo di movimentazione 900, in una seconda configurazione operativa o configurazione operativa estesa, configurazione in cui si ha un interasse di lavoro “i2” esteso. In tale configurazione operativa del gruppo di movimentazione 900 i perni 21 e 22 sono rispettivamente fissati sui fori 95 e 93, distanziati lungo l’asse perpendicolare all’asse della torre 5 di una quantità “d” dai precedenti, per incrementare l’interasse di scavo al valore i2 = i1 d.
Una volta esteso l’interasse di lavoro “i”, la macchina perforatrice 100, comprendente un assieme secondo la presente invenzione, è in grado di operare il proprio lavoro con utensili di diametro “Ø” molto maggiore, ad esempio diametri incrementati di un valore pari al doppio del valore di “d” rispetto ai diametri utilizzabili nella configurazione operativa con interasse di lavoro “i1” ritratto.
La forma di realizzazione descritta prevede il passaggio dalla prima configurazione alla seconda configurazione del gruppo di movimentazione 900 e viceversa, il movimento reciproco fra il carrello 90 e la rotary 80 avviene tramite almeno due movimenti di basculamento.
In alternativa è possibile realizzare un gruppo di movimentazione 900 in cui il movimento reciproco fra il carrello 90 e la rotary 80 avviene tramite almeno un movimento lineare ed in cui nel passaggio fra le diverse configurazioni operative del gruppo di movimentazione 900, detto carrello 90 e la rotary 80 sono vincolate tramite almeno un vincolo a pattino, preferibilmente prismatico.
Una seconda forma di realizzazione dell’assieme secondo la presente invenzione, come specificato precedentemente, prevede che detto gruppo di movimentazione 110 comprenda una seconda struttura di supporto la quale è un telaio centrale 112 compreso in un guida-aste 110, al quale può essere connessa l’asta di perforazione o kelly 10.
In generale il guida aste 11 può essere presente su una macchina di scavo 100 e pertanto anch’esso deve poter variare l’interasse di lavoro “i”, se presente.
Nella seconda forma di realizzazione del gruppo di movimentazione 110 esso comprende una prima struttura o carrello realizzato come un primo telaio 111 connesso alla torre di guida 5 in modo scorrevole tramite elementi di guida o riscontro compresi in tale primo telaio 11. Tali elementi di guida sono ad esempio pattini di scorrimento 116. Detto primo telaio 111 porta una serie di fori utilizzati per posizionare il telaio centrale 112, il quale costituisce la seconda struttura di supporto del gruppo di movimentazione 110. A tale telaio centrale 112 è connessa l’asta di perforazione o kelly 10 attraverso la flangiatura 117, ad esempio per mezzo di una interposizione di una ralla al fine di permettere all’asta o kelly 10 di ruotare mentre il guida aste 110 è non in rotazione.
Vantaggiosamente i pattini 116 sono montati su una struttura 115 incernierata che può essere aperta, per rotazione, fornendo un accesso completo in caso di manutenzione e sostituzione dei pattini ad esempio tre presenti per ciascuna parte, sinistra e destra della guida, come ad esempio mostrato nelle figure 9,10,11.
Alternativamente, come elementi di guida possono essere installati pattini in bronzo o in materiale plastico per ridurre il coefficiente di attrito, oppure essere realizzati come rulli volventi.
Nella forma idi realizzazione illustrata il primo telaio 111 è connesso al telaio centrale 112 per mezzo di quattro perni 25a, 25b, 25c, 25d. Forme di realizzazione alternative possono comprendere un numero diverso di perni, come ad esempio tre o due o di più di quattro.
Nella forma di realizzazione illustrata la prima coppia di perni 25a e 25b è allineata ad almeno un altro foro 113 posto sul primo telaio 111. Lo stesso è per i perni 25c, 25d e il foro 114.
Nel caso rappresentato nelle figure 9,10,11 il corpo centrale 112 rappresenta la parte femmina di un vincolo a pattino, ad esempio prismatico. Pertanto il primo telaio 111 rappresenta la parte maschio del vincolo meccanico, ma è possibile anche invertire le parti del vincolo e i fori aggiuntivi 113, 114 possono trovarsi sul telaio centrale 112.
In una forma di realizzazione alternativa durante il passaggio dalla prima configurazione alla seconda configurazione del gruppo di movimentazione 110, e viceversa, il movimento reciproco fra il primo telaio 111 e il corpo centrale 112 avviene tramite almeno due movimenti rotatori o di basculamento, ad esempio nella modalità simile a quella descritta precedentemente per la movimentazione del carrello 90 e la rotary 80.
La figura 10 mostra il gruppo guida aste 10 installato in una prima configurazione operativa o configurazione ritratta, con interasse di scavo “i1” ritratto.
Nella forma di realizzazione esemplificativa e non limitativa di figura 10, sono presenti quattro perni in cui perni 25a, 25b, 25c, 25d sono vantaggiosamente dello stesso diametro e della stessa lunghezza. Questo forma di realizzazione permette di poter sostituire tra loro detti perni. Preferibilmente almeno i perni 25a e 25b hanno lo stesso diametro, così come i perni 25c e 25d.
Nella forma di realizzazione esemplificativa e non limitativa di figura 11 è rappresentato il gruppo di movimentazione o guida-aste 110, in una seconda configurazione operativa o configurazione estesa, con interasse di scavo “i2” esteso.
Un possibile metodo per la variazione di un interasse di scavo “i” di una macchina di scavo 100 secondo la presente invenzione, in cui il gruppo di movimentazione è un guida-aste 110, comprende le seguenti fasi:
- rimuovere almeno due mezzi di fissaggio a perni che vincolano una prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) di un gruppo di movimentazione (110, 900);
- movimentare reciprocamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112), tramite un movimento lineare, in modo tale da passare da una prima configurazione ad una seconda configurazione, controllando la movimentazione tramite almeno un attuatore (23, 13);
- vincolare nuovamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) tramite detti almeno due mezzi di fissaggio a perni.
Scendendo ora nei dettagli realizzativi di una possibile forma di realizzazione, la movimentazione reciproca dei telaio (111, 112) può avvenire a seguito della rimozione dei perni di fissaggio, quindi i perni 25a, 25b, 25c, 25d. Nella forma di realizzazione illustrata il passaggio fra le diverse configurazioni operative è eseguita facendo scorrere relativamente tra loro il primo telaio 111 ed il telaio centrale 112.
Durante lo scorrimento relativo fra i telai del guidaaste 110 un vincolo meccanico prismatico è presente, come chiaramente desumibile dalle figure.
Allontanando reciprocamente i due telai (111, 112) tra loro è possibile dopo aver allineato i fori 113 e 114 dei due telai (111, 112), inserire i perni 25b e 25d. I perni 25a e 25c che erano fissati sui fori 118 e 119 possono essere utilizzati per fissare i telai (111, 112) tra loro, sui fori di mezzeria occupati in precedenza dai perni 25b e 25d, come ad esempio mostrato in figura 10.
Nella presente forma di realizzazione, i tre fori per lato del guida-aste 110 distano tra loro di una stessa quantità “d”. Lo scorrimento in estensione provoca un aumento di interasse di scavo “i” voluto pari a i2 = i1 d.
