SE444836B - Anordning vid berg- eller jordborrningsaggregat - Google Patents

Description

i 10 15 20 25 30 35 8103435-2 2 fina förslites dessa mycket snabbt under den relativa rörel- sen mellan strängelementen, varigenom dessa får en kortare livslängd.

Redogörelse för uppfinningen Det är ett ändamål med den föreliggande uppfinningen att undanröja ovannämnda nackdelar och att åstadkomma en anordning, som på ett mycket enkelt sätt avlastar gängorna under strängelementens gängningsförlopp.

Detta ändamål uppfylles genom att anordningen enligt uppfinningen erhållit de i patentkraven angivna särdragen.

Figurbeskrivning @Fig. 1 visar en sidovy, delvis i sektion, berg- och jordborrningsaggregat innefattande anordningen av ett enligt uppfinningen, fig. 2 visar en frontvy, delvis i sektion, av det i fig. 1 visade borraggregatet, ° fig. 3 visar kopplingsschemat för det tryckmedium- system som ingår i borraggregatet visat på figurerna 1 och 2.

Föredragen utföringsform ' Borraggregatet 1 visat på figurerna 1 och matarbalk 11 som uppbäres av expanderbultar 12. Matarbalken 2 har en kan istället uppbäras av ett hjulburet underrede eller upp- bäras på annat sätt om så befinnes lämpligt. En släde 13, som uppbär en borrkropp lä, är glidbar utmed matarbalken 11 parallella kedjor 15, en kedja 16 och en Denna matnings- med hjälp av två matningsmotor i form av en matningscylinder 17. cylinder 17 har två tillförsèlledningar 18, 19. Om tryckmedíum tillföres genom tillförselledningen 18, så förskjutes kolv- stången 20 bakåt, d.v.s. uppåt i fig. 1 och kedjan 16 drar släden 13 framåt, d.v.s. nedåt i fig. 1. Om tryckmedium istället tillföres ledningen 19 så dras släden 13 bakåt, d.v.s. uppåi, av kedjorna 15. Éå matarbalkens 11 främre del är en chuck 21 anord- dess gripbackar (icke visade) bringas att gripa Genom tryckmedie- nad så, att en borrsträng, exempelvis ett borrör 23. påverkan genom en ledning 25 kan gripbackarna bringas att öppna. 10 15 20 25 30 35 8103433-2 3 Borrsträngen 23 består av ett flertal hopskruvade borrsträngelement, d.v.s. rörlängder, och en borrkrona 26.

Vid borrning i berg kan borrkronan 26 vara en rörformad dia- mantborrkrona och den första rörlängden vara ett s.k. kärn- rör för uppsamling av en borrkärna. För tillförsel av spol- vatten till borröret användas en vattenleka H9.

I borrkroppen 1H ingår en chuck 27, som är roter- bart lagrad i borrkroppen och således medföljer i borrkrop- pens lä axiella rörelser, En reversibel tryckmediedriven rotationsmotor 32 är anordnad att rotera chucken 27 via en kuggväxel. Rotations- motorn 32 har två alternativa tillförselledningar 38, 37.

Vid tryckmedíetillförsel genom ledningen 36 roterar motorn 32 framåt och vid tillförsel genom ledningen 37 roterar motorn bakåt.

Tryckmedium till chucken 27 till- och boptföpes gengm en lea- ning 38. Eventuellt tryckmedieläckage dräneras genom en dräneringsledning H2, som är kopplad till en tank 51 (fig. 3). Vid tryckmedietillförsel genom ledningen 38 påverkas gripbackar (icke visade) att gripa borrsträngen 23.

Gripbackarna hålles ur gripläge när ledningen 38 är tryck- lös.

I kopplingsschemat, figur 3, återfinnes chuckarna 21 och 27, matningscylindern 17, rotationsmotorn 32 och led- ningarna 18, 19, 25, 36, 37, 38, H2, vilka tidigare beskrivits.

