FI121025B - Menetelmä putkiporaukseen, porausyksikkö sekä adapterilaite - Google Patents

Description

Menetelmä putkiporaukseen, porausyksikkö sekä adapterilaite

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on menetelmä putkiporaukseen, jossa menetelmässä porataan kiveä pyörittämällä porakoneeseen kuuluvalla pyörityslait-5 teella sisätankoa, ja työstetään kalliota ainakin yhdellä porakruunulla, sekä vedetään porauksen aikana ulkoputki porareikään; muodostetaan jatkokalusto liittämällä kaksi tai useampia sisätankoja pituussuunnassa tarkasteltuna peräkkäin ja vastaavasti liittämällä kaksi tai useampia ulkoputkia pituussuunnassa tarkasteltuna peräkkäin; käännetään sisätankoa pituusakselinsa ympäri lii-10 tettäessä sisätankoja toisiinsa ja vastaavasti purettaessa jatkokalustoa; käännetään ulkoputkea pituusakselinsa ympäri liitettäessä ulkoputkia toisiinsa ja vastaavasti purettaessa jatkokalustoa; suoritetaan sisätankojen ja ulkoputkien liittämisessä tarvittava kääntäminen eriaikaisesti; suoritetaan sisätangon ja ulkoputken kääntäminen porakoneen pyörityslaitteen ja siihen kytketyn adapte-15 rilaitteen avulla, silloin kun jatkokalustoa ollaan muodostamassa ja vastaavasti purkamassa.

Edelleen keksinnön kohteena on porausyksikkö, joka käsittää pora-koneen, johon kuuluu ainakin yksi pyörityslaite ainakin yhden sisätangon pyörittämiseksi pituusakselinsa ympäri; syöttömekanismin porakoneen liikuttamis-20 ta varten; sekä syöttöpalkin, jonka tukemana porakonetta voidaan liikuttaa eteenpäin porattavaa kiveä kohti ja vastaavasti taaksepäin; adapterilaitteen, joka on sovitettu välittämään porakoneen pyörityslaitteella muodostetun pyöri-tysvoiman sisätangolle; ja jossa adapterilaite käsittää pitkänomaisen sisäkap-paleen, jonka ensimmäiseen päähän tuodaan pyörityslaitteella muodostettu 25 pyöritysvoima, ja jonka toinen pää on kytkettävissä sisätankoon; ja jossa adapterilaite käsittää ulkokappaleen, joka on pitkänomainen putkimainen kappale, joka on sovitettu olemaan ainakin osittain sisäkappaleen ympärillä, ja jonka ulkokappaleen toinen pää on kytkettävissä putkiporauksessa käytettävään ul-koputkeen.

30 Vielä on keksinnön kohteena adapterilaite pyöritysvoiman välittämi seksi porakoneen pyörityslaitteelta ainakin yhdelle työkalulle, joka adapterilaite käsittää pitkänomaisen sisäkappaleen, jossa on ensimmäinen pää ja toinen pää; ja jossa sisäkappaleen ensimmäinen pää käsittää ensimmäiset välineet, jotka mahdollistavat pyöritysvoiman välittämisen porakoneen pyörityslaitteelta 35 sisäkappaleelle, ja edelleen jonka sisäkappaleen toinen pää käsittää toiset lii-tosvälineet, jotka mahdollistavat sisäkappaleen kytkemisen sisätankoon; uiko- 2 kappaleen, joka on pitkänomainen putkimainen kappale, joka käsittää ensimmäisen pään ja toisen pään, ja joka on sovitettu olemaan ainakin osittain sisä-kappaleen ympärillä; ja jossa ulkokappaleen toinen pää käsittää kolmannet liitosvälineet, jotka mahdollistavat ulkokappaleen kytkemisen putkiporauksessa 5 käytettävään ulkoputkeen.

Louhittaessa tunnelia rikkonaiseen, pehmeään tai muuten tunnelin teon kannalta huonolaatuiseen kallioon, voidaan tunnelin seinämiä ja kattoa joutua tukemaan erilaisilla ankkuroinneilla, pultituksilla ja injektoimalla betonia tai vastaavaa täyteainetta porareikiin. On myös tunnettua tukea tunnelin sei-10 nämät ja katto jo ennen varsinaista tunnelin louhinnan aloittamista. Tällöin voidaan käyttää putkiporausta (casing drilling), jossa porataan useita porareikiä vierekkäin tunnelille myöhemmin muodostettavan profiilin mukaisesti. Putkiporauksessa viedään porauksen aikana porareikään suojaputki (casing), joka voidaan jättää porareikään, jolloin se tukee huonolaatuista kalliota. Putkipo-15 Tauksessa käytetään kaksoiskalustoa, eli poraus tapahtuu pyörittämällä pora-tankoa tai vastaavaa sisätankoa ja mahdollisesti pyörittämällä sen ympärillä olevaa suojaputkea tai vastaavaa ulkoputkea porakoneen pyörityslaitteen avulla. Suojaputken uloin pää on varustettu rengaskruunulla ja poratangon uloimmassa päässä on sisäkruunu. Kun porareikä on porattu tarvittavan syvyiseksi, 20 vedetään poratanko ja sisäkruunu pois porareiästä. Suojaputki voidaan jättää porareikään, jolloin se muodostaa porareikää tukevan elimen. Edelleen voidaan suojaputken sisään syöttää betonia, jotain muuta juotosainetta sekä tarvittavia tukielimiä.