In maniera equivalente possono essere presenti solo quattro fori, due per lato del guida-aste 110, ad esempio i fori 113, 121 ed i fori 114, 120, distanziati di una quantità “d”. In alternativa è possibile generare delle configurazioni intermedie fra la prima configurazione operativa e la seconda configurazione operativa del guidaaste 110, in cui è possibile eseguire più fori di fissaggio per spostare comunque i due telai (111, 112) tra loro dell’entità voluta pari a “d”.
I perni possono essere completamente amovibili, oppure solidali ad uno dei due telai, vantaggiosamente su quello femmina, in questo caso quindi sul telaio centrale 112.
Se solidali ad un telaio, possono essere sollevati in una posizione tale da liberare i fori dell’altro telaio, e quindi svincolare longitudinalmente i due telai per poter eseguire lo spostamento, in particolare uno scorrimento, relativo. Al raggiungimento della nuova posizione i perni possono essere riabbassati e inseriti nei fori dell’altro telaio. In una possibile forma di realizzazione, il guidaaste 110 implementa perni a scatto.
In generale, se almeno a coppie i perni sono uguali, è possibile utilizzare indifferentemente i perni di ciascuna coppia nel fissaggio dei due telai (111, 112).
In figura 12 è mostrata la seconda forma di realizzazione dell’assieme per la movimentazione di un’ attrezzatura di scavo o perforazione (10, 12), secondo la presente invenzione.
La forma di realizzazione è esemplificativa e non limitativa, ma rappresenta un approccio vantaggioso per ridurre il tempo di messa in opera per il cambio di interasse di lavoro “i”.
Durante le manovre di smontaggio dell’asta di perforazione o kelly 10, necessarie per disimpegnare la rotary 80, ad esempio per garantire di poter effettuare la variazione di interasse di scavo “i”, come precedentemente descritto ed illustrato, è possibile sfruttare l’argano di sollevamento dell’asta o kelly 10 per regolare l’interasse di lavoro “i” sul guida aste 110.
Ponendo l’asta di perforazione o kelly 10 in una configurazione abbassata al suolo “G” in cui la sua estremità inferiore è appoggiata a terra, ad esempio nel punto “P”, e l’altra è connessa alla fune 23 di uno degli argani disponibili per questo sollevamento. Vantaggiosamente è possibile utilizzare la fune 23a dell’argano principale perché installato in asse con l’asse di rotazione dell’utensile di scavo 12. Detta fune 23 è connessa in particolare alla sommità dell’asta di perforazione 10, ad esempio dell’elemento più interno di un’asta telescopica, preferibilmente con interposizione di un giunto girevole.
Allentando la fune 23, per il peso proprio l’asta di perforazione o kelly 10 tenderà ad abbassarsi, ruotando attorno il punto “P”.
Preferibilmente, giunti ad una quota raggiungibile da terra, è possibile muovere i perni 24a, 24b, 24c, 24d per liberare tra loro i due telai (111, 112) del guida-aste 110.
In particolare questo sbloccaggio può avvenire quando anche l’estremità inferiore del guida aste 110, in particolare il primo telaio 111, è appoggiata al suolo “G” o contro un riscontro a terra.
Supponendo di partire dalla prima configurazione operativa o configurazione ritratta a interasse di scavo “i1”, sollevando l’asta di perforazione o kelly 10 è possibile, per peso proprio, far scorrere il primo telaio 111 ed il telaio centrale 112 tra loro, fino a raggiungere la seconda configurazione operativa o configurazione estesa. Raggiunta quest’ultima configurazione operativa è possibile inserire i perni nei fori corrispondenti per la nuova posizione ad interasse di scavo “i2” estesa.
Viceversa, per ridurre l’interasse di scavo, ad esempio per passare dalla seconda configurazione operativa alla prima configurazione operativa del guida-aste 110, dopo aver appoggiato al suolo l’asta di perforazione o kelly 10 nel punto “P”, ed aver appoggiato al suolo anche il guida aste 110 all’opposta estremità, è possibile liberare il fissaggio dei perni e rilasciando la fune 23, ad esempio svolgendo l’argano, preferibilmente l’argano principale, far scorrere relativamente il primo telaio ed il telaio centrale del guida-aste. Tale argano principale, come specificato precedentemente può essere posto sulla torretta rotante 1 o sulla torre 5. Rilasciando la fune è possibile richiudere i due telai (111, 112) del guida-aste 110 tra loro, fino al raggiungimento della configurazione operativa ritratta, nella quale i perni di fissaggio saranno reinseriti rei rispettivi fori.
Per agevolare le fasi di passaggio fra le diverse configurazioni operative è possibile adottare, come descritto per la precedente forma di realizzazione dell’assieme, dei riscontri meccanici. Detti riscontri meccanici possono essere registrabili se necessario, ad esempio essendo del tipo a vite, e preferibilmente removibili. Tale forma di realizzazione permette di far scorrere i due telai (111, 112) tra loro di una quantità desiderata o richiesta, ad esempio di una quantità “d”. Anche in questo caso i perni possono avere vantaggiosamente una punta conica per favorire il montaggio.
I dispositivi fino ad ora descritti nelle diverse forme di realizzazione della macchina, del sistema, dell’assieme e del gruppo di movimentazione, mostrano sistemi di fissaggio amovibili a perni, che vengono spostati, sfilati anche solo parzialmente, invertiti con un azionamento manuale.
In figura 14 è mostrata una variante nella quale il perno è motorizzato ed azionato in modo automatico, ad esempio da remoto.
Il perno 204 può essere inteso come uno qualsiasi dei perni precedentemente descritti, quindi uno a scelta dei perni 21, 22, 25a, 25b, 25c, 25d, 28. Il perno motorizzato può essere implementato per tutti i perni descritti precedentemente.
Per una questione rappresentativa, al fine di comprendere le caratteristiche del perno, il telaio 205 in questo caso rappresentato con un doppio attacco, ovvero un attacco femmina, può rappresentare una struttura del gruppo di movimentazione (110, 900), ad esempio la prima struttura o carrello (90, 111). Il secondo telaio, non rappresentato nella vista, viene inserito tra le due pareti 205a e 205b del telaio 205. Il secondo telaio potrebbe essere l’altra struttura del gruppo di movimentazione (110, 900), ad esempio la seconda struttura di supporto (80, 112). Il secondo telaio, non illustrato e viene fissato dal perno 204 che si infila all’interno del suo foro e oltrepassando il secondo telaio arriva a centrarsi e a infilarsi sul foro 206 presente sulla parte 205b del primo telaio 205, vincolando i due telai.
Il perno 204 comprende un attuatore il quale permette al perno di compiere un movimento assiale. Detto attuatore è in grado di ricevere un segnale di movimentazione impartito, ad esempio da remoto, preferibilmente dalla cabina della torretta rotante 1, oppure da un telecomando, ad azionamento elettrico o radio. In una forma preferenziale l’attuatore è un attuatore lineare 201, il quale è ad esempio un cilindro idraulico. In una seconda variante detto attuatore lineare 201 può essere alimentato da energie alternative equivalenti, quali ad esempio: elettrica, pneumatica, magnetica. L’attuatore lineare 201 è fissato in modo amovibile al distanziale 202 attraverso un fissaggio 203, preferibilmente a viti, questo per consentire lo smontaggio del perno 204 dalla sede.
