SE539108C2 - Borrarrangemang, fordon, datorprogram samt förfarande för fasthållning av borrsträngsmedel - Google Patents

Borrarrangemang, fordon, datorprogram samt förfarande för fasthållning av borrsträngsmedel Download PDF

Info

Publication number
SE539108C2
SE539108C2 SE1350253A SE1350253A SE539108C2 SE 539108 C2 SE539108 C2 SE 539108C2 SE 1350253 A SE1350253 A SE 1350253A SE 1350253 A SE1350253 A SE 1350253A SE 539108 C2 SE539108 C2 SE 539108C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
gripping device
drilling
drill steel
drill
drive head
Prior art date
Application number
SE1350253A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1350253A1 (sv
Inventor
Jormvik Fredrik
Original Assignee
Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlas Copco Rock Drills Ab filed Critical Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority to SE1350253A priority Critical patent/SE539108C2/sv
Priority to MX2015010985A priority patent/MX2015010985A/es
Priority to CA2898199A priority patent/CA2898199C/en
Priority to AU2014221483A priority patent/AU2014221483B2/en
Priority to EP14715716.8A priority patent/EP2961915A2/en
Priority to RU2015141143A priority patent/RU2639234C2/ru
Priority to PCT/SE2014/050231 priority patent/WO2014133440A2/en
Priority to CN201480011337.0A priority patent/CN105008656B/zh
Publication of SE1350253A1 publication Critical patent/SE1350253A1/sv
Priority to ZA2015/05864A priority patent/ZA201505864B/en
Priority to CL2015002440A priority patent/CL2015002440A1/es
Publication of SE539108C2 publication Critical patent/SE539108C2/sv

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/16Connecting or disconnecting pipe couplings or joints
    • E21B19/161Connecting or disconnecting pipe couplings or joints using a wrench or a spinner adapted to engage a circular section of pipe
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/16Connecting or disconnecting pipe couplings or joints
    • E21B19/167Connecting or disconnecting pipe couplings or joints using a wrench adapted to engage a non circular section of pipe, e.g. a section with flats or splines
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/18Connecting or disconnecting drill bit and drilling pipe

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)

Abstract

26SAl\/l l\/IANDRAG Uppfinningen avser ett förfarande vid ett borrarrangemang (7) att gripa om ettborrsträngsmedel (35, 35', 36) för avlägsning av ett borrstål (35) från sagda borrsträngsmedel.Förfarandet inbegriper stegen att tillhandahålla fasthållning av sagda borrsträngsmedel (35,35', 36), tillhandahålla ett hos borrarrangemanget (7) inrättat drivhuvud (20, 37, 39) enrotation för att gänga ur borrstålet (35) från drivhuvudet (20, 37, 39), tillhandahålla ettpåverkansorgan (42) för att från ett ursprungsläge (U) i en axiell riktning (X) förskjuta engripanordning (21) i riktning från drivhuvudet (20, 37, 39) och att fasthålla i ettfasthållningsläge medelst sagda gripanordning (21) en närmast drivhuvudet (20, 37, 39)belägen borrstålsände och att rotera borrstålet (35) ur kvarvarande borrsträngsmedel (35',36). Uppfinningen avser även ett borrarrangemang samt en datorprogramproduktinnefattande programkod för en elektronisk styrenhet associerad med borrarrangemanget för att utföra förfarandet. (Fig. 7a)