Porattaessa pitkiä porareikiä, suoritetaan putkiporaus jatkokalusto-25 porauksena. Tällöin putkiporauksessa käytettäviä porauskomponentteja eli poratankoja ja vastaavasti suojaputkia kytketään pituussuunnassa peräkkäin. Kytkemistä varten voivat sekä poratangot että suojaputket olla varustetut liitos-kierteillä. Kun porauskalustoa pidennetään, tulee sekä poratankoja että suoja-putkia pystyä kääntämään pituusakselinsa ympäri niin, että peräkkäisten po-30 rauskomponenttien liitoskierteet saadaan kytkettyä yhteen. Vastaavasti, kun porauskalustoa puretaan, tulee myös silloin pystyä kääntämään porauskomponentteja pituusakselinsa ympäri liitoskierteiden avaamiseksi. Poratankojen ja suojaputkien kytkeminen on kuitenkin tehtävä eriaikaisesti, jolloin liitettäviä po-rakankea ja suojaputkea pitää pystyä kääntämään toisistaan riippumatta. Tun-35 netut putkiporauksessa käytetyt porausyksiköt on varustettu erillisellä kään-töyksiköllä, jolla suojaputkea voidaan kääntää poratangosta riippumatta silloin, 3 kun suojaputkia kytketään toisiinsa tai irrotetaan toisistaan. Tällainen kään-töyksikkö kuitenkin lisää epäedullisesti porausyksikön painoa sekä aiheuttaa ylimääräistä huoltotarvetta ja kustannuksia.

Keksinnön lyhyt selostus 5 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen ja parannettu menetelmä ja laitteet putkiporaukseen.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että käytetään jatkokaluston liittämisessä ja purkamisessa adapterilaitetta, joka käsittää sisätankoon kytkettävän sisäkappaleen ja ulkoputkeen kytkettävän ulko-10 kappaleen; tuodaan pyöritysvoima adapterilaitteen sisäkappaleelle ja välitetään se sisäkappaleelta ulkokappaleelle; ja liikutetaan ulkokappaletta aksiaali-suunnassa sisäkappaleen suhteen sen valitsemiseksi, vaikuttaako pyörityslait-teella muodostettu pyöritysvoima sisätankoon tai ulkoputkeen.

Keksinnön mukaiselle porausyksikölle on tunnusomaista se, että 15 mainittu sisäkappale on kytketty ainakin yhden kytkentävälineen avulla mainittuun ulkokappaleeseen, ja joka kytkentäväline on sovitettu välittämään pyöri-tysvoimaa sisäkappaleen ja ulkokappaleen välillä mainittujen kappaleiden keskinäisestä pituussuuntaisesta asemasta riippumatta; ja että adapterilaite käsittää ainakin yhden toimilaitteen ulkokappaleen liikuttamiseksi pituussuunnassa 20 sisäkappaleen suhteen, jolloin sisäkappaleen toisen pään ja ulkokappaleen toisen pään keskinäinen asema on muutettavissa pituussuunnassa tarkasteltuna.

Keksinnön mukaiselle adapterilaitteelle on tunnusomaista se, että sisäkappale on kytketty ainakin yhden kytkentävälineen avulla ulkokappalee-25 seen; että kytkentäväline on sovitettu välittämään pyöritysvoimaa sisäkappaleen ja ulkokappaleen välillä mainittujen kappaleiden keskinäisestä pituussuuntaisesta asemasta riippumatta; ja että adapterilaite käsittää ainakin yhden toimilaitteen ulkokappaleen liikuttamiseksi pituussuunnassa sisäkappaleen suhteen, jolloin sisäkappaleen toisen pään ja ulkokappaleen toisen pään kes-30 kinäinen asema on muutettavissa pituussuunnassa tarkasteltuna.

Keksinnön olennainen ajatus on, että putkiporauksen porauskom-ponentteja kytkettäessä ja vastaavasti purettaessa, eli kierteytettäessä muodostetaan tarvittava kääntöliike sekä sisätangoille että ulkoputkille porakoneeseen kuuluvalla pyörityslaitteella. Adapterilaite on sovitettu välittämään pyöri-35 tyslaitteella muodostetun pyöritysvoima n porauskomponenteille. Edelleen adapterilaite käsittää välineet, jotka mahdollistavat sen, että kierteytettäessä 4 kääntövoima voidaan välittää toisistaan riippumatta joko sisätangolle tai ulko-putkelle.

Keksinnön etuna on, että porauskaluston käsittelyssä voidaan hyödyntää porakoneen normaalia pyörityslaitetta, jolloin mitään erillistä kääntöyk-5 sikköä ulkoputken kääntämiseksi ei enää tarvita. Niinpä porausyksikön rakenne voi olla aiempaa yksinkertaisempi, kompaktimpi ja kevyempi. Edelleen, koska adapterilaite on sovitettu porakoneen pyöritysakselille, on se hyvin keskitettynä liitettävän ja purettavan porauskaluston suhteen. Lisäksi porakoneen pyörityslaitteen avulla on muodostettavissa selvästi suurempi kääntövoima 10 kuin erillisten kääntöyksiköiden avulla, jolloin keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan vaivatta avattua myös kiinnijuuttuneet liitokset.

