ES2905796T3 - Unidad de cargador giratorio para barras de perforación y tubos - Google Patents

Abstract

Equipo de perforación para un medio o máquina de perforación, comprendiendo dicho equipo: una guía (1) lineal, adaptada para ser montada en dicha máquina o medio; un cabezal (3) de perforación, deslizable a lo largo de dicha guía (1) a lo largo de una dirección de deslizamiento (Y), estando configurado dicho cabezal (3) para acoplar, por lo menos, una herramienta de perforación (5) y para conducir dicha herramienta alrededor de un eje de perforación (Y'); un cargador (7) de herramientas que comprende una plataforma (9) estacionaria conectada a dicha guía, una mesa (8) giratoria soportada de manera pivotante por dicha plataforma (9) estacionaria alrededor de un eje de rotación (Y") paralelo a dicha dirección de deslizamiento, y una pluralidad de asientos dispuestos en dicha mesa (8) giratoria y distribuidos alrededor de dicho eje de rotación (Y") para alojar de manera estable las respectivas herramientas (5) de perforación en una posición vertical sustancialmente paralela a dicha dirección de deslizamiento; en el que dicha plataforma (9) estacionaria comprende un puesto de carga y descarga de herramientas para ser ocupado secuencialmente por dichos asientos, además de una rotación por pasos de dicha mesa (8) giratoria, caracterizado por que dicho cabezal (3) de perforación es desplazable según una dirección transversal (Z), ortogonal a dicha dirección de deslizamiento (Y), para alinear su eje de perforación (Y') con dicho puesto de carga y descarga, comprendiendo dicho puesto un medio de sujeción (13) adaptado para bloquear la herramienta de perforación deteniéndose en el puesto.

Description

DESCRIPCIÓN

Unidad de cargador giratorio para barras de perforación y tubos

La presente invención se refiere al sector de las máquinas perforadoras para ingeniería civil, construcción de cimientos e investigaciones subterráneas. Más específicamente, la invención se refiere a un equipo de cargador para barras y tubos de perforación (o más propiamente, barras de perforación y tubos de revestimiento), adecuado para equipar una máquina para realizar perforaciones verticales o bien inclinadas, ya sea una verdadera máquina perforadora, una excavadora o cualquier otro tipo de máquina o vehículo adecuado, en general, para este propósito.

En este sector y para este tipo de máquinas, la seguridad de los trabajadores es un problema muy preocupante. De hecho, los trabajadores están expuestos a condiciones peligrosas, ya que están expuestos a piezas mecánicas en movimiento, así como a todas las dinámicas del contexto ambiental, cerca del punto de perforación, durante la propia perforación. Su tarea está relacionada, en particular, con la carga y la descarga manual de las barras de perforación y los correspondientes tubos de revestimiento, componentes que deben ser suministrados e instalados a medida que avanza la perforación, y recuperados en una etapa posterior. Por otro lado, las etapas de carga y descarga también ralentizan las operaciones de perforación, con las consiguientes pérdidas de productividad (aumento de los tiempos de ejecución de cada orificio o perforación). Se considera que el documento de la técnica anterior más próximo es la Patente EP 2 239 410 A1, que da a conocer las características enumeradas en el preámbulo de la reivindicación 1.

El objetivo fundamental, aunque no el único, de la presente invención es contribuir a superar este estado de la técnica, mediante un novedoso sistema de cargador adecuado para equipar una máquina perforadora del tipo antes mencionado, para conseguir un aumento sustancial de la seguridad y de la productividad.

Este objetivo se consigue con el equipo con cargador giratorio para barras y tubos de perforación según la invención, cuyas características esenciales están definidas por la primera de las reivindicaciones adjuntas. Asimismo, se consiguen otros objetivos y ventajas secundarias mediante las soluciones constructivas definidas por las reivindicaciones dependientes.