Description

Föreliggande uppfinning avser ett förfarande under jord vid ett borrarrangemang att gripa omett borrsträngsmedel. Uppfinningen avser även ett borrarrangema ng, ett fordon samt endatorprogramprodukt innefattande programkod för en elektronisk styrenhet associerad med borrarrangemanget för att utföra förfarandet.
Uppfinningen kan hänföras till tillverkningsindustrin för gruvbrytningsutrustning och till gruvindustrin i allmänhet, men är inte begränsad till denna.BAKGRUND Dagens teknik att borra i berg underjord kräver ibland att en operatör måste förflytta sinborrigg från den ort, där man för tillfället befinner sig, till en annan ovanförliggande ort för attkunna borra i riktning nedåt. På så sätt undviker man otymplig hantering av borrutrustningenupp och ner och problem med borrkax med mera som nedfallande på borrutrustningen kan försvåra ha ndhava ndet.
Dagens teknik innebär således att en stor arbetsinsats krävs. Kända borrarrangemang innebäratt borrsträngens borrstål lossas antingen manuellt eller med hjälp av invidborrarrangemanget inrättade och i borrningsriktningen skrymmandefasthållningskonstruktioner för fasthållning av borrstålet. Otympliga och skrymmandekonstruktioner av idag kräver som sagt stor arbetsinsats vid borrning uppåt. Borrkax kan falla neri borrarrangemangets drivhuvud vilket kan innebära driftstopp.
Sådan hantering att lösgöra borrstål från varandra och från borrarrangemangets drivhuvud är således tidskrävande och kan enligt känd teknik vara riskabel för driftspersonal.
US 6 230 590 beskriver en fristående gripnyckel för fasthållning av borrstål vid uppåtriktadborrning. EP 2 487 325 beskriver en gripklo för fasthållning av borrstål. US 5 012 878 beskriver en i ett drivhuvud integrerad gripnyckel använd för att lösgöra borrstål från varandra.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN 2 Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett flexibelt borrarrangemang.
Ett syfte är att åstadkomma ett borrarrangemang som är användarvänligt att använda i en gruva.
Ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett nytt och fördelaktigt förfarande för ettborrarrangemang att fasthålla borrsträngsmedel, särskilt vid stigortsborrning, men inte begränsande till sådan typ av borrning.
Ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett nytt och fördelaktigt borr-arrangemang för att åstadkomma sagda förfarande samt ett fördelaktigt datorprogram vid ett borrarrangemang.
Ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett semi-automatiskt borrarrangemang,innefattande hubb eller "wrench" för fasthållning av borrstål. Ett syfte är att det enkelt kananvändas för drivning av ett rymningshuvud i riktning mot borrarrangemangets drivhuvudoavsett borrhålsriktning, det vill säga borring i riktning uppåt (eng. box hole) skall likaså kostnadseffektivt kunna utföras.
Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett borrarrangemang som är kostnadseffektivt att använda ur tids- och säkerhetsaspekt.
Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett borrarrangemang som är kompakt och enkelt att tillverka.
Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett borrarrangemang som är driftsä ke rt.
Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett borrarrangemang och förfarande, som är användarvänligt under borrningsproceduren per se.
Dessa syften uppnås med ett förfarande vid ett borrarrangemang att gripa om ett borrsträngsmedel för avlägsning enligt patentkrav 1.
Enligt föreliggande uppfinning tillhandahålls ett förfarande vid ett borrarrangemang att gripaom ett borrsträngsmedel för avlägsning av ett borrstål från sagda borrsträngsmedel.
Förfa ra ndet innefattar att: 3 -tillhandahålla fasthållning av sagda borrsträngsmedel; -tillhandahålla ett hos borrarrangemanget inrättat drivhuvud en rotation för att gänga ur borrstålet från drivhuvudet; -tillhandahålla ett påverkansorgan för att från ett ursprungsläge i en axiell riktning förskjuta engripanordning i riktning från drivhuvudet, nämnda tillhandahållande av påverkansorganetsamt fasthålla i ett fasthållningsläge medelst inbegripande fjäderpåverkan, sagda gripanordning en närmast drivhuvudet belägen borrstålsände; och-rotera borrstålet ur kvarvarande borrsträngsmedel.
På så sätt kan påverkansorganet säkerställa att gripanordningen förskjuts i axiell riktning fråndrivhuvudet mot urtag för grepp hos borrstålet så att detta kan hållas fast och roteras avdrivhuvudets chuck. Särskilt fördelaktigt är detta vid stigortsborrning då borrningen skervertikalt i riktning uppåt mot markytan. Förfarandet häri beskrivet medger således endriftsäker funktionalitet och gripanordningen garanteras att förskjutas i riktning från ettursprungsläge vid drivhuvudet till ett fasthållningsläge då klackar eller spärrmedel hosgripanordningen skjuts in i härför i borrstålets ände urtagna urtagningar med hjälp av ettomkring rotationsaxeln för drivhuvudet anordnat ringelement påverkningsbart av ett länka rmsa rra ngema ng.
På så sätt behöver en operatör inte manuellt förflytta fasthållningskonstruktionen i riktninguppåt för grepp om borrstålets ena ände för fasthållning. En nödvändig förflyttning uppåt avgrepp måste ske för att kunna lösgöra borrstålen från varandra. Vid till exempelstigortsborrning för borrning av två motstående hål eller två hål orienterade med vinkel gentemot varandra i vertikal riktning innebär detta en stor arbetsinsats.
Företrädesvis inbegriper steget att tillhandahålla sagda påverkansorgan för nämnda förskjutning av gripanordningen i den axiella riktningen fjäderpåverkan.
På så sätt kan en driftsäker funktion tillhandahållas. Antalet fjädrar kan variera från en enstakaomslutande borrstålet till ett flertal symetriskt placerade i perifer utsträckning eller däremellan. Tryckfjädrar kan användas och likaså dragfjädrar eller kombinationer av dessa typer. 4Olika typer av fjäderpaket kan användas. Det kan vara fjäderdynor, omvända dämpare, sänkfjädrar, elektromagnetiska fjäderanordningar, anordningar med trycksatt fluid.
Lämpligen inbegriper steget att tillhandahålla sagda påverkansorgan för nämnda förskjutning av gripanordningen i den axiella riktningen påverkan medelst hydraulik och/eller pneumatik.
På så sätt kan drivhuvudet enkelt förskjutas med reglerbar kraft och kraftkällan användas hos exempelvis redan befintligt fordon.
Företrädesvis kompletteras påverkansorganet med ett länkarrangemang styrt medelsthydrauler eller liknande för att i ingrepp med en gripanordningen omkringliggande ring föradenna ner över nämnda klackar eller spärrmedel och inskjuta dessa för ingrepp i urtag hosborrstålet för att kunna rotera borrstålet med hjälp av drivhuvudet och gänga ur detta borrstål från ett närslutande fasthållet borrstål.
Lämpligen inbegriper steget att tillhandahålla sagda påverkansorgan indrivning av spärrmedeli åtminstone en urtagning hos borrstålet. När borrstålet roteras relativt de övriga borrstålen för isärtagning sker en urgängning.
Företrädesvis inbegriper steget med fasthållningsläget även att åstadkomma sagdaspärrmedel i ingrepp med ett stopporgan hos gripanordningen vid roteringen av borrstålet ur kvarvarande borrsträngsmedel.
Därmed kan nämnda ring åstadkommas mindre skrymmande i axiell riktning eftersomstopporganet, såsom till exempel en utskjutande fläns hos ett hos gripanordningen inrättathus, hindrar ringen att hamna vid sidan av spärrmedlet varmed ringen inte behöver görasbredare för att alltid nå spärrmedlet. Eftersom det erfordras stora krafter på klackarna för atthålla fast borrstålet är det viktigt att ringens invändiga omkrets och spärrmedel hamnar i läge för borrstålets urtag.
Genom att använda spärrmedel, till exempel ”block” som skjuts in i borrstålets urtagning förfasthållning med hjälp av ringen tillhandahållen i ett optimalt läge kan ringen göras så smalsom möjligt, samtidigt som lastdistributionen blir optimal, varmed borrarrangemanget kan åstadkommas mindre skrymmande. 5 Med hjälp av segerringsspår i "hubben" eller navet och i samverkan med en hospåverkansorganet tillordnad cylinder omfattande ett längdgivarorgan kan olika typer avfabrikat av borrstål användas för borrarrangemanget. Fördelaktigt är att längdgivaren ärprogrammerad med i förväg bestämda längdvärden så att en operatör enkelt kan inmatarepresentativa inställningsvärden i styrenheten för aktuellt borrstål borrarrangemanget på såsätt med automatik anpassar gripanordningens positionering i förhållande till borrstålets urtagningar.Alternativt används ett detekteringsorgan för detektering av ett borrståls läge.
Därmed behöver en användare inte bryta en onödigt stor tunnelgång eller ort för att få plats med borrarrangemanget.
Lämpligen innefattar spärrmedlet hos gripanordningen en över en svängningspunkt lagradarm som i sin tur påverkas av ringen som skjuts över och därmed pressar in och håller kvarklackar i borrstålets urtagning. Genom att gripanordningen griper tag i borrstålet ochgripanordningen uppvisar invändiga splines i ingrepp med utvändiga splines hos en hosdrivhuvudet anordnad chuck och chuckens utvändiga splines är ingrepp med invändiga splineshos en drivenhet hos drivhuvudet, kan borrstålet roteras. Tack vare en vridfast kraftöverföringvia splines kan en förskjutning i axiell riktning ske. Vid urgängning av borrstålet från den övrigaborrsträngen kommer borrstålet att röra sig från borrsträngen varvid naturligtvis ävengripanordningen rör sig i riktning bort från borrsträngen och således i riktning motdrivhuvudet. Vid lösgöring av borrstålet skjuts med hjälp av länkarrangemanget nämnda ring i riktning mot drivhuvudet och bort från klackarna och öppnar dessa.
Företrädesvis innefattar förfarandet även steget att i axiell riktning justera gripanordningentillsammans med ett vid denna anbringat tätningsmembran, så att vid borrning sagda tätningsmembran ej hamnari nivå med nämnda urtagning hos borrstålet.
På så sätt förhindras borrkax, såsom smuts, vatten och bergrester att träda in i drivhuvudet viaurtagningen i borrstålet då en användare borrar ett pilothål eller borrar eller rymmer ett uppåtgående hål vid stigortsborrning.