Keksinnön erään sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, että adapterilaite käsittää sisäkappaleen ja sen ympärille sovitetun ulkokappa-leen. Sisäkappaleen ensimmäisen pään osuudelle voidaan tuoda pyöritysvoi-15 ma porakoneen pyörityslaitteelta. Sisäkappaleen uloimmassa päässä, eli toisessa päässä on kierrettävät liitosvälineet, tyypillisesti liitoskierteet, jolloin si-säkappale on kytkettävissä sisätankoon. Ulkokappale on pitkänomainen putki, joka on sovitettu sisäkappaleen ympärille. Ulkokappaleen uloimmassa päässä, eli toisessa päässä, on kierrettävät liitosvälineet, tyypillisesti liitoskierteet, jol-20 loin ulkokappale on kytkettävissä ulkoputkeen. Ulkokappaleen ja sisäkappaleen välillä on yksi tai useampi kytkentäväline, joka mahdollistaa pyöritysvoi-man välittämisen sisäkappaleelta ulkokappaleelle. Kytkentäväline käsittää siten aina vähintään yhden ensimmäisen vastinpinnan sisäkappaleessa ja vähintään yhden toisen vastinpinnan ulkokappaleessa. Edelleen on ulkokappale 25 sovitettu pituussuunnassa liikuteltavasti sisäkappaleen suhteen, jolloin ulko-kappaletta voidaan siirtää yhden tai useamman toimilaitteen avulla niin, että ulkokappaleen uloimmassa päässä olevat liitosvälineet saadaan siirrettyä ulommaksi kuin sisäkappaleen uloimmassa päässä olevat liitosvälineet. Siirtämällä ulkokappaletta etu- ja taka-asentojen välillä voidaan kierteytettäessä 30 valita se, kohdistetaanko pyöritysvoima adapterilaitteelta sisätangolle vai ulko-putkelle. Adapterilaitteen etuna on mm. sen yksinkertainen ja luotettava rakenne.

Keksinnön erään sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, että sisäkappale on osa porakonetta. Tällöin sisäkappaleen ensimmäisessä 35 päässä eli sisemmässä päässä ovat voimansiirtoelimet, kuten esimerkiksi 5 hammastus tai vastaava, joilla pyöritysvoima voidaan vastaanottaa pyörityslait-teelta.

Keksinnön erään sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, että sisäkappale on erillinen kappale, joka on kytkettävissä porakoneen po-5 raniskaan tai vastaavaan pyörityselimeen esimerkiksi pulttiliitoksella tai vastaavalla. Tällöin porakoneen peruskonstruktioon ei tarvitse tehdä adapterilait-teen takia mitään olennaisia muutoksia.

Keksinnön erään sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, että pyöritysvoima on sovitettu välitettäväksi yhden tai useamman kiilan ja vas-10 taavasti yhden tai useamman pitkänomaisen kiilauran avulla sisäkappaleelta ulkokappaleelle. Kiilaura voi olla muodostettu sisäkappaleen ulkopintaan ja kiila voi olla kiinnitetty ulkokappaleen sisäpintaan, tai vaihtoehtoisesti kiila ja kiilaura ovat toisinpäin. Kiilan ja kiilauran muodostama sovitelma kykenee välittämään pyöritysvoimia, mutta sallii kiilan liikkua aksiaalisuuntaisesti pit-15 känomaisessa kiilaurassa. Kiilaura voi olla olennaisesti aksiaalisuuntainen ura. Joissain tapauksissa kiilaura voi olla muodostettu jonkin verran viistosti aksiaa-lisuuntaan nähden, tai kiilaura voi olla jopa harvakierteisen ruuviviivan muotoinen. Kiilaan ja kiilauraan perustuvat kytkentävälineet ovat suhteellisen yksinkertaisia muodostaa, hinnaltaan edullisia ja rakenteellisesti kestäviä.

20 Keksinnön erään sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, että adapterilaitteen sisäkappaleen ulkopinnan poikkileikkausmuoto ja vastaavasti ulkokappaleen sisäpinnan poikkileikkausmuoto on muotoiltu niin, että mainittujen kappaleiden välille muodostuu pituusakselin ympäri tapahtuvan pyöritysvoiman suhteen muotolukitus. Pintojen poikkileikkausmuodot sallivat 25 kuitenkin sisäkappaleen ja ulkokappaleen liikuttamisen pituusakselin suunnassa. Käytännössä voivat vastinpinnat olla muotoillut poikkileikkaukseltaan joksikin ei-pyöreäksi muodoksi kuten esimerkiksi soikeaksi tai kulmikkaaksi. Tässä tapauksessa sisä- ja ulkokappaleen väliset vastinpinnat muodostavat kytkentävälineet.

30 Keksinnön erään sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, että adapterilaite käsittää kaksi tai useampia toimilaitteita kuten esimerkiksi paineväliainesylinteriä tai vastaavaa, jotka on sovitettu siirtokappaleen avulla liikuttamaan ulkokappaletta sisäkappaleen suhteen. Siirtokappale on pitkänomainen kappale, joka on sovitettu ulkokappaleeseen nähden poikittain ja 35 kiinnitetty ulkokappaleeseen niin, että se voi välittää aksiaalisuuntaisia siirto- 6 voimia. Sen sijaan pyöritysvoimat eivät välity ulkokappaleen ja siirtokappaleen välillä, vaan siirtokappale voi olla esimerkiksi laakeroitu ulkokappaleeseen.

Keksinnön erään sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, että adapterilaitteen ulkokappale on lukittavissa aksiaalisuunnassa sisäkappa-5 leeseen ainakin ulkokappaleen yhdessä asennossa. Lukitseminen voi tapahtua kiilan ja kiilauran ääriasennossa tai lukitseminen voi perustua bajonettiluki-tukseen, ruuvilukitukseen tai johonkin muuhun sopivaan lukitusmekanismiin. Ulkokappaleen ollessa tässä lukitussa asennossa voi sisäkappaleeseen kohdistettu aksiaalivoima välittyä ulkokappaleelle. Tällöin voidaan porausyksik-10 köön kuuluvalla syöttömekanismilla muodostaa taaksepäin vaikuttava voima porakoneeseen ja edelleen adapterilaitteen välityksellä ulkoputkeen. Tätä ominaisuutta voidaan käyttää hyväksi sellaisessa putkiporauksen erikoissovellutuksessa, jossa ulkoputket poistetaan porareiästä porauksen jälkeen tai porauksen ja muiden tuentavälineiden syöttämisen jälkeen. Etuna on se, että ul-15 koputkien poisvetoa varten ei tarvitse järjestää mitään erillisiä vetoelimiä, vaan voidaan hyödyntää porausyksikön normaalia syöttömekanismia. Lisäksi syöttömekanismilla saadaan aikaan riittävän suuri voima ulkoputkien vetämiseksi porareiästä.