Las características y ventajas del equipo de cargador giratorio para barras y tubos de perforación según la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción de una realización del mismo, facilitada a modo de ejemplo no limitativo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es una vista axonométrica de un equipo con cargador giratorio según la invención, totalmente cargado con conjuntos de herramientas de perforación de barras/tubos y con uno de estos conjuntos sujeto por un cabezal de perforación, mostrado esquemáticamente en el presente documento;

- la figura 2 es una vista lateral de únicamente el cargador giratorio del equipo de la figura 1, visto desde el lado adyacente al cabezal, omitiendo una envoltura en primer plano y con partes (incluyendo un conjunto de herramientas) seccionadas a lo largo de diferentes planos;

- la figura 3 es una vista frontal y detallada de únicamente el cabezal de perforación del equipo de la figura 1, configurado en modo de doble cabezal también para la rotación de los tubos de revestimiento;

- cada una de las figuras 4a a 4d muestra una vista frontal del equipo con la misma representación esquemática que en la figura 1 en las respectivas y posteriores fases de trabajo, que representan conceptualmente el proceso de carga de herramientas (barra y/o tubo) desde el cargador giratorio;

- cada una de las figuras 5a a 5c muestra una vista lateral del equipo solo con el cabezal y el cargador, representados de manera similar en las figuras 2 y 3, en etapas sucesivas de una subfase de acoplar al cabezal una barra de perforación de un cargador según la invención, configurado en este caso en modo de un solo cabezal únicamente para el giro de las barras; y

- las figuras 6a a 6n muestran de nuevo el equipo que comprende el cargador según la invención en vista lateral de manera similar a las figuras 5a a 5c anteriores, en sucesivas etapas de las subfases de enganche y liberación de un conjunto de barra y tubo al cabezal y desde el mismo, configurado en este caso en modo de doble cabezal para el giro de barras y tubos.

Haciendo referencia a las figuras anteriores, pero, en particular, por el momento, a la figura 1, un equipo de perforación según la invención comprende una guía 1 lineal, adecuada para ser montada, con sistemas de fijación elegidos de manera tradicional, sobre una máquina o vehículo, a su vez tradicional, para su uso en el sector. Sobre la guía 1, que se extiende según una dirección de deslizamiento Y, un carro 2 se desliza a lo largo de dicha dirección, transportando un cabezal 3 de perforación por medio de una corredera 4, que permite la traslación del cabezal con respecto al carro según una dirección Z transversal, ortogonal a la dirección de deslizamiento. El cabezal 3 está diseñado para acoplar y hacer girar una herramienta de perforación 5 (barra de perforación 51 y/o tubo de revestimiento 52) alrededor de su propio eje de perforación Y ’, tal como se explicará mejor a continuación en el contexto de una descripción más detallada del cabezal 3.

La guía 1 soporta en un extremo de base (el más próximo a la zona de perforación) una mordaza 6 de un tipo conocido per se, para ser utilizada para desenroscar las herramientas mientras son desmontadas. Sobre la guía 1 también está montado un cargador 7 de herramientas cerca del mismo extremo de base, separado lateralmente de la propia guía en la mencionada dirección transversal Z.

Haciendo referencia a continuación también, y en particular, a la figura 2, el cargador de herramientas indicado de manera general con 7 comprende una mesa 8 giratoria, que gira por medio de un cubo 81 alrededor de un eje de rotación Y” paralelo a la dirección de deslizamiento Y definida por el alargamiento de la guía 1. Este eje Y” está materializado por un eje (no visible) sobre el que está acoplado el cubo 81 de la mesa 8 y definido por una plataforma 9 estacionaria. Esta última está unida a la guía 1 mediante un brazo 10 que se extiende sustancialmente a lo largo de una tercera dirección X que completa un sistema de referencia cartesiano junto con las direcciones Y y Z ya mencionadas. Preferentemente, tanto la mesa 8 giratoria como la plataforma estacionaria tienen una periferia sustancialmente circular.