Sagda längdgivarorgan inrättat vid den hos påverkansorganet tillordnade cylindern (längdgivarorganet exempelvis i formen av en längdsensor inbyggd i cylindern) medger att 6borrarrangemanget enkelt styrs att placera tätningsmembranet så att det tätar mot urtag hos olika typer av borrstål.På så sätt erfordras ej någon extern sensor.
Företrädesvis, och i fallet det synes nödvändigt, är en sensor placerad vid drivhuvudet ochutifrån positionen för urtaget hos olika typer av borrstål relativt borrstålets gänga kan sensorndetektera den aktuella placeringen av urtaget relativt chucken i axiell riktning och en styrenhetär lämpligen inrättad att styra gripanordningen innefattande tätningsmembranet att alltid täta mot borrstålet oavsett var urtaget befinner sig på det aktuella borrstålet.
Dessa syften uppnås även medelst ett i inledningen definierat borrarrangemang uppvisande särdragen angivna i patentkravs 7 kännetecknande del.
Enligt föreliggande uppfinning tillhandahålls ett borrarrangemang innefattande ett drivhuvudför drivning av en i axiell riktning skjutbar invändigt gängad kropp och en omslutande kroppenvridfast anordnad och i den axiella riktningen skjutbar gripanordning, nämnda kropp ärinrättad för i- och urgängning av borrsträngsmedel, varvid att ett påverkansorgan är inrättatatt från ett ursprungsläge förskjuta sagda gripanordning i den axiella riktningen i riktning från drivhuvudet, varvid påverkansorganet innefattar ett fjäderorgan.
Därmed uppnås utformning av ett kompakt icke skrymmande borrarrangemang. Särskiltutrymmesbesparande är borrarrangemanget i drivhuvudets axiella riktning, det vill sägadimensionen tvärgående till exempel en gruvorts längsgående utsträckning. Detta i sin tur skapar en kostnadseffektivitet vid gruvbrytning.
Därmed uppnås även ett driftsäkert borrarrangemang. Påverkansorganet, såsom ettfjäderpaket, förskjuter gripanordningen (innefattad i ett nav eller hubb axiellt förskjutbar pådrivhuvudets chuck) i axiell riktning bort från drivhuvudet (från ursprungsläget), det vill säga i riktning mot borrstålets urtagning/-ar tillhörande borrstålsänden närgränsande drivhuvudet.
Tack vare en sådan uppbyggnad skapas även en möjlighet att vända drivhuvudet för drivningav borrhål uppåt, vilket förekommer exempelvis vid stigortsborrning. Påverkansorganet,såsom sagda fjäderpaket, är företrädesvis inrättat att förskjuta gripanordningen (hubben) i riktning mot eller i huvudsaklig riktning mot gravitationskraften. 7 Företrädesvis innefattar påverkansorganet ett fjäderorgan.Lämpligen innefattar påverkansorganet åtminstone en hydraulisk påverkare.
Härvidlag kan hubben manövreras tillbaka medelst en styrenhet med hjälp av ett länkarmsarrangemang.
Företrädesvis innefattar gripanordningen ett i den axiella riktningen förskjutbart ringelementför att inåt i radiell riktning driva ett spärrmedel för att åstadkomma vridfast förbindningmellan gripanordningen och borrstålet. Lämpligen är länkarrangemangets ena ändparti iingrepp med och lagrat vid ringelementet, så att ringelementets påverkan i axiell riktning skermot kamytor hos spärrmedlet (kan vara vipparmar inrättade för påverkan av block, klackar,kilar eller liknande spärrorgan, arrangerat för in- och utskjutning ur borrstålets urtagningar) så att spärrmedlet i radiell riktning driver in sagda spärrorgan i borrstålets urtagningar.
Lämpligen uppvisar gripanordningen ett stopporgan för positionering av ringelementet i axiell riktning relativt sagda spärrmedel.
Företrädesvis uppvisar hubben eller navet som är en del av gripanordningen ett flänspartiverkande såsom stopporgan. Flänspartiet är alternativt bildat vid hubbens sida vänd bort från drivh uvudet.
Vid urgängning av borrstålets andra ände (närmast det borrade borrhålet) medges (medelst tillexempel splines) borrstålet att förflyttas i riktning mot drivhuvudet, varmed gripanordningen av naturliga skäl följer med denna förflyttning och därmed närmar sig drivhuvudet.
Länkarrangemanget anpassar sig till denna förflyttning och även påverkansorganet, såsomfjäderpaketet. Flänspartiet hos hubben förhindrar vid en sådan förflyttning att ringelementethamnar utanför ett område för påverkan av sagda spärrorgan. Därmed behöver interingelementet i axiell riktning utformas med bred mantelyta, vilket möjliggör ett i axiell led icke skrymmande borra rra ngemang.
Alternativt uppvisar påverkansorganet ett fjäderelement inrättat vid ett länkarrangemang,vilket fjäderelement förflyttar gripanordningen initialt från ursprungsläget. En cylinderinnefattande kolv och kolvstång är inrättad för påverkan en kortare arm som i sin tur via sagda fjäderelement påverkar en längre arm uppbärande gripanordningen. Lämpligen är sagda 8cylinder inrättad att svänga den kortare armen omkring en med den längre armen gemensamsvängningspunkt för att via nämnda fjäderelement påverka gripanordningen i ett frikopplat läge.
På så vis erhålls en frikoppling som ger en jämn och styv påverkan av gripanordningen, särskiltvid urgängningen av borrstålet från nästa borrstål då gripanordningen följer med borrstålet iriktning mot drivhuvudet. Fjäderelementet medger en fri rörelse av den längre armengentemot den kortare armen under det att cylindern påverkar den kortare armen att svänga tillbaka till ursprungsläget.
Lämpligen innefattar gripanordningen ett tätningsmembran uppvisande en invändig omkretsanpassad till borrstålets diameter. Företrädesvis är borrarrangemanget inrättat med enstyrenhet som styr gripanordningen att placera tätningsmembranet i ett alternativt lägeomkring borrstålet än inom området för borrstålets urtagning för nämnda spärrmedel. Denna funktionalitet används framförallt vid borrning eller rymning av borrhål.
Ovanstående syften uppnås även med ett fordon som innefattar borrarrangemanget, vilket fordon kan vara ett motorfordon. Fordonet kan vara en borrigg avsedd för gruvdrift.
Enligt uppfinningen tillhandahålls ett datorprogram för ett borrarrangemang att gripa om ettborrsträngsmedel för avlägsning av ett borrstål från sagda borrsträngsmedel, där nämndadatorprogram innefattar en programkod lagrad på ett, av en dator läsbart, medium för attutföra förfarandestegen enligt något av kraven 1 till 6 när datorprogrammet körs på en elektronisk styrenhet associerad med borrarrangemanget.
I\/|jukvara som innefattar programkod för positionering av borrarrangemanget kan enkeltuppdateras eller bytas ut. Vidare kan olika delar av mjukvaran bytas ut oberoende varandra.
Denna modulära konfiguration är fördelaktig ur ett underhållsperspektiv.
Enligt en aspekt av uppfinningen tillhandahålls en datorprogramprodukt innefattande enprogramkod lagrad på ett, av en dator läsbart, medium för att utföra förfarandestegen enligtnågot av krav 1 till 6 när ett datorprogram körs på en elektronisk styrenhet associerad med borra rra ngemanget.
Ytterligare syften, fördelar och nya särdrag hos föreliggande uppfinning framgår av för en fackman följande tekniska särdrag samt vid utövning av uppfinningen. Under det att 9uppfinningen är så angiven av följande patentkrav, skall det påpekas att uppfinningen inte ärbegränsad till däri angivna särdrag, utan ytterligare utföringsformer samt kombinationer avbeskrivna utföringsformer är möjliga. Till exempel kan borrarrangemanget per se innefatta ettfjärrstyrt fordon som transporterar utrustningen till avsedd plats. Fordonet kan vara inrättatför autonom styrning. Till exempel kan kommunikationslänk vara en fysisk ledning, såsomsåsom en trådlös opto-elektrisk kommunikationsledning, eller en icke-fysisk ledning, anslutning, exempelvis en radio- eller mikrovågslänk.ÖVERSIKTLIG BESKRIVNING AV RITNINGARNA För en mer komplett förståelse av föreliggande uppfinning och ytterligare syften och fördelardärav, görs nu en hänvisning till följande detaljerade beskrivning som skall läsas tillsammansmed de åtföljande ritningarna, där lika hänvisningsbeteckningar avser lika delar i de olika figurerna, och i vilka ritningar schematiskt: Figur 1 illustrerar ett fordon uppbärande ett borrarrangemang enligt en utföringsform av uppfinningen; Figur 2 illustrerar fordonet i Figur 1 vid positionering av borrarrangemanget; Figur 3 illustrerar en gripanordning hos borrarrangemanget enligt en utföringsform av uppfinningen; Figurer 4a till 4h illustrerar delmoment för avlägsning av borrstål från en borrsträng enligt en aspekt av uppfinningen; Figur 5 illustrerar en aspekt av uppfinningen där så kallad stigortsborrning utförs; Figurer 6a till 6f visar en aspekt av uppfinningen närmare i detalj; Figurer 7a till 7c illustrerar en utföringsform av länkarrangemang; Figur 8 en gripanordning och påverkansorgan enligt en aspekt av uppfinningen; Figurer 9a till 9j illustrerar olika aspekter av uppfinningen; Figurer 10a till 10b illustrerar flödesscheman över förfaranden enligt olika aspekter av uppfinningen; och Figur 11 illustrerar en styrenhet enligt en utföringsform av uppfinningen.DETALJERAD BESKRIVNING AV FIGURERNA Detaljer som inte är av större betydelse för uppfinningstanken är utelämnade på ritningen i syfte att tydliggöra figurerna.
Med hänvisning till Figur 1 visas ett fordon 1. Det exemplifierade fordonet 1 är enligt ettutförande en så kallad borrigg 3 anpassad för gruvdrift. Fordonet 1 är ett motorfordon medfyra hjul 5 och är försett med ett borrarrangemang 7. Borrarrangemanget 7 visat i Figur 1 äritransportläge för transport av borrarrangemanget 7 till en position för borrning under jord (till exempel gruva, tunnel etc.) Figur 2 illustrerar fordonet 1 i Figur 1 vid positioneringen av borrarrangemanget 7.Borrarrangemanget 7 placeras i läge mellan två väggavsnitt 9 hos ett utrymme 11, vari borrarrangemangets 7 utsträckning orienteras i borrhålsriktningen.
Fordonet 1 är enligt denna utföringsform operatörsstyrt av en operatör (inte visad) medelst enförsta styrenhet 100. En kommunikationslänk mellan borrarrangemanget 7 och styrenheten100 visas med hänvisningsbeteckning L100. En andra styrenhet 110 är inrättad förkommunikation med den första styrenheten 100 och är en extern styrenhet och används attladda över mjukvara till den första styrenheten 100 via länken L110 som ingår i ett internt nätverk i fordonet 1.