Keksinnön erään sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, 20 että vedetään ulkoputki pois porareiästä adapterilaitteeseen kuuluvalla toimilaitteella. Tällöin toimilaite siis muodostaa ulosvedossa tarvittavan voiman. Vielä eräs mahdollisuus on se, että adapterilaitteen toimilaite välittää ulosvedossa tarvittavan voiman syöttömekanismilta ulkoputkelle.

Keksinnön erään sovellutusmuodon olennaisena ajatuksena on se, 25 että porakone käsittää iskulaitteen iskupulssien antamiseksi sisätangolle. Isku-pulssit voidaan välittää sisäkruunulta myös rengaskruunulle.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksinnön eräitä sovellutusmuotoja selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa 30 kuvio 1 esittää kaavamaisesti ja sivulta päin nähtynä erästä poraus- laitetta, joka on varustettu keksinnön mukaisella porausyksiköllä, kuvio 2 esittää kaavamaisesti ja perspektiivisesti tarkasteltuna erästä keksinnön mukaista adapterilaitetta, kuvio 3 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaiseen erääseen adap-35 terilaitteeseen kuuluvia siirtokappaletta, sisäkappaletta ja ulkokappaletta, 7 kuvio 4 esittää kaavamaisesti ja kohdalta C - C poikkileikattuna keksinnön mukaiseen adapterilaitteeseen kuuluvia sisä- ja ulkokappaletta sekä niiden välillä olevaa kytkentävälinettä, kuvio 5 esittää kaavamaisesti, sivulta päin nähtynä ja aukileikattuna 5 osaa keksinnön mukaiseen erääseen adapterilaitteeseen kuuluvista sisäkap-paleesta, ulkokappaleesta, kytkentävälineistä ja siirtokappaleesta, kuvio 6 esittää kaavamaisesti, sivulta päin nähtynä ja aukileikattuna osaa eräästä ulkokappaleesta, kuvio 7 esittää kaavamaisesti erästä porakonetta, 10 kuvio 8 esittää kaavamaisesti ja aukileikattuna osaa keksinnön mu kaisen erään adapterilaitteen kytkentävälineistä, kuviot 9 ja 10 esittävät kaavamaisesti ja sivulta päin nähtynä keksinnön mukaisen erään adapterilaitteen toimintaa, ja kuvio 11 esittää kaavamaisesti ja poikkileikattuna vielä erästä mah-15 dollisuutta sisäkappaleen ja ulkokappaleen muotoilemiseksi.

Kuvioissa keksintö on esitetty selvyyden vuoksi yksinkertaistettuna. Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla viitenumeroilla.

Keksinnön eräiden sovellutusmuotojen yksityiskohtainen selostus

Kuviossa 1 on esitetty eräs porauslaite 1, jossa on varusteet putki-20 porausta varten. Porauslaitteen 1 alustalla 2 voi olla yksi tai useampia poraus-puomeja 3 sekä yksi tai useampia apupuomeja 4. Porauspuomin 3 uloimmassa päässä on porausyksikkö 5, joka voi käsittää syöttöpalkin 6, porakoneen 7 sekä syöttömekanismin 8 porakoneen 7 liikuttamiseksi syöttöpalkilla 6 eteenpäin suunnassa A ja taaksepäin suunnassa B. Porakone 7 voi käsittää pyöri-25 tyslaitteen 9, jolla voidaan pyörittää porauksessa käytettäviä porauskom-ponentteja pituusakselinsa ympäri. Joissain tapauksissa porakone 7 voi käsittää myös iskulaitteen, jolla voidaan antaa iskupulsseja porauskomponenteille kal-lion rikkomista varten. Putkiporauksessa käytetään kaksoiskalustoa. Pora-koneen 7 pyörityslaite 9 pyörittää sisätankoa 10, jonka uloimmassa päässä on 30 sisäkruunu 11, joka muodostaa porareikää 12. Edelleen on sisäkruunu 11 sovitettu vetämään porareikään 12 mukanaan ulkoputken 13, joka voi pyöriä pora-reiässä 12 sisäkruunun 11 pyörittämänä. Ulkoputki 13 on sovitettu sisätangon 10 ympärille. Ulkoputken 13 uloimmassa päässä on rengaskruunu 14, joka avartaa sisäkruunun 11 muodostamaa porareikää 12.

35 Kun porataan pitkiä porareikiä 12, käytetään jatkokalustoporausta, jossa kaksi tai useampia porauskomponentteja sovitetaan pituussuunnassa 8 peräkkäin. Koska putkiporauksessa käytetään kaksoiskalustoa, on jatkokalus-toporauksessa kyettävä käsittelemään sekä sisätankoja 10 että ulkoputkia 13. Tätä tarkoitusta varten on porauslaitteen 1 apupuomi 4 varustettu manipulaattorilla 14, johon voi kuulua puomi 15 ja tartuntaelimet 16, joilla yksi jatkokalus-5 tosetti 17 kerrallaan voidaan siirtää apupuomissa 4 olevasta kalustomakasiinis-ta 18 porausyksikölle 5. Jatkokalustosetti 17 voi käsittää yhden ulkoputken 13 ja sen sisälle valmiiksi sovitetun yhden sisätangon 10, jolloin porauskompo-nenttien siirrot voidaan tehdä samanaikaisesti. Manipulaattori 14 voi olla manuaalinen laite, jota operaattori voi ohjata. Apupuomissa 4 voi olla henkilökori 10 19 operaattoria varten. Vaihtoehtoisesti manipulaattori 14 ja kalustomakasiini 18 voivat olla automaattisesti toimivia laitteita, joiden toimintaa ohjataan yhden tai useamman ohjausyksikön avulla.