Referensnummer 51 hänför sig till ett tryckförsörjningsaggre- gat som består av tanken 52 och en pump 53 som drives av en motor E. Tryckförsörjningsaggregatet 51 är vanligen anordnat på avstånd från borrningsaggregatet i övrigt, varvid pumpen levererar tryckmedium, lämpligen tryckolja, genom en huvud- ledning SM till ett reglerblock 56, som på figuren är antytt med streckprickade linjer. Pumpen 53 är lämpligen tryckkom- penserad, så att den levererar olja av konstant tryck oberoende av den uttagna mängden olja. Returolja ledes från regler- blocket 56 via en returledning 55 tillbaka till tanken 52.

En manöverventil 57 för rotationsmotorn 32 erhåller Denna ventil 57, som be- vilka på tryckmedium från huvudledningen 54. nämnes rotationsventilen, har tre alternativa lägen, 10 15 20 25 30 35 8103433-2 4 b och c. Med läge b inkopplat, såsom 37 anslutna till retur- figur 3 betecknats a, visas på figuren, är ledningarna 36, ledningen 55 och rotationsmotorn 32 roterar följaktligen ej.

Med läge a inkopplat, tillföres ledningen 36 tryckolja medan ledningen 37 dräneras genom returledningen 55. Rotations- motorn 32 roterar därför framåt. Med läge c inkopplat drä- neras i stället ledningen 36 och ledningen 37 tillföres tryck- olja, så att rotationsmotorn 32 roterar bakåt.

Borrkroppens ln axiella förskjutning manövreras med som benämnes matningsventilen. Denna som betecknats a, b, c. Med läge b en manöverventil 58, har likaledes tre lägen, inkopplat, såsom visas på figuren, är matningscylinderns 17 båda tillförselledningar 18, 19 anslutna till returledningen 55, varför ingen axiell förskjutning av borrkroppen 14 åstad- Om rotationsventilen 57 samtidigt står i läge b, så ansluten till returledningen 55 kommes. är huvudledningen 5% direkt och hela borraggregatet går i tomgång. Matningsventilen 58 tillföres tryckolja genom en ledning 59 oberoende av vilket läge rotationsventilen 57 intar. Med matningsventilens 58 läge a inkopplat tillföres tryckolja till ledningen 18 medan ledningen 19 är kopplad till returledningen 55. Således för- skjutes borrkroppen 14 framåt. Med läge b inkopplat till- föres tryckolja till ledningen 19 och avledes genom ledningen 18, så att borrkroppen 1H i stället förskjutes bakåt.

De båda chuckarnas 21, 27 tillförselledningar 25, 38 utgör grenledningar till en gemensam tillförselledning H0.

När en väljarventil 61 har ett läge a inkopplat så är mat- ningscylinderns 17 tillförselledning 18 ansluten till led- Med ett läge c inkopplat är i stället den andra läge b inkopplat ningen 60. tillförselledningen 19 ansluten och med ett är ledningen 60 avstängd från chuckarnas ledningar 18 och 19. Ledningen 38 till den axiellt rörliga chucken 27 är an- sluten till rotationsmotorns båda tillförselledningar 36, 37 medelst förbindelseledningar 62, 63. Backventiler 6% i dessa förbindelseledningar 62, 63 tillåter flöde endast i rikt- ning mot ledningen 38. Mellan förbindelseledningarnas 62, 83 anslutningar till ledningen 38 och anslutningen av ledningen 10 15 20 25 30 35 8103433-2- _ 5 25 till ledningen 38 är en envägs strypventil 65 anord- nad.