Operatören manövrerar fyra stödben 13 (endast två är visade) att ta spjärn mot nämndaväggavsnitt 9. Ett drivorgan 15, i formen av två dubbelverkande hydraulcylindrar 17, är kopplattill stödbenen 13. I\/|ellan hydraulcylindrarna 17 är en motorenhet 19 innefattande växellådaoch en vid ett matarhuvud 20 inrättad chuck (inte visad) svängbart monterad med ensvängningssektor på 180 grader. Operatören manövrerar matarhuvudet 20 att svänga till ettförsta ändläge, vari chucken är vänd mot läget för det första borrhålet som skall borras, ochstyrenheten 100 låser matarhuvudet 20 i ett första läge. Ett första borrstål (inte visat)anbringas i ingrepp genom gängning i chucken med sin ena ände och sin andra ände enborrkrona (inte visad). I\/|ontering av borrstål sker genom operatörens försorg via styrenheten100. Styrenheten 100 tillhandahåller därefter, under övervakning av operatören, drivning av borrkronan och kontrollerar kontinuerligt hydrauliskt tryck både vad gäller tryck som 11appliceras hydraulcylindrarna 17 och tryck som driver rotation av motorenheten 19 hosmatarhuvudet 20 för rotation av borrkronan. Styrenheten 100 styr således driften avborrarrangemanget 7 medelst styrsignaler via länken L100. Ett andra borrstål (inte visat)gängas på det första borrstålet och efterföljande borrstål gängas på allt eftersom borrkronan arbetar sig in i berget.
Montering av borrstål (inte visade) sker i följd genom operatörens försorg via styrenheten.Styrenheten 100 styr kontinuerligt drivningen av borrkronan och kontrollerar samtidigthydrauliskt tryck för hydraulcylindrar 17 samt motorenhet 19. Vid rymning av borrhålet drasborrsträngen i riktning mot borrarrangemanget 7 varmed på varandra följande borrstål 35måste gängas av borrsträngen 36 ett och ett och även gängas ur matarhuvudets chuck. Vidvarje moment för urgängning av ett borrstål (kan även vara borrör eller liknandeborrsträngsenhet) för avlägsning fasthålls det borrstål som är kopplat till det borrstål som ärbeläget närmast matarhuvudet. Borrstålet som skall avlägsnas och vilket är beläget närmastmatarhuvudet gängas först ur chucken. Det åstadkommes genom att borrstålet somnärgränsar detta fasthålls vridfast gentemot hålet som borrats medelst ett griparorgan. På såsätt kommer chucken vid sin rotation att gänga ur borrstålet. Rotationsriktningen är motsattrotationsriktningen för borrning. Därefter följer ett moment att gänga ur det matarhuvudetnärmast belägna borrstålet från det detta närgränsande borrstålet. Detta sker genom attvridfast gentemot chucken fasthålla med nyckelorgan det matarhuvudet närgränsandeborrstålet, så att chucken vid sin rotation medroterar detta borrstål så att detta gängar ur detnärgränsande borrstålet. Nu när det matarhuvudet närmast belägna borrstålet är fritt i sinabägge ändar tas det bort och matarhuvudet förflyttas till den fria änden hos nästföljandeborrstål och chucken gängas på. Rymning eller upptagning av borrsträngen fortsätter och proceduren upprepas till dess att det sista borrstålet avlägsnats.
Figur 3 illustrerar i en perspektivvy en gripanordning 21 hos ett borrarrangemang 7 enligt enutföringsform av uppfinningen. Gripanordningen 21 är uppbyggd av ett navhus 23 och ettomkring detta i axiell riktning X skjutbart lagrat ringelement 25. Navhuset 23 innefattar ettcentralt genomgående hål 27 bildat med invändiga splines 29. I hålet 27 inpassas en vridfastmed i axiell riktning X skjutbar chuck (inte visad) uppvisande utvändiga splines för ingrepp medsplines 29. Chucken är i sin tur axiellt rörligt och vridfast lagrad med sina utvändiga splines i ingrepp med splines hos ett drivhuvuds (inte visat) roterande drivorgan kopplad till 12borrarrangemangets 7 växellåda (inte visad). Med hjälp av segerringsspår (inte visade) inavhuset 23 tillsammans med ett detekteringsorgan (inte visat) för detektering av ett borrståls läge, kan olika typer av fabrikat av borrstål användas för borrarrangemanget 7.
Ett länkarrangemang 31 är lagrat omkring en axel Y sträckande sig tvärs den axiella riktningenX. Länkarrangemangets 31 uppgift är att hålla i position och styra ringelementet 25 övernavhusets 23 omkrets och via ringelementet 25 därmed påverka gripanordningens 21förskjutning längs med borrstålet (inte visat) och påverka gripanordningens 21 spärrmedel 33 att åstadkomma vridfast förbindning mellan gripanordningen 21 och borrstålet.
Figurerna 4a till 4h illustrerar schematiskt delmoment för avlägsning av borrstål 35 från enborrsträng 36 enligt en aspekt av uppfinningen. Figur 4a visar ett borrarrangemang 7 fastspänti en gruvort med hjälp av ett stödben 13 och hydrauler (ej visade utan endast antytt medpunktstreckad linje). Borrarrangemanget 7 innefattar ett drivhuvud 37 för roterande av en iaxiell riktning X skjutbar invändigt gängad chuck 39, och en omslutande chucken 39 vridfastanordnad och i axiell riktning X skjutbar gripanordning 21. Chucken 39 är utformad för i- ochurgängning av nämnda borrstål 35. Gripanordningen 21 är lagrat upphängd omkring chucken39 och en förspänd tryckfjäder 41 är anbringad för påverkan av gripanordningens 21 hubb(inte visad). Figur 4a visar borrarrangemanget 7 roterande en borrsträng 36 för upptagande avett borrhål 43. I detta fall utförs en rymning medelst ett rymningshuvud 45.Rotationsriktningen för borrning är medurs ME. Figur 4b visar ett moment där sagda borrståls35 pågängade borrstål 35' hålls fast medelst en nyckel 47 som fasthåller och uppbärborrsträngen 36 och rymningshuvudet 45. Chucken 39 roteras motsols MO och borrstålets 35ände 38 vänd mot drivhuvudet 37 gängas ur chucken 39. Figur 4c visar att rotationen stoppatsoch den förspända tryckfjädern 41 är inrättad att från ett ursprungsläge U (se Figur 4a) förgripanordningen 21 invid drivhuvudet 37 förskjuta sagda gripanordning 21 i en första riktningfrån drivhuvudet 37 efter den axiella riktningen X. På så sätt åstadkoms att gripanordningen 21på ett driftsäkert sätt garanteras att skjutas ner över urtagningar 51 hos borrstålets 35 sagda ände 38.
Figur 4d visar ett moment där spärrmedel 33 hos gripanordningen 21 tvingas in i sin respektiveurtagning 51 för att åstadkomma vridfast förbindning mellan gripanordningen 21 och borrstålet 35. Chucken 39 roteras sedan ånyo motsols, visat i Figur 4e, varvid gripanordningen 1321 gängar ur borrstålet 35 från nämnda pågängade borrstål 35' fasthållet av nyckeln 47. Vid ensådan urgängning skjuts borrstålet 35 mot drivhuvudet 37 och splines av det slag visat i Figur 3medger förskjutning av chucken 39 i axiell led mot drivhuvudet 37. Samtidigt sker vridfast drivning av chucken 39 för att åstadkomma rotation av borrstålet 35 och sagda urgängning.
Figur 4f visar ett moment varvid en hydraul (inte visad) påverkar gripanordningen 21 i enriktning mot fjäderkraften hos den förspända fjädern 41 för att förskjuta ett spärrmedel 33 isagda riktning X mot drivhuvudet 37 efter det att en urdragning av spärrmedlet ur nämndaurtagning 51. När gripanordningen 21 har förskjutits mot drivhuvudet 37 kan borrstålet 35 plockas bort, vilket visas i Figur 4g.
Figur 4h visar slutligen hur borrarrangemanget 7 positioneras i ett läge närgränsande dettidigare pågängade borrstålet 35', som nu får utgöra det först nämnda borrstålet. Chuckengängas på borrstålet och rymningen fortskrider en distans D motsvarande längden på ett borrstål 35, 35'. Förfarandet upprepas från det moment som visas i Figur 4a.
Figur 5 illustrerar en aspekt av uppfinningen där så kallad stigortsborrning utförs. Dennautföringsform hänförs till moment då borrarrangemanget 7 vänts med chuckens 39 gängavänd uppåt (för borrning från en gruvort under jord i riktning mot markytan). Två fjädrar 41'tillser att gripanordningen 21 förskjuts i riktning från drivhuvudet 37 för att underlätta låsningav gripanordningen 21 mot borrstålets 35 urtag 51. En andra gripanordning 47' håller fastborrsträngen 36 och rymningshuvudet 45. Borrarrangemanget 7 är upphängt i enstödanordning (inte visad) innefattande drivorgan (inte visat) (såsom hydrauler) för matningav drivhuvudet 37 i axiell riktning X. En svängningsmekanism 60 är inrättad att svängadrivhuvudet 180 grader omkring en axel som sträcker sig ortogonalt mot den axiella riktningenX. Svängningen på 180 grader sker från ett första läge då chuckens 39 (även drivhuvudets 37eller borrstålets) rotationsaxel motsvarar den axiella riktningen X till ett andra läge då naturligtchuckens 39 rotationsaxel likaså motsvarar den axiella riktningen. Denna funktionalitet ikombination med sagda borrarrangemang 7 medger en mycket effektiv stigortsborrning.Fördelaktigt är när sagda funktionalitet och avlägsnande av borrstål sker semi-automatiskt ochen styrenhet 100 (visad i Figur 2) möjliggör ett operatörstyrt förfarande. Både gripanordningen 21 och svängningsmekanismen 60 är då inrättade för signalförbindelse med styrenheten 100.
När drivningen av det första borrhålet är klart lossas de på varandra följande borrstålen 35, 35' 14från varandra. De gängas av varandra med en rotationsriktning motsatt rotationsriktningen(vid borrning) för borrsträngen 36 under övervakning av styrenheten 100. Efter det att detsista borrstålet avlägsnats från chucken svä ngs matarhuvudet 20 (180 grader) omkring en axelY som sträcker sig tvärs riktningen för hydraulcylindrarnas (inte visade) verkansrörelse, det villsäga tvärs borrhålets riktning eller tvärs hydraulcylindrarnas longitudinella utsträckning.Svängningen sker från ett läge där riktningen hos matarhuvudets 20 rotationsaxel, i linje medborrstålets 35 längdriktning, motsvarar riktningen eller utsträckningen hos hydraulcylindrarna.Matarhuvudet 20 svängs således från ett läge där matarhuvudets 20 rotationscentrums axel ärparallell med sagda riktning för hydraulcylindrarnas 17 verkansrörelse. Operatörenmanövrerar således matarhuvudet 20 att svänga till ett andra ändläge, vari chucken är vändmot läget för ett andra borrhål som skall borras, och styrenheten 100 tillser låsning avmatarhuvudet 20. Ett första borrstål (inte visat) gängas i chucken återigen och en borrkrona påbörjar drivningen av ett andra hål i en annan riktning.