Edelleen voi porausyksikkö 5 käsittää adapterilaitteen 20, joka voi olla sovitettu porakoneen 7 ja porauskaluston välille. Adapterilaitteeseen 20 voi 15 kuulua sisäkappale 21, jolle voidaan välittää pyöritysvoima porakoneen 7 pyö-rityslaitteelta 9. Edelleen adapterilaitteeseen 20 kuuluu ulkokappale 22, joka on putkimainen kappale ja se on sovitettu sisäkappaleen 21 ympärille. Pyöritysvoima voidaan välittää sisäkappaleelta 21 ulkokappaleelle 22. Lisäksi adap-terilaite 20 voi käsittää yhden tai useamman toimilaitteen 23, jonka avulla ulko-20 kappaletta 22 voidaan liikuttaa aksiaalisuunnassa. Toimilaite 23 voi olla esimerkiksi paineväliainesylinteri, jonka ensimmäinen pää on kytketty porakoneeseen 7 tai kelkkaan, ja jonka toinen pää voi olla kytketty sopivien voimansiir-toelimien avulla ulkokappaleen 22 takapään osuudelle. Adapterilaitteen 20 konstruktiota ja toimintaa selostetaan tarkemmin seuraavien kuvioiden yhtey-25 dessä.

Vielä voidaan nähdä kuviosta 1, että syöttöpalkin 6 etupäässä voi olla yksi tai useampi pitolaite 24, jolla ainakin yksi porauskomponentti voidaan lukita pyörimättömäksi. Tällöin pitolaitetta 24 voidaan käyttää hyväksi kiertey-tyksen aikana ainakin silloin, kun putkiporauksen komponenttien välisiä liitok-30 siä puretaan. Pitolaite 24 voi käsittää ainakin yhdet pitoleuat tai vastaavat luki-tuselimet.

Putkiporausta on mahdollista soveltaa myös koe- ja tutkimusreikien poraamisessa. Tällöin ulkoputki voi tukea porareikää sekä suojata porareikään sovitettavia mittauslaitteita.

35 Kuviossa 2 esitettyyn adapterilaitteeseen 20 kuuluu kaksi toimilaitet ta, nimittäin ensimmäinen toimilaite 23a ja toinen toimilaite 23b, jotka on esitet- 9 ty kuviossa voimakkaasti yksinkertaistettuna. Ulkokappaleen 22 ensimmäisen pään osuudelle voi olla sovitettu poikkisuuntaisesti siirtokappale 25, joka voi olla pitkänomainen kappale. Siirtokappaleen 25 päissä voivat olla kiinnityskohdat 26a ja 26b, joihin toimilaitteet 23a ja 23b voidaan kiinnittää. Siirtokappa-5 leen 25 keskiosuudella voi olla kytkentäaukko 27, jonka yhteydessä voivat olla laakerielimet niin, että pyörimisvoimat eivät välity ulkokappaleelta 22 siirtokap-paleelle 25. Vaihtoehtoisesti kytkentäaukko 27 on mitoitettu niin, että se ei ole kosketuksissa ulkokappaleen 22 ulkopintaan, vaan kytkentäaukon 27 ja ulkokappaleen 22 välillä on kuviossa 3 näkyvä rako 30. Siirtokappale 25 on kuiten-10 kin kytketty ulkokappaleeseen 22 niin, että toimilaitteilla 23a, 23b aikaansaatu siirtovoima saadaan välitettyä ulkokappaleelle 22. Eräs mahdollisuus on se, että siirtokappale 25 on sovitettu kahden laipan 34a, 34b väliin, jotka voivat olla kuviosta 6 näkyvällä tavalla muodostetut ulkokappaleen 22 ensimmäisen pään 22a osuudelle. Edelleen siirtokappale 25 voi olla muodostettu kahdesta 15 toisiinsa liitetystä puoliskosta 25a ja 25b, kuten kuvioista 2 ja 3 nähdään.

Kuviosta 2 nähdään vielä, että ulkokappaleen 22 toisessa päässä 22b voi olla ulkopuolinen liitoskierre 28, joka mahdollistaa ulkokappaleen 22 kiinnittämisen putkiporauksessa käytettävään ulkoputkeen 13. Kuviossa 2 ulkokappaleen 22 sisällä oleva sisäkappale 21 on esitetty katkoviivalla. Sisäkap-20 paleen 21 ensimmäisessä päässä 21a voi olla kiinnityslaippa 29 tai vastaava elin, jonka avulla sisäkappale 21 voidaan kiinnittää porakoneen 7 poraniskaan tai vastaavaan pyörityselimeen. Sisäkappaleen 21 toisessa päässä voivat olla sisäpuoliset liitoskierteet, jotka mahdollistavat sisäkappaleen 21 kiinnittämisen putkiporauksessa käytettävään sisätankoon 10. Mainittakoon, että sisätanko 25 10 voi olla umpiainetta, se voi käsittää yhden tai useampia pituussuuntaisia kanavia, tai se voi olla poikkileikkaukseltaan selvästi putkimainen.