Por medio del brazo 10, el cargador está, por lo tanto, separado de la guía no solo en la dirección transversal Z, sino también en la tercera dirección X. Preferentemente, el brazo 10 tiene una estructura extensible, por ejemplo, telescópica, para permitir un ajuste de posición de la plataforma 9 (y con ella de los otros componentes soportados) a lo largo de la tercera dirección X. La conexión entre la plataforma 9 y la guía 1 se completa a continuación con una junta 11 giratoria de arandela, con eje de rotación según la dirección transversal Z, entre un extremo de base del brazo 10 y la guía 1, para permitir un movimiento de ajuste de la inclinación del propio brazo (y, asimismo, de todos los demás componentes del cargador soportados por el mismo), pivotando hacia la derecha alrededor de la dirección transversal Z.

Múltiples envolturas 12 se elevan desde la mesa 8 giratoria, por ejemplo, en número de cuatro, como en la realización mostrada, pero en general en un número n que puede ser mayor o menor de cuatro. Las envolturas 12 están distribuidas preferentemente en una trayectoria circular centrada en el cubo, equidistantes a lo largo del recorrido, y están adaptadas para alojar, cada una, una herramienta de perforación (barra, tubo o un conjunto de ambos). Las envolturas 12 están abiertas por la parte inferior mediante unos orificios, no visibles en las figuras, practicados en la mesa 8 giratoria, de modo que, una vez introducidas las herramientas en las envolturas, estas se apoyan con sus extremos inferiores sobre la plataforma 9 estacionaria. La mesa 8 gira por pasos de una amplitud angular igual a 2n/n.

Según una realización preferente, en un puesto de carga identificado preferentemente por el diámetro de la plataforma dibujada paralela a la dirección transversal Z, se forma un conducto 91 en la plataforma 9 estacionaria que está adaptado para coincidir con cada una de las envolturas, una vez que giran junto con la mesa 8; en consecuencia, el conducto 91 está a la misma distancia que las envolturas del centro de rotación. En la práctica, en esta realización, tal como se representa en el presente documento, después de la rotación de la mesa 8, la envoltura que pasa (y se detiene) en un puesto de carga que está en el punto de mínimo (medido en la dirección transversal Z) queda situado coincidiendo con el conducto 91. El eje del conducto 91 y, por lo tanto, del puesto de carga (que es también un puesto de descarga, como se comprenderá en breve), es a su vez paralelo a la dirección de deslizamiento Y, y está indicado con Y ’”.

Una abrazadera 13 está dispuesta debajo del conducto, y está adaptada para sujetar y bloquear la herramienta (barra o tubo) que es introducida en el propio conducto, tanto con respecto a la traslación axial como, sobre todo, a la rotación alrededor del eje del puesto de carga y descarga Y ’”. Un pistón 14 que se mueve alternativamente a lo largo del último eje Y ’” por debajo de la plataforma 9 se adapta entonces, en una posición elevada, con su placa extrema 141 para cerrar el conducto 91 enrasado con la cara superior de la plataforma, dejándolo abierto, en cambio, en una posición baja.

Volviendo al cabezal 3, con particular referencia a la figura 3, este comprende, en una configuración básica para acoplar y hacer girar solo una barra de perforación, una unidad superior 31, dotada de un mandril 311 de la barra de perforación, y, en una configuración completa (la mostrada en la figura 3), también una unidad inferior 32, para acoplar y hacer girar los tubos de revestimiento, equipada con un mandril 321 de tubo. La unidad inferior 32 obviamente tiene un canal central, para permitir la introducción de una extensión 312 para ser montada en el primer mandril 311, y permitir el acoplamiento de las barras a la unidad superior 31 incluso en la configuración completa. La unidad superior 31 puede desplazarse en las direcciones de deslizamiento Y con respecto a la unidad inferior 32, durante una carrera que puede variar según las necesidades, en un margen indicativo de algunas decenas de cm. Se debe comprender que la construcción del cabezal y de las unidades correspondientes, así como su interfaz con las herramientas es de un tipo conocido, y no es necesaria su descripción adicional. Asimismo, se debe comprender que la configuración del sistema de alimentación y de control de energía encargado del comportamiento del funcionamiento de las distintas partes anteriormente presentadas, tal como se describe a continuación, se basa en el conocimiento general y/u, obviamente es implementable por un experto.