Il perno è azionato dall’attuatore 201 che lo muove assialmente da una configurazione estesa o impegnata, ad una configurazione ritratta o sfilata. Nella configurazione estesa, come mostrato in figura 14, la testa del perno arriva a impegnarsi nel foro 206 sulla parete 205b, opposta alla 205a sulla quale è fissato in modo solidale o amovibile il distanziale 202. Nella configurazione ritratta o sfilata, il perno viene richiamato all’interno del distanziale 202 che funge da protezione. In una forma di realizzazione il perno 204 nella configurazione ritratta o sfilata rimane impegnato sul foro 208 della prima parete 205a in modo da disimpegnare completamente il foro del secondo telaio consentendone la sua movimentazione relativa rispetto al telaio 205. Il perno 204 ha una porzione di testa conica per favorire l’inserimento ed il centraggio dei fori da attraversare.
Un dispositivo di rilevamento posizione 207, come ad esempio un finecorsa, può rilevare la posizione inserita del perno e quindi mandare un segnale alla unità di controllo della macchina dell’avvenuto inserimento.
Nella figura è rappresentato un telaio 205 femmina, ma è chiaro che il telaio potrebbe avere anche una sola parete e connettersi al secondo telaio che ha anch’esso una sola parete. In questo caso, indifferentemente il sistema di attuazione può essere montato su una delle due pareti, da parte opposta rispetto a quella di accoppiamento tra le stesse pareti dei telai.
E’ evidente che nei sistemi di movimentazione o gruppi di movimentazione descritti in precedenza, dalla figure 3 alla figura 13, ogni coppia di telai che sono svincolati o vincolati tra loro mediante perni possono comprendere un perno motorizzato come ad esempio descritto in precedenza ed illustrato in figura 14.
Preferibilmente, l’attuatore 201 è posizionato verso l’esterno della struttura del gruppo di movimentazione, ad esempio della prima struttura o carrello, al fine di evitare problemi di ingombro sulla parte interna.
Con riferimento alla forma di realizzazione del gruppo di movimentazione 900 avente un carrello 90 ed una rotary 80, in cui i movimenti relativi delle parti sono rotatori, è preferibile che per ogni foro sia associato un attuatore sul perno. Con riferimento alla forma di realizzazione illustrata occorreranno quattro attuatori e quattro perni sul lato di sinistra e altrettanti su quello opposto, di destra del gruppo di movimentazione 900.
Con riferimento alla forma di realizzazione del gruppo di movimentazione 110, come illustrato in figura 10, l’attuatore potrebbe essere fissato sul telaio centrale 112 in corrispondenza dei perni 25a, 25b, 25c, 25d. Nel caso si utilizzino solo due perni, saranno necessari solo due attuatori, che possono funzionare sincronizzati o in modo autonomo e indipendente.
I vantaggi del sistema di movimentazione di parti oggetto della presente invenzione sono evidenti alla luce della descrizione che precede e dalle figure allegate.
Più in dettaglio è riscontrabile quanto segue:
- i collegamenti tra le strutture del gruppo di movimentazione sono rigidi, ad esempio a perni, senza cinematismi di regolazione che introducono giochi negli accoppiamenti e favoriscono l’insorgere di vibrazioni nelle condizioni operative creando imprecisioni nello scavo;
- non sono necessari attuatori dedicati per eseguire le movimentazioni delle parti o strutture del gruppo di movimentazione per il passaggio fra le diverse configurazioni operative, perché si utilizza un attuatore già presente sulla macchina e configurato per poter svolgere ulteriori funzionalità operative per la movimentazione di parti di una macchina di scavo o perforatrice 100 o dell’attrezzatura di perforazione, ad esempio uno degli argani non utilizzati nelle fasi di adeguamento dell’interasse di scavo, con notevoli risparmi in termini economici e pratici;
- non è necessario installare complessi e pesanti dispositivi di movimentazione in zone sul fronte scavo che creano la massima instabilità alla macchina;
- il passaggio da una configurazione operativa all’altra si realizza in breve tempo, ad esempio pochi minuti, con un vantaggio considerevole in termini di tempi e di produttività, riducendo considerevolmente i tempi di fermo macchina;
- non è necessario installare distanziali o terzi elementi che accrescono i pesi e sono costosi e necessitano lo smontaggio completo delle parti che vanno distanziate, con perdite conseguenti di tempo;
- non è necessario utilizzare sistemi di movimentazioni esterni come ad esempio gru per sorreggere le parti durante la movimentazione;
- non è necessario disconnettere i di giri fune o le alimentazioni idrauliche (o elettriche) per la necessità di dover smontare parti motorizzate quali la rotary, riducendo i tempi di trasformazione e preservando l’ambiente contro contaminazioni di fluidi idraulici;
- il sistema rivendicato in figura 3 consente con semplici movimenti di passare da una configurazione ritratta ad una configurazione estesa, con semplici rotazioni che sono sicure e semplici da operare e facilmente controllabili, nonché automatizzabili;
- la facilità di passaggio da una configurazione ritratta ad una estesa permette di passare rapidamente dall’utilizzo della macchina con utensili di diametri limitati a quello con utensili di diametri maggiorati, consentendo di configurare la stessa macchina per due tecnologie diverse e quantomeno di estenderne il campo di utilizzo;
- non è necessario dover sostituire completamente parti della macchina come carrelli o il guida aste ad interasse ritratto con altre parti diverse e idonee a lavorare con interasse esteso, riducendo i costi, permettendo di operare in modo continuo con le stesse parti, modificando solo la conformazione del gruppo di movimentazione, attraverso la movimentazione relativa delle sue parti;
- la possibilità di automatizzare il sistema e di poterlo controllare in remoto, consente in certi paesi dove è sconsigliato per motivi di sicurezza lavorare in quota, di variare la geometria di scavo senza richiedere intervento diretto del personale, a tutto vantaggio della sicurezza.
Qui di seguito verrà descritta una sequenza di passi che permette di variare l’interasse di scavo “i” di una macchina di scavo o perforatrice 100. Tale sequenza di passi è assolutamente esemplificativa e non limitativa e fa riferimento esplicito alle specifiche forme di realizzazione illustrate nelle figure.
Preferibilmente, la macchina perforatrice 100 è configurata in posizione verticale, come mostrato ad esempio in figura 1, allestita con i dispositivi indicati: rotary 80, carrello 90, testata 60, guida aste 110, se presente, con un’asta di perforazione 10 o asta kelly telescopica 10, installata all’interasse di scavo “i1”, ritratto.