En ställbar reduceringsventil 67 i ledningen 18 användes för att maximera matningskraften, som kan avläsas På en annan manometer 69 kan trycket i I ledningen 19 till matnings- på en manometer 68. huvudledningen 54 avläsas. cylindern 17 är en ställbar ventil 70 anordnad. Denna ven- til är automatiskt stängd när trycket i ledningen 19 är lägre än ett förutbestämt tryck. Ventilen 70 har till upp- gift att vid nedåtriktad borrning kompensera vfldæn av borr- kroppen ln och borrsträngen 23 samt att förhindra att borr- kroppen med borrsträngen rör sig nedåt enbart på grund av egenvikten; En backventil 71 är parallellkopplad med ventilen 70 för att returrörelse av borrkroppen 1H ej skall hindras.

För tomgångskörning ställes, såsom tidigare nämnts, både rotationsventilen 57 och matningsventilen 58 i neutral- läge, d.v.s. i läge b. Borröret 23 hålles då av den fast anordnade chucken 21. När borrning skall igångsättas ställes först väljarventilen 61 i läge b. Därefter föres rotations- ventilen 57 till läge a varvid olja strömmar genom förbindelse- ledningen 62 till chuckarna 21 och 27, så att chucken 27 gri- per borröret och chucken 21 släpper detta samtidigt som chucken 27 börjar rotera. Matningsventilen 58 föres till läge a och matningen börjar. Matningen avstannar automatiskt när mat- ningscylindern 17 uppnått sitt ändläge, om inte matnings- ventilen 58 dessförinnan slås om.

När rotationsventilen 57 sedan återställes i neutral- läget b, så växlar chuckarna grepp ochen ny rörlängd kan manuellt påskruyas borröret 23. Vattenlekan 49 påskruvas därefter borrörets 23 ände. När matningsventilen 58 föres till läge c returneras borrkroppen 14 till sitt bakre läge.

Borrningen börjar åter när rotationsventilen 57 och mat- ningsventilen 58 ställes i lägena a.

För utdragning av borröret 23 ställes väljarventilen 61 i läge c och rotationsventilen 57 ställes i neutralläge b. Matningsventilen 58 användes sedan som ett gemensamt 10 15 20 25 30 35 '. _ , ..___.T._'*".-......-.._.“ - 8103433-2 6 manöverorgan för de båda chuckarna 21, 27 och matningscy- lindern 17. När matningsventilen 58 föres från neutralläge b till läget c släpper chucken 21 borröret och chucken 27 griper och drar borröret bakåt. När matningsventilen 58 föres till läge a växlar chuckarna automatiskt grepp och borrkroppen 14 går framåt utan att föraëborröret 23 med sig.

Detta upprepas om så erfordras tills lämplig borr- rörslängd dragits ut, varefter matningsventilen 58 föres till neutralläget b och rotationsventilen 57 föres till läge c, så att chucken 27 roterar bæëü. Chuckarnas 21, 27 gemensamma tillförselledning 60 dräneras nu genom väljar- ventilen 61 och matningsventilen 58. Den rörliga chucken 27 tillföres dock tryckolja vid förbindelseledningen 62. Tryc- ket till denna chuck upprätthålles på grund av styrventilen 65, varför chucken 27 griper. Den fasta chucken 21 bibehåller dock sitt grepp eftersom flödet genom strypventilen 65 drä- neras genom chuckarnas 21, 27 gemensamma tillförselledning 60. En mellan chuckarna placerad rörskarv isärskruvas därför maskinellt då manöverventilerna 57, 58 står i detta läge.

För att säkerställa bräckning av hårt åtdragna skarvar kan den fasta chucken 21 göras begränsat vridbar med en vridbar- het på exempelvis 250 så att slag kan erhållas.

Då återinföring av borröret önskas ställes väljar- ventilen 61 i läge a. Den rörliga chucken 27 kommer nu att föra med sig borröret 23 vid rörelse framåt. Manövrering sker med matningsventilen 58 medan rotationsventilen 57 får kvarstå i neutralläget b.

När borröret 23 har införts så långt att den fasta chucken 21 kommit att hålla yttre änden av röret pâskruvas en ny rörlängd löst varefter borrkroppen 14 köres bakåt.

Därefter föres rotationsventilen 57 till läge a så att chucken 27 samtidigt griper och roterar rörlängden, medan den fasta chucken 21 håller borröret 23.vilket liksom vid isärskruvning beror på strypventilen 65. Efter hopskruvning införes åter borröret 23 till dess att chucken 21 åter kom- mer att hålla yttre änden av borröret.

För att den första borrörslängden, kärnröret, skall 10 15 20 25 30 ' 8103433-2 7 kunna införas genom chuckarna 21, 27 måste båda dessa hållas öppna samtidigt. För detta ändamål ställer man rotationsventilen 57 i neutralläget b samt väljar- ventilen 61 och matningsventilen 58 i läge a.

Borrkroppen 14 föres då framåt tills den stannar i sitt främre ändläge. Båda chuckarna 21, 27 är då öppna.

Alternativt kan väljarventilen 61 och matningsventilen 58 ställas i läge c, varvid borrkroppen 14 stannar i sitt bakre läge.

Såsom ovan framkommit erhålles chuckarnas 21 27 manövrering automatiskt vid det ovan beskrivna borraggregatet. Under borrning samt påskruvning och isärskruvning av borrsträngelement(yerkställes chuck- manövreringen således med rotationsmotorns regler- ventil 57 medan den under utdragning eller införing av borrsträngen verkställes med matningsmotorns reglerventil 58. ' Särskilt vid större borraggregat kan det vara önskvärt att borra i berg med ett relativt högt varvtal, medan ett lägre varvtal och ett högre moment erfordras vid borrning i jord samt vid isärskruvning eller hopskruvning av borr- strängelement. För detta ändamål kan en växel- låda införas mellan rotationsmotorn 32 och chucken 27, så att två olika utväxlingar mellan motorn och chucken kan erhållas.

För att, vid borrningsaggregatets användning för nedåtriktad borrning, tryckavlasta gängorna på två med var- andra förbundna borrsträngelement under det att de gängas isär har en- ligt uppfinningen en tryckmedieled- ' ning 100 inkopplats mellan rotations- motorns 32 tillförselledning 37 och 10 15 20 25 30 35 8103433-2 8 matningscylinderns l7 tillförselledning 19. Med matnings- ventilen se förd till neutralläget b, vari chucken 21 fast- ett annat med detta 61 förd till läget och håller ett strängelement och chucken 27 förbundet strängelement, väljarventilen b, vari tillförselledningarna 18 och 19 är trycklösa, rotationsventilen 57 förd till läget c, matas tryckolja icke endast till motorn 32 utan vari motorn 32 rote- rar bakåt, även från ledningen 37 till ledningen 19 via ledningen 100, varigenom matningscylindern 17 tryckbelastas så att chucken 27 och de med denna förbundna anordningarna, såsom motorn 32, påverkas av en uppåtriktad kraft i riktning från chucken 21, som i huvudsak motsvarar tyngden av chucken 27 och med denna förbundna anordningar.

För att ett lagom stort flöde skall inmatas till cylindern l7 har ett flödesreglerande stryporgan 101 in- kopplats i ledningen 100. Denna reglering och en tryckregle- ring kan också eller i stället åstadkommas medelst en i led- ningen l00 inkopplad tryckregleringsventil l03. För att för- hindra returflöde genom ledningen 100 har en backventil 102 inkopplats i denna mellan organet l0l och ledningen 19. ventilen 70, som bl a har till uppgift att förhindra att chucken 27 med vid denna fastsatta anordningar förskjutes enbart på grund av egenvikten, begränsar även trycket på strängelementens gängor när dessa skruvas isär.

Om borrningsaggregatet skall användas för uppåt- riktad borrning anslutes ledningens 100 ena ände till led- ningen 36 i stället för till ledningen 37 och dess andra ände' anslutes till ledningen 18 i stället för till ledningen 19.

Med ventilen 57 i läge a och ventilerna 58 och 61 i de nyss beskrivna lägena b åstadkommes att vid ihopgängning av två strängelement - varvid tyngden av den förskjutbara chucken 27 och med denna förbundna anordningar medför att det i chucken 27 fastsatta strängelementet dras i riktning från den fasta chucken 21 - chucken 27 med de med denna förbundna anordning- arna av cylindern 17 förskjutes mot den fasta chucken 21 med en kraft som i huvudsak motsvarar den nämnda tyngden, vari- genom strängelementens gängor avlastas och därigenom utsättes för obetydligt f] ' 8103433-2 9 slitage. Vid aggregatets användning för uppåt- riktad borrning frånkopplas också wafiihmmas'70 och 71 an- slutningar till ledningen 19 och inkopplas i ledningen 18 för att kompensera vikten av chucken 27 och av de med denna 5 förbundna anordningarna samt att förhindra att dessa för- skjutes på grund av egenvikten.

Uppfinningen kan även modifieras på andra sätt inom patentkravens ram och är ej begränsad till den beskrivna och visade utföringsformen.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 8103433-2 10 ggTENTKRAv

1. Anordning vid berg- eller jordborrningsaggregat för roterande borrning, innefattande dels en axiellt fast anord- nad chuck (21) och dels en axiellt förskjutbart anordnad chuck (27), som är roterbar av en reversibel, tryckmedie- driven rotationsmotor (32), vilken har en tryckmedietill- förselledning för resp. drivriktning, och som är förskjut- bar fram och åter genom påverkan av en reversibel,tryck- mediedriven matningsmotor (17), vilken har en tryckmedie- tillförselledning (18, 19) för resp. drivriktning, varvid chuckarna är påverkbara för att åstadkomma dels utdragning och införing av en av ett flertal gängade muängelement sam- mansatt borrsträng (23) ur resp. i ett borrhål och dels hop- resp. isärgängning av dessa, k ä n n e t e c k n a d av att matningsmotorns (17) ena tryckmedietillförselledning (18 eller 19) är ansluten (100) till rotationsmotorns (32) ena tryckmedietillförselledning (37 eller 36), så att, vid isär-resp. ihopgànyüngiæ/två av ment, matningsmotorn påverkas för att förskjuta den förskjut- bara chucken (27) relativt den fasta chucken (21) i en rikt- ning för minskning av det på gängorna verkande trycket åstad- kommet av tyngden av den rörliga chucken och med denna för- bundna anordningar (13, 1H, 32).

2. Anordning enligt patentkravet 1, n a d av att ett flödesreglerande stryporgan (101) är in- fört i en ledning (100),som bildar anslutningen mellan mat- ningsmotorns (17) och rotationsmotorns (32) nämnda tryck- medietillförselledningar (18 eller 19 och 37 eller 36). k ä n n e t e c k - k ä n n e t-e c k -

3. Anordning enligt patentkravet 2, n a d av en i den nämnda ledningen (100) införd backventil (102), som förhindrar återföring av tryckmedium till rota- tionsmotorn (32) och företrädesvis även en tryckreglerings- ventil (103) i denna ledning.

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att den ena, företrädesvis den fasta, chucken (21) är anordnad att släppa vid tryckmedie- 8103433-2 11 belastning och att gripa vid tryckmedieavlastning samt att den andra chucken (27) är anordnad att gripa vid tryckmedie- belastning och släppa vid tryckmedieavlastning, varjämte, åtminstone då borraggregatet är anordnat för införing eller utdragning av borrsträngen (23), de båda chuckarna (21, 27) och matningsmotorns (17) ena tillförselledning (18, 19) är anordnade att väsentligen samtidigt påläggas tryckmediebe- lastning och att väsentligen samtidigt tryckmedieavlastas medelst ett gemensamt manöverorgan (58).