Haciendo referencia a las figuras 4a a 4d, la dinámica básica del equipo según la invención responde al siguiente esquema general. Partiendo de la figura 4a, durante la ejecución de un orificio en el sustrato a perforar, el cabezal de accionamiento 3 es coaxial con una herramienta de perforación 5’ activa. Cuando la introducción (es decir, la penetración en el orificio en ejecución) ha llegado a un punto que requiere la carga de una herramienta adicional (barra, tubo o ambos componentes), el carro 2 que transporta el cabezal 3 (sin herramientas) sube a lo largo de la guía 1, hasta sobresalir del extremo superior de las herramientas 5 cargadas en el cargador 7. En este punto, la corredera 4 se desplaza en el sentido transversal Z respecto al carro 2, alineando el cabezal 3 con una herramienta 5” que está situada en la envoltura 12 situada en el puesto de carga. Esta situación se muestra en la figura 4b.

En este punto, el cabezal 3 desciende, debido al desplazamiento del carro 2 a lo largo de la guía 1, acopla la herramienta 5” y vuelve a subir, siempre conducido por el carro, extrayendo completamente esta herramienta del cargador (figura 4c). Una vez que la corredera 4 vuelve a estar alineada con la guía 1, la nueva herramienta 5” cargada es alineada con el eje del orificio a perforar (figura 4d) y descenderá siguiendo al carro 2 hacia abajo hasta que dicha nueva herramienta 5” puede ser atornillada con la herramienta anterior 5’ (la ya hincada en el orificio). Mientras la operación de perforación continúa de este modo, se prepara una nueva carga girando la mesa 8 giratoria hasta colocar una envoltura completa en el puesto de carga para reemplazar la recién vaciada. Esta nueva y posterior carga se realizará exactamente repitiendo las etapas descritas. Básicamente, las operaciones de recuperación de las herramientas del orificio también seguirán los mismos pasos, en orden inverso.

Haciendo referencia a continuación a las figuras 5a a 5c, se describirá a continuación con mayor detalle un aspecto constructivo que se relaciona más específicamente con la subfase de acoplamiento de barras de perforación a través de una unidad 31 de cabezal único con un mandril 311, precisamente configurado únicamente para la carga de barras de perforación. Todavía a modo de ejemplo, se hace referencia a un cargador con cuatro envolturas, y, por lo tanto, con cuatro pasos de rotación de la mesa 8 cada uno abarcando un ángulo de 90°, entendiéndose que se aplicará una descripción completamente similar a las realizaciones con un número diferente de envolturas (o elementos similares adecuados para definir asientos estables de alojamiento para las herramientas a un nivel elevado con respecto a la plataforma estacionaria o, de manera más general, en paralelo a la dirección de deslizamiento Y) y, en consecuencia, pasos de rotación de un número y una amplitud angular diferentes.

En una situación inicial, cada envoltura 12 contendrá una barra de perforación 51 (aunque solo se muestra una en la figura 5a), cuyo extremo inferior está en contacto con la plataforma 9. El conducto 91 del puesto de carga de la plataforma 9 está cerrado por medio de la placa 141 del pistón 14. La junta 11 y el brazo 10 permiten, en caso de defectos de alineación, recuperar el centrado de la barra 51 con la unidad 31 del cabezal de accionamiento, cuando ésta es desplazada hacia el cargador giratorio.

La figura 5b muestra cómo se baja el pistón 14 y, de esta manera, la placa 141 deja abierto el conducto 91 de la plataforma 9. La barra 51 que sobresale desciende por gravedad. Cuando se cierra la abrazadera 13, la barra 51 se bloquea. El cabezal 31 de la unidad de accionamiento, ya desplazado al eje Y ’” del puesto de carga, baja y, con el mandril 311, rosca la barra 51 ’ bloqueada por la abrazadera 13.