Per passare dalla prima configurazione operativa ad interasse di lavoro “i1” alla seconda configurazione operativa ad interasse di lavoro “i2”, si procede in questo modo:
- passo 1: smontare l’asta di perforazione o kelly 10 sfilandola dalla torre 5 seguendo le procedure normalmente previste, sollevando l’asta di perforazione oltre la rotary 80, mentre la rotary 80 viene posizionata nella parte inferiore o base della torre 5. L’asta di perforazione 10 è portata a terra fino a che la sua estremità inferiore, opposta al punto su cui è agganciata la fune 23a tocca il suolo “G” nel punto “P”;
- passo 1a: se presente il guida asta 110, è possibile rimuovere dalla torre l’asta di perforazione o kelly 10 solo dopo aver disimpegnato il guida aste 110 dalle guide della torre 5, ad esempio sollevando l’asta o kelly 10 utilizzando l’argano principale attraverso la fune 23a fino al punto sulla torre 5 in cui sono presenti sulle guide degli incavi mediante i quali il guida aste 110 può disimpegnarsi dalle guide della torre 5;
- passo 1b: in alternativa alla fase 1a, si aprono le guide 115, ruotandole sulla cerniera e disimpegnandole dalle guide sulla torre 5; il guida aste 110 si trova vicino alla sommità della torre 5, mentre la rotary 80 si trova in prossimità della base della torre 5 in modo che anche le aste o kelly 10 più lunghe possano uscire dalla rotary 80 superiormente alla stessa rotary 80;
- passo 2: con la rotary 80 ancora posizionata vicino alla base della torre 5, preferibilmente in posizione tale da essere raggiunta operando da terra, si collega alla rotary 80 la fune 23 di uno degli argani liberi. Per esempio l’argano libero potrebbe essere quello di servizio poiché l’argano principale potrebbe essere ancora connesso all’asta o kelly 10. La fune dell’argano viene fissata alla rotary 80 su un punto di aggancio qualsiasi preferibilmente sul gancio 86. Successivamente è possibile rimuovere un primo vincolo, ad esempio il perno 21 sul lato sinistro e il perno 21 sul lato destro, preparandosi alla rotazione della rotary 80 rispetto al carrello 90 attorno all’asse passante dal foro 94 sul quale il perno 22 è inserito;
- passo 3a: modulando la forza di tiro dell’argano, si esercita sulla fune 23 una opportuna tensione che consente di rilasciare la rotary e farla partire in rotazione, mossa dal peso proprio, rotazione che prosegue fino a quando il foro sul telaio della rotary 80 è coassiale con quello 95 del carrello, sul quale viene inserito il perno 22, sia a sinistra che a destra, assumendo una configurazione intermedia;
- passo 3b: in alternativa al precedente, la modulazione del tiro avviene agendo sul sistema tiro – spinta connesso al carrello 90 mentre la rotary 80 viene solo trattenuta dalla fune 23, la quale non è attuata durante questa fase; alzando il carrello 90 cioè facendolo scorrere verso la sommità della torre, la rotary 80 ruota fino a che il foro superiore del suo telaio 81 raggiunge il foro 95 e quando è coassiale viene fissato il perno 21 sul foro 95 di sinistra e lo stesso per la parte di destra;
- passo 4: si sfila il perno inferiore 22 dal foro 94 e si libera la rotazione attorno all’asse del foro 95, questo sia per la parte di sinistra che per la parte di destra;
- passo 5a: modulando la forza di tiro dell’argano, si esercita sulla fune 23 una opportuna tensione che consente di tirare la rotary e metterla in rotazione, mossa dall’argano che vince il peso rotary 80, rotazione che prosegue fino a quando il foro sul telaio della rotary 80 è coassiale con quello 93 del carrello 90, nel quale viene inserito il perno 22, sia a sinistra che a destra;
- passo 5b: in alternativa al precedente, la modulazione del tiro avviene agendo sul sistema tiro – spinta connesso al carrello 90 mentre la rotary 80 viene solo trattenuta dalla fune 23; abbassando il carrello 90 cioè facendolo scorrere verso la base della torre, la rotary 80 ruota fino a che il foro inferiore del suo telaio raggiunge il foro 93 e quando è coassiale viene fissato il perno 22 sul foro 93 di sinistra e lo stesso per la parte di destra. Al termine di tale passo il gruppo di movimentazione 900 ha già giunto la seconda configurazione operativa, potendo già operare con interasse di lavoro “i1”;
- passo 6: al termine della fase 5 oppure dopo la fase 1 qualora sia presente il guida aste 110,mentre l’asta o kelly 10 è appoggiato a terra alla sua estremità inferiore sul punto “P” si modula la discesa della fune 23a rilasciando l’argano principale, fino a che il guida aste 110 si appoggia al terreno o contro un riscontro; si sfilano i perni (25a, 25b, 25c, 25d) che fissano i due telai 111 e 112 e sollevando l’asta o kelly 10 tirando sulla fune 23a, si solleva il telaio centrale 112 rispetto al primo telaio 111 che rimane basso per effetto del peso proprio; raggiunta la nuova configurazione operativa o configurazione estesa si fissano i perni sui nuovi fori 113; 114 e sui precedenti 121 e 120;
- passo 7: si scollega l’asta o kelly dall’argano principale, ad esempio disconnettendo la fune 23a, preferibilmente dall’elemento interno dell’asta telescopica:
- passo 8a: si abbassa la torre 5 fino alla condizione di trasporto per adattare la testata 60 al nuovo interasse di scavo “i2” e si riporta la torre 5 in configurazione verticale;
- passo 8b, eseguito in alternativa al passo 8a: si lavora in quota modificando la testata 60 fino ad ottenere il nuovo interasse di scavo “i2”;
- passo 9: si installa l’asta di perforazione o kelly 10 dopo aver connesso la fune 23a dell’argano principale all’asta 10, ed in particolare all’elemento dell’asta più interno, procedendo inversamente a quanto descritto nei passi 1, 1a o 1b.
Alla luce della presente sequenza di passi e della precedente descrizione e delle figure allegate, un tecnico del settore è in grado di determinare la sequenza di passi necessari per passare dalla seconda configurazione operativa ad interasse “i2” esteso alla prima configurazione operativa ad interasse “i1”.
La macchina perforatrice 100 è generalmente dotata di almeno una unità di controllo con la quale vengono raccolte informazioni da sensori presenti sulla macchina per rilevare posizioni, velocità, pressioni e ogni altro parametro utile all’esecuzione del lavoro di scavo, sia esso considerato in fase di perforazione, che di movimentazione che di traslazione. L’unità di controllo elabora le informazioni e fornisce dati, nonché segnala allarmi all’operatore sui pannelli di controllo, ad esempio in cabina oppure su plancia remota, e se necessario opera direttamente sugli attuatori e motori per porre in sicurezza la macchina.
Parimenti tale funzionalità può essere applicata anche all’assieme ed al sistema per variazione dell’interasse ed il metodo per la variazione dell’interasse descritti precedentemente.
In particolare, con riferimento alla figura 3 il minimo controllo che può essere attuato è quello relativo alla movimentazione reciproca fra la prima struttura o carrello (90, 111) e la seconda struttura di supporto (80, 112), ad esempio il movimento relativo tra la rotary 80 ed il carrello 90, ad esempio al fine di eseguire le due rotazioni per passare dal foro 96 al 95, e/o dal foro 94 al 93 e viceversa. Siccome l’arco di rotazione è noto e sono note le distanze “d”, è noto anche l’angolo di rotazione. In una possibile forma di realizzazione, a titolo di esempio, la rotazione corrisponde ad un angolo pari a 11° sia per i fori superiori che per quelli inferiori.