Kuviossa 4 on esitetty poikkileikkaus adapterilaitteesta kohdalta C - C. Ulkokappaleen ensimmäisen pään 22a osuudella voi ulkokappaleen 22 sisäpinnassa olla yksi tai useampia syvennyksiä 31, joihin syvennyksiin 31 voi 30 olla sovitettu yksi tai useampia kiiloja 32. Kiilat 32 voivat olla kiinnitetyt syvennyksiin 31 esimerkiksi liimalla, ruuvilla, hitsaamalla tai jollain muulla sopivalla tavalla. Edelleen voi sisäkappaleen 21 ulkopinnassa olla yksi tai useita kiilauria 33, jotka voivat ulottua sisäkappaleen 21 ensimmäisen pään 21a osuudelta sen toisen pään 21b osuudelle. Kiilaurien 33 sijainti ja mitoitus on sovitettu 35 vastaamaan kiiloja 32. Kiilojen 32 ja kiilaurien 33 lukumäärä voidaan valita 10 esimerkiksi välitettävän pyöritysvoiman suuruuden mukaan, mutta esimerkiksi neljä kiilaa 32 ja neljä kiilauraa 33 on riittävä useimmissa tapauksissa.

Kuviossa 5 on esitetty poikkileikattuna osa adapterilaitteeseen 20 kuuluvista sisäkappaleesta 21, ulkokappaleesta 22 ja niiden välisistä kytkentä-5 elimistä. Tässä tapauksessa kytkentäelimiin kuuluvat kiilat 32, jotka on kiinnitetty ulkokappaleeseen 22. Sisäkappale 21 on puolestaan varustettu pitkänomaisilla kiilaurilla 33. Edelleen voi ulkokappaleen 22 ensimmäisessä päässä 22a olla laipat 34a ja 34b, joiden välissä siirtokappale 25 voi olla. Vielä voi ulkokappaleen ensimmäisessä päässä 22a olla kansi 36, joka voi estää 10 kiilojen 32 aksiaalisuuntaisen liikkeen syvennyksen 31 suhteen. Kuten kuviosta 5 vielä nähdään, voi sisäkappale 21 olla putkimainen kappale, tai se voi olla varustettu yhdellä tai useammalla kanavalla 35, jota pitkin voidaan johtaa huuhteluväliainetta porakruunulle.

Kuviossa 6 on esitetty osa ulkokappaleesta 22 poikkileikattuna. Ku-15 viosta nähdään, että ulkokappaleen 22 ensimmäisessä päässä 22a voi olla syvennykset 31, joihin kiilat 32 voidaan sovittaa. Toisaalta on myös mahdollista sovittaa kiilat 32 ulkokappaleen 22 toiseen päähän 22b. Edelleen on mahdollista järjestää kiila 32 olennaisesti koko ulkokappaleen 22 pituiseksi. Vielä on mahdollista järjestää kiilan 32 ja kiilauran 33 sijoittelu sisäkappaleen 21 ja ul-20 kokappaleen 22 suhteen päinvastaisesti kuin edellä on mainittu.

Kuviossa 7 on esitetty voimakkaasti yksinkertaistettuna eräs pora-kone 7, jossa sisäkappale 21 on osa porakoneen rakennetta. Sisäkappaleen 21 ensimmäisessä päässä 21a ovat voimansiirtoelimet 37 kuten esimerkiksi hammastus, jonka avulla pyöritysvoima voidaan välittää pyörityslaitteelta 9 si-25 säkappaleelle 21. Edelleen voi sisäkappaleen 21 ensimmäisessä päässä 21a olla iskupinta 38, johon voidaan antaa iskupulsseja porakoneeseen 7 kuuluvalla iskulaitteella 39. Kuviossa 7a esitetty sisäkappale 21 voi olla umpiainetta ja sen ulkokehällä voi olla yksi tai useampia ulokkeita 40, jotka voivat toimia kyt-kentävälineinä sisäkappaleen 21 ja ulkokappaleen 22 välillä.

30 Kuviossa 8 on esitetty osa sisäkappaleen 21 ja ulkokappaleen 22 poikkileikkauksista. Kuten kuviosta nähdään, voi ulkokappaleen 22 sisäpinnassa olla yksi tai useita uria 41, joihin sisäkappaleen 21 ulokkeet 40 on sovitettu. Ulokkeet 40 ja urat 41 voidaan muotoilla ja mitoittaa sopivalla tavalla ja niiden määrä voidaan valita tarpeen mukaan.

35 Kuvioissa 9 ja 10 on havainnollistettu adapterilaitteen 20 toimintaa putkiporauksessa. Kun jatkokalustoa pidennetään, sovitetaan jatkokalustosetti 11 17 porakoneen 7 ja jo porareiässä 12 olevan porauskaluston 42 väliin. Tämän jälkeen ajetaan adapterilaitteeseen 20 kuuluva ulkokappale 22 etummaiseen asentoonsa, jolloin ulkokappaleen 22 uloimmassa päässä olevat liitoselimet 28 ulottuvat sisäkappaleessa 21 olevia liitoselimiä 43 ulommaksi, kuten kuviosta 9 5 nähdään. Tämän jälkeen siirretään syöttölaitteella 8 porakone 7 kohti jatkoka-lustosettiä 17 ja kytketään ulkokappaleen 22 liitoselimet 28 ulkoputkessa 13 oleviin liitoselimiin 44. Sitten kytketään pyörityslaitetta 9 käyttämällä ulkoputki 13 jo porareiässä 12 olevaan ulkoputkeen. Tämän jälkeen vedetään ulkokappale 22 kuviossa 10 esitettyyn taka-asentoonsa ja suoritetaan sisätangon 10 10 liitoselimien 45 kytkeminen pyörityslaitetta 9 käyttämällä. Joissain tapauksissa voidaan kytkeä sisäkalusto ensin ja vasta sen jälkeen ulkokalusto. Kytkemisten, samoin kuin purkamisten, aikana voidaan käyttää apuna pitolaitetta 24, joka on esitetty kuviossa 1. Kuvioista 9 ja 10 nähdään vielä tukielimet 46, joiden avulla sisätanko 10 voidaan keskittää ulkoputken 13 sisäpintaa vasten 15 porausakselin 47 suuntaisesti.