Finalmente, la figura 5c muestra la etapa siguiente, en la que la abrazadera 13 se abre para liberar la barra 51. El cabezal 31 de la unidad de accionamiento sube con la barra atornillada al mandril 311 hasta extraerla de la envoltura 12; la unidad del cabezal se desplazará hacia atrás sobre el eje del orificio para acoplar la barra ya introducida en el orificio perforado; mientras tanto el pistón 14 vuelve a cerrar el conducto 19 con su placa 141 y la mesa 8 gira un paso para dejar disponible la siguiente barra en el puesto de carga, y así sucesivamente, hasta cargar todas las barras necesarias, con el cargador que, en todo caso, también puede ser llenado de nuevo progresivamente durante el funcionamiento, de manera oculta respecto a las fases activas, y ventajosamente tal como se indicará a continuación, asistido por la posibilidad de desplazamiento que ofrece la junta 11.

Tal como es fácilmente comprensible, las barras se recuperarán con pasos que son inversos a las que se acaba de describir. Partiendo de una situación en la que cada envoltura 12 está vacía, el cabezal 31 de accionamiento recupera la primera barra del orificio perforado y se desplaza según el eje Y ’” del puesto de carga para descargar a continuación la barra recuperada en la envoltura que se encuentra en este puesto (que obviamente también puede ser definido como un puesto de descarga.) El pistón 14 desciende para dejar abierto el conducto 91 de la plataforma 9, para permitir que la barra liberada se aloje en el mismo, y por lo tanto para que la abrazadera 13 bloquee la barra, con el fin de oponerse a la acción de desatornillado por parte del mandril 311 de la unidad de cabeza 31. Esta última puede ser situada a continuación, sobre la siguiente barra a recuperar del orificio perforado.

Una vez que la abrazadera se vuelve a abrir para liberar la barra, el pistón 14 sube y, con la placa 141, empuja la barra hacia arriba para llevar el extremo inferior de la misma al nivel de la plataforma 9. En esta situación, el conducto 91 está cerrado de nuevo. La mesa 8 giratoria gira un paso para llevar una envoltura vacía al puesto de carga y descarga, permitiendo la aceptación de la siguiente barra, para así repetir el ciclo para el número de iteraciones requeridas.

Haciendo referencia a continuación a las figuras 6a a la 6n, y de manera similar a lo que se acaba de hacer para las operaciones de carga y recuperación de barras únicas, a continuación, se describirán detalladamente las subfases de acoplamiento/carga y liberación/recuperación de conjuntos de herramientas que comprenden cada uno tanto una barra 51 de perforación como un tubo 52 de revestimiento, y, por lo tanto, con un cabezal 3 de doble unidad, que comprende una unidad superior 31 para las barras y una unidad inferior 32 para los tubos. Desde la unidad superior 31, el mandril de la barra de perforación (rotación hacia la derecha) se materializa mediante la extensión 312 mencionada anteriormente, que se extiende a través de la unidad inferior 32 y más allá de la misma, equipada con un mandril 321 de tubo (rotación hacia la izquierda).

Partiendo de la subfase de carga, la figura 6a representa una situación inicial con las envolturas 12 llenas de las respectivas herramientas (solo están situados un par de barra 51’ y tubo 52’ en el puesto de carga, que están en este caso, una vez más, representadas en aras de la claridad de ilustración). Todas las herramientas tienen sus extremos inferiores apoyados en contacto con la plataforma 9 estacionaria, incluyendo la herramienta 5’ en el puesto de carga, debido a que el conducto 91 está cerrado por la placa 141 del pistón 14. Asimismo, en este caso los ajustes permitidos por la junta 11 y el brazo 10 pueden permitir la corrección de defectos de centrado entre la herramienta y las unidades de accionamiento desplazadas por encima del cargador.