Per determinare l’angolo di rotazione fra rotary 80 e carrello 90, l’unità di controllo, ad esempio tramite un inclinometro solidale al telaio della rotary 80, è in grado di determinare l’inclinazione differenziale rispetto al carrello 90. Inoltre, l’unità di controllo è in grado di determinare un valore effettivo fra le due strutture in quanto il carrello 90è allineato alla torre 5, la quale ha già un inclinometro necessario per la verticalità della torre 5 e quindi degli utensili di scavo. L’angolo differenziale tra le due letture dei due inclinometri determinerà l’effettiva rotazione fra le parti (80, 90), la quale dovrà essere pari all’angolo di rotazione, quindi a titolo di esempio, pari a 11°.
Potendo determinare l’angolo di rotazione effettivo, l’unità di controllo è in grado di impartire una segnalazione all’operatore di fermare la movimentazione in corrispondenza delle posizioni che consentono l’innesto dei perni, oppure in una versione a più elevata automazione, impartisce i comandi di chiusura ai chiavistelli automatici o attuatori 201. In questo modo non è richiesto alcun intervento manuale.
In alternativa, qualora per realizzare il movimento tra le parti si azioni uno degli attuatori già presenti nella macchina di scavo, ad esempio gli argani in particolare l’argano principale o l’argano di servizio, è possibile determinare il movimento relativo ad esempio tramite un, un profondimetro che misura l’entità dello svolgimento della fune. Sono noti sistemi ad encoder per la misura della profondità partendo dalla misura dei giri, ad esempio del motore o del riduttore o del tamburo dell’argano, oppure sensori magnetici che misurano ad esempio le rotazioni del tamburo al fine di determinare lo svolgimento della fune, oppure dispositivi di misura diretta dell’estremità che si muove, ad esempio a fune, ottici, laser.
In funzione del punto in cui la fune viene attaccata al gruppo di movimentazione 900 e in funzione della geometria nota di rotary 80 e carrello 90, tramite l’unità di controllo è possibile determinare la rotazione necessaria per passare tra i due fori tramite uno scorrimento in lunghezza della fune 23. Eventualmente l’unità di controllo potrebbe permettere di visualizzare la misura sul un display di controllo e/o attivare segnali di allarme e/o attivare il controllo diretto degli attuatori 201 per serrare i perni nelle nuove posizioni a fine rotazione.
In modo analogo l’unità di controllo può controllare la movimentazione relativa fra carrello 90 e rotary 80 qualora si movimenti il carrello attraverso l’argano 13 di pull-down o il cilindro di pull-down. Nel caso in cui l’attuatore dell’assieme, secondo la presente invenzione sia l’argano 13 di pull-down conoscendo la posizione della rotary 80 lungo la torre 5, è possibile determinare il valore incrementale del movimento che dipende dalle stesse variabili espresse precedente nella forma di realizzazione precedente in cui un argano movimentava la fune 23. Anche per quest’ultima forma di realizzazione è possibile far avvenire il movimento con controllo da parte dell’unità di controllo con le conseguenti azioni come già descritto.
Concetti del tutto simili valgono qualora anziché utilizzare un argano, si utilizzi l’attuatore lineare atto a movimentare il carrello 90, controllandolo tramite l’unità di controllo.
A detta unità di controllo possono essere elettronicamente connessi dei sensori, quali ad esempio sensori di prossimità o di posizione, di diverse tecnologie come elettronici, magnetici, a leva, che rilevino le posizioni, ad esempio i fine corsa tra il punto di partenza e quello di arrivo, come ad esempio tra foro 95 e 96. Dopo averli regolati è possibile avere la posizione certa della rotary 80 quando è in una posizione o nell’altra. Questi segnali vengono raccolti dalla unità di controllo per impartire le segnalazioni e/o le attuazioni come già descritto in precedenza.
Un sensore, ad esempio un sensore di fine corsa 207 come ad esempio mostrato in figura 14, può essere collocato per determinare se il perno sia completamente inserito a conferma dell’avvenuto bloccaggio tra le due parti potendo emettere o meno un segnale di consenso a procedere oppure sbloccando una condizione operativa che in precedenza era bloccata o vietata.
All’assieme, al sistema, alla macchina ed al metodo fin qui descritti e alle varie opzionali forme di realizzazione descritte ed illustrate, possono essere applicate alcune varianti, aggiunte e modifiche che alla luce della presente descrizione e dalle figure allegate, sono facilmente intuibili per un tecnico del ramo senza per questo uscire dall’ambito di tutela fornito dalle rivendicazioni annesse.
A titolo di esempio, come illustrato dalla figura 3 alla figura 8 tutto il sistema di movimentazione è stato descritto con la sequenza per passare da un primo interasse di scavo “i1” ritratto ad un secondo interasse di scavo “i2” esteso, ed in particolare ruotando prima i fori superiori da 96 a 95 e poi quelli inferiori da 94 e 93, conseguentemente i fori superiori giacciono su un arco di circonferenza che ha per centro il foro in cui all’interasse di scavo “i1” è inserito il perno 22 inferiormente, quindi sul foro più vicino agli elementi di guida 92 del carrello 90, e nel caso specifico il foro 94; mentre gli altri due fori inferiori 94 e 93 hanno come centro il foro 95 superiore, il quale è più lontano dagli elementi di guida 92 dello stesso carrello 90.
E’ ovvio che sia possibile far ruotare il gruppo di movimentazione 900 lasciando inserito il perno 21 sul foro 96. In questo caso i fori 93 e 94 inferiori saranno posizionati su una circonferenza avente come centro il foro 96 su cui il perno 21 è fissato. Successivamente, i fori 95 e 96 saranno disposti su una circonferenza che avrà per centro il foro 93 su cui il perno 22 è fissato nella configurazione intermedia, equivalente a quella illustrata in figura 6.
Ai fini della presente invenzione con il termine perno, ad esempio i perni 21 e 22, si intende o un perno passante da parte a parte sulla prima struttura o carrello, ad esempio il carrello 90, che prende almeno un foro realizzato sulla seconda struttura di supporto, ad esempio sul telaio della rotary 80, ed almeno un foro realizzato sulla stessa prima struttura o carrello, oppure preferibilmente almeno un foro sulla seconda struttura di supporto e almeno due fori sulla prima struttura o carrello. Oppure ancora due o più fori sul sulla prima struttura o carrello e due o più fori sulla seconda struttura di supporto. In una forma preferibile al perno 21 che si trova sulla fiancata sinistra e che fissa tra loro la prima struttura o carrello e la seconda struttura di supporto ne esiste uno opposto a questo, sulla fiancata destra, coassiale al primo che fissa tra loro la prima struttura o carrello e la seconda struttura di supporto anche dalla parte opposta. Lo stesso per il perno 22. In una forma di realizzazione preferita, le strutture di rotary 80, ed in particolare della carpenteria base 81, e del carrello 90, ed in particolare del telaio 91, sono simmetriche rispetto ad un piano verticale e longitudinale che passa dal centro di rotazione del cannotto 82 e per la mezzeria dei motori 84, quindi i fori rappresentati sul lato sinistro sono presenti anche sul lato destro, vedasi il foro 95’ simmetrico al foro 95 mostrati in figura 3.