Kuviossa 11 esitetystä poikkileikkauksesta nähdään, että sisäkap-paleen 21 ja ulkokappaleen 22 poikkileikkaukset voidaan muotoilla niin, että ne kykenevät välittämään pyöritysvoimia pituusakselinsa ympäri, mutta samalla sallivat aksiaalisuuntaisen liikuttelun toistensa suhteen. Tässä tapauksessa 20 sisäkappaleen 21 ulkopinta ja ulkokappaleen sisäpinta muodostavat yhden kytkentävälineparin pyöritysvoiman välittämiseksi.

Mainittakoon, että tässä hakemuksessa termillä kivi tarkoitetaan kalliota, pehmeätä kiviainesta sekä muuta maankuoren ainesta.

On myös mahdollista tarvittaessa yhdistellä tässä hakemuksessa 25 esitettyjä piirteitä ja muodostaa haluttuja kombinaatioita. Joissain tapauksissa esitettyjä piirteitä voidaan käyttää jopa sellaisenaan muista piirteistä riippumatta.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patentti-30 vaatimusten puitteissa.

Claims (12)

1. Menetelmä putkiporaukseen, jossa menetelmässä: porataan kiveä pyörittämällä porakoneeseen (7) kuuluvalla pyöritys-laitteella (9) sisätankoa (10), ja työstetään kalliota ainakin yhdellä porakruunul-5 la (11, 14), sekä vedetään porauksen aikana ulkoputki (13) porareikään (12); muodostetaan jatkokalusto liittämällä kaksi tai useampia sisätanko-ja (10) pituussuunnassa tarkasteltuna peräkkäin ja vastaavasti liittämällä kaksi tai useampia ulkoputkia (13) pituussuunnassa tarkasteltuna peräkkäin; käännetään sisätankoa (10) pituusakselinsa ympäri liitettäessä sisä-10 tankoja (10) toisiinsa ja vastaavasti purettaessa jatkokalustoa; käännetään ulkoputkea (13) pituusakselinsa ympäri liitettäessä ulkoputkia (13) toisiinsa ja vastaavasti purettaessa jatkokalustoa; suoritetaan sisätankojen (10) ja ulkoputkien (13) liittämisessä tarvittava kääntäminen eriaikaisesti; 15 suoritetaan sisätangon (10) ja ulkoputken (13) kääntäminen porako neen (7) pyörityslaitteen (9) ja siihen kytketyn adapterilaitteen (20) avulla, silloin kun jatkokalustoa ollaan muodostamassa ja vastaavasti purkamassa, tunnettu siitä, että käytetään jatkokaluston liittämisessä ja purkamisessa adapterilaitet-20 ta (20), joka käsittää sisätankoon (10) kytkettävän sisäkappaleen (21) ja ulko-putkeen (13) kytkettävän ulkokappaleen (22); tuodaan pyöritysvoima adapterilaitteen (20) sisäkappaleelle (21) ja välitetään se sisäkappaleelta (21) ulkokappaleelle (22); ja liikutetaan ulkokappaletta (22) aksiaalisuunnassa sisäkappaleen 25 (21) suhteen sen valitsemiseksi, vaikuttaako pyörityslaitteelIa muodostettu pyö ritysvoima sisätankoon (10) tai ulkoputkeen (13).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vedetään porauksen jälkeen ulkoputki (13) pois porareiästä (12); ja 30 käytetään ulkoputken (13) vetämiseen porausyksikköön (5) kuulu vaa syöttömekanismiä (8).

3. Porausyksikkö, joka käsittää: porakoneen (7), johon kuuluu ainakin yksi pyörityslaite (9) ainakin yhden sisätangon (10) pyörittämiseksi pituusakselinsa ympäri; 35 syöttömekanismin (8) porakoneen (7) liikuttamista varten; sekä syöttöpalkin (6), jonka tukemana porakonetta (7) voidaan liikuttaa eteenpäin porattavaa kiveä kohti ja vastaavasti taaksepäin; adapterilaitteen (20), joka on sovitettu välittämään porakoneen (7) pyörityslaitteella (9) muodostetun pyöritysvoiman sisätangolle (10); 5 ja jossa adapterilaite (20) käsittää pitkänomaisen sisäkappaleen (21), jonka ensimmäiseen päähän (21a) tuodaan pyörityslaitteella (9) muodostettu pyöritysvoima, ja jonka toinen pää (21b) on kytkettävissä sisätankoon (10); ja jossa adapterilaite (20) käsittää ulkokappaleen (22), joka on pit-10 känomainen putkimainen kappale, joka on sovitettu olemaan ainakin osittain sisäkappaleen (21) ympärillä, ja jonka ulkokappaleen toinen pää (22b) on kytkettävissä putkiporauksessa käytettävään ulkoputkeen (13), tunnettu siitä, että mainittu sisäkappale (21) on kytketty ainakin yhden kytkentävä-15 lineen (32, 33; 40, 41) avulla mainittuun ulkokappaleeseen (22), ja joka kytken-täväline on sovitettu välittämään pyöritysvoimaa sisäkappaleen (21) ja ulkokappaleen (22) välillä mainittujen kappaleiden keskinäisestä pituussuuntaisesta asemasta riippumatta; ja että adapterilaite (20) käsittää ainakin yhden toimilaitteen (23) ulko-20 kappaleen (22) liikuttamiseksi pituussuunnassa sisäkappaleen (21) suhteen, jolloin sisäkappaleen toisen pään (21b) ja ulkokappaleen toisen pään (22b) keskinäinen asema on muutettavissa pituussuunnassa tarkasteltuna.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen porausyksikkö, tunnettu siitä, 25 että sisäkappale (21) on erillinen kappale, joka on kytketty porako neen (7) pyörityslaitteen (9) pyörittämään pyörityselimeen.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen porausyksikkö, tunnettu siitä, että sisäkappale (21) on osa porakonetta (7); ja 30 että sisäkappale (21) käsittää pyörityselimet (37) pyöritysvoiman vastaanottamiseksi pyörityslaitteelta (9).