En la figura 6b, el descenso del pistón 14 hizo que la herramienta 5’ cayera en el conducto 91 en el puesto de carga. En el interior del conducto, el tubo 52’ es sujetado por la abrazadera 13. Ambas unidades de cabezal 31 y 32, desplazadas al eje de carga y descarga Y ’”, descienden hacia la herramienta a cargar. La unidad 31 del cabezal superior se retrae (se levanta) en toda su carrera para evitar la interferencia de su mandril 312 con la barra 51’ que está situada en el interior del tubo 52’. Al final del descenso, la unidad de cabezal inferior 32 rosca el tubo 52’, bloqueado por la abrazadera 13, con su mandril 321.

Tan pronto como el tubo ha sido atornillado, tal como se muestra en la figura 6c, la abrazadera 13 se abre, el carro 2 (no mostrado en el presente documento) se desplaza hacia arriba con el cabezal doble para extraer el tubo 52’ y llevar el extremo inferior de este último al nivel de la plataforma 9 estacionaria. La barra 51’ que todavía está en el interior del conducto 91, queda al descubierto, y a continuación puede ser bloqueada por medio de la abrazadera 13.

La figura 6d muestra la unidad 31 del cabezal superior que ha descendido con respecto a la unidad inferior 32 dejando al descubierto el mandril 312 que atornilla la barra 51’ bloqueada por la abrazadera. Una vez abierta la abrazadera 13 para liberar la barra 51 ’, el carro 2 vuelve a subir llevándose las dos unidades de cabezal 31 y 32 con sus mandriles acoplados (mediante atornillado) respectivamente con la barra 51’ y el tubo 52’ (figura 6e). El cabezal doble se desplaza de este modo para alinearse con el eje de perforación, y para atornillar la barra y el tubo recién cargados sobre los ya presentes en el orificio perforado. En la figura 6f, el pistón 14 es levantado finalmente con la placa 141 para cerrar el conducto 91 de la plataforma estacionaria 9; la mesa 8 giratoria gira un paso para presentar al puesto de carga un conjunto 5” nuevo y siguiente de la barra 51” y el tubo 52”. Las operaciones se repetirán iterativamente de la misma manera.

Partiendo de la figura 6g, se muestra a continuación la subfase de recuperación. Normalmente se recuperan primero las barras de perforación, se inyecta el orificio perforado y finalmente se recuperan también los tubos de revestimiento (cuya función es mantener abierto el orificio en suelos sueltos).

Partiendo de un estado completamente vacío del cargador 7, el cabezal 3 recupera la primera barra 51’ del orificio perforado y se desplaza hacia el eje de descarga Y ’” para descargar esta barra 51 ’ recuperada en la envoltura situada en el puesto de carga/descarga. La figura 6g muestra esta barra ya en el cargador, con el cilindro 14 que, habiendo llegado a la situación baja, ha dejado abierto el conducto 91 para permitir que la abrazadera 13 actúe sobre la barra, tal como en la figura 6h. Con la barra bloqueada contra la rotación, el mandril 312 de la unidad superior 31 es desenroscado, el cabezal sube y se desplaza hacia atrás sobre el orificio perforado (figura 6i) para recuperar la barra 51” siguiente. Mientras tanto, tal como se muestra nuevamente en la figura 6i, la abrazadera 13 se abre, la placa 141 del pistón 14 eleva la barra en el puesto de carga para permitir la rotación de la mesa 8 en un paso, para colocar una envoltura vacía en el puesto de descarga, para alojar la barra siguiente.

En la figura 6I todas las envolturas están ocupadas por las barras recuperadas sucesivamente (51’, 51”, 51’” no visibles, ocultas por la herramienta 51iv situada en primer plano), habiendo vuelto la primera barra recuperada 51’ al puesto de carga/descarga. Debiendo recuperarse los tubos, esto se realiza a partir de un primer tubo 52’ que, en la misma figura 6I, ya ha sido descargado en su propia envoltura 12, coaxialmente con la barra 51’ ya presente en la misma.