In generale, in una forma di realizzazione preferita, ma non limitativa, ogni coppia di fori (95-96 ed 93-94) è presente sul telaio femmina, quello maschio può avere almeno un solo foro per il fissaggio con i fori di una coppia. Nel caso più specifico del gruppo di movimentazione 900 qualora la rotary 80 avesse un telaio femmina e il carrello 90 avesse un telaio 91 maschio, opposto rispetto a quanto illustrato nelle figure, le coppie di fori parliamo che permettono la movimentazione come descritto precedentemente sarebbero solidali alla rotary 80 e non al carrello 90.
In generale, nel caso in cui le due strutture di un gruppo di movimentazione avessero telai per la connessione di tipo maschi entrambi o entrambi femmina, almeno uno dei due telai avrebbe almeno una coppia di fori con assi distanziati della quota d e questi sarebbero indifferentemente posizionati su uno dei due telai delle due strutture.
Se si volesse generare un terzo interasse di scavo “i3” differente dagli interassi di scavo “i1” e i2” precedentemente descritti, ad esempio pari a i1 “d’”, dove “d’” è diverso da “d”, preferibilmente maggiore, basterebbe aggiungere almeno un ulteriore foro superiore 95” e almeno un ulteriore foro inferiore 93”, alla stessa distanza “d’” rispettivamente dai fori 95 e 93, oppure dai fori 94 e 96, i nuovi fori con quelli adiacenti costituiscono ancora una coppia di fori superiori e inferiori e quindi potrebbero avere le seguenti caratteristiche:
- la coppia di fori superiore giace su un arco passante dal centro del foro 93 su cui è inserito il perno 22 per impartire la rotazione da 95 a 95”; quindi la coppia di fori inferiore 93 e 93” giace su una circonferenza il cui centro sarà in asse al foro 95” su cui il perno 21 è inserito per l’ultima rotazione che porta la rotary all’interasse di scavo “i3”;
- oppure viceversa, la coppia di fori inferiore giace su una circonferenza che ha per centro il foro 95 su cui il perno 21 è inserito e attorno a cui avviene la rotazione per passare da 93 a 93”; quindi i superiori 95 e 95” giacciono su una circonferenza che ha per centro l’asse del foro 93”;
- oppure il foro 95” può trovarsi sulla circonferenza che passa da 96 e che ha per centro il centro del foro 94 – in questo caso si passerà direttamente dal primo interasse di lavoro “i1” al terzo interasse di scavo“i3” senza passare per il secondo interasse di scavo “i2”, come nei casi descritti in precedenza – e quindi i fori 93” e 94 giacciono sulla circonferenza che ha per centro il foro 95”;
- oppure ancora il foro 93” si trova sulla circonferenza che passa per 94 e che ha per centro l’asse del foro 96 e i fori 96 e 95” stanno su una circonferenza che ha per centro l’asse del foro 93”.
Claims (16)
- RIVENDICAZIONI 1. Assieme per la movimentazione di un’ attrezzatura di scavo o perforazione (10, 12) del terreno (G) per una macchina di scavo o perforatrice (100); detto assieme comprendendo: - un gruppo di movimentazione (110, 900), atto a scorrere lungo una torre (5) di una macchina di scavo o perforatrice (100), per la movimentazione di almeno una parte di attrezzatura di perforazione (10, 12); - almeno un attuatore (23, 13); detto gruppo di movimentazione (110, 900) comprendendo: - una prima struttura o carrello (90, 111), a sua volta comprendente elementi di guida (92, 116, 115) atti a consentire lo scorrimento lungo detta torre (5); - una seconda struttura di supporto (80, 112) atta ad almeno supportare l’ attrezzatura di perforazione (10, 12); detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) essendo reciprocamente movimentabili una rispetto all’altra; detto almeno un attuatore (23, 13) essendo atto ad almeno controllare la movimentazione reciproca di detta prima struttura o carrello (90, 111) e di detta seconda struttura di supporto (80, 112); detto gruppo di movimentazione (110, 900) essendo in grado di assumere almeno due configurazioni operative, in cui varia la distanza di detta seconda struttura di supporto (80, 112) da detta torre (5), almeno rispetto ad un asse perpendicolare all’asse di estensione di detta torre (5), in modo tale poter assumere almeno due interassi di scavo (i1, i2); in dette almeno due configurazioni operative di detto gruppo di movimentazione (110, 900), detta prima struttura o carrello (90,110) e detta seconda struttura di supporto (80,112) essendo vincolate reciprocamente in modo rigido e diretto; nel passaggio fra le diverse configurazioni operative del gruppo di movimentazione (110, 900), detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) sono sempre direttamente vincolate fra loro tramite almeno un vincolo meccanico; detto almeno un attuatore (23, 13), oltre ad almeno controllare la movimentazione fra detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112), è configurato per poter svolgere ulteriori funzionalità operative per la movimentazione di parti di una macchina di scavo o perforatrice (100) o dell’attrezzatura di perforazione (10,12).
- 2. Assieme secondo la rivendicazione 1, in cui per il passaggio da una prima configurazione ad una seconda configurazione del gruppo di movimentazione (110, 900), il movimento reciproco fra detta prima struttura (90, 111) e di detta seconda struttura (80, 112) avviene tramite almeno un movimento rotatorio.
- 3. Assieme secondo la rivendicazione 2, in cui i movimenti rotatori sono almeno due; nel passaggio fra due diverse configurazioni operative del gruppo di movimentazione (110, 900), detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) sono vincolate tramite vincoli di incernieramento, in cui un primo movimento rotatorio avviene rispetto ad un primo vincolo di incernieramento ed un secondo movimento rotatorio avviene rispetto ad secondo vincolo di incernieramento.
- 4. Assieme secondo la rivendicazione 3, in cui detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) sono vincolate tramite mezzi di fissaggio a perni (25a-25D, 21, 22) removibili, atti a vincolare direttamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112), nelle diverse configurazioni operative; detti mezzi di fissaggio a perni sono atti ad inserirsi in appositi fori (93-96, 112, 113, 118-121), realizzati in detta prima struttura (90, 111) e detta seconda struttura (80, 112), detta prima struttura (90, 111) o detta seconda struttura (80, 112) comprende almeno due coppie di fori; una prima coppia di fori (95, 96) giace su una prima circonferenza (R1) ed una seconda coppia di fori (93, 94) giace su una seconda circonferenza (R2); detta prima circonferenza avendo come centro uno dei fori di detta seconda coppia e detta seconda circonferenza avendo come centro uno dei fori di detta prima coppia.
- 5. Assieme secondo una delle rivendicazioni 1 o 2, in cui per il passaggio da una prima configurazione ad una seconda configurazione del gruppo di movimentazione (110, 900), il movimento reciproco fra detta prima struttura o carrello (90, 111) e di detta seconda struttura di supporto (80, 112) avviene tramite almeno un movimento lineare; nel passaggio fra le diverse configurazioni operative del gruppo di movimentazione (110, 900), detta prima struttura (90, 111) e detta seconda struttura (80, 112) sono vincolate tramite almeno un vincolo a pattino, preferibilmente prismatico.
- 6. Assieme secondo la rivendicazione 1, in cui detta seconda struttura di supporto è una testa di perforazione o rotary (80), in cui la stessa testa di perforazione o rotary (80) è in grado di operare in tutte le configurazioni operative assunte dal gruppo di movimentazione (900), per eseguire uno scavo o una perforazione.