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 3-5 mukainen porausyksikkö, tunnettu siitä, että porakone (7) käsittää ainakin yhden iskulaitteen (39) iskupuls-35 sien muodostamiseksi sisätankoon (10).

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 3-6 mukainen porausyk-sikkö, tunnettu siitä, että syöttöpalkin (6) etupään osalla on ainakin yksi pitolaite (24); ja että pitolaite (24) on sovitettu lukitsemaan ainakin yhden poraus-5 komponentin pyörimättömäksi ainakin putkiporauksen komponenttien välisiä liitoksia purettaessa.

8. Adapterilaite pyöritysvoiman välittämiseksi porakoneen (7) pyöri-tyslaitteelta (9) ainakin yhdelle työkalulle, joka adapterilaite (20) käsittää: pitkänomaisen sisäkappaleen (21), jossa on ensimmäinen pää (21a) 10 ja toinen pää (21b); ja jossa sisäkappaleen ensimmäinen pää (21a) käsittää ensimmäiset välineet, jotka mahdollistavat pyöritysvoiman välittämisen porakoneen (7) pyörityslaitteelta (9) sisäkappaleelle (21), ja edelleen jonka sisäkappaleen toinen pää (21b) käsittää toiset liitosvälineet (43), jotka mahdollistavat sisäkappa-15 leen (21) kytkemisen sisätankoon (10); ulkokappaleen (22), joka on pitkänomainen putkimainen kappale, joka käsittää ensimmäisen pään (22a) ja toisen pään (22b), ja joka on sovitettu olemaan ainakin osittain sisäkappaleen (21) ympärillä; ja jossa ulkokappaleen toinen pää (22b) käsittää kolmannet liitosvä-20 lineet (28), jotka mahdollistavat ulkokappaleen (22) kytkemisen putkiporauk-sessa käytettävään ulkoputkeen (13), tunnettu siitä, että sisäkappale (21) on kytketty ainakin yhden kytkentävälineen (32, 33; 40, 41) avulla ulkokappaleeseen (22); 25 että kytkentäväline on sovitettu välittämään pyöritysvoimaa sisäkap paleen (21) ja ulkokappaleen (22) välillä mainittujen kappaleiden keskinäisestä pituussuuntaisesta asemasta riippumatta; ja että adapterilaite (20) käsittää ainakin yhden toimilaitteen (23) ulkokappaleen (22) liikuttamiseksi pituussuunnassa sisäkappaleen (21) suhteen, 30 jolloin sisäkappaleen toisen pään (21b) ja ulkokappaleen toisen pään (22b) keskinäinen asema on muutettavissa pituussuunnassa tarkasteltuna.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen adapterilaite, tunnettu siitä, että kytkentäväline käsittää sisäkappaleeseen (21) muodostetun ainakin yhden ensimmäisen kytkentävälineen; 35 että kytkentäväline käsittää ulkokappaleeseen (22) muodostetun ai nakin yhden toisen kytkentävälineen; että ainakin yksi kytkentäväline on pitkänomainen kiilaura (33), ja että ainakin yksi toinen kytkentäväline on kiila (32), joka on sovitettu liukuvasti mainittuun kiilauraan (33).

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen adapterilaite, tunnettu sii- 5 tä, että sisäkappaleen (21) ulkopinnan poikkileikkauksen muotoja putkimaisen ulkokappaleen (22) sisäpinnan poikkileikkauksen muoto ovat keskenään sovitetut niin, että sisäkappaleen (21) ja ulkokappaleen (22) välillä on muotolukitus pituusakselin ympäri tapahtuvan pyörityksen suhteen.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen adapterilaite, tunnettu siitä, että sisäkappaleen (21) ulkopinnassa on useita ulokkeita (40), ja että ulkokappaleen (22) sisäpinnassa on useita pituussuuntaisia uria (41) mainittuja ulokkeita (40) vastaavalla kohdalla.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 8-11 mukainen adapteri- laite, tunnettu siitä, että adapterilaite (20) käsittää ensimmäisen toimilaitteen (23a) ja toisen toimilaitteen (23b); että adapterilaite (20) käsittää siirtokappaleen (25), joka on sovitettu 20 poikkisuuntaisesti ulkokappaleeseen (22); että siirtokappale (25) on pitkänomainen kappale, jonka vastakkaiset päät on varustettu kiinnityskohdilla (26a, 26b) ensimmäisen toimilaitteen (23a) ja vastaavasti toisen toimilaitteen (23b) kiinnittämiseksi siirtokappalee-seen (25); 25 että siirtokappaleen (25) päiden välisellä keskiosuudella on kytken- täaukko (27), jonka läpi ulkokappale (22) on sovitettu; että kytkentäaukon (27) yhteydessä on välineet, jotka mahdollistavat ulkokappaleen (22) kääntymisen pituusakselinsa ympäri olennaisesti vapaasti; ja 30 että siirtokappale (25) on sovitettu siirtämään toimilaitteiden (23a, 23b) avulla muodostettuja aksiaalisuuntaisia voimia ulkokappaleelle (22), jolloin ulkokappale (22) on liikuteltavissa aksiaalisuuntaisesti.