En la siguiente figura 6m el pistón 14, al bajar su placa 141, hizo descender el conjunto de barra 51 ’ y tubo 52’ en el conducto 91, donde la abrazadera 13 se sujeta alrededor del tubo, permitiendo que el mandril 321 de la unidad 32 del cabezal inferior sea desenroscado, hasta entonces sujeto en el mismo tubo. En esta situación, la unidad superior 31 es levantada para evitar la interferencia entre el mandril 312 correspondiente y la herramienta. Finalmente, en la figura 6n se puede ver cómo, tras la elevación del pistón 14, la mesa 8 podría girar llevando el primer juego 5’ de barra y tubo (en este punto completamente recuperado) a la ubicación siguiente, de modo que en el puesto de carga/descarga en este momento hay una segunda barra 51”, previamente recuperada. El cabezal 3 se desplazará a continuación al orificio perforado, para recuperar y, a continuación, descargar, el tubo siguiente de una manera completamente similar a la que se acaba de ver para el primer tubo 52’. Obviamente, las operaciones continuarán hasta completar la recuperación, siendo en este caso, también, para tener en cuenta que posiblemente el cargador se pueda vaciar progresivamente incluso cuando el cabezal está activo en una posición (relativamente) distanciada.

De lo anterior se desprende que, según la invención, la disposición de un equipo de perforación con un cargador giratorio permite aumentar considerablemente la seguridad de todos los trabajadores que trabajan cerca de la zona peligrosa, porque se eliminan las operaciones de carga y descarga manuales de las barras y los tubos realizadas directamente en el cabezal. La invención también aumenta sustancialmente la productividad, al permitir tiempos de perforación más cortos para cada orificio, debido a que la carga es más rápida y resulta menos afectada por las paradas.

Cuando la profundidad del orificio es mayor que la longitud total de las barras y tubos disponibles en el cargador, también es posible, tal como se mencionó, volver a llenar el cargador; a tal fin, se puede hacer un uso ventajoso de la junta 11 giratoria de arandela para hacer girar dicho cargador hasta una posición que facilite su recarga, realizada por ejemplo por medio de una pinza hidráulica soportada y movida por un vehículo de construcción común, tal como una pequeña excavadora. También es importante confirmar que durante las fases de carga y descarga de las barras y los tubos es posible compensar cualquier desalineación de las herramientas con respecto al cabezal, posicionando de nuevo la junta 11 o el brazo 10, o ambos. En términos más generales, el cargador tiene también una estructura y una funcionalidad simples que no introducen complicaciones significativas ni aumentos de costes en términos de construcción o mantenimiento.

La presente invención se ha descrito hasta ahora haciendo referencia a sus realizaciones preferentes. Se debe comprender que pueden existir otras realizaciones que pertenezcan al mismo alcance de la invención, tal como está definido en las reivindicaciones que se exponen a continuación.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Equipo de perforación para un medio o máquina de perforación, comprendiendo dicho equipo: una guía (1) lineal, adaptada para ser montada en dicha máquina o medio; un cabezal (3) de perforación, deslizable a lo largo de dicha guía (1) a lo largo de una dirección de deslizamiento (Y), estando configurado dicho cabezal (3) para acoplar, por lo menos, una herramienta de perforación (5) y para conducir dicha herramienta alrededor de un eje de perforación (Y’); un cargador (7) de herramientas que comprende una plataforma (9) estacionaria conectada a dicha guía, una mesa (8) giratoria soportada de manera pivotante por dicha plataforma (9) estacionaria alrededor de un eje de rotación (Y”) paralelo a dicha dirección de deslizamiento, y una pluralidad de asientos dispuestos en dicha mesa (8) giratoria y distribuidos alrededor de dicho eje de rotación (Y”) para alojar de manera estable las respectivas herramientas (5) de perforación en una posición vertical sustancialmente paralela a dicha dirección de deslizamiento; en el que dicha plataforma (9) estacionaria comprende un puesto de carga y descarga de herramientas para ser ocupado secuencialmente por dichos asientos, además de una rotación por pasos de dicha mesa (8) giratoria, caracterizado por que dicho cabezal (3) de perforación es desplazable según una dirección transversal (Z), ortogonal a dicha dirección de deslizamiento (Y), para alinear su eje de perforación (Y’) con dicho puesto de carga y descarga, comprendiendo dicho puesto un medio de sujeción (13) adaptado para bloquear la herramienta de perforación deteniéndose en el puesto.