Figurerna 6a till 6f visar en aspekt av uppfinningen närmare i detalj. Figur 6a illustrerar ettdrivhuvud 37 innefattande en chuck 39. Chucken 39 är vridfast och förskjutbart lagrad hosdrivhuvudets 37 drivenhet 53. Ett fjäderpaket 41” (endast två fjädrar är visade) hos ettpåverkansorgan 42 är inrättat mellan sagda drivenhet 53 och en gripanordning 21 för att aktivtoch direkt påverkan av gripanordningens 21 hus 22. Gripanordningen 21 innefattar ett nav 24bildat av det vid chucken 39, i axiell riktning, skjutbara och det vridfast lagrade huset 22. Navet24 uppvisar en kantfläns 40. Gripanordningen 21 innefattar vidare en ring 25' utformad medett spår 55, i vilket spår 55 ett ledelement 57 är anbringat för att föra ringen 25' i den axiellariktningen X. Figur 6a visar vidare ett första borrstål 35 gängat i chucken 39. Borrstålet 35uppvisar två urtagningar 51. Urtagningarna 51 är varje utformade med plana ytor mot vilkaytor block 59 kan bringas för låsning och gripande av borrstålet 35 medelst gripanordningen 21. Ringen 25' samverkar med vipparmar 61 för påverkan av blocken 59.
Figur 6b visar hur fjäderpaketet 41" hos ett påverkansorgan 42 påverkar gripanordningen 21 iriktning mot urtagningarna 51. Borrstålets 35 gänga vänd mot drivenheten 53 är urgängadchucken 39. Ett länkarrangemang (inte visat) är utformat att påverka ringen 25' i rörelse övervipparmarna 61 för att föra in blocken 59 i borrstålets 35 urtagningar 51, vilket visas i Figur 6c.I Figur 6c visas även en påbörjad uppgängning av borrstålet 35 från borrsträngens övriga borrstål (inte visade). Gripanordningen 21 är vridfast och skjutbart förbunden med chucken 39 via ingreppsorgan (såsom splines) och fasthåller borrstålet 35, vilket borrstål 35 roterartillsammans med gripanordningen 21 och chucken 39 under det att borrsträngens 36 borrstål35' närmast nämnda borrstål 35 fastlåses medelst ett låsorgan (såsom nyckel 47 i Figur 4b).Figur 6d visar hur gripanordningen 21 förskjuts i riktning mot drivenheten 53 tillsammans medborrstålet 35 vid urgängningen av borrstålet 35 från borrsträngen (inte visad). Fjädrarna 41kommer nu att tryckas ihop (stödjande sig mot drivenhetens 53 roterande del) och inta lägetför förspänning. En sådan per automatik åstadkommen förspänning har genom testutförandenav sökanden visat sig vara effektiv vid gruvbrytning, eftersom mekanismer för påverkan avgripanordningen 21 därmed kan tillverkas mindre skrymmande än kända borrarrangemang.Det är fördelaktigt med ett icke skrymmande borrarrangemang vid gruvbrytning eftersombrytning av större ort är kostsamt. I Figur 6d visas även enligt denna beskrivna utföringsformhur spärrmedlet 33 eller blocken 59 tillhandahålls i ingrepp med urtagningarna 51. Vid dettafasthållningsläge kommer, vid förskjutningen av borrstålet 35 mot drivenheten 53, sagdakantfläns 40 att anbringas mot blocken 59 (eller spärrmedlet 33) varmed ringen 25' hålls kvar iläge mot blocken 59 och inte glider av dessa. Eftersom stora krafter erfordras för att hålla fastborrstålet 35 vid separering av borrstål från varandra, är det viktigt att ringen 25' anliggervipparmarna 61 i linje med blocken 59. Denna lösning med kantfläns 40 styrande ringen 25' iläge med blocken 59, medger att ringen 25 kan utformas med en relativt liten dimension sett iden axiella riktningen X, vilket i sin tur innebär att borrarrangemanget 7 kan åstadkommas mindre skrymmande än kända borrarrangemang.
I Figur 6e visas hur ringen 25', efter det att urgängningen av borrstålet 35 från närgränsandeborrstål åstadkommits, förskjutits upp mot en andra kant 40' hos navhuset 22 därmedfrigörande blocken 59 från urtagen. Ett länkarrangemang (inte visat) drivet av pneumatikgriper in och för gripanordningen 21 i riktning tillbaka mot drivenheten 53, vilket visas i Figur 6f varvid fjäderpaketet 41” ytterligare förspänns till sitt ursprungliga läge U.
Figurerna 7a till 7c visar en aspekt av uppfinningen vari visas ett länkarrangemang 65svängbart anordnat omkring en axel 66 sträckande sig tvärgående den axiella axeln X. Enligtdenna aspekt driver en första länkarm 67 ett ringelement 25" över två andra länkarmar 69påverkande dessa till svängning och för fasthållning av borrstål 35 med hjälp av en hydraulcylinder 71. Fyra fjädrar 41"' (endast två är visade) har dessförinnan förskjutit 16gripanordningen 21 i riktning från drivhuvudet 37. I detta läge kan urgängning av borrstålet 35 påbörjas genom rotation av chucken 39.
Utanpåliggande splines hos chucken 39 äri ingrepp med invändiga splines hos navet 24.Länkarrangemanget 65 följer i Figur 7b borrstålets 35 rörelse mot drivhuvudet 37 eftersomborrstålet 35 vid urgängningen från ett pågängat borrstål (såsom 35' i Figur 4e) kommer rör sigmot drivhuvudet 37. I Figur 7c visas såsom exempel hur länkarrangemangets 65 första länkarm67 skjuter tillbaka gripanordningen 21 mot drivhuvudet 37 och därmed förspänner de fyrafjädrarna 41"' till ursprungsläget U. I det läget är även blocken 59 fria och borrstålet 35 kanplockas bort från borrarrangemanget 7 manuellt eller automatiskt medelst en manöverarm (inte visad).
Figur 8 illustrerar en gripanordning 21 enligt en ytterligare utföringsform hos uppfinningen.Gripanordningen 21 innefattar en hubb 24' uppvisande en invändig central genomföring 27'.Genomföringen 27' är bildad med splines 29. En tätningsbricka 73 är anordnad vid hubbens24' sida vänd bort från drivhuvudet 37. Gripanordningen 21 styrs i position utefter den axiellaaxeln X så att tätningsbrickan 73 hamnar tätslutande åtminstone bredvid en urtagning 51 hos borrstålet 35.
Figur 9a visar schematiskt ett påverkansorgan 42 i formen av hydrauliska cylindrar H. Figur 9bvisar schematiskt ett påverkansorgan 42 i formen av kombinerat fjäderelement 41"' och pneumatiska cylindrar H.
Figur 9c visar schematiskt ett påverkansorgan 42 i formen av ett centralt omkring den axiellaaxeln inrättat eftergivligt gummibälgorgan 41"" som för påverkan av gripanordningen 21trycksätts. Figur 9d visar schematiskt ett påverkansorgan 42 i formen av en av en dragfjäder 41""' påverkad hävarm 68.
Figur 9e visar schematiskt ett påverkansorgan 42 där ett fjäderelement 80 hos ettlänkarrangemang 65 är inrättat mellan en kort arm K och en lång arm L. En cylinder Cinnefattande kolv och stång är inrättad för påverkan av den korta armen K som i sin tur viafjäderelement 80 påverkar den långa armen L uppbärande gripanordningen 21. Frånursprungsläget U verkar först fjäderelementet 80, som pressar den långa armen Li riktning från den korta armen K så att gripanordningen 21 hamnar i läge för ingrepp (inte visat) 17omkring borrstålet (inte visat). Därefter påverkas cylindern C att sammandras varmed denkorta armen K roteras sammanpressande fjäderelementet 80. I detta läge visat i Figur 9f äräven den korta armen K frikopplad från den långa armen Lvarmed gripanordningen 21 via denlånga armen L erhåller en tillfredställande frihetsgrad F i rörelse längs med den axiella riktningen X.
Figur 9g visar schematiskt hur ett länkarrangemang 65 är uppbyggt enligt en aspekt avuppfinningen. En arm 70 är icke i ingrepp med ringen 25 då hubben 24 skjuts i riktning bortfrån drivhuvudet 37. Fjädrar 41 tillser att hubben 24 förflyttas i riktning från drivhuvudet 37.Det vill säga, när cylinder 71 dras in kommer ringen att förflytta sig i riktning P3 (se Figur 9h)från drivhuvudet 37 tack vare att länkarms 67 yttre ände Ä följer med ett öra S hos cylindern71 i en motsatt riktning markerad med P1 i Figur 9h. När hubben 24 harfastnat på segerringenSR på chucken ”aktiveras” armen 70 medelst cylindern 71 och fjädern 80 tar vid och tillser attringen 25 pressas vidare i riktning från drivhuvudet 37 och ringen i sin tur blocken (inte visade)i rätt läge. Figur 9j visar schematiskt hur vid ett läge S sagda länkarm 67 frikopplats från armen70 och cylindern 71 påverkar i riktning P4 armen 70 via fjädern 80 så att ringen med kraft pressas över sagda block.
Figurer 9g till 9i visar således schematiskt en cylinder 71 som används för ”aktivering” eller"inaktivering" av gripanordningen 21 genom förflyttning av ett ringelement 25. Cylindern 71används även enligt en aspekt för positionering av ett tätningsmembran i ingrepp (referens 73i Figur 8). En positionering som kan innebära 20-30 mm ytterligare förflyttning för ingrepp motborrståls mantelyta beroende på inmatat värde i styrenheten för aktuellt använt borrstål. Ettfjäderorgan 41 ser till att gripanordningen 21 alltid är pressad mot ringelementet 25, tillsgripanordningen 21 kommeri rätt position på chucken 39. Därefter pressar armen 70 pålänkarm 67” så att block trycks in i borrsträngsmedlet. Genom att ringelementet 25 påverkasav både cylindern 71 och fjädern 80 samt i samverkan med armen 70 erhålls en ”flytande”funktion. Därmed kan gripanordningens 21 höjd (sett i axiell riktning X) optimeras. Det villsäga, ett ringelement 25 med mindre dimension i X-led kan åstadkommas eftersom ringelementet alltid kommer vara optimalt placerad.
Den första länkarmen 67 påverkas av hydraulcylindern 71 för förskjutning av hubben 24' i riktning från drivhuvudet 37 med hjälp av ringen 25" kopplad till den första länk armen 67. En 18 lösbar sammankoppling mellan den hydrauliska cylindern 71 och den första länkarmens 67ände vänd från hubben 24' möjliggör en frikoppling då den tredje armen 70 via den förstalänkarmen 67 aktivt håller hubben 24' i läge vid urgängningen av borrstålet 35 frånnärslutande borrstål 35'. Detta är särskilt viktigt vid sagda urgängning att kunna medge sådanfrikoppling för att undvika störning av hydraulcylinderns 71 sammandragning. Den tredjearmen 70 medger även att ett relativt stort moment och därmed positionerande kraft kanappliceras på ringen 25” för fasthållning av vipparmar mot block och i anliggning mot flänsen 40.