- 7. Assieme secondo la rivendicazione 1, in cui detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) essendo vincolate tra loro tramite perni; ogni perno è movimentato assialmente da un relativo attuatore (201); detto assieme essendo atto ad essere controllato da un’unità di controllo.
- 8. Assieme, secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un attuatore (23, 13) è in grado di esercitare una forza lungo un’unica direzione nel verso desiderato; detto attuatore (23, 13) è una fune (23) associata ad un argano (13) compreso nella macchina di perforazione (100) e/o un attuatore lineare, preferibilmente almeno un cilindrico idraulico, elettrico o pneumatico compreso nella macchina di perforazione (100).
- 9. Assieme secondo la rivendicazione 1 o 8, in cui detto almeno un attuatore (23, 13) ad un capo è fissato ad almeno una porzione dalla macchina di perforazione (100), ed all’altro capo è connesso ad almeno uno fra detta prima struttura o carrello (90, 111) o detta seconda struttura di supporto (80, 112) o detta attrezzatura di scavo (10, 12).
- 10. Sistema per la variazione dell’interasse di scavo (i) di una macchina di scavo (100), in cui detta macchina di scavo (100) è comprendente: una macchina di base (1, 2); una torre (5), alla cui estremità superiore è compreso una testata (6) per supportare delle pulegge per lo scorrimento di funi (23a, 23b); ed una testa rotante o rotary (80) a cui viene fissato un utensile di scavo (12) tramite un’asta di perforazione o kelly (10); detto sistema per la variazione dell’interasse di scavo (i) è comprendente: - una prima struttura di supporto (8,80) in cui può essere opportunamente alloggiata detta asta di perforazione (10), detta prima struttura essendo atta a poter scorrer lungo detta torre (5) tramite un carrello (9,90); - una seconda struttura di supporto (11,112) in cui può essere opportunamente alloggiata detta asta di perforazione (10), detta seconda struttura essendo atta a poter scorrer lungo detta torre (5) tramite un carrello (111); caratterizzato dal fatto che almeno una fra detta prima struttura di supporto (8,80) e detta seconda struttura di supporto (11,112) è compresa in un gruppo di movimentazione (110,900) compreso in un assieme secondo la rivendicazione 1.
- 11. Sistema secondo la rivendicazione 10, in cui detta testata (60) comprende un meccanismo di movimentazione (21, 63) per le pulegge (62) atto a consentire una variazione di posizione delle pulegge (62), concorde con la movimentazione di detto assieme, fra le diverse configurazioni operative.
- 12. Macchina di scavo (100) per lo scavo del terreno tramite attrezzatura di perforazione (10, 12); detta macchina di scavo (100) è comprendente: - una torretta rotante (1) a sua volta comprendente: un telaio di base connesso ad un sottocarro (2); - una torre (5), alla cui estremità superiore è compreso una testata (6) per supportare delle pulegge (62) per lo scorrimento di funi (23a, 23b), dette funi (23a,23b) essendo associate ad un attuatore (13,23) compreso nella macchina di scavo (100); caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un assieme secondo la rivendicazione 1.
- 13. Metodo per la variazione di un interasse di scavo (i) di una macchina di scavo (100) secondo la rivendicazione 12, comprendente almeno un assieme secondo la rivendicazione 1, atto a movimentare un’attrezzatura di perforazione (10, 12); detto metodo è comprendente le seguenti fasi: - rimuovere almeno due mezzi di fissaggio a perni che vincolano una prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) di un gruppo di movimentazione (110, 900); - movimentare reciprocamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112), in modo tale da passare da una prima configurazione ad una seconda configurazione, controllando la movimentazione tramite almeno un attuatore (23, 13); - vincolare nuovamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) tramite detti almeno due mezzi di fissaggio a perni.
- 14. Metodo secondo la rivendicazione 13, in cui: - il movimento fra detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) è di tipo rotatorio; detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) essendo vincolati fra loro nelle diverse configurazioni tramite primi mezzi di fissaggio a perno (21), atti a definire un primo asse di vincolo, e secondi mezzi di fissaggio a perno (22), atti a definire un secondo asse di vincolo; - per il passaggio da una prima configurazione operativa ad una seconda configurazione operativa, sono eseguite le seguenti fasi consecutive: - rimuovere i primi mezzi di fissaggio a perno (21) liberando un primo vincolo; - movimentare reciprocamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112), in modo tale da passare da una prima configurazione operativa ad una configurazione intermedia, ruotando attorno a detto secondo asse di vincolo e controllando la movimentazione tramite almeno un attuatore (23, 13); - vincolare nuovamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) tramite detti primi mezzi di fissaggio a perno; - rimuovere detti secondi mezzi di fissaggio a perno liberando un secondo vincolo; - movimentare reciprocamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112), in modo tale da passare da detta configurazione intermedia ad una seconda configurazione, ruotando attorno a detto primo asse di vincolo e controllando la movimentazione tramite almeno un attuatore (23, 13); - vincolare nuovamente detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112) tramite detti secondi mezzi di fissaggio a perno.
- 15. Metodo secondo la rivendicazione 13, la fase di movimentare detta prima struttura o carrello (90, 111) e detta seconda struttura di supporto (80, 112), avviene tramite un movimento lineare.