2. Equipo, según la reivindicación 1, en el que dichos asientos de herramientas están definidos por las respectivas múltiples envolturas (12) que salen de dicha mesa (8) giratoria con la parte inferior abierta, por lo que las herramientas (5) introducidas en las envolturas se apoyan con sus extremos inferiores sobre una cara superior de dicha plataforma (9) estacionaria.

3. Equipo, según la reivindicación 1, en el que dicho puesto de carga y descarga comprende un conducto (91) formado en dicha plataforma (9) estacionaria con centro en un eje (Y”‘) de carga y descarga paralelo a dicha dirección de deslizamiento (Y), estando dicho medio de sujeción configurado como una abrazadera (13) dispuesta debajo de la plataforma y adaptado para sujetar una herramienta (5) parcialmente introducida a través de dicho conducto (91), y un pistón (14) que se desplaza alternativamente a lo largo de dicho eje (Y”‘) de carga y descarga, adaptado para cerrar dicho conducto (91) en una posición elevada con una placa en el extremo superior (141) enrasada con dicha cara superior de dicha plataforma (9) estacionaria, y para dejar abierto dicho conducto (91) en una posición bajada.

4. Equipo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos asientos son equidistantes en una trayectoria circular centrada en dicho eje de rotación (Y”).

5. Equipo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha plataforma (9) estacionaria está conectada a dicha guía (1) por medio de un brazo (10) que se extiende según una tercera dirección (X) que forma un sistema cartesiano con dicha dirección de deslizamiento (Y) y dicha dirección transversal (Z).

6. Equipo según la reivindicación 5, en el que dicho brazo (10) es extensible, por ejemplo, de una forma telescópica.

7. Equipo, según la reivindicación 5 o 6, en el que dicho brazo (10) está unido a dicha guía (1) a través de una junta giratoria (11) de arandela con un eje de giro según dicha dirección transversal (Z).

8. Equipo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha guía (1) soporta en un extremo de base una mordaza (6) para la sujeción de herramientas.

9. Equipo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho cabezal (3) está montado sobre una corredera (4) desplazable según dicha dirección transversal (Z) con respecto a un carro (2) móvil a lo largo de dicha guía (1) en dicha dirección de deslizamiento (X).

10. Equipo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha plataforma (9) estacionaria y dicha mesa (8) giratoria tienen una periferia sustancialmente circular.

11. Equipo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos asientos de herramientas en dicha mesa (8) giratoria son en número de cuatro.

12. Equipo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho cabezal (3) comprende, por lo menos, una unidad superior (31) con un mandril superior (311) configurado para el acoplamiento y accionamiento giratorio de una barra de perforación.

13. Equipo, según la reivindicación 12, en el que dicho cabezal (3) comprende, además, por lo menos, una unidad inferior (32) con un mandril inferior (321) configurado para el acoplamiento y el accionamiento en rotación de un tubo de perforación, y dotado de un canal central adaptado para permitir la introducción y la fijación a dicho mandril de la unidad superior (311) de una extensión (312) configurada para ser acoplada con una barra de perforación (31).

14. Equipo, según la reivindicación 13, en el que dicha unidad superior (31) es desplazable con respecto a dicha unidad inferior (32) a lo largo de dicha dirección de deslizamiento (Y).