En aspekt skulle kunna vara att den tredje armen 70 pressar således den första länkarmen 67och därmed hubben 24' i riktning bort från drivhuvudet 37 medelst anliggning av ringen 25" emot kantflänsen 40 (se Fig. 8) och ett fjäderelement 80 inrättat mellan den tredje armen 70och den första länkarmen 67 medger en jämn och fjädrande rörelse för den första länkarmen 67 i ingrepp med ringen 25".
Figur 9j visar schematiskt ett fjäderelement 41 direkt kopplat till en länkarm 67 i avsaknad aven kortare arm (såsom 70 i föregående Figur 9i). Detta möjliggörs genom att cylinderns 71koppling eller (kan vara stötstång, kolvstångsände eller cylinderöra) till länkarmens ände äråstadkommen flexibel, det vill säga vid läget FL löperi ett vid cylinderns tillordnade cylinderöra avlångt hål.
Figur 10a visar ett flödesschema enligt en aspekt av uppfinningen. Det första steget innebärstart. Förfarandet inbegriper vidare att vid ett borrarrangemang gripa om ettborrsträngsmedel för avlägsning av ett borrstål från sagda borrsträngsmedel. Förfarandetinnefattar stegen att tillhandahålla fasthållning 202 av sagda borrsträngsmedel; tillhandahållaett hos borrarrangemanget inrättat drivhuvud en rotation 203 för att gänga ur borrstålet fråndrivhuvudet; tillhandahålla ett påverkansorgan att från ett ursprungsläge i axiell riktningförskjuta 204 en gripanordning i riktning från drivhuvudet; och fasthålla 205 i ettfasthållningsläge medelst sagda gripanordning en närmast drivorganet belägen borrstålsände och att rotera 206 detta ur kvarvarande borrsträngsmedel.
Figur 10b visar ett flödesschema vari förfarandesteget 302 innefattar att tillhandahållafasthållning av sagda borrsträngsmedel 36, tillhandahålla ett hos borrarrangemanget 7 inrättat drivhuvud 20, 37 en rotation för att gänga ur borrstålet 35 från drivhuvudet 20, 37, 19tillhandahålla ett påverkansorgan 42 för att från ett ursprungsläge U i en axiell riktning Xförskjuta en gripanordning 21 i riktning från drivhuvudet 20, 37, och fasthålla i ettfasthållningsläge medelst sagda gripanordning 21 en närmast drivhuvudet 20, 37 belägen borrstålsände och att rotera borrstålet 35 ur kvarvarande borrsträngsmedel 36.
Figur 11 illustrerar en styrenhet enligt en utföringsform av uppfinningen. Häri visas ettdiagram av ett utförande av en anordning 400. Styrenheterna 100 och 110 beskrivna medhänvisning till Figur 2 innefattar enligt denna utföringsform nämnda anordning 400.Anordningen 400 innefattar ett icke-flyktigt minne 401, en databehandlingsenhet 402 och ettläs/skriv-minne 403. Det icke-flyktiga minnet 401 uppvisar en första minnesdel 404, vari ettdatorprogram P, så som ett operativsystem, är lagrat för att styra funktionen hos anordningen400. Vidare innefattar anordningen 400 en buss-controller, en seriell kommunikationsport,I/O-organ, en A/D-omvandlare, en tids- och datum inmatnings- och överföringsenhet, enhändelseräknare och en avbrytningscontroller (ej visade). Det icke-flyktiga minnet 401 uppvisar även en andra minnesdel 405.
Det tillhandahålles ett datorprogram P som innefattar rutiner att avlägsna nämnda borrstål 35från borrsträngen 36 ett efter ett i serie enligt en utföringsform. Programmet P innefattarrutiner för att justera ett hydraultryck hos påverkansorganet 42 för att härvid reglera en axiellkraft på gripanordningen 21. Programmet P innefattar vidare rutiner för att frikopplagripanordningen 21 att röra sig från drivhuvudet 37 och att ändra rotationsriktningen hoschucken 39 och att stanna rotationen. Likaså innefattar programmet P rutiner att positioneradrivhuvudet 37 vid borrsträngens 36 fria ände, gänga fast chucken 39, driva tillbakaborrsträngen 36 ur borrhålet, och gripa om borrsträngen 36 enligt förfarandet beskrivet häri.Programmet P är i denna utföringsform lagrat på ett exekverbart vis eller på komprimerat vis i ett minne och/eller i ett läs/skrivminne 406.
När det är beskrivet att databehandlingsenheten 402 utför en viss funktion ska det förstås attdatabehandlingsenheten 402 utför en viss del av programmet P vilket är lagrat i minnet 406,eller en viss del av programmet P som är lagrat i läs/skrivminnet 403.Databehandlingsanordningen 402 kan kommunicera med en dataport DP via en databuss 407.Det icke-flyktiga minnet 401 är avsett för kommunikation med databehandlingsenheten 402 via en databuss 408. Det separata minnet 406 är avsett att kommunicera med databehandlingsenheten 402 via en databuss 409. Läs/skrivminnet 403 är anordnat attkommunicera med databehandlingsenheten 402 via en databuss 410. Till dataporten DP kan t.ex. länkarna L100 och L101 anslutas (se Figur 2).
När data mottages på dataporten DP lagras det temporärt i den andra minnesdelen 405. Närmottaget indata temporärt har lagrats, är databehandlingsenheten 402 iordningställd attutföra exekvering av kod på ett vis som beskrivits ovan. Enligt ett utförande innefattar signalermottagna på dataporten DP information om ett rådande hydraultryck hos påverkansorganets42 hydraulcylinder och hydraultryck för rotation av drivhuvudet 37 åstadkommande rotation på borrsträngen och åstadkommande motsatt rotation för urgängning.
Enligt ett utförande innefattar signaler mottagna på dataporten information om fullgjordavlägsning av borrstål 35 eller under borrning aktuell position av borrstålets 35 urtagning förpositionering av tätning. Sagda information kan detekteras med därför avsedda sensorer ellermatas in manuellt i den första styrenheten medelst en tryckskärm (inte visad). De mottagnasignalerna på dataporten DP kan användas av anordningen 400 för att reglera nämndahydraultryck utifrån detekterade aktuella värden. Delar av metoderna som beskrivs utförs avanordningen med hjälp av databehandlingsenheten 402 som kör programmet P lagrat i minnet406 eller läs/skrivminnet 403 och när anordningen 400 kör sagda program, exekveras nämnda förfaranden.
Under det att uppfinningen är så angiven av följande patentkrav, skall det påpekas attuppfinningen inte är begränsad till däri angivna särdrag, utan ytterligare utföringsformer samtkombinationer av beskrivna utföringsformer är möjliga. Till exempel kan borrarrangemangetper se innefatta ett fjärrstyrt fordon som transporterar utrustningen till avsedd plats. Fordonetkan vara inrättat för autonom styrning. Till exempel kan kommunikationslänk vara en fysiskledning, såsom opto-elektrisk kommunikationsledning, eller en icke-fysisk ledning, såsom entrådlös anslutning, exempelvis en radio- eller mikrovågslänk. Avlägsning av borrstål ett efterett kan ske helt automatiskt, semi-automatiskt eller manuellt. Borrningen kan hänföras tillstigortsborrning eller annan rymningsborrning där man söker förbinda ett utrymme med två andra utrymmen och utrymmena liggeri ett plan, horisontellt, vertikalt eller däremellan. 21 Stopporganet kan förutom att vara bildat av en fläns eller ändkant hos gripanordningen varautformat av stoppklackar eller utskott hos en hubb innefattad i gripanordningen. Spärrmedelsåsom block eller kilar är fördelaktigt dimensionerade att passa de aktuella urtagningar somförekommer hos borrstålet för skarvning. Påverkansorgan kan förutom att utgöras av fjädrareller av en enda fjäder, vara bildat av motordriven stötstång för att åstadkomma förflyttningeni axiell riktning. Motordrivnigen kan vara elektrisk, pneumatisk eller hydraulisk. Likaså kan entyp av magnetorgan eller elektromagnetorgan åstadkomma den initiala förflyttningen.Exempelvis kan likaså den initiala förflyttningen av gripanordningen med start frånursprungsläget i riktning bort från drivhuvudet ske både med fjäderkraft och medelstlänkarrangemang påverkat av hydraulcylinder. Påverkansorganen kan vara fäst viddrivhuvudets hus icke roterande omkring chuckens rotationsaxel eller rotera tillsammans medchucken och griporganet omkring rotationsaxeln. Påverkansorganet kan stödja sig motdrivhuvudets växellåda eller drivhus. Det kan likaså vara fäst vid annat fundament förstödjande drivningen av gripanordningen i riktning från drivhuvudet och från ursprungsläget.Definition av borrstål hos borrsträngen, kan även vara synonymt med borrör, "pipa", ellerlikande. Ofta används stigortsborrning för att driva borrhål, såsom schakt och/eller stigortermellan ett första, andra och tredje utrymme. I\/|ed stigortsborrning kan således utrymmen iolika nivåer eller horisontellt liggande utrymmen i en gruva förbindas för kommunikation, variexempelvis ventilation, materialtransport eller hiss kan inrättas. Vanligen borras först ettpilothål i en första riktning från borrarrangemanget. Dubbelverkande hydraulcylindrarmanövreras att mata ett roterande drivhuvud. Därmed skapas en tryckkraft, som pressarborrkronan i riktning från borrarrangemanget och en dragkraft i motsatt riktning för att matatillbaka borrkronan. Denna dragkraft kan även användas för rymning av ett vidare hål i riktningtillbaka till borrarrangemanget. Borrsträngen uppvisar sektioner med borrstål, borrstänger, borrör etc., vilka sektioner byggs på eller tas bort efter hand utifrån matningsriktning.
Borrsträngen uppvisar vid sin ena ände en borrkrona eller dylikt för upptagning av hål. Vidtillbakamatning lösgörs borrstål från varandra ett och ett i taget. Olika hjälpmekanismer finnsidag för att lösgöra borrstålen från varandra. Olika organ finns för att fästa borrstål mot ett drivhuvud, såsom klämning, bultning, magnetism etc.
Alternativt kan borrarrangemanget enligt en aspekt av uppfinningen vara fjärrstyrt, varvid en operatör på avstånd från borrarrangemanget, exempelvis från markytan, kan styra förfarandet 22 att fasthålla borrsträngsmedel och avlägsna detta från borrarrangemanget. Enligt ett annatalternativ kan borrarrangemanget vara ett fjärrstyrt fordon inrättat med borrarrangemanget,varvid en operatör på avstånd styr fordonet till avsedd plats för borrning, borrar och sedantillbaka. Enligt ett annat alternativ kan borrarrangemanget omfattande en bärare varaautonomt beskaffat, varvid en operatör endast behöver starta förfarandet och processen fortskrider av sig självt till avslutning.