- 16. Metodo secondo una delle rivendicazioni dalle 13-15 in cui detto metodo essendo automatizzato ed implementato tramite un’unità di controllo.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT201800001088A IT201800001088A1 (it) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | Assieme per la movimentazione di una attrezzatura di scavo o perforazione del terreno e metodo di attuazione. |
PCT/IB2019/050288 WO2019142091A1 (en) | 2018-01-16 | 2019-01-15 | Assembly for moving excavation or drilling equipment and actuating method therefor |
CA3086675A CA3086675A1 (en) | 2018-01-16 | 2019-01-15 | Assembly for moving excavation or drilling equipment and actuating method therefor |
AU2019210085A AU2019210085A1 (en) | 2018-01-16 | 2019-01-15 | Assembly for moving excavation or drilling equipment and actuating method therefor |
EP19704457.1A EP3740621B1 (en) | 2018-01-16 | 2019-01-15 | Assembly for moving excavation or drilling equipment and actuating method therefor |
JP2020535972A JP7245248B2 (ja) | 2018-01-16 | 2019-01-15 | 掘削またはボーリング装置用アセンブリおよび作動方法 |
US16/961,911 US11459826B2 (en) | 2018-01-16 | 2019-01-15 | Assembly for moving excavation or drilling equipment and actuating method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT201800001088A IT201800001088A1 (it) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | Assieme per la movimentazione di una attrezzatura di scavo o perforazione del terreno e metodo di attuazione. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
IT201800001088A1 true IT201800001088A1 (it) | 2019-07-16 |
Family
ID=61952898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
IT201800001088A IT201800001088A1 (it) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | Assieme per la movimentazione di una attrezzatura di scavo o perforazione del terreno e metodo di attuazione. |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11459826B2 (it) |
EP (1) | EP3740621B1 (it) |
JP (1) | JP7245248B2 (it) |
AU (1) | AU2019210085A1 (it) |
CA (1) | CA3086675A1 (it) |
IT (1) | IT201800001088A1 (it) |
WO (1) | WO2019142091A1 (it) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112681986A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-04-20 | 安百拓(南京)建筑矿山设备有限公司 | 一种可变角度塔架支撑装置 |
CN112962707B (zh) * | 2021-02-03 | 2022-08-02 | 中铁一局集团建筑安装工程有限公司 | 一种地基挖土施工用设备及挖土施工工艺 |
CN113700493B (zh) * | 2021-10-28 | 2022-02-11 | 三一重型装备有限公司 | 掘进机后支撑组件和掘进机 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4371041A (en) * | 1978-09-15 | 1983-02-01 | Drill Systems, Inc. | Multi-purpose mobile drill rig |
DE4132314C1 (en) * | 1991-09-27 | 1992-12-17 | Ing. G. Klemm, Bohrtechnik Gmbh, 5962 Drolshagen, De | Vehicle mounted piling drill with mast - on which travels carriage with rotary head and tool duct laterally offset w.r.t.carriage guideway |
EP0548900A2 (en) * | 1991-12-24 | 1993-06-30 | SOILMEC S.p.A. | Hydraulic drilling machine of telescopic tower type with a rod stowing and handling system |
EP1158136A1 (en) * | 2000-05-23 | 2001-11-28 | SOILMEC S.p.A. | Equipment for stowing and handling drill pipes |
US20050269104A1 (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-08 | Folk Robert A | Top drive systems |
US20130233625A1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | James Allen Robinson | Powered Auger Support Assembly for a Vehicle |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2523635A1 (fr) * | 1982-03-17 | 1983-09-23 | Bretagne Atel Chantiers | Dispositif pour le montage d'un train de tiges de forage et pour son entrainement en rotation et translation |
JPS595695U (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-14 | 大堀 正人 | 昇降機付き縦孔掘削装置 |
IT222543Z2 (it) | 1989-12-19 | 1995-04-21 | Soilmec Spa | Gruppo cinematico a quadrilatero per la traslazione parallelamente a se stesso di un gruppo attuatore portato da un escavatore o da una macchina base. |
JP4230396B2 (ja) | 2003-03-24 | 2009-02-25 | 日本車輌製造株式会社 | 回転圧入装置と走行式作業機との連結装置およびその使用方法 |
DE102007017819A1 (de) | 2007-04-16 | 2008-10-23 | Liebherr-Werk Nenzing Gmbh, Nenzing | Mäkler |
IT1397665B1 (it) * | 2009-12-22 | 2013-01-18 | Soilmec Spa | Sistema di movimentazione di attrezzature di perforazione del terreno. |
US8424616B2 (en) * | 2010-02-23 | 2013-04-23 | National Oilwell Varco, L.P. | Track guiding system |
US9790751B2 (en) * | 2012-05-14 | 2017-10-17 | Nabors Drilling International Limited | Drilling rig employing top drive |
CN202913951U (zh) | 2012-10-10 | 2013-05-01 | 玉柴桩工(常州)有限公司 | 动力头和滑轮架中心距可调式旋挖钻机 |
US9834990B2 (en) * | 2012-12-28 | 2017-12-05 | Tesco Corporation | Bogey style torque bushing for top drive |
RU2744864C2 (ru) * | 2016-04-29 | 2021-03-16 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Верхний привод с трубой крутящего момента |
-
2018
- 2018-01-16 IT IT201800001088A patent/IT201800001088A1/it unknown
-
2019
- 2019-01-15 WO PCT/IB2019/050288 patent/WO2019142091A1/en active Search and Examination
- 2019-01-15 US US16/961,911 patent/US11459826B2/en active Active
- 2019-01-15 EP EP19704457.1A patent/EP3740621B1/en active Active
- 2019-01-15 AU AU2019210085A patent/AU2019210085A1/en active Pending
- 2019-01-15 CA CA3086675A patent/CA3086675A1/en active Pending
- 2019-01-15 JP JP2020535972A patent/JP7245248B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4371041A (en) * | 1978-09-15 | 1983-02-01 | Drill Systems, Inc. | Multi-purpose mobile drill rig |
DE4132314C1 (en) * | 1991-09-27 | 1992-12-17 | Ing. G. Klemm, Bohrtechnik Gmbh, 5962 Drolshagen, De | Vehicle mounted piling drill with mast - on which travels carriage with rotary head and tool duct laterally offset w.r.t.carriage guideway |
EP0548900A2 (en) * | 1991-12-24 | 1993-06-30 | SOILMEC S.p.A. | Hydraulic drilling machine of telescopic tower type with a rod stowing and handling system |
EP1158136A1 (en) * | 2000-05-23 | 2001-11-28 | SOILMEC S.p.A. | Equipment for stowing and handling drill pipes |
US20050269104A1 (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-08 | Folk Robert A | Top drive systems |
US20130233625A1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | James Allen Robinson | Powered Auger Support Assembly for a Vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3740621B1 (en) | 2021-11-17 |
US11459826B2 (en) | 2022-10-04 |
AU2019210085A1 (en) | 2020-07-16 |
CA3086675A1 (en) | 2019-07-25 |
JP7245248B2 (ja) | 2023-03-23 |
EP3740621A1 (en) | 2020-11-25 |
WO2019142091A1 (en) | 2019-07-25 |
JP2021510780A (ja) | 2021-04-30 |
US20200386052A1 (en) | 2020-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2643310C (en) | Drilling device and drilling method | |
RU2435929C2 (ru) | Способ и устройство для проведения операций в подземных буровых скважинах | |
EP4293194A1 (en) | Automated apparatus for oil field drilling and workover operations | |
CA2344034C (en) | Drilling machine and method for sinking a well | |
IT201800001088A1 (it) | Assieme per la movimentazione di una attrezzatura di scavo o perforazione del terreno e metodo di attuazione. | |
EA013622B1 (ru) | Интегрированные верхний привод и устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы | |
ITTO20091004A1 (it) | Macchina multifunzionale adattabile per perforazioni trivellazioni e sollevamento. | |
US11060361B2 (en) | Retractable top drive with torque tube | |
JP4448481B2 (ja) | 土壌作業方法および土壌作業機械 | |
CN105690652B (zh) | 空心复合绝缘子的自动化分段成型设备 | |
WO2012098492A2 (en) | Drill rig | |
US8393415B2 (en) | Subsoil automatic rotary drilling system for drilling oil, mineral and water wells | |
US5762148A (en) | Boring tool | |
CN110814712B (zh) | 轨道梁安装钻车 | |
CA2869240C (en) | Spin wrench assembly | |
CN109973028B (zh) | 一种井口拉送油管的机械装置 | |
CN116146124A (zh) | 一种管柱处理自动上卸扣装置及其施工方法 | |
CN207033344U (zh) | 两用型水平定向钻机 | |
CN210176408U (zh) | 一种多功能拱架安装平台 | |
CN113107400A (zh) | 一种矿用换钻机械手 | |
CN209850300U (zh) | 一种新型管束抽装机 | |
CN201310308Y (zh) | 套管扶正装置 | |
IT201800005910A1 (it) | Macchina di perforazione, procedimento di assemblaggio, e kit per una macchina di perforazione. | |
CN112627863B (zh) | 一种隧道拱架安装设备 | |
IT201800004757A1 (it) | Supporto articolato di dispositivo mast per una perforatrice e relativa perforatrice |