SE536564C2 - Anordning och förfarande för hantering av borrsträngskomponenter samt bergborrigg - Google Patents

Abstract

: En hanteringsanordning för hantering av borrsträngskomponenter(l) , rotation och drivning av en borrsträng avsedd, av en matarbalk (8, 8', 8") vid en bergborrigg vilken omfattar en för(2) fram- och återrörligt uppburen rotatoranordning (4),varvid hanteringsanordningen omfattar en griparenhet (ll) förgripande av borrsträngskomponenter (8, 8', 8"), som skainföras till respektive uttas från ett aktivt borrsträngsläge(A) för bergborriggen. Griparenheten (11) är uppburen svängbarkring en i området av matarbalken anordnad första svängaxel (Al) ett första läge, inriktat med nämnda aktiva och b) mellan: a) borrsträngsläge (A), ett andra läge, inriktat med ett avlämningsläge för borrsträngskomponenter, som ska införastill respektive uttas från nämnda aktiva borrsträngsläge (A),varvid hanteringsanordningen omfattar en svängarm (7), somuppvisar stödorgan (7') för uppbärande av enborrsträngskomponent, och som är svängbar kring en andrasvängaxel (A2) mellan ett lastningsläge förborrsträngskomponenter och nämnda avlämningsläge,varvid en inriktningsbalk (19) är fastsättbar vid sinaändomräden i anslutning till respektive område av den förstaoch den andra svängaxeln (Al;A2), och varvid inriktningsbalken(19) bildar mekaniskt stopp för såväl griparenheten (ll) inämnda andra läge som för svängarmen (7) i avlämningsläget. Uppfinningen avser även en bergborrigg och ett förfarande. Fig. 1

Description

536564 strängen och ihopgängas av operatören. Dessa arbetsmoment är belastande för operatören och medför en inte försumbar risk för lyft- och klämskador för operatören.

Kärnborrning sker ofta till mycket stora djup, såsom t ex till borrlängder mellan 1 OOO - 2 OOO m. På grund av att borrkronan i drift är utsatt för slitage, behöver den bytas ut relativt ofta, vilket medför att hela borrsträngen måste plockas ur borrhålet, demonteras till borrsträngskomponenter, den slitna borrkronan tas bort och ersättas med en ny, varefter borrsträngen ånyo kan sänkas ner i hålet. Därefter borras ytterligare en sträcka tills borrkronan ånyo måste byta ut osv. Vid själva borrningen är en spolvätskesvivel ansluten till borrsträngens övre ände för tillhandahållande av spol- vätska för borttransport av genom borrningen lösgjort berg- material.

UPPFINNINGENS ÄNDANIÅL ocH vIKTIGAsTE KÄNNETECKEN Det är ett ändamål med uppfinningen att tillhandahålla en anordning av ovannämnt slag, vid vilken problemen enligt ovan adresseras och åtminstone delvis löses.

Detta uppnås vid en hanteringsanordning enligt ovan genom att griparenheten är uppburen svängbar kring en i området av matarbalken anordnad första svängaxel mellan: a) ett första läge, inriktat med nämnda aktiva borrsträngsläge, och b) ett andra läge, inriktat med ett avlämningsläge för borrsträngskomponenter, som ska införas till respektive uttas från nämnda aktiva borrsträngsläge, varvid hanteringsanordningen omfattar en svängarm, som uppvisar stödorgan för uppbärande av en borrsträngskomponent, och som är svängbar kring en andra svängaxel mellan ett lastningsläge för borrsträngskomponenter och nämnda avlämningsläge, varvid en inriktningsbalk är fastsättbar vid sina ändområden i anslutning till respektive område av den 10 15 20 25 30 536564 första och den andra axeln, och varvid inriktningsbalken bildar mekaniskt stopp för såväl griparenheten i nämnda andra läge som för svängarmen i avlämningsläget.

Genom gripareenhetens svängbarhet medges att i det första läget den är inrättad att aktivt inrikta ändpartier av borrsträngskomponenter som ska skarvas med varandra. Härigenom uppnås möjlighet till korrekt inriktning i sin helhet mellan borrsträngskomponenter, som ska skarvas, respektive som ska separeras, vilket medger säkerhet för korrekt hantering av borrsträngskomponenterna vid gängningsoperationerna och undvikande av gängskador, vilket kan bli följden vid felaktiga försök till sammangängning. Det är även viktigt att isärdragning sker inriktat och kontrollerat.

Genom svängbarheten till det andra läget uppnås att griparenheten blir kapabel att i detta andra läge ingripa med ett ändparti av en borrsträngskomponent i avlämningsläget för att i detta läge på motsvarande sätt ombesörja inriktning inför ingängning och urgängning av en lyftplugg eller en spol- vätskesvivel (i fallet av borrsträngens för närvarande sista borrsträngskomponent) i respektive från den gripna borr- strängskomponenten. Gripareenheten ombesörjer således fastsättning av en lyftplugg respektive en vattensvivel på borrsträngskomponenten i avlämningsläget.

Hanteringsanordningens svängarm ombesörjer att en uppburen borrsträngskomponent svängs från ett lastningsläge för borrsträngskomponenter, vilket t ex lämpligen är ett horisontellt läge till nämnda avlämningsläge, vilket vanligen är ett lutande läge för den uppburna borrsträngskomponenten.

Till lastningsläget kan borrsträngskomponenten överföras manuellt eller genom någon i och för sig känd transportmetod. I avlämningsläget sker därefter inriktad samverkan med griparenheten, vilken är i sitt andra läge.

I ändamål att på ett effektivt och säkert sätt tillförsäkra noggrann inriktning mellan griparenheten och den 10 15 20 25 30 536564 av svängarmen uppburna borrsträngskomponenten är enligt uppfinningen en inriktningsbalk inrättad, vilken är så utformad och anordnad att den bildar mekaniskt stopp för såväl griparenheten i nämnda andra läge som för svängarmen i avlämningsläget. För detta ändamål är inriktningsbalken fastsättbar vid sina ändomráden i anslutning till respektive område av den första och den andra axeln. Detta arrangemang medför att inriktningsbalken i varje inställningsläge för borriggen, t. ex med olika lutningar för matningsbalken, vid varierande lutning hos ett underlag för riggen och olika höjdlägen för riggens delar, mer eller mindre automatiskt kan utgöra dels inställningsreferens genom nämnda mekaniska stopp, dels mer eller mindre automatiskt dessutom tillhandahålla lämplig ändpositionering av den av svängarmen uppburna borrsträngskomponenten i förhållande till griparenheten.

Uppfinningen medför stora hanteringsmässiga fördelar.

Det ska noteras att kraven på inriktning för ihopgängning av borrsträngskomponenter för kärnborrning är mycket strikta.

Således tolereras inte en felriktning av komponenter, som ska sammangängas på mer än 10. Större vinkelavvikelser medför med all sannolikhet misslyckad ihopgängning och i allvarligare fall gängskador.

Det föredras att inriktningsbalken är fastsättbar ledbart kring en första ledaxel i anslutning till ett område av den första svängaxeln och i synnerhet att den första ledaxeln är åtminstone väsentligen koaxiell med den första svängaxeln. Likaledes föredras att inriktningsbalken är fastsättbar ledbart kring en andra ledaxel i anslutning till ett område av den andra svängaxeln och i synnerhet att den andra ledaxeln är åtminstone väsentligen koaxiell med den andra svängaxeln. Dessa arrangemang var för sig underlättar och kan, speciellt i samverkan, till och med eliminera behovet av justering av inriktningsbalken och/eller med denna samverkande organ på griparenheten respektive svängarmen efter 10 15 20 25 30 536564 omställning av riggen eller tom. vid oavsiktlig flyttning av riggen eller av stödet (såsom magasinet) för inriktningsbalkens från riggen vända ände.

I det första läget är griparenheten positionerad för att ingripa med ett ändparti av en första borrsträngskomponent respektive ett ändparti av en andra borrsträngskomponent. I det andra läget är griparenheten positionerad för att ingripa inriktat med ett ändparti av en borrsträngskomponent som ska införas till respektive uttas från nämnda aktiva borrsträngsläge.

Lämpligen har inriktningsbalken av bl. a. tillverkningsmässiga skäl rätlinjig utsträckning.

Föredraget uppvisar svängarmen och/eller griparenheten i ett respektive distalt område, motsatt ett område av respektive ledaxel, anslagselement för inriktningskontakt med anslagsorgan på inriktningsbalken i nämnda avlämningsläge. Lämpligen är åtminstone ett av nämnda anslagselement och nämnda anslagsorgan inställbart för justering av inriktningsläge.

Föredraget uppvisar svängarmen och/eller inriktningsbalken inbördes styrelement för sidoinriktning av svängarmen i avlämningsläget för att i viss mån eliminera en effekt av en inbördes sidosnedställning av svängarmen relativt inriktningsbalken.

Det är föredraget att inriktningsbalken uppvisar en längsstyrning och en längs längsstyrningen drivbart förflyttbar griparvagn, vilken uppvisar en ledbart inrättad gripare för gripande av ett första ändomràde av den första borrsträngskomponenten, vars andra ändomràde är inrättat att vara i ingrepp med en lyftplugg. Detta arrangemang underlättar starkt hanteringen såväl under processen att med en lyftwire lyfta och införa en borrsträngskomponent till borrsträngläget som under processen att lyfta och bortföra en borrsträngskomponent från borrsträngläget. Någon motsvarande 10 15 20 25 30 536564 styrning sker i princip inte enligt teknikens bakgrund, utan det är upp till operatörens att se till att i mest upplyfta lägen av en borrsträngskomponent, när denna hänger i lyftwiren, ett korrekt införande till borrsträngsläget sker respektive ett korrekt bortförande från borrsträngsläget till ett överlämningsläge för bottransport sker. Arrangemanget med /en griparvagn medger i stället säkert och korrekt styrning av en fri ände av en lyft borrsträngskomponent i respektive läge.

Uppfinningen avser även en bergborrigg inkluderande en för rotation och drivning av en borrsträng avsedd, av en matarbalk fram- och àterrörligt uppburen rotatoranordning, och en hanteringsanordning enligt ovan.

Vidare avser uppfinningen ett förfarande för hantering av borrsträngskomponenter vid en bergborrigg. Detta förfarande utmärks av att griparenheten svängs kring en i området av matarbalken anordnad första svängaxel mellan: a) ett första läge, inriktat med nämnda aktiva borrsträngsläge, och b) ett andra läge, inriktat med ett avlämningsläge för borrsträngskomponenter, som ska införas till respektive uttas från nämnda aktiva borrsträngsläge, varvid en svängarm, som uppvisar stödorgan för uppbärande av en borrsträngskomponenten, svängs kring en andra svängaxel mellan ett lastningsläge för borrsträngskomponenter och nämnda avlämningsläge, och varvid en inriktningsbalk som är fastsättbar vid sina ändområden i anslutning till respektive område av den första och den andra axeln, mekaniskt stoppar såväl griparenheten i nämnda andra läge som svängarmen i avlämningsläget.

De fördelar, som anges ovan i samband med den uppfinningsenliga hanteringsanordningen och de denna underordnade särdragen är applicerbara även vid det uppfinningsenliga förfarandet. 10 15 20 25 30 536564 Uppfinningen ska nu närmare beskrivas med ledning av utföringsexempel och med hänvisning till de bifogade ritning- arna .

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGAR Fig. 1 visar i en sidovvy en bergborrigg för kärnborrning försedd med en hanteringsanordning enligt uppfin- ningen och i samband med ett magasin för borrsträngskomponen- ter, Fig. 2 visar i en perspektivvy griparenheten isolerad och i större skala, Fig. 3 visar en sidovvy motsvarande Fig. 1 med organ tillhörande hanteringsanordningen i ett annat läge, Fig. 4 visar i en perspektivvy en till hanteringsanordningen hörande griparvagn, Fig. 5a och b visar i större skala perspektivvyer av hanteringsanordningen i huvudsak motsvarande lägena i Fig. 1 och 3, och Fig. 6 visar schematiskt ett flödesschema för ett förfarande enligt uppfinningen, och Fig. 7a och b visar i större skala perspektivvyer av hanteringsanordningen i olika lägen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I Fig. 1 är visad en med varierande lutningsvinkel inställbar matarbalk 2 till en bergborrigg för kärnborrning.

Riggen inkluderar en på matarbalken 2 fram- och àterrörligt uppburen en rotatoranordning 4. Under (pà bilden) rotatoranordningen 4 är anordnad en rörhållare 5 för temporär fasthàllning av borrsträngen då så är behövligt.

Intill matarbalken 2 är inrättat ett (ej visat) kraft- och drivaggregat för tillhandahållande av tryckfluid m m till bergborriggen och en lyftvinsch (ej visad). Ett magasin 6 är anordnat för mottagning av borrsträngskomponenter 10 15 20 25 30 536564 (indikerat med streckprickad linje vid 8), vilka ska införas till respektive utplockas från bergborriggen på ett sätt som kommer att beskrivas nedan.

Magasinet 6 kan vara utformat pä olika sätt men är i Fig. l exemplifierat i form av ett i huvudsak horisontellt bord, vilket är lutningsbart så att borrsträngskomponenter 8 kan bringas att rulla mot en för upptagning av en borrsträngskomponent 8 inrättad svängarm 7.

På Fig. 1 är vidare indikerad med en streckprickad linje vid 8” en borrsträngskomponent i ett läge under en lyftningsfas, vilket är ett lutande läge i förhållande till matarbalken 2.

Denna linje vid 8” i Fig. 1 är avsedd att illustrera ett mellanläge under lyftningsfasen, vilket avslutas med att borrsträngskomponenten intar ett läge, som är koaxiellt med ett aktivt borrsträngsläge för bergborriggen. Lyftning sker med hjälp av en överst på borrsträngskomponenten 8” ingängad lyftplugg (25 se nedan). Lyftpluggen är under denna process i sin tur förbunden med en (ej visad) lyftwire, vilken i sin tur gär över en wiretrissa (ej visad) överst på matarbalken och med sin andra part förlöper i huvudsak parallellt med matarbalken 2 till den i området av kraft- och drivaggregatet 3 inrättade lyftvinschen (ej visad).

Till yttermera visso visas på Fig. 1 en lyftplugg 25 gripen av en griparenhet 11 och fastgängad vid ett ändparti av en i ett borrsträngsläge befintlig borrsträngskomponent 8'.

På Fig. l framgår Vidare att nämnda ändparti är upp- stickande ur rotatoranordningen 4 så att denna borr- strängskomponent 8' befinner sig i ett aktivt borrsträngsläge A. Borrsträngskomponenten 8' uppvisar en hongänga för ingrepp med en motsvarande hangänga på pluggen 25.

Pàskarvning av en ytterligare, andra, borrsträngskomponent 8” på den första borrsträngskomponenten 8' i ändamål av förlängning av borrsträngen för efterföljande 10 15 20 25 30 536564 nedsänkning i borrhålet sker väsentligen motsvarande förfarandet för pågängning av en lyftplugg. Se nedan.

Griparenheten 11 är visad i ett första läge i Fig. 1, i vilket ett av griparenheten 11 definierat gripläge, vilket uppvisar en griplägesaxel G (se streckad linje i Fig. 1), är koaxiellt med nämnda aktiva borrsträngsläge A.

Vidare framgår mer i detalj i denna figur en inriktningsbalk 19, vilken är anordnad att utgöra stopp för svängarmen 7 i ett uppsvängt avlämningsläge för en uppburen borrsträngskomponent 8. Därutöver utgör inriktningsbalken 19 stopp för griparenheten 11 i det andra läget för denna.

Stödorgan i form av en ränna för uppbärande av en borrsträngskomponent indikeras med 7”.

Griparenheten 11, som visas mer i detalj i Fig. 2, uppvisar en första uppsättning gripare 12 för ingrepp med nämnda första borrsträngskomponent 8' (i Fig. 1) och rotationsorgan 14 i form av en rotationsgripenhet, vilken uppvisar drivrullar 20 för ingrepp med en komponent såsom en borrsträngskomponent som ska roteras jämte drivmotorer 21 för dessa drivrullar. Därutöver uppvisar griparenheten 11 en andra uppsättning gripare 13 för samverkan med rotationsgripenheten för ingrepp med en komponent. Varje uppsättning gripare 12 och 13 omfattar ett par gripelement såsom gripklor, vilka lämpligen kan vara individuellt manövrerbara för att kunna fungera även som stopp för en framförd borrsträngskomponent.

Samma gäller för rotationsgripenheten, vilken omfattar ett par rotationsgriporgan.

Den första uppsättningen gripare 12 manövreras av hydraulcylindrar av vilka en indikeras med 15 och den andra uppsättningen gripare manövreras av hydraulcylindrar 17.

Rotationsorganen 14 med drivrullarna är uppburna på svängbara rotationsklämorgan, vilka förs till ingrepp med en komponent som ska roteras med hjälp av hydraulcylindrar, av vilka en visas och indikeras med 16. 10 15 20 25 30 536564 En del av griparenheten 11 omfattande rotationsorganen 14 och normalt även den andra uppsättningen gripare 13 är till yttermera visso förskjutbar i en riktning parallellt med nämnda griplägesaxel 3. Se dubbelpil. Syftet med denna förskjutbarhet är att tillägna del av griparenheten 11, och i synnerhet rotationsorganen 14 en axiell rörelse samt en rotation av drivrullarna så att det kompenseras för gängstigningen under rotationsdrivningen av den komponent som roteras.

På Fig. 2 framgår vidare en svängenhet 18, vilken fästs vid riggen och uppbär griparenheten 11 för svängning kring en första svängaxel A1 mellan det i Fig. 1 och 2 visade läget (ett första läge) och ett utfällt läge (ett andra läge), vilket beskrivs nedan.

I Fig. 2 visas uppsättningarna gripare 12 och 13 med den ena respektive gripklon öppen. Allmänt gäller att öppen andra uppsättning gripare och till ingrepp med pluggen eller borrsträngskomponenten infällda rotationsorgan 14 medger rotation av pluggen eller borrsträngskomponenten 8 utan hinder från ingrepp av den andra uppsättningen gripare 13.

Efter anbringning av en ytterligare borrsträngskomponent till ett läge ovanpå en i läge A befintlig (i stället för lyftpluggen 25 i Fig.1) dras således borrsträngskomponenterna ihop av rotationsorganen, varefter skarven på sedvanligt sätt slutdras av rotatoranordningen 4.

Därefter kan borrsträngen sänkas, genom att lyftwiren slackas.

(Naturligtvis sker påskarvning på samma sätt när borrsträngen sjunkit genom borrning.) Därefter sker sänkning av borrsträngen ner till det läge som visas i Fig. 1, varvid nästa borrsträngskomponent nått det läge som indikeras med 8' med ett ändparti uppstickande ur rotatoranordningen 4 och med lyftpluggen 25 sittande ovanpå denna borrsträngskomponent. Denna lyftplugg ska nu dras loss från borrsträngen. 10 10 15 20 25 30 536564 Lyftpluggen 25 utgörs av en svivelanordning och uppvisar därför två inbördes vridbara delar, vilket framgår av Fig. 2, nämligen en ingreppsdel 26, vilken underst är försedd med en hangänga 26' på sin fria, mot borrsträngskomponenten vända ände och en lyftdel 27, vilken ytterst är försedd med en lyftögla för samverkan med en lyftwire såsom beskrivs ovan.

Rotationsgripenheten hos griparenheten 11 omfattar drivrullarna 20, vilka uppvisar en yta med ingreppsmedel för tillförsäkrande av bra gripingrepp mot en komponent som skall roteras. Drivmotorerna 21 är i det visade exemplet inrättade i sidled av drivrullarna 20 och tillsammans med dessa uppburna på en rotationsorganen 14 bärande svängarmskonstruktion.

När griparenheten 11 aktiveras sä att rotationsorganen 14 och den andra uppsättningen gripare 13 förskjuts axiellt i riktning från borrsträngskomponenten 8 sätts drivrullarna 20 i rotation för rotationsdrivning av ingreppsdelen 26. Lyftpluggen 25 förs axiellt i riktning från den borrsträngskomponent den ska dras fri fràn. Lyftdelen 27 är samtidigt hàllen av nämnda andra uppsättning gripare 13 för att förhindra rotation av denna och för att förhindra att oönskad vridning ska fortplanta sig till lyftwiren.

Sålunda har den första uppsättningen gripare 12 gripit ändpartiet av borrsträngskomponenten 8' under det att rotationsorganen 14 har gått i ingrepp med ingreppsdelen hos lyftpluggen 25 och den andra uppsättningen gripare 13 kommit i ingrepp med lyftdelen 27 hos lyftpluggen 25 varefter lösgöring av lyftpluggen 25 genom sker genom rotationsverkan av rota- tionsorganen 14.

När lyftpluggen 25 är lossdragen från borrsträngskomponenten 8' (Fig. 1) svängs den genom svängen- hetens 18, vilken uppbär griparenheten 11, försorg från det första läget i riktning mot nämnda andra läge. För att medge denna svängning har den första uppsättningen gripare 12 öppnat 11 10 15 20 25 30 536564 medan fortfarande rotationsorganen 14 liksom den andra upp- sättningen gripare 13 är i ingrepp med lyftpluggen 25.

På Fig. 3 framgår att nämnda svängenhet 18 svängt griparenheten 11 med hàllen lyftplugg 25 till det andra läget där gripläget är inriktat för samverkan med en borrsträngs- komponent 8 uppburen av svängarmen 7 ansluten till nämnda magasin 6. Detta bestämda läge för griparenheten 11 tillförsäkras genom att inriktningsbalken 19 bildar mekaniskt stopp för svängningsrörelsen av griparenheten 11 i nämnda andra läge.

På Fig. 3 visas även att svängarmen 7 har svängts upp kring en andra svängaxel A2 till avlämningsläget, varvid på motsvarande sätt inriktningsbalken 19 utgör ett mekaniskt stopp för svängningsrörelsen av svängarmen 7 i avlämningsläget.

Lämpligen uppbär åtminstone någon av svängarmen 7 och griparenheten 11 i ett respektive distalt område, motsatt ett område av den första respektive andra svängaxeln ett (ej visat) anslagselement för inriktningskontakt med inriktningsbalken, vilken lämpligen här uppvisar ett speciellt (ej visat) anslagsorgan i form av en metallplatta, en mothållsarm eller dylikt. Ett exempel på en mothållsarm för samverkan med den griparenheten 11 uppbärande svängenheten 18 framgår av Fig Sa och 5b. Åtminstone ett av nämnda anslagselement och nämnda anslagsorgan är lämpligen inställbart för justering av inriktningläge genom lämpliga i och för sig kända distansjusteringsmedel (ej visat). På svängarmen förefinnes även ett gaffelformat styrelement 30 för sidoinriktning av svängarmen i avlämningsläget genom att detta gaffelartat omgriper om sidokanter av inriktningsbalken i avlämningsläget. Motsvarande kan finnas på inriktningsbalken och även griparenheten kan vara försedd med respektive vara föremål för ingrepp med motsvarande styrelement. 12 10 15 20 25 30 536564 Det inses att nämnda första uppsättningen gripare 12 befinner sig i ett läge för gripingrepp med borrsträngskomponenten 8, då denna nått nämnda avlämningsläge. Änden av borrsträngskomponenten 8 med en hongänga belägen ytterst på den nu i avlämningsläget placerade borr- strängskomponenten 8 blir då tillgänglig för gripande av griparenheten 11.

Lyftpluggen 25 är samtidigt hållen av den rotationsorganen 14 utgörande rotationsgripenheten och den andra uppsättningen gripare 13 och är då klar för ihopgängning med borrsträngskomponenten 8.

I ändamål att kompensera för gängstigningen vid ingängningen kommer en enhet innefattande rotationsorganen 14 och den andra uppsättningen gripare 13 även i detta fall att förskjutas axiellt i riktning mot borrsträngskomponenten 8 och drivrullarna roteras.

Efter avslutad ingängning av hangängan 26' på ingreppsdelen 26 (se Fig. 2) i hongängan i borrsträngskomponenten 8 frigörs åter den första uppsättningen gripare 12 liksom även rotationsorganen 14 samt den andra uppsättningen gripare 13. Härigenom är borrsträngskomponenten 8 fri att lyftas med hjälp av lyftwiren så att den bl a passerar den position som visas med streckprickad linje (8”) och sedermera hamnar i läget för den andra borrsträngskomponenten längs ”griplägesaxeln” antydd med G i Fig. 1.

Innan borrsträngskomponenten 8 gjorts fri från griparna har den i området av den andra änden, motsatt änden, som ihopgängats med en lyftplugg, gripits av en på en griparvagn 40 vid en led 43 ledat fastsatt styrgripare 41, vilken manövreras av en hydraulcylinder. En utföringsform av denna framgår mer i detalj pà Fig. 4. Därefter sänks svängarmen 7 till lastningsläget (i Fig. 1) där den är ur vägen för griparvagnens 40 rörelse. 13 10 15 20 25 30 536564 Inriktningsbalken 19 uppvisar en längsstyrning 42 för den drivbart förflyttbara griparvagnen 40. Leden 43 har en ledaxel väsentligen parallell med den första och den andra svängaxeln Al och A2 för medgivande av svängning i samma plan som upptar borrsträngsläget och avlämningsläget.

Styrgriparen är utformad att efter gripande av nämnda borrsträngskomponent 8 styra den fria änden därav för att kontrollera dess rörelse under lyftningsprocessen och för att styra in denna fria ände till i inriktning med borrsträngsläget A i riggen. Vid aktiverad styrgripare gripande en borrsträngskomponent och löpande griparvagn är det inrättat så att styrgriparen följer med i vridrörelsen utan att vara vridstyrd för sig. För inriktningsändamäl för att hamna i rätt position för gripning av en borrsträngskomponent dels i det yttre läget, som visas på Fig. 3, dels i det inre läget intill matarbalken, måste dock aktiv vridningsinriktning av styrgriparen ske kring ledens 43 axel. Detta ombesörjs lämpligen genom att griparvagnen är försedd med ett vriddon för styrgriparen 41, vilket vriddon kan vara i form av en hydraulcylinder eller en annan typ av vridaktuator av i och för sig känt slag verkande mellan två ändlägen enligt ovan.

Med hänvisning åter till Fig. 3, framgår att griparvagnen 40 med sin styrgripare 41 är i en första position (med heldragna linjer) i ett första, yttre läge av inriktningsbalken för att där gripa det första ändomràdet av den för lyftning avsedda borrsträngskomponenten 8, vars andra ändområde är avsett att vara i gängingrepp med en lyftplugg eller dylikt för samverkan med nämnda lyftvinsch.

I ett mittläge visas tydligare i Fig. 7a griparvagnen indikerad med hänvisningsbeteckning 40' (med streckade linjer i Fig. 1 och 3) styrande borrsträngkomponenten 8”.

Griparvagnen visas också tydligare i Fig. 7b indikerad med hänvisningsbeteckning 40" (med streckade linjer i Fig. 3) i en andra position i ett andra, inre läge av 14 10 15 20 25 30 536564 inriktningsbalken intill matarbalken 2. Här är den inrättad att med styrgriparen 41 inrikta nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget. Normalt kan sådan inriktning ske mot ett vid matarbalken standardmässigt inrättat fram- och bortförbart styrande inriktningshjälpmedel (ej visat här) för att styra in den inkommande undre änden av en borrsträngskomponent.

Inriktningsbalken är ledat fäst vid en första ledaxel L1 i anslutning till ett område av den första svängaxeln A1, vilket föredraget är så att den första ledaxeln L1 är koaxiell med den första svängaxeln Al. Inriktningsbalken 19 är även ledat fäst vid en andra ledaxel L2 i anslutning till ett område av den andra svängaxeln A2, vilket föredraget är så att den andra ledaxeln L2 är koaxiell med den andra svängaxeln A2.

Härigenom kan en eftersträvad referens för stopp av svängningsrörelserna för såväl svängarmen som griparenheten erhållas vid uppställning och vid omställning av riggen på ett enkelt sätt utan att några komplicerade mätmetoder eller dylikt behöver tillämpas eftersom inriktningsbalken efter omställning av riggen automatiskt kommer att anta en adekvat inriktning då ett stöd (såsom ett magasin 6) för inriktningsbalken på den från matarbalken vettande änden därav förankras på ett underlag.

Såsom inses och visas på figurerna svänger svängarmen såväl som griparenheten, i den visade utföringsformen och med den visade uppställningen av bergborriggen, i ett vertikalplan eller i vart fall i ett plan, som inkluderar en axel för borrsträngsläget A i riggen, eller i ett plan som är parallellt med ett sådant plan, varvid axlarna Al och A2 är (väsentligen) horisontella. Om behov skulle finnas att snedställa matarbalken i sidled skulle det givetvis bli aktuellt med motsvarande snedställning av axlarna A1 och A2 resp. Ll och L2. 15 10 15 20 25 30 536564 Det föredras således att svängarmen 7 svänger i ett vertikalplan, eller i ett plan, som inkluderar en axel för borrsträngsläget A i riggen, eller i ett plan som är parallellt med ett sådant plan, tills den når det läge där den inriktas av inriktningsbalken. Det utesluts dock inte att svängarmen har en koppling till inriktningsbalken, som medger inriktning i en variant där svängarmen beskriver en annan en kombinatorisk horisontellt och vertikalt rörelse, t ex. förlöpande svängningsrörelse. En (ej visad) variant med två ledaxlar L2' och L2" förlöpande t ex i vinkel till varandra är inte heller utesluten. Detta skulle kunna vara av intresse om det av t ex hanteringsmässiga skäl finns behov av att arrangera lastningsläget annorlunda än vad som visas på figurerna.

Efter inplacering och instyrning av den nya borrsträngskomponenten kan denna dras ihop med borrsträngen såsom beskrivs ovan.

Så långt har beskrivits hanteringsanordningens enligt uppfinningen operativa funktion vid nedsänkning av en borr- sträng efter t ex utbyte av en borrkrona. Vid upptagning av borrsträngen sker i princip det motsatta förfarandet, nämligen fastgängning av lyftpluggen på en i det aktiva borrsträngs- läget sittande borrsträngskomponent, uppdragning av lyftplug- gen med vidhängande borrsträng till ett läge då rotatoranord- ningen pà i och för sig känt sätt är inrättad att dra loss den översta borrsträngskomponenten från efterföljande borrsträngs- komponent.

Därefter sker vidarelyftning av borrsträngen så att nästa borrsträngskomponent med sitt ändparti hamnar i det läge som framgår av Fig. 1, varefter griparenheten ll träder in och med rotationsorganen 14 griper den översta borrsträngs- komponenten och med den första uppsättningen gripare 12 griper i ändamål av inrikt- nästa borrsträngskomponent (”den första”) 16 10 15 20 25 30 536564 ning i samband med att rotationsorganen 14 drivs för kontrol- lerad lossvridning av denna borrsträngskomponent.

Därefter grips den sålunda lossdragna borrsträngskomponenten av nämnda styrgripare 41 och förs genom griparvagnens 40 rörelse bort från matarbalken 2 ut från läget parallellt med det aktiva borrsträngsläget med dess undre ände, samtidigt som lyftwiren kontrollerat slackas, så att borrsträngskomponenten slutligen hamnar i avlämningsläget. Här kan den och lyftpluggen då gripas av griparenhetens ll gripare för urgängning av den senare. Upplyftning av svängarmen 7 för mottagning av borrsträngskomponenten sker nu, och då urgängningen är avslutad kan svängarmen sänkas för bortförande av den uppburna borrsträngskomponenten till ett magasin eller liknande. Därefter kan processen upprepas så många gånger som är nödvändigt.

På Fig. 5a och 5b visas i förtydligande syfte delvyer i de lägen av delarna, som motsvarar respektive Fig. 1 och Fig. 3 i perspektiv i förstorad skala.

Med 44 betecknas ett stöd för en till griparvagnen 40 hörande kabel-/ledningskedja (ej visad). 7' indikerar V- formiga stöd för en av svängarmen 7 upptagen borrsträngskomponent. 7” indikerar en vid svängarmens fria ände anordnad V-formad inriktningsgaffel för borrsträngskomponenter.

I Fig. 6 illustreras schematiskt en förfarandesekvens innefattande ett förfarande enligt uppfinningen avseende upp- tagning av en borrsträng i en bergborrigg, t ex för utbyte av borrkrona, varvid: Position 31 indikerar sekvensen start.

Position 32 indikerar uppdragning av borrsträngen till ett översta läge och tillförsäkrande att rotatoranordningen är i sitt understa läge efter att denna dragit loss den översta borrsträngskomponenten från nästa borrsträngskomponent. 17 10 15 20 25 30 536564 Position 33 indikerar insvängning av griparenheten till det första läget.

Position 34 indikerar aktivering av den första uppsättningen gripare för att gripa ett ändparti av den understa borr- strängskomponenten (8' i Fig. 1) och av rotationsgripenheten för att gripa ett ändparti av den översta borrsträngskomponen- ten (8” antydd i Fig. 1).

Position 35 indikerar lossdragning av den översta borrsträngs- komponenten genom rotationsgripenheten och därefter öppning av griparenhetens alla gripare.

Position 36 indikerar uttagning av den lösgjorda borrsträngs- komponenten och placering därav i ett avlämningsläge där den är uppburen på en svängarm assisterat av styrgriparen.

Position 37 indikerar svängning av griparenheten till det andra läget och gripande av lyftpluggen samt ändpartiet av den lösgjorda svängarmen för upptagning av borrsträngskomponenten för lossdragning av lyftpluggen genom rotationsgripenheten.

Position 38 indikerar svängning av svängarmen till lastningsläget för bortförsel av borrsträngskomponenten.

Position 39 indikerar sekvensens avslutning.

Denna sekvens är avsedd att upprepas så många gånger det behövs. Dä det i stället handlar om nedsänkning av en borrsträng, t ex efter ett utbyte av borrkrona sker stegen i huvudsak i omvänd ordning, vilket beskrivits i detalj mot bak- grund av figurerna.

Uppfinningen har beskrivits mot bakgrund av en berg- borrigg för kärnborrning, men den är tillämplig även för andra typer av riggar såsom sådana för oljeborrning och liknande.

Uppfinningen kan modifieras inom patentkravens definitioner. Svängningsrörelserna av svängarmen och griparenheten kan ske på olika sätt genom olika typer av och de kan vara fästa vid någon annan komponent än själva riggens matarbalk. 18 10 15 20 536564 Inriktningsbalken kan vara fäst med ledaxeltappar, som är gemensamma element med tappar för nämnda svängaxlarna.

Fästen mot riggen/matarbalken respektive stöd/magasin kan vara anordnade med skruvdon, svetsning etc. Längsstyrningen kan utgöras av externa partier på inriktningsbalken, såsom sidokanter av flänsar till en H-balk, en I-balk eller dylikt.

Griparvagnen drivs lämpligen via en wire eller dylikt av en drivmotor. Griparvagnen kan även uppbära drivmotor, vilken verkar mot inriktningsbalken.

Svängarmen kan vara utformad på olika sätt och uppvisa olika organ av i och för sig känt slag, såsom av rännform, gaffelform etc. för samverkan med en uppburen borrsträngskomponent. För anpassning till olika långa borrsträngskomponenter förses lämpligen något av stödorganen 7' eller en ränna på svängarmen med justerbara eller utbytbara ändstopp.

Det föredras att griparenheten är försedd med sagda första uppsättning gripare för gripning av nämnda ändparti av den första borrsträngskomponenten. Det utesluts dock inte att den första uppsättningen gripare byts ut mot en styrande inriktningsanordning utan griparfunktion. 19

Claims (20)

10 15 20 25 30 536564 Patentkrav:

1. Hanteringsanordning för hantering av borrsträngskomponenter (8, 8', 8") vid en bergborrigg (l), vilken omfattar en för rotation och drivning av en borrsträng avsedd, av en matarbalk (2) fram- och äterrörligt uppburen rotatoranordning (4), varvid hanteringsanordningen omfattar en griparenhet (11) för gripande av borrsträngskomponenter (8, 8', 8"), som ska införas till respektive uttas från ett aktivt borrsträngsläge (A) för bergborriggen, kännetecknad av - att griparenheten (ll) är uppburen svängbar kring en i området av matarbalken anordnad första svängaxel (Al) mellan: a) ett första läge, inriktat med nämnda aktiva borrsträngsläge (A), och b) ett andra läge, inriktat med ett avlämningsläge för borrsträngskomponenter, som ska införas till respektive uttas från nämnda aktiva borrsträngsläge (A), varvid hanteringsanordningen omfattar en svängarm (7), som uppvisar stödorgan (7') för uppbärande av en borrsträngskomponent, och som är svängbar kring en andra svängaxel (A2) mellan ett lastningsläge för borrsträngskomponenter och nämnda avlämningsläge, varvid en inriktningsbalk (19) är fastsättbar vid sina ändomràden i anslutning till respektive område av den första och den andra svängaxeln (Al;A2), och varvid inriktningsbalken (19) bildar mekaniskt stopp för såväl (ll) griparenheten i nämnda andra läge som för svängarmen (7) i avlämningsläget.

2. Hanteringsanordning enligt kravet 1, kännetecknad av att inriktningsbalken (19) är fastsättbar ledbart kring en första (L1) ledaxel i anslutning till ett område av den första svängaxeln (A1). 20 10 15 20 25 30 536564

3. Hanteringsanordning enligt kravet 2, kännetecknad av att den första ledaxeln (L1) är åtminstone väsentligen koaxiell med den första svängaxeln (Al).

4. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, är fastsättbar kännetecknad av att inriktningsbalken (19) ledbart kring en andra ledaxel (L2) i anslutning till ett område av den andra svängaxeln (A2).

5. Hanteringsanordning enligt kravet 4, kännetecknad av att den andra ledaxeln (L2) är åtminstone väsentligen koaxiell med den andra svängaxeln (A2).

6. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att i det första läget, griparenheten (ll) är positionerad för att ingripa med ett ändparti av en första (8') (8”). borrsträngskomponent respektive ett ändparti av en andra borrsträngskomponent

7. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att i det andra läget, griparenheten (ll) är positionerad för att ingripa inriktat med ett ändparti av en borrsträngskomponent som ska införas till respektive uttas från nämnda aktiva borrsträngsläge (A).

8. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att inriktningsbalken (19) har rätlinjig utsträckning.

9. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att svängarmen (7) och/eller griparenheten (11) i ett respektive distalt område, motsatt ett område av respektive svängaxel, uppvisar anslagselement för 21 10 15 20 25 30 536564 inriktningskontakt med anslagsorgan på inriktningsbalken (19) i nämnda avlämningsläge.

10. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att åtminstone ett av nämnda anslagselement och nämnda anslagsorgan är inställbart för justering av inriktningläge.

11. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att svängarmen och/eller inriktningsbalken (30) uppvisar styrelement för sidoinriktning av svängarmen i avlämningsläget.

12. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att inriktningsbalken (19) uppvisar en längsstyrning (42) och en längs längsstyrningen drivbart förflyttbar griparvagn (40), vilken uppvisar en ledbart inrättad styrgripare (41) för gripande av ett första ändområde av en borrsträngskomponent, vars andra ändområde är inrättat att vara i ingrepp med en lyftplugg.

13. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att svängarmen (7) såväl som griparenheten (11) är svängbara i ett vertikalplan eller i ett plan, som inkluderar en axel för det aktiva borrsträngsläget (A), eller i ett plan som är parallellt med ett sådant plan.

14. Bergborrigg inkluderande en för rotation och drivning av en borrsträng avsedd, av en matarbalk (2) fram- och återrörligt uppburen rotatoranordning (4), kännetecknad av att den inkluderar en hanteringsanordning enligt något av kraven 1 - 13. 22 10 15 20 25 30 536564

15. Förfarande för hantering av borrsträngskomponenter (8, 8', 8") vid en bergborrigg (1), varvid en borrsträng roteras och drivs av en på en matarbalk (2) fram- och återrörligt uppburen rotatoranordning (4), varvid förfarandet omfattar gripande av 8"), borrsträngskomponenter (8, 8', som ska införas till respektive uttas från ett aktivt borrsträngsläge (A) för bergborriggen med en griparenhet (11), kännetecknat av - att griparenheten (11) svängs kring en i området av matarbalken anordnad första svängaxel mellan: a) ett första läge, inriktat med nämnda aktiva borrsträngsläge (A), och b) ett andra läge, inriktat med ett avlämningsläge för borrsträngskomponenter, som ska införas till respektive uttas från nämnda aktiva borrsträngsläge (A), varvid en svängarm (7), som uppvisar stödorgan för uppbärande av en borrsträngskomponent, svängs kring en andra svängaxel mellan ett lastningsläge för borrsträngskomponenter och nämnda avlämningsläge, och varvid en inriktningsbalk (19) som är fastsättbar vid sina ändområden i anslutning till respektive område av den första och den andra axeln, mekaniskt stoppar såväl griparenheten i nämnda andra läge som svängarmen i avlämningsläget.

16. Förfarande enligt kravet 15, kännetecknat av att i det första läget, griparenheten ingriper med ett ändparti av en (8') (8"), första borrsträngskomponent respektive ett ändparti av en andra borrsträngskomponent och i det andra läget, ingriper inriktat med ett ändparti av en borrsträngskomponent som ska införas till respektive uttas från nämnda aktiva borrsträngsläge (A).

17. Förfarande enligt kravet 15 eller 16, kännetecknat av att svängarmen och/eller griparenheten gör anslag med 23 10 15 536564 inriktningskontakt med inriktningsbalken i nämnda avlämningsläge.

18. Förfarande enligt något av kraven 15 - 17, kännetecknat av att åtminstone ett av nämnda anslagselement och nämnda anslagsorgan inställs för justering av inriktningsläge.

19. Förfarande enligt något av kraven 15 - 18, kännetecknat av att svängarmens anslagselement och/eller anslagsorganen på inriktningsbalken styrs inbördes för sidoinriktning av svängarmen i avlämningsläget.

20. Förfarande enligt något av kraven 15 - 19, kännetecknat av att svängarmen (7) såväl som griparenheten (11) svängs i ett vertikalplan eller i ett plan, som inkluderar en axel för det aktiva borrsträngsläget (A), eller i ett plan som är parallellt med ett sådant plan. 24