Claims (11)

1. PATE I\J UU 4. 9"' 23 NTKRAVFörfarande vid ett borrarrangemang (7) att gripa om ett borrsträngsmedel (36) föravlägsning av ett borrstål (35) från sagda borrsträngsmedel, innefattande att:-tillhandahålla fasthållning av sagda borrsträngsmedel (36), -tillhandahålla ett hos borrarrangemanget (7) inrättat drivhuvud (20, 37) enrotation för att gänga ur borrstålet (35) från drivhuvudet (20, 37); -tillhandahålla ett påverkansorgan (42) för att från ett ursprungsläge (U) i en axiellriktning (X) förskjuta en gripanordning (21) i riktning från drivhuvudet (20, 37),nämnda tillhandahållande av påverkansorganet (42) inbegripande fjäderpåverkan,samt fasthålla i ett fasthållningsläge medelst sagda gripanordning (21) en närmastdrivhuvudet (20, 37) belägen borrstålsände; och -rotera borrstålet (35) ur kvarvarande borrsträngsmedel (36). .
2. Förfarande enligt krav 1, varvid steget att tillhandahålla sagda påverkansorgan (42) förnämnda förskjutning av gripanordningen (21) i den axiella riktningen (X) inbegriperpåverkan medelst hydraulik och/eller pneumatik. .
3. Förfarande enligt något av krav 1 eller 2, varvid steget att tillhandahålla sagdapåverkansorgan (42) inbegriper indrivning av spärrmedel (33, 59), i åtminstone enurtagning (51) hos borrstålet (35).
4. Förfarande enligt krav 3, varvid steget att fasthålla i ett fasthållningsläge äveninbegriper att åstadkomma sagda spärrmedel (33, 59) i ingrepp med ett stopporgan(40) hos gripanordningen (21) vid roteringen av borrstålet (35) ur kvarvarandeborrsträngsmedel (36).
5. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid förfarandet även innefattar steget att i den axiella riktningen (X) justera gripanordningen (21) tillsammans med en 24vid denna anbringad tätningsanordning (73), så att vid borrning sagda tätningsanordning (73) ej hamnari nivå med en urtagning (51) hos borrstålet (35).
6. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid påverkansorganet (42) är5 inrättat att förskjuta gripanordningen (21) i riktning mot eller i huvudsaklig riktning mot gravitationskraften.
7. Borrarrangemang innefattande ett drivhuvud (20, 37) för drivning av en i axiellriktning (X) skjutbar invändigt gängad kropp (39) och en omslutande kroppen (39)10 vridfast anordnad och i den axiella riktningen (X) skjutbar gripanordning (21), nämndakropp (39) är inrättad för i- och urgängning av borrsträngsmedel (36),kännetecknat av att ett påverkansorgan (42) är inrättat att från ett ursprungsläge (U)förskjuta sagda gripanordning (21) i den axiella riktningen i riktning från drivhuvudet(20, 37), varvid påverkansorganet (42) innefattar ett fjäderorgan (41, 41', 41", 41"',15 41"", 41""')
8. Borrarrangemang enligt krav 7, varvid påverkansorganet (42) innefattar åtminstone en hydraulisk påverkare (71, C, H). 20
9. Borrarrangemang enligt krav 7 eller 8, varvid gripanordningen (21) innefattar etti denaxiella riktningen (X) förskjutbart ringelement (25, 25', 25") för att inåt i radiell riktningdriva ett spärrmedel (33, 59) för att åstadkomma vridfast förbindning mellan gripanordningen (21) och ett borrstål (35). 25
10. Borrarrangemang enligt krav 9, varvid gripanordningen (21) uppvisar ettstopporgan (40) för positionering av ringelementet (25, 25', 25") i den axiella riktningen (X) relativt sagda spärrmedel (33, 59). 11. 12. 13. 14. 15. Borrarrangemang enligt något av krav 7-10, varvid gripanordningen (21) innefattar entätningsanordning (73) uppvisande en invändig omkrets anpassad borrstålets (35) diameter. Fordon innefattande ett borrarrangemang (7) enligt något av krav 7 till
11. Fordon enligt krav 12, varvid fordonet (1) är en borrigg (3) avsedd för gruvdrift. Datorprogram (P) vid ett borrarrangemang (7), innefattande ett drivhuvud (20, 37)för drivning av en i axiell riktning (X) skjutbar invändigt gängad kropp (39), och enomslutande kroppen (39) vridfast anordnad och i den axiella riktningen (X) skjutbargripanordning (21), nämnda kropp (39) är inrättad för i- och urgängning avborrsträngsmedel (36), ett påverkansorgan (42) är inrättat att från ett ursprungsläge(U) förskjuta sagda gripanordning (21) i en första riktning från drivhuvudet (20, 37),vari datorprogrammet (P) innefattar en programkod lagrad på ett, av en dator läsbart,medium för att utföra förfarandestegen enligt något av kraven 1 till 6 närdatorprogrammet (P) körs på en elektronisk styrenhet (100) associerad med borra rra ngemanget (7). Datorprogramprodukt innefattande en programkod lagrad på ett, av en datorläsbart, medium för att utföra förfarandestegen enligt något av krav 1 till 6 när ett datorprogram (P) körs på en elektronisk styrenhet (100) associerad med borra rra ngemanget (7).
SE1350253A 2013-03-01 2013-03-01 Borrarrangemang, fordon, datorprogram samt förfarande för fasthållning av borrsträngsmedel SE539108C2 (sv)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1350253A SE539108C2 (sv) 2013-03-01 2013-03-01 Borrarrangemang, fordon, datorprogram samt förfarande för fasthållning av borrsträngsmedel
RU2015141143A RU2639234C2 (ru) 2013-03-01 2014-02-25 Бурильное устройство и способ удержания бурильной колонны
CA2898199A CA2898199C (en) 2013-03-01 2014-02-25 Drilling arrangement and method for holding a drill string
AU2014221483A AU2014221483B2 (en) 2013-03-01 2014-02-25 Drilling arrangement and method for holding a drill string
EP14715716.8A EP2961915A2 (en) 2013-03-01 2014-02-25 Drilling arrangement and method for holding a drill string
MX2015010985A MX2015010985A (es) 2013-03-01 2014-02-25 Arreglo de perforacion y metodo para sujetar una sarta de perforacion.
PCT/SE2014/050231 WO2014133440A2 (en) 2013-03-01 2014-02-25 Drilling arrangement and method for holding a drill string
CN201480011337.0A CN105008656B (zh) 2013-03-01 2014-02-25 用于保持钻柱的钻凿装置和方法
ZA2015/05864A ZA201505864B (en) 2013-03-01 2015-08-14 Drilling arrangement and method for holding a drill string
CL2015002440A CL2015002440A1 (es) 2013-03-01 2015-08-31 Arreglo de perforación y método para sujetar una sarta de perforación.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1350253A SE539108C2 (sv) 2013-03-01 2013-03-01 Borrarrangemang, fordon, datorprogram samt förfarande för fasthållning av borrsträngsmedel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1350253A1 SE1350253A1 (sv) 2014-09-02
SE539108C2 true SE539108C2 (sv) 2017-04-11

Family

ID=50440792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1350253A SE539108C2 (sv) 2013-03-01 2013-03-01 Borrarrangemang, fordon, datorprogram samt förfarande för fasthållning av borrsträngsmedel

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP2961915A2 (sv)
CN (1) CN105008656B (sv)
AU (1) AU2014221483B2 (sv)
CA (1) CA2898199C (sv)
CL (1) CL2015002440A1 (sv)
MX (1) MX2015010985A (sv)
RU (1) RU2639234C2 (sv)
SE (1) SE539108C2 (sv)
WO (1) WO2014133440A2 (sv)
ZA (1) ZA201505864B (sv)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE540309C2 (sv) * 2015-03-04 2018-06-05 Epiroc Rock Drills Ab Anordning och förfarande vid bergborrning
SE543092C2 (sv) * 2018-05-21 2020-10-06 Epiroc Rock Drills Ab System for drill bit change in a drilling rig, drilling rig comprising such a system, and a method for changing drill bits using such a system
US11428057B2 (en) 2020-03-06 2022-08-30 Caterpillar Global Mining Equipment Llc Deck wrench disengage with pipe unscrewed interlock

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5390568A (en) * 1992-03-11 1995-02-21 Weatherford/Lamb, Inc. Automatic torque wrenching machine
GB9212723D0 (en) * 1992-06-16 1992-07-29 Weatherford Lamb Apparatus for connecting and disconnecting threaded members
RU2167999C2 (ru) * 1997-12-30 2001-05-27 Производственное объединение "Северное машиностроительное предприятие" Крюк
US7341109B1 (en) * 2007-01-26 2008-03-11 Mcdowell Bobby Dewain Hydraulic flow control system with an internal compensator sleeve
US7631563B2 (en) * 2007-09-05 2009-12-15 Key Energy Services, Inc. Method and system for evaluating rod breakout based on tong pressure data
CA2686660C (en) * 2008-11-28 2018-06-19 Key Energy Services, Inc. Method and system for monitoring the efficiency and health of a hydraulically driven system

Also Published As

Publication number Publication date
CN105008656B (zh) 2017-06-06
AU2014221483A1 (en) 2015-10-22
CL2015002440A1 (es) 2016-02-26
WO2014133440A3 (en) 2015-01-08
MX2015010985A (es) 2015-10-26
CN105008656A (zh) 2015-10-28
WO2014133440A2 (en) 2014-09-04
RU2639234C2 (ru) 2017-12-20
SE1350253A1 (sv) 2014-09-02
ZA201505864B (en) 2016-11-30
CA2898199A1 (en) 2014-09-04
AU2014221483B2 (en) 2017-11-02
CA2898199C (en) 2021-02-16
RU2015141143A (ru) 2017-04-06
EP2961915A2 (en) 2016-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11118429B2 (en) Control system for hydrocarbon recovery tools
US7707914B2 (en) Apparatus and methods for connecting tubulars
US9702207B2 (en) Tool for use on exit side of bore and method of use thereof
ITTO940489A1 (it) Dispositivo per la manovra di caricamento ed avvitamento di aste e tubazioni di rivestimento componenti una batteria di trivellazione per impianti di perforazione del sottosuolo.
US5231899A (en) Drilling rig breakout wrench system
CA2886480C (en) Power tong spool valve speed limiting system
SE539108C2 (sv) Borrarrangemang, fordon, datorprogram samt förfarande för fasthållning av borrsträngsmedel
FI126396B (sv) Förfarande vid en borrstödsanordning, borrstödsanordning, fordon innefattande en borrstödsanordning, datorprogram vid en borrstödsanordning och datorprogram produkt
AU2014328882B2 (en) Manipulation tool and method of using same, and an adapter for use together with the manipulation tool
US20050077743A1 (en) Tong assembly
US20190137964A1 (en) Control system for hydrocarbon recovery tools
EP3673141B1 (en) Apparatus and methods for tong operation
SE1350252A1 (sv) Bergborrningskonfiguration och förfarande för sidoställningav ett borrarrangemang
JP2023508315A (ja) 制御装置を用いて削岩ユニットのドリルビットを交換する方法、削岩ユニット用制御装置、削岩ユニット及び削岩リグ
SE529285C2 (sv) Anordning och metod för att lossa en gängfog vid bergborrning
US20240051797A1 (en) Cutting tool handling assembly
SE538633C2 (sv) Borrarrangemang och förfarande vid borrarrangemanget
CN117043442A (zh) 用于检测钻柱的松开接头的方法和***
WO2023225721A1 (en) Automated drilling arrangement
CN204024522U (zh) 钻杆装载装置和包括该钻杆装载装置的水平定向钻机
EP3707346A1 (en) Control system for hydrocarbon recovery tools

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed