FI123741B

FI123741B - Drill boom, drilling machine and method for operating a drilling machine

Info

Publication number: FI123741B
Application number: FI20115926A
Authority: FI
Inventors: Marko Sallinen
Original assignee: Kati Ab Kalajoki Oy
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-10-15
Also published as: SE541138C2; FI20115926A0; SE1450477A1; FI20115926A; WO2013041775A1

Abstract

The drilling boom (500) of the drilling rig according to the invention has a first end (512) and a second end (509), and the second end is during use of the drilling rig toward the drilling direction, a slide (514), which is moveable along the drilling boom, which slide has a rotation unit (508) and catch jaws and at least two power means (502, 511) for moving the slide. The power means are attached to the slide either directly or by means of a transmission mechanism. A pipe line set by the drilling pipe and straight lines set by the power means are substantially at the same plane. The pipe line is between the straight lines set by the power means, dividing the level into a first part and a second part, and the intrinsic values of the moment M1 caused by the power means in the first part and the moment M2 caused by the power means in the second part are substantially of the same magnitude. The plane tilts towards the direction of the drilling rig, where the drilling pipe is handled. The straight lines set by the power means set a plane, and the pipe line is at this plane or placed so in relation to this plane that the moments caused by the power means behave in the above-described way. The power means can be hydraulic cylinders, wherein the parts are arranged to move so that the total length of the power means changes.

Description

Kairauspuomi, kairauskone ja menetelmä kairauskoneen käyttämiseksiDrill boom, drilling machine and method for operating a drilling machine

Keksinnön kohteena on kairauskoneen kairauspuomi, jossa kairauspuomissa on ensimmäinen pää ja toinen pää, ja toinen pää on käytössä kohti kairaussuuntaa, 5 kelkka, joka on liikuteltavissa kairauspuomia pitkin, jossa kelkassa on pyöritysyk-sikkö ja tarrainleuat ja ainakin kaksi voimavälinettä, ensimmäinen voimaväline ja toinen voimaväline, kelkan liikuttamiseksi. Lisäksi keksinnön kohteena on kairaus-kone ja menetelmä kairauskoneen käyttämiseksi.The invention relates to a drilling boom of a drilling machine having a first end and a second end, the second end being operative towards the drilling direction, a carriage movable along the drilling boom having a rotation unit and gripping jaws and at least two power means and a second force means. , to move the carriage. The invention further relates to a drilling machine and a method for operating a drilling machine.

Maa- ja kallioperän kairauksessa pyöritetään kairausputken päässä olevaa terää 10 ja painetaan sitä sopivalla voimalla kalliota vasten. Terän ja kairausputkiston pyörityksen ja painamisen tarvitsema voima saadaan aikaan kairauskoneella, joka sisältää kairauspuomin sekä pyöritysyksikön että syöttövoiman tarjoaman voimavä-lineen ja välineet, joilla kairauspuomin suuntaus säädetään oikeaan asentoon ennen kairausta. Kairauspuomilla ohjataan kairausputken asentoa ja sillä välitetään 15 kairausputkeen erilaiset kairausprosessissa tarvittavat voimat. Kairauspuomissa on runkorakenne, jossa liikkuu kelkka, johon on kiinnitetty pyöritysyksikkö. Kelkka, ja siihen kiinnitetty pyöritysyksikkö, liikkuu kairauspuomissa olevia johteita pitkin. Liikkeen käyttövoima saadaan voimavälineeltä, joka välittää voimaa kairauskoneen voimalähteeltä, kuten moottorilta, kelkkaan. Tällaisina voidaan käyttää esi-20 merkiksi hydraulisesti toimivia sylintereitä, joiden pituutta säädellään hydraulisesti. Kelkan liikeradan ääripäiden väliä kutsutaan iskunpituudeksi ja se riippuu käytetystä kalustosta. Yleensä iskunpituus on noin 1,7 m-2,2 m ja joissain konemalleissa enemmänkin. Kairausputki koostuu kairausputkisegmenteistä. Kairausput-kisegmentti on varustettu molemmista päistään kierteillä, joiden avulla useita ^ 25 segmenttejä voidaan liittää toisiinsa. Yhden segmentin pituus on yleisesti 3 metriä, ^ mutta markkinoilla on myös esimerkiksi 1,5 metrin pituisia kairausputkisegmentte- o jä. Kun kairausputkisegmenttejä liitetään kairauksen kestäessä yhteen, saadaan kairauksessa aikaan pitkiä yhtenäisiä kairausputkia, joilla kalliota voidaan kairata x hyvinkin syvälle, jopa useita kilometrejä.In drilling soil and rock formations, the blade 10 at the end of the drill pipe is rotated and pressed with suitable force against the rock. The force required to rotate and press the blade and drill piping is provided by a drilling machine, which includes a power tool provided by both the rotation unit and the feed force, and means for adjusting the orientation of the drill boom prior to drilling. The drill boom controls the position of the drill pipe and transmits to the drill pipe the various forces required in the drilling process. The drill boom has a frame structure that moves a carriage with a rotation unit attached. The carriage, with its rotating unit attached, moves along the guides in the drill boom. The driving force of the movement is obtained from a power means which transmits power from a drilling machine power source, such as an engine, to the carriage. For example, hydraulically actuated cylinders, the length of which is hydraulically controlled, may be used, for example. The distance between the ends of the sled's path of movement is called the stroke length and depends on the equipment used. Generally, the stroke length is about 1.7 m to 2.2 m and more on some machine models. The drill pipe consists of drill pipe segments. The drill pipe racing segment is provided with threads at both ends, which allow several segments to be joined together. One segment is generally 3 meters long, but there are also, for example, 1.5 meter drill pipe segments. When drill pipe segments are joined together during drilling, long continuous drill pipes are provided, which allow the rock to be drilled very deep, even for several kilometers.

CLCL

to 30 Kairauspuomin alapää on kairauspuomin se pää, joka on kohti poraussuuntaa ja S yläpää on kairauspuomin toinen pää. On huomattava, että joissain tapauksissa o kairauspuomin alapää voi olla korkeammalla kuin yläpää. Näin voi olla esimerkiksi C\| kaivoksissa, jossa voidaan porata ylöspäin. Kairauspuomin yläpäässä on yleisesti erillinen, muutaman metrin pituinen jatkopuomi, johon on kiinnitetty esimerkiksi 35 kairausputken käsittelyä helpottava ränni tai vastaava rakenne, joka tukee kai- 2 rausputkisegmentin yläpäätä silloin, kun segmenttien välistä kierreliitosta ei ole kierretty kiinni. Lisäksi jatkopuomiin voidaan kiinnittää esimerkiksi näytekairauk-sessa näytteiden nostossa tarvittavan vinssin kääntöpyörä.Thu 30 The lower end of the drill boom is the end of the drill boom facing the drilling direction and the upper end S is the other end of the drill boom. Note that in some cases the lower end of the drill boom may be higher than the upper end. This may be the case for C \ | in mines that can be drilled upwards. At the top of the drill boom there is generally a separate extending boom of a few meters to which is attached, for example, a crown facilitating the handling of the 35 drill pipe or similar structure which supports the upper end of the drill pipe segment when the threaded joint between the segments is not screwed. In addition, the swivel castor of the winch needed for sample drilling, for example in drilling of samples, can be attached to the extension boom.

Kairauksessa kairauskone viedään tai se kulkee itse kairauspaikalle. Siellä kai-5 rauspuomi paikoitetaan tarkasti kairauspisteeseen, suunnataan oikeaan ilmansuuntaan ja asetetaan oikeaan kallistuskulmaan. Tällöin kairauspuomi on paikoi-tettu kairausta varten. Maanpinnalla tapahtuvissa kairauksissa kallistuskulma voi vaihdella yleensä 10°-90° eli lähes horisontaalisesta porauksesta vertikaaliseen. Kaivoksissa tai vastaavissa voidaan kairata käytännössä joka suuntaan. Kun kai-10 rauskone ja kairausputki on suunnattu, puomissa olevaan pyöritysyksikköön asennetaan ensimmäinen kairausputkisegmentti, jonka alapäähän asetetaan terä sekä muita kairauksessa tarvittavia komponentteja, kuten kalvaimia. Kairausput-keen asennetaan myös muita kairauksessa tarvittavia laitteita, kuten sydänputki ja vesiliekaputki. Kairaustapahtumassa käytetään apuna vesiliekaputken kautta kai-15 rausputken sisäpuolelle johdettua kairausvettä tai muuta kairausapuainetta, joka terän kautta kulkiessaan voitelee kairaustapahtumaa ja putken ulkopuolelle noustessaan poistaa kairauksessa syntyvän kivisoijan pois kairausreiästä.In drilling, the drilling machine is taken or it goes to the drilling site itself. There, the Kai-5 tapping boom is precisely positioned at the drill point, directed in the right air direction, and positioned at the correct tilt angle. The drill boom is then positioned for drilling. In the case of drilling on the ground, the angle of inclination can generally vary from 10 ° to 90 °, ie from almost horizontal drilling to vertical. Mines or the like can be drilled in virtually any direction. With the Kai-10 razor and drill tube aligned, a first drill tube segment is mounted on the boom rotation unit, with a blade and other drilling components such as cutters placed at its lower end. Other drilling equipment, such as a core pipe and a water sand pipe, are also installed in the drill pipe. The drilling operation is assisted by drilling water or other drilling aid supplied through the water sand pipe to the inside of the quay pipe, which lubricates the drilling process as it passes through the blade and exits the drilling stone out of the drilling hole.

Kairausputki terineen ja muine laitteineen laitetaan pyöritysyksikön keskellä olevan reiän läpi. Pyöritysyksikössä on tarrainleuat, joilla kairausputkesta saadaan tiukka 20 ote. Kun kairausputki on puristettu tarrainleukojen väliin ja pyöritysyksikkö pyörittää tarrainleukoja ja niissä kiinni olevaa kairausputkea ja samalla kairauspuomin rakenteeseen kuuluvat voimavälineet, kuten hydrauliset sylinterit, painavat sopivalla voimalla kairausputkea poraussuuntaan ja sen alapäässä olevaa terää kalliota vasten, porautuu kairausputki kallioon. Terän pyöritysvoima tulee pyöritysyksi-25 kössä olevasta pyöritysmoottorista, joka on kytketty pyöritysleukoihin vaihteiston ^ välityksellä. Nämä kaikki kuuluvat rakenteellisena osana pyöritysyksikköön, joka ^ on asennettu kairauspuomissa liukuvaan kelkkaan. Kairauspuomissa on lisäksi 05 9 ainakin yksi alaleukapaketti, jonka leuat puristetaan putkeen kiinni aina ennen kuin c\i pyöritysyksikön tarrainleuat avataan. Tämä on tehtävä siirrettäessä pyöritysyksik- | 30 kö kelkan liikeradan toiseen päähän. Esimerkiksi poratessa kelkka siirretään iskun ^ päätyttyä kairauspuomin yläpäähän, josta sitä jälleen painetaan voimavälineillä oi alaspäin, kun tarrainleuoilla on otettu kiinni putkesta, ja vastaavasti kairausputkea nostettaessa kelkka siirretään iskun päätyttyä kairauspuomin alapäähän ennen o w uutta nostoliikettä. Jos putket ovat jo osittain nostetut ja alaleukapakettia ei käyte- 35 tä, kairausputki voi pudota takaisin reiän pohjalle, mikä saattaa tietyissä tapauksissa johtaa kairausputken menettämisen ja jopa estää kairauksen jatkamisen.The drill pipe with blades and other equipment is inserted through a hole in the center of the rotation unit. The rotation unit has gripping jaws that provide a tight grip on the drill tube. When the drill pipe is clamped between the jaws and the rotation unit rotates the jaws and the drill pipe attached thereto, and at the same time, power means, such as hydraulic cylinders, of the drill boom structure press the drill pipe into the drilling direction with a suitable force. The rotational force of the blade comes from the rotary motor in the rope-25, which is coupled to the rotation jaws via a gearbox. These are all integral parts of the rotation unit mounted on a sliding carriage on the drill boom. In addition, the drill boom has 05 9 at least one lower jaw package, the jaws of which are clamped into the tube each time before the jaws of the rotation unit are opened. This must be done when moving the rotation unit 30 kms to the other end of the sled. For example, when drilling, the sled is moved to the upper end of the drill boom after stroke, from which it is again pressed by means of force o or down when the jaws are clamped down, and similarly when the drill pipe is lifted the sled is moved to the lower end of the drill. If the tubes are already partially lifted and the lower jaw package is not used, the drill tube may fall back to the bottom of the hole, which in some cases may result in the drill tube being lost and even preventing further drilling.

33

Kairauksen aikainen syöttövoima eli voima, jolla kairausputkea painetaan reikään, ei yleisesti ottaen ole kovin suuri, mutta esimerkiksi terän kuluttua loppuun, on kaikki kairausreiässä olevat kairausputkisegmentit nostettava pois reiästä, jotta terä voitaisiin vaihtaa. Kun kairausta tehdään syvällä ja kairanreiässä saattaa olla 5 putkia jopa tuhansia metrejä, on kairausputken ja sen sisältämän veden paino hyvin suuri. Lisäksi painoa korostaa putken ja kairausreiän välinen kitkavaikutus. Tällöin vaaditaan putkien noston alkuvaiheessa kairauspuomilta kykyä tarjota hyvin suurta nostovoimaa.The feed force during drilling, i.e. the force to push the drill pipe into the hole, is generally not very high, but for example, after the blade has been completed, all drill pipe segments in the drill hole must be lifted out of the hole to replace the blade. When deep drilling is performed and there may be up to thousands of meters of 5 pipes in the drill hole, the weight of the drill pipe and the water it contains is very high. In addition, the frictional effect between the pipe and the borehole emphasizes the weight. This requires the drilling boom to be able to provide very high lifting capacity during the initial pipe lifting phase.

Esimerkiksi noin 2 kilometrin syvyisessä kairauksessa tarvitaan kairausputken 10 ylösnoston alkuvaiheessa noin 150 kN nostovoima, mikä vastaa noin 15 000 kg painoa. Tämä voima välittyy pyöritysyksikön tarrai n leukojen ja pyöritysyksikön rungon kautta liukukelkan rakenteisiin ja edelleen voimavälityksen kautta kelkan voimavälineille. Putkien nostossa tarvittavat voimat rasittavat myös kairauspuomia voimakkaasti, joten puomin rakenteen on oltava hyvin vahva.For example, drilling about 2 kilometers deep requires a lifting force of about 150 kN during the initial lifting of the drill pipe 10, which corresponds to a weight of about 15,000 kg. This force is transmitted through the jaws of the rotation unit label and the rotation unit body to the slide carriage structures and further through the transmission of power to the carriage power means. The forces required to lift the pipes also put a heavy strain on the drill boom, so the boom structure must be very strong.

15 Kuvassa 1 on esitetty esimerkki kairauskoneesta 100 ja sen käytöstä. Selkeyden takia kuvasta on jätetty pois osia. Kairauskonetta ja sen laitteistoa suojaa runko 101. Kairauskoneessa on kairauspuomi 103, jossa on kelkka, jossa on pyöritysyk-sikkö 104 kairausputken 105 pyörittämiseksi. Maaperässä kairausputkea suojaa maaputki 108, joka estää irtonaisen maan putoamista kairanreikään. Kairaus-20 puomin toiminnan käsittämiseksi voidaan ajatella kairauspuomilla olevan vastakkaiset yläpinta ja alapinta sekä näiden väliset sivupinnat. Kairauspuomin yläpinta on kairauspuomin se osa kairauspuomin ollessa kairausvalmiudessa, joka on ylöspäin käännettäessä kairauspuomi horisontaaliseen asentoon. Kairauspuomin alapinta on taas kairauspuomin se osa, joka tulee kohti kairauskoneen lattiaa, kun 25 kairauspuomia kallistetaan sen ollessa kairausvalmiudessa. On huomattava, että ^ kairauspuomi, jossa on edellä määritellyt yläpinta ja alapinta, voidaan kääntää ^ vertikaaliseksi, mutta pintojen määrittely pätee myös tässä tapauksessa. Kairaus ta 9 puomissa on kairausputken käsittelyä ja kairausputkisegmenttien reittiä varten cvi järjestetty avoin pinta 107, jota tässä hakemuksessa kutsutaan selvyyden vuoksi jr 30 käsittelypinnaksi. Kairausputken käsittelypinta mahdollistaa kairausputken ja kai- ^ rausputkisegmenttien manuaalisen käsittelyn, koska runko tai muut kairauspuomin σ! osat eivät estä tätä. Kairausputken käsittelypinta on kairauspuomin yläpinnalla.Figure 1 shows an example of a drilling machine 100 and its use. Parts of the image have been omitted for clarity. The drilling machine and its equipment are protected by a frame 101. The drilling machine has a drilling boom 103 having a carriage having a rotation unit 104 for rotating the drilling pipe 105. In the soil, the drill pipe is protected by a ground pipe 108 which prevents loose soil from falling into the drill hole. To understand the operation of the drill-20 boom, it is contemplated that the drill boom has opposing top and bottom surfaces and side surfaces between them. The top surface of the drill boom is that part of the drill boom that is in the drill stand ready to be rotated upwards when the drill boom is horizontal. The underside of the drill boom is again the part of the drill boom that faces the floor of the drilling machine when the 25 drill booms are tilted when ready for drilling. It should be noted that the drilling boom having the upper surface and the lower surface as defined above can be turned vertically, but the surface definition also applies in this case. The bore 9 on the boom has an open surface 107 provided for the treatment of the bore tube and the route of the bore tube segments, which in this application is referred to as the treatment surface jr 30 for the sake of clarity. The surface of the drill pipe enables manual handling of the drill pipe and drill pipe segments because the frame or other drill boom σ! parts do not prevent this. The treatment surface of the drill pipe is on the top surface of the drill boom.

Kairausputken käsittelypinta on sen kokoinen, että kairausputkea ja kairausput-o w kisegmenttiä voidaan käsitellä, esimerkiksi nostaa kairausputkisegmentti kairaus- 35 puomin päälle ja kiinnittää kairausputken päähän kairausputken jatkoksi. Kairaus- 4 putken käsittelyn helpottamiseksi kairauspuomiin voidaan liittää jatkopuomi, esimerkiksi kairausputken tukemiseksi nostettaessa sitä kairanreiästä.The treatment surface of the drill pipe is sized to handle the drill pipe and the drill pipe segment, for example, to lift the drill pipe segment over the drill boom and attach it to the end of the drill pipe for extension of the drill pipe. To facilitate handling of the drill pipe, an extension boom may be attached to the drill boom, for example to support the drill pipe when it is lifted from the drill hole.

Yleensä kairauskoneella on aina vähintään kaksi työntekijää. Toinen heistä on kairaaja 102, joka käyttää koneen ohjaimia. Hän huolehtii muun muassa kairauk-5 sen pyöritysnopeuden ja syöttövoiman oikeasta suhteesta sekä kairausputken nostamisesta ylös kairausreiästä, mikä tapahtuu konevoimalla. Kairaajan apuna toimii apukairaaja 106, joka työskentelee yleensä seisoaltaan kairauspuomin vastakkaisella puolella kuin kairaaja. Apukairaajan tehtäviin kuuluu kairausputkiseg-menttien nostaminen kairauspuomille kairausputken käsittelypinnalle 107 ja kai-10 rausputkisegmenttien kierreliitosten sovittaminen toisiinsa. Kun apukairaaja on kiertänyt kairausputkisegmenttien välisen kierreliitoksen alun käsivoimin ja varmistanut että kierre on jengoillaan, pyörittää kairaaja kierreliitoksen loppuun koneellisesti, minkä avulla myös suoritetaan kierteen loppukiristys. Putkien nostamisvai-heessa kierteen avaaminen tapahtuu kokonaan konevoimalla.Generally, a drilling machine always has at least two employees. One of them is a drill 102 which uses machine guides. Among other things, he takes care of the correct relationship between drill-5 rotation speed and feed force, as well as lifting the drill pipe out of the drill hole, which is done by mechanical power. The drill is assisted by an auxiliary drill 106, which generally works on the opposite side of the drill boom when stationary as the drill. The duties of the auxiliary drill include raising the drill pipe segments on the drill pipe treatment surface 107 and aligning the threaded joints of the drill pipe segments with the drill pipe segments. Once the auxiliary drill has manually rotated the threaded joint between the drill pipe segments and ensured that the thread is in its gangs, the drill will rotate mechanically to the end of the threaded joint, which also performs the final tensioning of the thread. In the pipe lifting step, the thread opening is done entirely by mechanical force.

15 Kuvassa 2 on esitetty kairauskonetta 100 sivulta tarkasteltuna. Kairauskone on tukijalkojen varassa maanpinnalla 206. Tukijalkojen pituutta voidaan säätää kai-rauskoneen asennon saamiseksi ideaaliseksi. Kairauskoneessa on kattorakenne 201, joka suojaa miehistöä ja konetta säältä ja johon kuuluu myös putkiteline, jonka varaan reiästä nostetut kairausputkisegmentit voidaan latoa. Kattorakenne on 20 kiinni kairauskoneen rungossa 101. Kairauspuomin alapuolella on yleensä ruuvi-moottoritekniikkaan perustuva ja kairauskoneen lattiarunkoon tuettu järjestely, jonka avulla kairauspuomi paitsi säädetään oikeaan kairauskulmaan, myöskin lukitaan ja tuetaan haluttuun kaltevuusasentoon, kunnes reikä on kairattu loppuun. Tätä järjestelyä ei selkeyden vuoksi ole näytetty kuvassa. Kairauspuomin yläpääs-25 sä on jatkopuomi 204. Jatkopuomin yläpäässä on vinssin kääntöpyörä 205, jonka ^ kautta vinssivaijeri kulkee esimerkiksi kairasydämien nostamiseksi kairausputken ^ sisältä. Pyöritysyksikön 104 alapäässä, eli kairauspuomin alapään suunnassa, on σ> 9 tarrainleuat 202 kairausputkeen tarttumiseksi. Tarrainleuat välittävät kairausput- c\i keen sekä pyöritysliikkeen että veto- ja työntöliikkeet. Pyöritysliike saadaan aikaan | 30 pyöritysyksiköllä ja veto- ja työntöliikkeet voimavälineillä. Kuvassa on merkitty kat- koviivalla kairausputken linja 203. Kairausputki on kairausputken linjalla.Figure 2 is a side view of the drilling machine 100. The drilling machine rests on the support legs on the ground 206. The length of the support legs can be adjusted to obtain an ideal position of the drilling machine. The drilling machine has a roof structure 201, which protects the crew and the machine from the weather, and also includes a tubular rack to support the drill pipe segments lifted from the hole. The roof structure 20 is attached to the drill frame 101. Below the drill boom there is usually a screw motor arrangement supported on the drill floor frame, which not only adjusts the drill angle, but also locks and supports the desired slope position until the hole is drilled. For clarity, this arrangement is not shown in the figure. At the top of the drill boom 25 is an extension boom 204. At the top of the drill boom is a winch pivot wheel 205 through which the winch cable passes, for example, to raise the drill cores from inside the drill pipe. The lower end of the rotation unit 104, i.e. in the direction of the lower end of the drill boom, has σ> 9 gripping jaws 202 for engaging the drill pipe. The gripping jaws convey the drill pipe both rotational movement and pulling and pushing movements. Rotational motion is achieved 30 rotation units and pull and push movements with power tools. The line 203 of the drill pipe is indicated by a broken line in the figure. The drill pipe is on the line of the drill pipe.

(M(M

σ>σ>

Kuvassa 1 kairausputkea ollaan nostamassa. Tässä kairauskone on nostanut kai-° rausputkea noin 6 metrin pituudelta. Kelkka ja putkea paikallaan pitävä tarrain- leuka ovat kairauspuomin yläosassa. Kairauskone on avannut putkisegmenttien 35 välisen kierreliitoksen. Tämä kairausputkesta irrotettu osa on jatkopuomin varassa, jota jatkopuomia ei ole esitetty kuvassa. Apukairaaja nostaa käsivoimin tämän 5 6 metrin mittaisen, kahdesta putkisegmentistä koostuvan kairausputken osan kai-rauspuomilta ja asettaa sen syrjään, jotta kairauskone voi nostaa ylös yhä uusia kairausputkisegmenttejä. Näin edeten saadaan kairausputki nostettua kairausrei-ästä koko syvyydeltään.In Figure 1, the drill pipe is being lifted. Here, the drilling machine has lifted the drill pipe approximately 6 meters in length. The carriage and the gripping jaw holding the tube are located at the top of the drill boom. The drilling machine has opened the threaded connection between the tube segments 35. This part detached from the drill pipe rests on the extension boom, which is not shown in the figure. The auxiliary drill manually lifts this 5 to 6 meter portion of the two pipe segment from the drill boom and sets it aside so that the drilling machine can lift up still new drill pipe segments. As a result, the drill pipe is lifted from the drill hole to its full depth.

5 Apukairaajan käsivoimin suorittamaan putkien käsittelyyn on kehitetty monenlaisia apulaitteita, mutta toistaiseksi nopeimmaksi, varmimmaksi ja tehokkaimmaksi työtavaksi on edelleen osoittautunut apukairaajan toimesta lihasvoimin tehtävä putken käsittely. Tämän takia onkin olennaista, että kairauspuomin rakenne on sillä tavalla avoin, että apukairaajalla on esteetön näkyvyys pyöritysyksikön läpi mene-10 vään kairausputkeen ja että kairausputkisegmenttien asetteleminen pyöritysyksik-köön ja kairausputken nostamisen aikana niiden pyöritysyksiköltä pois nostaminen on mahdollista ja helppoa. Tämä on yleisesti ratkaistu järjestämällä manuaaliseen käyttöön tarkoitettujen kairauskoneiden kairauspuomin yläpinnalle kairausputken käsittelypinta.5 A variety of auxiliary equipment has been developed for the manual handling of auxiliary drill, but so far the fastest, most reliable and effective method of working has been to prove that the auxiliary drill is using a muscular tube. Therefore, it is essential that the drill boom structure is open in such a way that the auxiliary drill has an unobstructed view of the drill pipe passing through the rotation unit and that positioning the drill pipe segments during lifting the rotation unit and lifting them off the rotation unit is possible and easy. This is generally solved by providing a drilling tube handling surface on the upper surface of the drill boom for manual drilling machines.

15 Eräissä kairauspuomeissa voimavälineen sijoitus on tehty niin, että puomiraken-teen sisäosassa pyöritysyksikön alla on yksi isohko hydraulinen sylinteri liikuttamassa kelkkaa. Hydraulisen sylinterin voima välitetään näissä malleissa kelkkaan joko ketjuvälityksellä ja kääntöpyörillä tai sylinterin ja kelkan väliin asennetulla voimavarrella. Tässä rakenteessa hydraulisen sylinterin keskilinjan (sylinterivoi-20 man linja) ja putkilinjan (putkien painon aiheuttaman nostovoiman) väliin jää mo-menttivarsi. Tämä momenttivarsi on laitetyypistä riippuen karkeasti 200-400 mm. Vaikka tämä sylinterin keskilinjan ja putkilinjan välinen etäisyys ei ole kovin pitkä, aiheutuu sen vuoksi kuitenkin suurista nostovoimista johtuen puomin rakennetta voimakkaasti taivuttava momenttivaikutus. Ongelma lisäksi kertautuu jonkin ver-25 ran, koska momenttivaikutus aiheuttaa myös suurentuneita kitkavoimia pyöritysyk-^ sikön kelkan ja puomin rungon välisissä liukujohteissa. Pienemmillä ja keskikokoi- ^ silla ketjuvälitteisillä malleilla, joiden kairaussyvyys on sadoista metreistä noin ki-15 In some drill booms, the power tool is positioned so that there is one large hydraulic cylinder underneath the pivoting unit inside the boom structure to move the carriage. In these models, the power of the hydraulic cylinder is transmitted to the carriage either by chain transmission and pivoting wheels, or by means of a lever mounted between the cylinder and the carriage. In this design, a torque arm is located between the center line of the hydraulic cylinder (the cylinder force line) and the pipeline (the lifting force caused by the weight of the pipes). This torque arm is roughly 200-400 mm depending on the device type. Although this distance between the centerline of the cylinder and the pipeline is not very long, due to the high lifting forces, however, there is a torque effect which strongly bends the structure of the boom. In addition, the problem multiplies by a factor of 25, since the torque effect also causes increased frictional forces in the slides between the rotation unit carriage and the boom body. Smaller and medium-sized chain-driven models with a drilling depth of hundreds of meters about

CDCD

9 lometriin, tätä taipumisongelmaa on ratkaistu mitoittamalla puomin rakenne riittä- cvi vän vahvaksi. Tämä kuitenkin kasvattaa valmistuskustannuksia ja lisää rakentei- ir 30 den painoa, mikä voi asettaa käyttörajoituksia kairauskoneelle. Rakenteisiin tarvi-^ taan myös välitysmekanismiin kuuluvia osia, kuten ketjuja, kääntöpyöriä, akseleita 8) ja laakereita. Nämä aiheuttavat kuluessaan huoltotarvetta sekä edelleen lisäävät ^ valmistuskustannuksia. Erityisesti suuremmissa malleissa, joissa kairaussyvyys on o ^ noin 1500-2000 metriä, on sylinterin ja kelkan välinen voimansiirto toteutettu ket- 35 juvälityksen sijasta voimavarrella. Näillä suuremmilla kairauspuomimalleilla syntyy kairaussyvyyden lisääntyessä vakavia taivutusmomenttiongelmia, jotka johtuvat 6 paitsi suuremmista nostovoimista, myös suuremmasta momenttivarresta. Mo-menttivaikutus aiheuttaa ongelmia kairauspuomin jäykkyyden suhteen. Paitsi kai-rauspuomiin, myös hydrauliseen sylinteriin kohdistuu taivutusta, mikä on sylintereille erittäin haitallista. Sylinterin taipuessa sen sisältä irtoaa hyvin pieniä metalli-5 partikkeleita, mikä voi rikkoa myös muita hydrauliikkakomponentteja. Sylinterin vaihto itsessäänkin aiheuttaa paljon kustannuksia, koska kysymyksessä on väistämättä kallis erikoissylinteri. Sylinterin elinkaaren lyhentyessä taipumisen takia sekä siitä johtuvien muiden hydrauliikkakomponenttien vaihtotarpeiden ja lisääntyneiden huoltojen takia koneen käyttökustannukset ovat korkeita suhteessa kai-10 rausmetreihin. Tällaisissa kairauspuomimalleissa putkilinja on avoin ylöspäin eli kallistettaessa kairauspuomia hydraulinen sylinteri ja voimansiirtoon tarvittavat osat ovat kairauspuomin maanpintaa lähempänä olevassa osassa. Tällöin apu-kairaaja pääsee helposti käsiksi pyöritysyksikössä oleviin putkiin, mutta apukairaa-jan on kumarruttava kairauspuomin ylle. Tämänkaltainen kairauskone on esitetty 15 kuvissa 1 ja 2.9 kilometers, this deflection problem has been solved by dimensioning the boom structure sufficiently strong. However, this increases the cost of manufacture and adds weight to the structures, which may impose operating restrictions on the drilling machine. Structures also require transmission parts such as chains, swivel castors, shafts 8) and bearings. These cause a need for maintenance when worn out and further increase manufacturing costs. Particularly in larger models with a drilling depth of about 1500 to 2000 meters, the transmission between the cylinder and the carriage is carried out by means of a power instead of a chain transmission. These larger drill boom designs cause serious bending torque problems as the drilling depth increases, due not only to higher lifting forces but also to a higher torque arm. The mo- ment effect causes problems with the rigidity of the drill boom. Not only the boom but also the hydraulic cylinder is subjected to bending, which is very detrimental to the cylinders. As the cylinder bends inside, very small metal-5 particles are released, which can also break other hydraulic components. Replacing the cylinder itself is very costly because it is inevitably an expensive special cylinder. As the life of the cylinder becomes shorter due to bending and the consequent need for replacement of other hydraulic components and increased maintenance, the operating costs of the machine are high relative to the quay-10 meters. In such drill boom designs, the pipeline is open upwards, i.e., when tilting the drill boom, the hydraulic cylinder and transmission components are located nearer the drill boom to the ground. This will allow the auxiliary drill to easily access the tubes in the rotation unit, but the auxiliary drill must bend over the drill boom. Such a drilling machine is shown in Figures 1 and 2.

Tunnetaan myös kairauspuomeja, jotka ovat muuten vastaavia kuin edellä kuvattu kairauspuomi, mutta joissa yhden hydraulisen sylinterin sijasta on kaksi pienempää sylinteriä ja kummallakin sylinterillä on oma järjestelynsä niiden voiman välittämiseksi kelkkaan. Nämä sylinterit ja voimansiirtojärjestelyt on sijoitettu putkilinjan 20 sivulle molemmin puolin eikä putkilinjan alle. Samoin kairauspuomin liukukiskot kelkalle ja kantava palkkirakenne on sijoitettu putkilinjan sivulle molemmin puolin. Tällöin voidaan pienentää nostovoimasta johtuvaa, kairauspuomia rasittavaa mo-menttivaikutusta. Ongelmana kuitenkin on, että putkilinja jää piiloon sen sivuilla olevan runkorakenteen väliin, ja kairauspuomin rakenteesta tulee leveä. Leveän 25 rakenteen ja syvällä puomin sisällä olevan putkilinjan takia apukairaaja ei pääse kunnolla käsiksi putkisegmentteihin tai pysty helposti sijoittamaan niitä paikalleen, o Kun putkisegmenttien painon takia tarvitaan niiden käsin siirrossa paljon lihasvoi- σ, maa, on paitsi työn sujuvuuden, myös työturvallisuuden takia käytettävä er- o ^ gonomisia nostoasentoja. Koska tämä ei ole kuvatun kaltaisilla kairauspuomeilla ™ 30 mahdollista, estyy lihasvoimalla tapahtuva käsittely tällä mallilla käytännössä ko- £ konaan. Tällöin ainoana vaihtoehtona tämän tyyppisessä kairauspuomissa put- cd kisegmenttien käsittelyyn ja asetteluun on konevoimalla toimivan putkienkäsitteli- S jän käyttäminen. Käytännössä putkenkäsittelykone on kuitenkin hidas ja kömpelö 5 tapa tähän työhön. Harjaantunut apukairaaja tekee kairausputken segmenttienAlso known are drill booms, which are otherwise similar to the drill boom described above, but with two smaller cylinders instead of one hydraulic cylinder and each cylinder having its own arrangement for transmitting their force to the carriage. These cylinders and transmission arrangements are located on either side of the pipeline 20 and not below the pipeline. Similarly, the sliding rails of the drill boom on the carriage and the load-bearing beam structure are located on either side of the pipeline. In this case, the torque effect due to the lifting force on the drill boom can be reduced. However, the problem is that the pipeline is hidden between the hull structure on its sides, and the drill boom structure becomes wide. Because of the wide construction and the pipeline deep inside the boom, the auxiliary driller cannot properly access or easily position the pipe segments. O When the weight of the pipe segments requires a lot of muscle power to move them by hand, not only for smooth work but also for work safety. o ^ gonomising lifting positions. Because this is not possible with the drill booms ™ 30 as described, this model is virtually completely prevented by muscle force treatment. In this case, the only alternative in this type of drilling boom for handling and positioning the pipe segments is to use a machine-operated pipe handler. However, in practice, the tube processing machine is a slow and cumbersome 5 way to do this job. A trained auxiliary driller makes segments of the drill pipe

C\JC \ J

35 käsittelyä moninkertaisella nopeudella verrattuna yleisesti käytössä oleviin maastokelpoisiin putkenkäsittelijäkoneisiin. Lisäksi, kun apukairaaja ei leveän puomira-kenteen ja syvällä puomin sisällä olevan kairausputken sijainnin takia voi kairaus- 7 putkisegmenttejä toisiinsa liitettäessä tehdä kierreliitoksen aloitusta käsin, joudutaan kierreliitos tekemään kokonaan konevoimalla. Kuitenkin kenttäolosuhteissa konevoimalla alusta saakka tehtävän automaattisen kierreliitoksen onnistuminen on epävarmaa, johon kairaaja ei voi vaikuttaa millään tavalla. Koska koneellisessa 5 kierreliitosten tekemisessä kierteen aloituksen oikean kohdan valvominen ja sen varmistaminen, että kierre lähtee alussa varmasti vetämään oikealla tavalla, on hyvin vaikeaa toteuttaa, tapahtuu automaattisessa kierreliitoksen teossa usein kierteen rikkoutumisia. Tämä paitsi hidastaa kairaustyötä edelleen, rikkoo myös kairausputkisegmenttejä, mitkä nostavat kairauksen kustannuksia.35 multiple speeds compared to commonly used off-road pipe handling machines. In addition, when the auxiliary drill is not due to the wide boom structure and the location of the drill pipe deep inside the boom, when joining the drill pipe segments to one another, manual threading can be started manually, the threaded joining has to be done entirely by mechanical force. However, in the field, the success of the automatic threaded connection from the outset by mechanical power is uncertain and cannot be influenced by the drill in any way. Because it is very difficult to control the correct starting position of the thread in the 5 threaded joints and to make sure that the thread starts to pull correctly in the beginning, there are often thread breaks in the automatic threading. This not only slows down drilling work further, but also breaks down the drill pipe segments, which increase the cost of drilling.

10 Keksinnön tavoitteena on ratkaisu, jolla voidaan merkittävästi vähentää tunnettuun tekniikkaan liittyviä haittoja ja epäkohtia.It is an object of the invention to provide a solution which can significantly reduce the drawbacks and disadvantages of the prior art.

Keksinnön mukaiset tavoitteet saavutetaan kairauspuomilla, jolle on tunnusomaista, mitä on esitetty itsenäisessä patenttivaatimuksessa. Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.The objects of the invention are achieved by a drilling boom characterized by what is disclosed in the independent claim. Certain preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.

15 Keksinnön mukaisessa kairauskoneen kairauspuomissa on ensimmäinen pää ja toinen pää ja toinen pää on kairauskoneen käytössä kohti kairaussuuntaa, kelkka, joka on liikuteltavissa kairauspuomia pitkin, jossa kelkassa on pyöritysyksikkö ja tarrainleuat ja ainakin kaksi voimavälinettä, ensimmäinen voimaväline ja toinen voimaväline, kelkan liikuttamiseksi. Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon 20 mukaan voimavälineet on kiinnitetty kelkkaan joko suoraan tai välikappaleen tai välitysmekanismin avulla. Voimavälineet on sijoitettu niin, että kairausputken virittämä putkilinja ja voimavälineiden virittämät suorat ovat oleellisesti samassa tasossa. Putkilinja on oleellisesti voimavälineiden virittämien suorien välissä jakaen tason ensimmäiseen osaan ja toiseen osaan, ja ensimmäisellä osalla olevien voi-^ 25 mavälineiden aiheuttaman momentin M1 ja toisella osalla olevien voimavälineiden oi aiheuttaman momentin M2 itseisarvot ovat oleellisesti yhtä suuria. Mainittu taso on i § kalteva siihen suuntaan kairauskonetta, jossa käsitellään kairausputkea ja sen i osia. Voimavälineiden virittämät suorat siis virittävät tason, ja putkilinja on tällä x tasolla tai sijoittuneena tähän tasoon nähden niin, että voimavälineiden aiheutta- “ 30 mat momentit käyttäytyvät edellä kuvatulla tavalla.The drill boom according to the invention has a first end and a second end, and the other end is in actuation of the drilling machine towards the drilling direction, a carriage movable along the drill boom having a rotation unit and gripping jaws and at least two power means for first carriage and second power means. According to a preferred embodiment of the invention 20, the power means are fixed to the carriage either directly or by means of a spacer or a transmission mechanism. The power means are disposed such that the pipeline and the lines energized by the power means are substantially in the same plane. The pipeline is substantially between the excitation lines of the power means dividing the plane into a first portion and a second portion, and the absolute values of the moment M1 from the power means at the first portion and the M2 from the second means at the second portion are substantially equal. Said plane is i § inclined in the direction of the drilling machine which deals with the drill pipe and its parts. Thus, the strains excited by the power means excite the plane, and the pipeline is at this x level or disposed relative to this plane so that the moments caused by the power means behave as described above.

CDCD

C\l S Keksinnön mukaisen kairauspuomin eräässä suoritusmuodossa putkilinjan ja voi- o mavälineiden virittämän tason ensimmäisellä osalla on ensimmäinen voimavälineIn one embodiment of the drill boom according to the invention, the first portion of the plane excavated by the pipeline and power means has a first power means

CMCM

ja toisella osalla on toinen voimaväline.and the other part has another power tool.

88

Keksinnön mukaisen kairauspuomin eräässä toisessa suoritusmuodossa voima-välineet ovat hydraulisia sylintereitä, joissa on ainakin ensimmäinen sylinteriosa ja toinen sylinteriosa, ja sylinteriosat on järjestetty menemään toistensa sisälle ja tulemaan ulos toistensa sisältä, niin että hydraulisen sylinterin kokonaispituus 5 muuttuu.In another embodiment of the drilling boom according to the invention, the power means are hydraulic cylinders having at least a first cylinder portion and a second cylinder portion, and the cylinder portions are arranged to enter and exit each other so that the total length of the hydraulic cylinder 5 is changed.

Keksinnön mukaisen kairauspuomin eräässä kolmannessa suoritusmuodossa hydrauliset sylinterit ovat oleellisesti kairauspuomin suuntaisia ja toiset sylinteriosat ovat kiinni kairausprosessin aikana kairauspuomin ensimmäisessä päässä niin, että ne ovat paikoillaan hydraulisen sylinterin pituuden muuttuessa ja suurin 10 osa toisista sylinteriosista on kairauspuomin ulkopuolella. Keksinnön mukaisen kairauspuomin eräässä neljännessä suoritusmuodossa hydraulisten sylinterien toiset osat on järjestetty toimimaan kairauspuomin jatkopuomina tai osana sitä.In a third embodiment of the drill boom of the invention, the hydraulic cylinders are substantially parallel to the drill boom and the second cylinder portions are secured during the drilling process at the first end of the drill boom so that they are stationary with the hydraulic cylinder. In a fourth embodiment of the drill boom according to the invention, the second parts of the hydraulic cylinders are arranged to act as or as an extension of the drill boom.

Keksinnön mukaisen kairauspuomin eräässä viidennessä suoritusmuodossa voi-mavälineet ovat symmetrisesti tai lähes symmetrisesti putkilinjaan nähden. Kek-15 sinnön mukaisen kairauspuomin eräässä kuudennessa suoritusmuodossa voima-välineet ovat epäsymmetrisesti putkilinjaan nähden ja voimavälineiden aikaansaamat voimat ovat erisuuruisia.In a fifth embodiment of the drill boom according to the invention, the power means are symmetrically or almost symmetrically with respect to the pipeline. In a sixth embodiment of the Kek-15 drill boom, the force means are asymmetrical with respect to the pipeline and the forces exerted by the power means are different.

Keksinnön mukaisen kairauspuomin eräässä seitsemännessä suoritusmuodossa kairauspuomissa on runko kairauspuomin tukemiseksi ja mainittu runko jättää ai-20 nakin putkilinjan ja voimavälineiden virittämien suorien tason tai jonkin tämän tason suuntaisen tason ainakin osaksi avoimeksi niin, että kairausputken manuaalinen käsittely kairauspuomilla on mahdollinen. Tämä kairauspuomin avoin osa on käsittelypinta.In a seventh embodiment of the drill boom according to the invention, the drill boom has a frame for supporting the drill boom and said chassis leaves at least partially open line or any plane parallel to the pipeline and power means so that manual handling of the drill pipe is possible. This open part of the drill boom is the working surface.

Keksinnön mukaisen kairauspuomin eräässä kahdeksannessa suoritusmuodossa o 25 rungon poikkileikkaus on oleellisesti L:n muotoinen. Keksinnön mukaisen kairaus- cö puomin eräässä yhdeksännessä suoritusmuodossa runko koostuu ainakin kah- o ^ desta osasta, jotka ovat kiinni toisissaan niin, että rungon poikkileikkauksessa 0X1 mainittujen osien välinen kulma on yli 90°.In an eighth embodiment of the drill boom according to the invention, the body has a substantially L-shaped cross-section. In a ninth embodiment of a drilling cu boom according to the invention, the body consists of at least two parts which are attached to one another such that the angle between the parts mentioned in the cross section 0X1 of the body is greater than 90 °.

CLCL

Keksinnön mukaisessa kairauskoneessa, joka on järjestetty liikuteltavaksi eri kai-σ> 30 rauskohteiden välillä, käytetään keksinnön mukaista kairauspuomia.In the drilling machine according to the invention, which is arranged to be movable between different boreholes σ> 30, the drilling boom according to the invention is used.

° Keksinnön mukaisessa menetelmässä kairauskoneen kairausputken manuaali seksi käsittelemiseksi kairauskoneessa käytetään kairauksen aikana keksinnön mukaista kairauspuomia.In the method of the invention for manual handling of the drill pipe of a drilling machine, the drilling boom according to the invention is used during drilling.

99

Keksinnön etuna on, että sen avulla kairauspuomin rakenne voidaan järjestää tukevammaksi ja samalla kevyemmäksi. Keksinnön mukainen kairauspuomi on ergonominen sekä parantaa työturvallisuutta. Lisäksi helpottamalla kairausputken manuaalista käsittelyä kairauspuomi tehostaa kairausprosessia ja tuo näin talou-5 dellista hyötyä.An advantage of the invention is that it enables the structure of the drill boom to be made more robust and at the same time lighter. The drill boom according to the invention is ergonomic and improves occupational safety. In addition, by facilitating manual handling of the drill pipe, the drill boom streamlines the drilling process and thus provides economic benefits.

Keksinnön etuna on myös se, että kairauspuomista saadaan aiempaa pienempi, joten sillä saadaan lisää työtilaa kairauskoneen sisälle. Keksinnön etuna on myös se, että se vähentää kairauskoneen rakenteisiin kohdistuvaa rasitusta, mikä lisää kuluvien osien käyttöikää.It is also an advantage of the invention that the drilling boom is made smaller, thus providing more working space inside the drilling machine. Another advantage of the invention is that it reduces the stress on the structures of the drilling machine, which increases the service life of wearing parts.

10 Keksinnön avulla pystytään pidentämään kairauskoneen iskunpituutta. Tämä vaikuttaa kairausputken nostossa tai kairauksessa työtehoa parantavasti.The invention makes it possible to extend the stroke length of a drilling machine. This improves the working efficiency when lifting or drilling the drill pipe.

Keksinnön etuna edelleen on se, että sillä pystytään saamaan aikaan suurempia nostovoimia kuin perinteisellä tekniikalla. Tällöin saman kaluston kairaussyvyyttä voidaan lisätä, koska putket saadaan ylös entistä syvemmältä. Myös kairausko-15 neen rakennetta pystytään yksinkertaistamaan.A further advantage of the invention is that it is capable of providing higher lifting forces than conventional technology. In this case, the drilling depth of the same equipment can be increased, because the pipes will be deeper up. The structure of the drilling machine 15 can also be simplified.

Lisäksi keksinnön etuna on, että sen avulla hyötysuhde paranee, koska liukukisko-jen ja kelkan liukupalojen välille ei synny nostovoiman momenttivaikutuksen takia ylimääräistä kitkaa. Keksinnön mukainen voimavälineiden asemointi mahdollistaa niiden liikkumattomien osien käytön jatkopuomina, mikä edelleen pienentää kai-20 rauspuomia.A further advantage of the invention is that it improves the efficiency since no additional friction is created between the sliding rails and the sliding blocks of the carriage due to the torque effect of the lifting force. The positioning of the power means according to the invention makes it possible to use their stationary parts as an extension boom, which further reduces the keel beam.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti. Selostuksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa ^ kuva 1 esittää erästä tunnettua kairauskonetta, δ cv d> kuva 2 esittää poikkileikkauksen eräästä toisesta tunnetusta kairauskoneesta o ^ 25 sivultapäin tarkasteltuna, δ | kuva 3 esittää esimerkin kairauskoneesta, jossa on keksinnön mukainen kai- ^ rauspuomi,The invention will now be described in detail. In the description, reference is made to the accompanying drawings, in which: Figure 1 shows a known drilling machine, δ cv d> Figure 2 shows a cross-sectional view of another known drilling machine o ^ 25, δ | Figure 3 shows an example of a drilling machine having a drilling boom according to the invention,

(M(M

CDCD

kuva 4 esittää esimerkin keksinnön mukaisesta kairauspuomista voimavälinei- ^ den ja kelkan eri asennoissa, 30 kuva 5 esittää esimerkin keksinnön mukaisesta kairauspuomista päältä, 10 kuva 6 esittää kuvan 5 kairauspuomin sivulta, kuva 7 esittää kuvan 5 kairauspuomin tarkasteltuna molemmista päistä ja poikkileikkauksena kahdesta kohtaa, kuva 8 esittää esimerkin eräästä keksinnön mukaisesta kairauspuomista sen 5 ensimmäisen pään suunnasta tarkasteltuna ja kuva 9 esittää esimerkin kuvan 8 mukaisesta kairauspuomista tarkasteltuna suunnasta, josta kairausputkien käsittely tapahtuu.Fig. 4 shows an example of a drill boom according to the invention in different positions of power means and carriage, 30 Fig. 5 shows an example of a drill boom according to the invention, 10 Fig. 6 shows a drill boom side 5, Fig. 7 Fig. 8 shows an example of a drill boom according to the invention viewed from the direction of the first end thereof 5 and Fig. 9 shows an example of a drill boom according to Fig. 8 viewed from the direction from which the drilling pipes are processed.

Kuvat 1 ja 2 selostettiin tekniikan kuvauksen yhteydessä.Figures 1 and 2 were described in connection with the description of the technique.

Seuraavassa selityksessä olevat suoritusmuodot ovat vain esimerkinomaisia ja 10 alan ammattilainen voi toteuttaa keksinnön perusajatuksen myös jollain muulla kuin selityksessä kuvatulla tavalla. Vaikka selityksessä voidaan viitata erääseen suoritusmuotoon tai suoritusmuotoihin useissa paikoissa, niin tämä ei merkitse sitä, että viittaus kohdistuisi vain yhteen kuvattuun suoritusmuotoon tai että kuvattu piirre olisi käyttökelpoinen vain yhdessä kuvatussa suoritusmuodossa. Kahden 15 tai useamman suoritusmuodon yksittäiset piirteet voidaan yhdistää ja näin aikaansaada uusia keksinnön suoritusmuotoja.The embodiments in the following description are exemplary only and one of ordinary skill in the art may implement the basic idea of the invention in a manner other than that described in the description. Although the specification may refer to one embodiment or embodiments at multiple locations, this does not mean that the reference is directed to only one embodiment described, or that the feature described is useful in only one embodiment described. The individual features of two of the 15 or more embodiments may be combined to provide new embodiments of the invention.

Kuvassa 3 on esimerkki kairauskoneesta 300 sivuttaispoikkileikkauksena, jossa on keksinnön mukainen kairauspuomi 303. Kairauskoneessa on runko 309, joka suojaa kairauskoneen osia ja käyttäjiä, sekä avattava ja liikuteltava katto 301, jo-20 hon kuuluu esimerkiksi myös putkiteline, jonka varaan kairausreiästä nostettuja kairausputkisegmenttejä voidaan latoa. Lisäksi kairauskoneessa on voimanlähde. Tämä voi esimerkiksi olla moottori tai akku tai näiden yhdistelmiä. Rungon asensi toa maanpintaan 312 nähden voidaan säätää esimerkiksi säädettävillä tukielimillä.Fig. 3 shows an example of a drilling machine 300 in a lateral cross-section with a drilling boom 303 according to the invention. The drilling machine has a frame 309 for protecting parts and users of the drilling machine and a movable and movable roof 301 including a pipe stand for drilling holes. . In addition, the drilling machine has a power source. This may be, for example, an engine or battery, or combinations thereof. The position of the frame relative to the ground 312 can be adjusted, for example, by adjustable support means.

Lisäksi kairauskoneessa on välineet kairauspuomin liikuttamiseksi. Yleisesti kai- 0 25 rauspuomia liikutetaan yhdessä tasossa, joka määrää sen kallistuskulman, joka ^ samalla on kairausputken linjan 306 kallistus. Kairauspuomin suunta ja kairaus- 1 putken linjan suunta valitaan kairauskoneen rungon asennolla. On myös kairaus- “ koneita, jossa kairauspuomin suunta voidaan valita kairauspuomin asennolla, mut- ^ ta kuvien mukaisissa koneissa sivuttaissuunnan kääntö tehdään runkoa kääntä-In addition, the drilling machine has means for moving the drill boom. Generally, the drill boom is moved in a single plane that defines the tilt angle which is also the inclination of the drill pipe line 306. The direction of the drill boom and the direction of the drill pipe line are selected by the position of the drill machine frame. There are also drilling machines, where the direction of the drill boom can be selected with the drill boom position, but in the machines shown in the figures, the lateral rotation is done by turning the frame-

CDCD

^ 30 mällä. Kairauspuomissa on ensimmäinen pää 302 ja toinen pää 310. Toinen pää ^ on kairaussuuntaa kohden eli maastossa kairatessa alempana kuin ensimmäinen pää. Kairauspuomissa on pyöritysyksikkö 304, jossa on tarrainleuat 305 kairaus-putken pitämiseksi paikoillaan ja voiman siirtämiseksi kairausputkeen. Pyöritysyk-sikköä liikutetaan kairauspuomia pitkin kelkalla. Kairauspuomissa on kairausput- 11 ken käsittelypinta 311, joka on avoin kairausputken ja kairausputkisegmenttien reitille kairauspuomissa.^ 30 on the way. The drill boom has a first end 302 and a second end 310. The other end ^ is toward the drilling direction, i.e., when drilling in the terrain, lower than the first end. The drill boom has a rotation unit 304 having gripping jaws 305 for holding the drill pipe in place and for applying force to the drill pipe. The rotation unit is moved along the drill boom by a sled. The drill boom has a treatment surface 311 for the drill pipe 11 which is open to the path of the drill pipe and the drill pipe segments in the drill boom.

Kelkkaan kohdistetaan voimaa voimavälineillä 308. Esimerkissä voimavälineitä on kaksi, mutta kuvassa toinen on poikkileikkauksen toisessa osassa ja näin jää nä-5 kymättömiin. Esimerkin mukaisessa tapauksessa voimavälineet ovat hydraulisia sylintereitä. Tällainen sylinteri on kaksi- tai useampiosainen. Yksi osa menee toisen osan sisään tai tulee ulos toisen osan sisältä. Tällöin sylinterin kokonaispituus muuttuu. Nämä liikkeet on toteutettu hydrauliikalla, joka saa käyttövoimansa kai-rauskoneen 300 voimanlähteestä. Jos sylinterin eri osat kiinnitetään eri kohteisiin, 10 näiden kohteiden välille voidaan kohdistaa voimia. Esimerkiksi hydraulisen sylinterin yksi osa kiinnitetään kelkkaan ja toinen osa kiinnitetään kairauspuomiin ja tarkemmin sen runkorakenteeseen. Tällöin sylinterin pituutta muuteltaessa voidaan kelkkaa liikuttaa. Kuvassa hydraulisen sylinterin toinen osa on kairauspuomin suuntaisesti kiinnitettynä kairauspuomin ensimmäisen päähän 302 niin, että toiset 15 osat ovat osaksi kairauspuomin ulkopuolella ja sylinterin ensimmäinen osa on järjestetty meneväksi toisen osan sisälle. Sylinterin ensimmäinen osa on kiinnitetty kelkkaan. Koska sylinterin toinen osa pysyy paikallaan, ensimmäisen osan liikkuessa toiseen osaan nähden se liikuttaa kelkkaa. Jos pyöritysyksikössä 304 kiinni olevat tarrainleuat 305 pitävät kiinni kairausputkesta, voidaan tällöin kohdistaa 20 kairausputkeen kairauspuomin suuntaisia voimia. Koska hydraulisten sylinterien toiset osat ovat kairauspuomin ulkopuolella ja kairauspuomin suuntaisia eivätkä ne liiku kairausprosessin aikana, niitä voidaan käyttää korvaamaan jatkopuomi joko kokonaan tai osaksi.Power is applied to the carriage by means of power means 308. In the example, there are two power means, but in the figure one is in the other part of the cross-section and thus remains invisible. In the case of the example, the power means are hydraulic cylinders. Such a cylinder has two or more parts. One part enters or exits the other part. The total length of the cylinder will then change. These movements are accomplished by hydraulics, which are powered by the power source of the drilling machine 300. If different parts of the cylinder are attached to different objects, forces can be applied between these objects. For example, one part of the hydraulic cylinder is fixed to the carriage and the other part to the drill boom and more specifically to its frame structure. This allows the carriage to be moved when the cylinder length is changed. In the figure, the second part of the hydraulic cylinder is mounted parallel to the drill boom and attached to the first end 302 of the drill boom so that the second portions 15 are partially outside the drill boom and the first part of the cylinder is arranged to pass inside the second part. The first part of the cylinder is attached to the carriage. Because the second part of the cylinder remains stationary, as the first part moves relative to the second part, it moves the carriage. If the gripping jaws 305 attached to the rotation unit 304 hold the drill pipe, then forces in the direction of the drill boom may be applied to the drill pipe 20. Since the other parts of the hydraulic cylinders are outside the drill boom and parallel to the drill boom and do not move during the drilling process, they can be used to replace the extension boom either completely or partially.

Kairauspuomi 303 on sellaisessa asennossa, että kairausputken käsittelypinta 311 25 on kallistuneena siihen suuntaan, jossa kairauskoneessa 300 kairausputkea ja ^ kairausputkisegmenttejä käsitellään. Tämä kallistus voidaan ajatella toteutettavan ™ kääntämällä kairauspuomia asennosta, jossa kairausputken käsittelypinta on kai-The drill boom 303 is in a position such that the treatment surface 311 25 of the drill pipe is inclined in the direction in which the drill pipe and the drill pipe segments are processed in the drilling machine 300. This tilt can be thought of as being accomplished by turning the drill boom from a position where the treatment surface of the drill pipe is

CDCD

9 rauspuomin yläpinnassa, pitämällä kääntöakselina kairausputken linjaa 306. Täl- cvi löin kairauspuomin runko voi olla kairauspuomin niissä osissa, joissa se ei peitä ir 30 kairausputken käsittelypintaa tai muuten estä kairausputken käsittelyä. Tämä kai-9, by holding the drill pipe line 306 as a pivot axis. Thus, the drill boom body may be located in portions of the drill boom where it does not obscure the ir drill pipe handling surface or otherwise obstruct the drill pipe handling. This I guess

CLCL

listus mahdollistaa helpomman pääsyn kairausputken käsittelypinnalle eikä putki-σί en käsittelijän, kuten apukairaajan, tarvitse kurkotella kairauspuomin päälle.The list allows easier access to the drill pipe handling surface, without the need for a pipe σί en handler such as an auxiliary drill to reach over the drill boom.

° Kuvassa 4 on esitetty yksityiskohtaisesti esimerkki eräästä keksinnön mukaisesta kairauspuomista 400. Kuvassa on kolme kohtaa, joissa kairauspuomin voimaväli-35 neinä toimivat hydrauliset sylinterit ja kelkka ovat eri asennoissa.Fig. 4 shows in detail an example of a drill boom 400 according to the invention. The figure shows three positions where the hydraulic cylinders and the carriage acting as power means 35 of the drill boom are in different positions.

1212

Kuvassa 4 on kairauspuomi 400, jossa on ensimmäinen pää 402 ja toinen pää 412. Kairatessa toinen pää on kohden kairaussuuntaa. Kairauspuomissa on runko 408 kairauspuomin tukemiseksi ja sen rakenteiden suojaamiseksi. Esimerkin mukaisessa rungossa on kaksi suunnikkaan muotoista levyä, jotka ovat kairaus- 5 puomin rakenteiden suuntaisesti. Levyt on kiinnitetty toisiinsa pitkiltä sivuiltaan. Runko voi olla myös yksiosainen, jolloin se on taivutettu, tai se voi olla rakennettu esimerkiksi erillisistä palkeista ja levyistä, jotka on hitsattu yhtenäiseksi rakenteeksi. Olennaista on se, että runko jättää osan kairauspuomista avoimeksi niin, että kairauspuomin kairausputken ja kairausputkisegmenttien reitti on saavutettavissa. 10 Tätä avointa osaa kutsutaan käsittelypinnaksi. Esimerkissä runko peittää kairaus-puomin alapinnan eli sen pinnan, joka kairauspuomia käänneltäessä asetettaessa sitä kairaussuuntaan voi joutua kairauskoneen lattiaa päin. Lisäksi runko yltää kairauspuomin sille puolen, joka on vastakkainen kairauspuomin sitä puolta, jonka suunnasta kairausputkea on tarkoitus käsitellä. Rungossa voi olla lisäksi tukiosia 15 ja tukikappaleita, mutta ne on sijoitettu niin, että ne eivät haittaa kairausputken käsittelyä kairauspuomissa.Figure 4 shows a drilling boom 400 having a first end 402 and a second end 412. When drilling, the other end is toward the drilling direction. The drill boom has a frame 408 for supporting the drill boom and protecting its structures. The frame according to the example has two parallel plates which are parallel to the structures of the drill boom. The boards are fastened to each other on their long sides. The frame can also be one-piece, whereby it is bent, or it can be made, for example, of separate beams and plates, which are welded into a single structure. It is essential that the frame leaves a portion of the drill boom open so that the route of the drill boom pipe and the drill pipe segments is achievable. 10 This open part is called the working surface. In the example, the frame covers the lower surface of the drill boom, that is, the surface that, when rotating the drill boom, may be facing toward the floor of the drilling machine. Further, the frame extends to the side of the drill boom which is opposite to the side of the drill boom from which direction the drill pipe is to be treated. The body may further comprise support members 15 and support members, but they are positioned so as not to interfere with the handling of the drill pipe in the drill boom.

Rungossa 408 on lisäksi päätyrakenteet, jotka ovat kairauspuomin 400 päissä. Päätyrakenteissa on muotoilut kairausputkea varten. Kairauspuomin ensimmäisessä päässä 402 olevassa päätyrakenteessa on ensimmäisen pään muotoilu 20 401 ja toisessa päässä 412 olevassa päätyrakenteessa on toisen pään muotoilu 413. Muotoilut ovat edullisesti sellaisia, että kairausputki ei kairausprosessin aikana osu runkoon ja että huoltotoimet voidaan helposti suorittaa.The body 408 further comprises end structures at the ends of the drill boom 400. The end structures have designs for the drill pipe. The end structure at the first end 402 of the drill boom has a first end design 20 401 and the end structure at the second end 412 has a second end design 413. The design is preferably such that the drill pipe does not hit the frame during the drilling process.

Rungon 408 sisällä ovat pyöritysyksikkö 410, tarrainleuat, jotka ovat tässä esimerkissä pyöritysyksikön sisällä eivätkä näy kuvassa, kelkka 414 pyöritysyksikön lii-25 kuttamiseksi, alaleukapaketti (ei näy kuvassa), liukukiskot 406 kelkan liikkeiden ^ ohjaamiseksi ja kelkan pitämiseksi asennossaan sekä voimavälineet: ensimmäi- ™ nen voimaväline 404 ja toinen voimaväline 407.Inside the body 408 are the rotation unit 410, the gripping jaws, which in this example are inside the rotation unit and not shown, the carriage 414 for moving the rotation unit, the lower jaw pack (not shown), the slide rails 406 for guiding and holding the carriage. a power means 404 and a second power means 407.

CDCD

cpcp

Pyöritysyksiköllä 401 tartutaan tarrainleuoilla kiinni kairausputkesta ja pidetään X kairausputkea paikoillaan pyöritysyksikköön nähden tai pyöritetään kairausputkea.Rotation unit 401 grips the drill tube with gripper jaws and holds X drill tube in position with respect to rotation unit or rotates drill tube.

“ 30 Voima tähän saadaan pyöritysmoottorilta 409, joka on pyöritysyksikön osa. Pyöri- gj tysmoottori toimii esimerkiksi hydraulisesti, mutta muutkin sovellukset ovat mah- dollisia. Pyöritysmoottorin käyttövoima saadaan kairauskoneelta ja sen voimanläh-^ teeltä. Pyöritysyksikössä on reikä 411, jonka kautta kairausputki kulkee pyöri tysyksikön läpi. Pyöritysyksikkö on kiinnitetty kelkkaan 414. Kelkka liikkuu kairaus-35 puomin 400 pituusakselin suuntaisesti rungon 408 sisäpinnassa olevia liukukisko-ja 406 pitkin. Kuvassa on näkyvillä kolme liukukiskoa, mutta niiden lukumäärä voi 13 olla muukin. Edullisesti kelkassa on liukupaloja kitkan pienentämiseksi kelkan ja liukukiskojen välillä. Kelkka on rakennettu niin tukevaksi, että esimerkiksi kairaus-putkea nostettaessa sen muoto tai asento ei oleellisesti muutu. Kelkalla on ala-asento, jolloin se on kairauspuomin toisessa päässä 412, ja yläasento, jolloin se 5 on kairauspuomin ensimmäisessä päässä 402. On huomattavaa, että kelkka ala-asennossaan voi joissain tapauksissa olla korkeammalla kuin yläasennossaan, esimerkiksi porattaessa kaivoksessa yläviistoon. Kelkkaa liikutetaan kohdistamalla siihen voimaa voimavälineillä, jotka ovat kiinnitetyt kelkan siihen päähän, joka on kairauspuomin ensimmäistä päätä kohden.“30 The power for this is obtained from the rotary motor 409, which is part of the rotary unit. For example, the rotary motor operates hydraulically, but other applications are possible. The rotary motor's propulsion power is obtained from the drilling machine and its power source. The rotation unit has a hole 411 through which the drill pipe passes through the rotation unit. The rotation unit is secured to the carriage 414. The carriage moves along the longitudinal axis of the drill-35 boom 400 along the slide rails 406 on the inner surface of the body 408. The picture shows three slide rails, but the number may be 13. Preferably, the carriage has sliding blocks for reducing friction between the carriage and the slide rails. The carriage is constructed so sturdy that, for example, the shape or position of the drill tube is not substantially altered when it is lifted. The carriage has a down position where it is at one end of the drill boom 412 and an up position where it 5 is at the first end of the drill boom 402. Note that the carriage in its lower position may in some cases be higher than its up position. The carriage is moved by applying force to it by means of force applied to the end of the carriage towards the first end of the drill boom.

10 Ensimmäinen voimaväline 404 ja toinen voimaväline 407 ovat hydraulisia sylintereitä, jotka ovat pitkänomaisia putkimaisia rakenteita ja joissa on osia, jotka menevät toistensa sisään. Voimavälineet ovat kairauspuomin suuntaisesti. Ensimmäisessä voimavälineessä on ensimmäisen voimavälineen ensimmäinen sylinteriosa 416 ja toinen sylinteriosa 403. Toisessa voimavälineessä on toisen voimavälineen 15 ensimmäinen sylinteriosa 417 ja toinen sylinteriosa 405. Tässä esimerkissä voimavälineen ensimmäinen sylinteriosa on varsi, jonka päässä on mäntä ja toinen sylinteriosa on sylinteri. Voimavälineiden ensimmäiset sylinteriosat menevät toisten sylinteriosien sisälle. Ensimmäisten sylinteriosien kairauspuomin toista päätä 412 lähempänä olevat päät ovat kiinni kelkassa 414. Toisten sylinteriosien siinä 20 päässä, jonka sisään ensimmäiset sylinteriosat menevät tai kyseisen pään läheisyydessä, on kiinnitysjärjestely 415, jolla toinen sylinteriosa on kiinnitettävissä ensimmäiseen päähän 402 kairauspuomin runkoon 408. Tämä kiinnitysjärjestely on avattavissa ja suljettavissa. On myös olemassa hydraulisia sylintereitä, joissa on molemmissa päistään kiinni oleva varsi, jota pitkin liikkuu edestakaisin sylinteri.The first powertrain 404 and the second powertrain 407 are hydraulic cylinders which are elongated tubular structures and have portions which overlap one another. The power means are parallel to the drill boom. The first power means has a first cylinder part 416 and a second cylinder part 403 of the first power means. The second power means 15 has a first cylinder part 417 and a second cylinder part 405. In this example, the first cylinder part of the power means is a piston and the second cylinder part is a cylinder. The first cylinder portions of the power means go inside the second cylinder portions. The ends of the second cylinder members closer to one end of the drilling boom 412 are closed in carriage 414. At the end 20 of the second cylinder members into or adjacent to the respective end, there is a mounting arrangement 415 for securing the second cylinder member to the first end 402. and closable. There are also hydraulic cylinders with a shaft at both ends, which moves the cylinder back and forth.

25 Kuvan 4 kohdassa a kelkka 414 on ala-asennossaan eli se on kairauspuomin toi-^ sessa päässä 412. Kiinnitysjärjestelyt 415 ovat irti rungosta 408. Ensimmäiset sy- ™ linteriosat ovat toisten sylinteriosien sisällä. Tällöin voimavälineenä käytetyn hyd- 05 9 raulisen sylinterin isku on minimissään, ja toiset sylinteriosat ovat oleellisesti kai- cj rauspuomin rungon sisällä. Tämä helpottaa kairauskoneen saattamista kuljetus- | 30 kuntoon, kun kairauspuomin rakenne lyhenee.25, the carriage 414 is in its lowered position, i.e. at one end of the drill boom 412. The mounting arrangements 415 are disengaged from the body 408. The first cylinder members are located within the second cylinder members. In this case, the stroke of the hydraulic cylinder used as a power tool is minimal, and the other cylinder parts are substantially all within the body of the boom. This makes it easier to place the drilling machine in a transport | 30 when the structure of the drill boom shortens.

gj Kuvan 4 kohdassa b kelkka 414 on ala-asennossaan ja kiinnitysjärjestelyt 415 ovat kiinnitetty runkoon 408 kairauspuomin ensimmäiseen päähän 402. Nyt en-^ simmäiset sylinteriosat ovat toisten sylinteriosien ulkopuolella. Tällöin voimaväli neenä käytetyn hydraulisen sylinterin isku on maksimissaan.In step 4 (b) of Fig. 4, the carriage 414 is in its lower position and the mounting arrangements 415 are secured to the body 408 at the first end 402 of the drill boom. Now, the first cylinder portions are outside the second cylinder portions. In this case, the stroke of the hydraulic cylinder used as the force force is maximum.

1414

Kuvan 4 kohdassa c kelkka 414 on yläasennossaan ja kiinnitysjärjestelyt 415 ovat kiinnitetty runkoon 408 kairauspuomin ensimmäiseen päähän 402. Nyt ensimmäiset sylinteriosat ovat toisten sylinteriosien sisällä. Tällöin voimavälineenä käytetyn hydraulisen sylinterin isku on minimissään.In Fig. 4, c, the carriage 414 is in its upper position and the mounting arrangements 415 are secured to the body 408 at the first end 402 of the drill boom. Now, the first cylinder members are within the second cylinder members. In this case, the stroke of the hydraulic cylinder used as the power tool is minimal.

5 Kun kelkkaa liikutellaan ylä- ja ala-asennon välillä voimavälineillä, kairausputkeen voidaan kohdistaa kairauspuomin suuntaisia voimia. Kairausputkea voidaan painaa alaspäin tai sitä voidaan nostaa. Kairauspuomin iskunpituus on se matka, jota kairausputkea voidaan liikuttaa irrottamatta tarrainleukojen otetta kairausputkesta. Eli jos tarrainleuat pitävät kairausputkesta kiinni ja kelkka liikutetaan ala-10 asennosta yläasentoon, iskunpituus on kelkan mainittujen asentojen välissä liikkuma matka. Kuvassa 4 iskunpituuden voidaan sanoa olevan kelkan 414 kohdassa b kairauspuomin ensimmäisen pään puoleisesta päästä kohtaan, jossa kelkan mainittu pää on kohdan c mukaisesti yläasennossaan. Tämä on esimerkin mukaisessa tapauksessa lähellä kiinnitysjärjestelyiden 415 pintaa.5 When moving the carriage between the upper and lower positions by means of force, forces may be applied to the drill pipe in the direction of the drill boom. The drill pipe can be pressed down or raised. The stroke length of the drill boom is the distance that the drill pipe can be moved without removing the grip of the gripping jaws from the drill pipe. That is, if the gripping jaws hold the drill tube and the carriage is moved from the lower to the upper position, the stroke is the distance between the carriage and said positions. In Figure 4, the stroke length can be said to be at position b of the carriage 414 at the end of the first end of the drill boom to the point where said end of the carriage is in its upper position according to c). This is close to the surface of the mounting arrangements 415 in the example case.

15 Kuvassa 5 on esimerkki keksinnön mukaisesta kairauspuomista 500 kuvattuna ylhäältäpäin. Tämä suunta tarkoittaa, että kairauspuomia tarkastellaan suunnasta, joka on vastapäisellä puolen kairauspuomin alapintaa. Kairauspuomissa on ensimmäinen pää 512 ja toinen pää 509 sekä käsittelypinta 515.Figure 5 shows an example of a drill boom 500 according to the invention, viewed from above. This orientation means that kairauspuomia viewed in any direction on the opposite side of the lower surface of the kairauspuomin. The drill boom has a first end 512 and a second end 509 as well as a treatment surface 515.

Kairauspuomissa 500 on runko 506, jossa rungossa on pohjaosa 516, joka peittää 20 kairauspuomin alapinnan. Runko peittää myös kairauspuomin sen sivupinnan, joka on vastakkaisella puolen sitä suuntaa mistä kairauspuomia ja kairausputkea on tarkoitus käsitellä. Esimerkissä runko on muodostettu kahdesta levystä sekä päätyosista, jotka ovat kairauspuomin päissä. Runko voi olla muunkin muotoinen, kuten esimerkiksi sen halkaisija voi olla puolikaaren muotoinen. Runko jättää kä-^ 25 sittelypinnan 515 avoimeksi niin, että kairausputkea ja kairausputkisegmenttejä ™ voidaan käsitellä kairauspuomissa, kuten esimerkiksi asettaa paikalleen ja pois- 0 taa. Kairauspuomissa on pyöritysyksikkö 508, jossa on pyöritysmoottori 507. Pyö- ^ ritysyksikkö on kelkassa 514. Rungon sisäpinnassa on yksi tai useampi liukukisko 1 kelkan liikkeiden ohjaamiseksi ja kitkan vähentämiseksi. Kairauspuomissa on voi-30 mavälineitä kelkan ja samalla pyöritysyksikön kiinnipitämän kairausputken liikut- gj tamiseksi. Esimerkissä voimavälineinä on ensimmäinen hydraulinen sylinteri 502 ^ ja toinen hydraulinen sylinteri 511. Ensimmäisessä hydraulisessa sylinterissä on ^ ensimmäinen sylinteriosa 504 ja toinen sylinteriosa 501. Toisessa hydraulisessa sylinterissä on ensimmäinen sylinteriosa 513 ja toinen sylinteriosa 510. Hydraulis-35 ten sylinterien sisällä varren puolella vaikuttavat hydraulipaineet vetävät ensimmäiset sylinteriosat toisten sylinteriosien sisälle tai männän puolella vaikuttavat 15 hydraulipaineet työntävät ne ulos sieltä. Voimavälineiden kelkkaan kohdistama voima on kairauspuomin pituusakselin suuntainen. Toiset sylinteriosat on kiinnitetty kiinnitysvälineillä 503 päistään kiinni kairauspuomin ensimmäiseen päähän liikkumattomiksi runkoon nähden. Tällöin toiset sylinteriosat ovat olennaisesti kai-5 rauspuomin rakenteiden ulkopuolella. Kelkka on ala-asennossaan, jolloin ensimmäiset sylinteriosat ovat toisten sylinteriosien ulkopuolella. Koska toiset sylinteriosat pysyvät paikoillaan kairauspuomin käytön aikana, niitä voidaan käyttää jat-kopuomina tai niiden osana, jolloin kairauskoneessa ei tarvita erillistä jatkopuomia.The drill boom 500 has a frame 506 having a base portion 516 that covers the lower surface of the 20 drill boom. The frame also covers the kairauspuomin its lateral surface which is on the opposite side to the direction of kairauspuomia and the drill tube will be discussed. In the example, the frame is formed of two plates and end portions at the ends of the drill boom. The body may also have other shapes, such as, for example, a half-curved diameter. The body leaves the treatment surface 515 open so that the drill pipe and drill pipe segments ™ can be treated on the drill boom, such as inserting and removing. The drill boom has a rotation unit 508 having a rotary motor 507. The rotation unit is in a carriage 514. The inner surface of the body has one or more sliding rails 1 for controlling the movement of the carriage and reducing friction. The drill boom has power means for moving the drill and at the same time the drill pipe held by the rotation unit. In the example, the power means are provided with a first hydraulic cylinder 502 ^ and a second hydraulic cylinder 511. The first hydraulic cylinder has a ^ first cylinder part 504 and a second cylinder part 501. The second hydraulic cylinder has a first cylinder part 513 and a second cylinder part 510. the first cylinder portions are expelled therefrom by hydraulic pressures acting on the inside of the second cylinder portions or on the piston side. The force exerted by the power means on the carriage is parallel to the longitudinal axis of the drill boom. The second cylinder members are secured by their attachment means 503 at their ends to the first end of the drill boom with respect to the body. In this case, the second cylinder members are substantially outside the structures of the beam-5 girder. The carriage is in its lowered position with the first cylinder members outside the second cylinder members. Since the other cylinder parts remain in place during use of the drill boom, they can be used as or as part of the extension boom, so that no separate extension boom is required in the drilling machine.

Kuvassa 6 on kuvan 5 mukainen kairauspuomi 500 tarkasteltuna sivultapäin. Kai-10 rauspuomin alapinta on kuvassa oikealla. Rungon 506 pohjaosa 516 peittää alapintaa. Kuvaan on merkitty kohdat a, b. c ja d, jotka osoittavat kuvan 7 vastaavien kohtien paikat. Kohdat a ja d ovat suuntia, joista kairauspuomia tarkastellaan ja kohdat b ja c ovat poikkileikkauskohtia.Figure 6 is a side view of the drill boom 500 of Figure 5. The underside of the Kai-10 rafter is shown at right. The base portion 516 of the body 506 covers the lower surface. Points (a), (b), (c) and (d) are indicated in the figure to indicate the positions of the corresponding points in Figure 7. Sections a and d are directions from which the drill boom is viewed and b and c are cross-sections.

Kuvassa 7 on esitetty kuvan 5 mukainen kairauspuomi tarkasteltuna sen päistä 15 sekä poikkileikkauksena kahdesta kohtaa.Fig. 7 shows the drill boom of Fig. 5, viewed from its ends 15 and in cross-section at two points.

Kuvassa 7a kairauspuomin 500 toista päätä tarkastellaan suunnasta a kuvan 6 mukaisesti. Kairauspuomin toista päätä on suojaamassa rungon 506 päätyraken-ne, jossa on muotoilu 701 kairausputkea ja huoltoja varten. Kairauspuomissa on käsittelypinta 515. Kairauspuomissa on pyöritysyksikkö 508, joka saa käyttövoi-20 mansa pyöritysmoottorilta 507. Pyöritysyksikön läpi kulkee reikä 702 kairausputkea varten. Reiän keskellä on putkilinja, joka on suora, jonka suuntaisesti kairaus-putki kulkee kairauspuomissa. Lisäksi putkilinja on olennaisesti kairausputken keskilinjalla.In Fig. 7a, the other end of the drill boom 500 is viewed in the direction a as shown in Fig. 6. The other end of the drill boom is protected by an end structure of the body 506 having a design 701 for the drill pipe and for maintenance. The drill boom has a treatment surface 515. The drill boom has a rotation unit 508 which receives its power from the rotation motor 507. A hole 702 passes through the rotation unit for the drill pipe. In the center of the bore is a pipeline, which is a straight line in which the drill pipe runs along the drill boom. Further, the pipeline is substantially at the centerline of the drill pipe.

Kuvassa 7b on kairauspuomin 500 poikkileikkaus kuvan 6 kohdasta b suunnasta a o 25 tarkasteltuna. Rungossa 506 on pohjaosa 516 ja sivuosa 704. Pohjaosa peittää σ> kairauspuomin alapintaa ja sivuosa kairauspuomin sitä sivupintaa, joka on vasta-Fig. 7b is a cross-sectional view of the drill boom 500, viewed from the position a o 25 in Fig. 6 (b). The body 506 has a bottom portion 516 and a side portion 704. The bottom portion covers σ> the underside of the drill boom and the side portion covers the side surface of the drill boom which is counter-

OO

^ päisellä puolen kairauspuomin sitä puolta, jonka suunnasta kairausputkea on tar- ™ koitus käsitellä kairauspuomissa. Runko jättää siis avoimeksi käsittelypinnan 515.^ The side of the side-ended kairauspuomin the direction of the drill tube is im- ™ koitus handle kairauspuomissa. The body thus leaves the treatment surface 515 open.

£ Rungon sisäpinnalla on kairauspuomin suuntaisia liukukiskoja 703. Esimerkissä to 30 liukukiskoja on kolme ja ne ovat rungon reunoissa ja pohjaosan ja sivuosan liitos-ίο kohdassa. Kelkka 514 liukuu liukukiskoja pitkin, δ ^ Kuvassa 7c on kairauspuomin 500 poikkileikkaus kuvan 6 kohdasta c suunnasta d tarkasteltuna. Kuvassa on nähtävissä kelkan 514 kairauspuomin ensimmäisen pään puoleinen pää. Tähän on kiinnitetty ensimmäinen hydraulinen sylinteri 502 ja 16 toinen hydraulinen sylinteri 511 ja näistä ensimmäiset osat: ensimmäinen hydraulisen sylinterin ensimmäinen osa 504 ja toisen hydraulisen sylinterin ensimmäinen osa 513. Sylinterit on kiinnitetty siten, että niiden keskipisteiden välinen suora kulkee olennaisesti putkilinjan kautta tai lähellä sitä. Tällöin kairauspuomis-5 sa putkilinja ja hydraulisten sylinterien keskilinjat eli sylinterien suuntaiset ja niiden keskipisteiden kautta kulkevat suorat virittävät tason. Kun kumpikin sylinteri kohdistaa kelkkaan ja samalla kairausputkeen yhtä suuren voiman ja ne ovat sijoittuneet symmetrisesti putkilinjaan nähden, niiden kairauspuomiin aiheuttamat momentit ovat yhtä suuria mutta vastakkaissuuntaisia, jolloin ne kumoavat toisensa. 10 On huomattava, että tämän kaltaiset momentit voidaan saavuttaa myös voimavä-lineillä, joiden aiheuttamat voimat ovat erisuuruisia mutta samalla niiden etäisyys putkilinjasta on eri. Nämä voimat ja etäisyydet voidaan valita niin, että putkilinjan eri puolilla olevien voimavälineiden aiheuttamat momentit jälleen kumoavat toisensa tai ainakin kompensoivat toisiaan. Voidaan tehdä myös suoritusmuoto, jos-15 sa voimavälineitä on enemmän kuin kaksi. Tällöin voimavälineet voivat olla jakautuneet tasaisesti putkilinjan eri puolille tai putkilinjan eri puolilla on eri määrä voimavälineitä. Esimerkiksi toisella puolella on kaksi voimavälinettä ja toisella puolella yksi. Myös näissä tapauksissa voimavälineiden voimat ja sijainnit mitoitetaan niin, että momentit kumoavat toisensa. Sylinterien keskilinjojen ja putkilinjan virit-20 tämä taso on olennaisesti kallellaan kohti sitä suuntaa mistä kairauspuomia ja kai-rausputkea on tarkoitus käsitellä. Tällöin ensimmäinen hydraulinen sylinteri 502 on korkeammalla kuin toinen hydraulinen sylinteri 511 pohjaosaan 516 nähden eli ensimmäinen hydraulinen sylinteri on kauempana pohjaosasta kuin toinen hydraulinen sylinteri.£ The inside of the frame has slider rails 703 parallel to the drill boom. In the example Thu 30, there are three slider rails located at the edges of the frame and at the junction between the base and the side. The carriage 514 slides along the slide rails, δ ^ Fig. 7c is a cross-sectional view of the drill boom 500 viewed from the direction d of Fig. 6. The picture shows the end of the first end of the drill boom 514. First hydraulic cylinder 502 and 16 second hydraulic cylinder 511 and first portions thereof: first hydraulic cylinder first portion 504 and second hydraulic cylinder first portion 513. Attached thereto, the cylinders are secured so that a straight line between their centers extends substantially through or near the pipeline. In this case, the pipeline and the center lines of the hydraulic cylinders, i.e. straight lines parallel to the cylinders and passing through their centers, excite the plane. When each cylinder exerts the same force on the carriage and at the same time on the drill pipe and is symmetrical with respect to the pipeline, the torques they exert on the drill boom are equal but opposite, thus canceling each other out. 10 It should be noted that such moments can also be achieved by power lines with varying forces but at different distances from the pipeline. These forces and distances can be selected such that the moments caused by the power means across the pipeline will again cancel out or at least offset each other. An embodiment can also be made if there are more than two power means. In this case, the power means may be evenly distributed across the pipeline or there may be a different number of power means across the pipeline. For example, there are two power tools on one side and one on the other. In these cases too, the forces and positions of the power tools are dimensioned so that the moments cancel each other out. This level of the cylinder centrelines and the Virit-20 pipeline is substantially inclined towards the direction from which the drill boom and drill pipe are to be treated. Thus, the first hydraulic cylinder 502 is higher than the second hydraulic cylinder 511 relative to the base portion 516, i.e., the first hydraulic cylinder is further away from the base portion than the second hydraulic cylinder.

25 Kuvassa 7d kairauspuomin 500 ensimmäistä päätä tarkastellaan suunnasta d ku-van 6 mukaisesti. Kairauspuomin ensimmäistä päätä on suojaamassa rungon 506 o päätyrakenne, jossa on muotoilu 705 kairausputkea varten. Ensimmäinen hyd- 05 raulisen sylinterin 502 toinen osa 501 ja toisen hydraulisen sylinterin 511 toinenIn Figure 7d, the first end of the drill boom 500 is viewed in the direction d as shown in Figure 6. The first end of the drill boom is protected by an end structure of the frame 506 o having a design 705 for the drill pipe. First part 501 of second hydraulic cylinder 502 and second part of second hydraulic cylinder 511

OO

osa 510 on kiinnitetty kiinnitysosilla 503 runkoon.part 510 is fastened by means of fastening parts 503 to the frame.

C\j | 30 Kuvassa 8 on esimerkki eräästä keksinnön mukaisesta kairauspuomista tarkastel- ^ tuna sen ensimmäisen pään suunnasta. Kairauspuomin alapinta 808 on kuvassa σί alaspäin. Kairauspuomissa on kairausputken väylä 807, joka kulkee kairaus- ΪΙ puomin läpi, ja kairausputki kulkee tätä väylää pitkin. Väylän keskellä on putkilinjaC \ j | Fig. 8 shows an example of a drill boom according to the invention viewed from the direction of its first end. The bottom surface 808 of the drill boom is σί in the illustration downwards. The drill boom has a drill pipe passage 807 that passes through the drill boom, and the drill pipe passes along this bus. In the middle of the fairway is a pipeline

OO

^ 801. Kairauspuomissa on ensimmäinen voimaväline 805 ja toinen voimaväline 35 802. Voimavälineet ovat putkilinjan suuntaisia ja voimavälineiden keskipisteiden kautta kulkee voimavälinesuora. Ensimmäinen voimaväline virittää ensimmäisen 17 voimavälinesuoran 806 ja toinen voimaväline virittää toisen voimavälinesuoran 803. Kyseisten suorien ja putkilinjan suunnat ovat kohtisuorassa kuvan tasoon nähden. Keksinnön mukaisesti kuvan esittämässä esimerkissä kairauspuomissa putkilinja ja voimavälinesuorat ovat samassa tasossa 804. Kukin voimaväline koh-5 distaessaan voimaa kairauspuomin kelkkaan aiheuttaa kairauspuomiin momentin M. Momentin suunta ja suuruus riippuvat voimavälineen aiheuttaman voiman suuruudesta ja voimavälinesuoran ja putkilinjan etäisyydestä. Esimerkissä voimaväli-neet ovat sijoittuneet symmetrisesti ja niiden aiheuttamat momentit ovat yhtä suuret mutta vastakkaissuuntaiset. Tällöin kairauspuomiin kohdistuvat voimavälinei-10 den aiheuttamat momentit kumoutuvat. Tämä voimavälineiden momenttivoimien kumoaminen voidaan tehdä muunkinlaisella konfiguraatiolla kuin tässä esimerkissä on kuvattu. Oleellista on se, että voimavälinesuorien ja putkilinjan virittämä taso 804 on putkilinjan jakama ja voimavälineiden aiheuttamat momentit putkilinjan eri puolilla ovat yhtä suuria ja vastakkaissuuntaisia eli niiden itseisarvot ovat yhtä suu-15 ria tai lähellä toisiaan.The drill boom has a first power means 805 and a second power means 35 802. The power means are parallel to the pipeline and through the center of the power means passes through the power means. The first power means tunes the first 17 power tool lines 806 and the second power means tunes the second power means line 803. The directions of these lines and the pipeline are perpendicular to the image plane. According to the invention, in the example shown in the drawing, the pipeline and the power tool lines are in the same plane 804. Each of the power means when applying force to the drill boom carries a moment M. The direction and magnitude of the torque depend on the magnitude of the force exerted by the power tool. In the example, the power means are located symmetrically and the resulting moments are equal but in the opposite direction. In this case, the moments caused by the power means 10 applied to the drill boom will be canceled. This cancellation of the torque forces of the power means may be accomplished by a configuration other than that described in this example. It is essential that the level of excitation of the power line and the pipeline 804 is distributed across the pipeline and that the moments caused by the power means across the pipeline are equal and opposite, i.e. their absolute values are equal to or close to each other.

Kuvassa 9 on kuvan 8 mukainen kairauspuomi tarkasteluna kuvaan 8 merkityn tason e suunnasta. Kuvaan on merkitty esimerkinomaisesti kairauspuomissa vaikuttavia voimia. Kuvassa on ensimmäisen voimavälineen 805 aiheuttama voima F1 ja toisen voimavälineen 802 aiheuttama voima F2. Lisäksi kairausputki itses-20 sään aiheuttaa voiman F3, joka on vastakkaissuuntainen voimavälineiden aiheuttamille voimille. Kuvaan on merkitty myös esimerkinomaisesti voimavälineiden aiheuttamat momentit M1 ja M2. Ensimmäinen voimaväline aiheuttaa momentin M1 ja toinen voimaväline momentin M2. Koska voimavälineet ovat putkilinjan eri puolilla, M1 ja M2 ovat vastakkaissuuntaiset. Tällöin momentit kumoavat toisensa 25 tai ainakin kompensoivat toistensa vaikutuksia. Jos kairauspuomissa vaikuttaisi vain jompikumpi voimaväline, sen aiheuttama momentti aiheuttaisi runkoon 808 ja o kairauspuomin muihin rakenteisiin taivutusta ja jonkin verran vääntöä. Keksinnön σ> mukaisella järjestelyllä momenttien aiheuttamaa vaikutusta voidaan kumota, o i c\i Edellä on kuvattu eräitä keksinnön mukaisia edullisia suoritusmuotoja. Keksintö ei | 30 rajoitu juuri kuvattuihin ratkaisuihin, vaan keksinnöllistä ajatusta voidaan soveltaa ^ lukuisilla tavoilla patenttivaatimusten asettamissa rajoissa.Fig. 9 is a view of the drill boom of Fig. 8, viewed from the direction of the plane e in Fig. 8. The figure shows by way of example the forces acting on the drill boom. The figure shows the force F1 exerted by the first power means 805 and the force F2 exerted by the second power means 802. In addition, the self-20 drilling pipe produces a force F3 which is opposite to the forces exerted by the power means. The figure also shows, by way of example, the moments M1 and M2 caused by the power means. The first force means produces a moment M1 and the second force means a moment M2. Because the power means are located across the pipeline, M1 and M2 are in opposite directions. In this case, the moments cancel each other out or at least compensate for each other. If only one of the two power tools were acting on the drill boom, the torque it would cause would cause bending and some torque to the frame 808 and other drill boom structures. With the arrangement of the invention σ>, the effect caused by the moments can be reversed. Some preferred embodiments of the invention have been described above. The invention does not 30 is limited to the solutions just described, but the inventive concept can be applied in numerous ways within the scope of the claims.

(M(M

σ> tn δσ> tn δ

(M(M

Claims

A drill boom (303; 400; 500) of a drilling machine (300) having a first end (302; 402; 512) and a second end (310; 412; 509) and a second end operable toward the drilling direction (316). 414; 514;) movable along 5 drill booms, the carriage having a rotation unit (304; 410; 508) and gripper jaws (305) and at least two power means, a first power means (404; 502; 805) and a second power means (407); 511; 802) for moving the carriage and the means of power are fixed to the carriage either directly or by means of a spacer or a transmission mechanism and the means are positioned such that the line (803, 806) of the drill tube is substantially aligned (804); the pipeline being substantially disposed between the strains excited by the power means, dividing said plane into a first part and a second part, and the moment M1 and the second part caused by the power means in the first part The absolute values of the torque M2 caused by the power means 1a are substantially equal, characterized in that said plane is inclined in the direction of treating the drill pipe and its parts such that said drill boom is a rotary axis.

A drill boom (303; 400; 500) according to claim 1, characterized in that the first portion of this plane (804) of the pipeline (801) and the power means (404, 407; 502, 511; 802, 805) has a first power means. (404; 502; 805) and the second portion has a second force means (407; 511; 802).

The drill boom (303; 400; 500) according to claim 1, characterized in that the power means are hydraulic cylinders having at least a first cylinder part (416, 417; 504, 513) and a second cylinder part (403, 405; 501, 510), and the cylindrical parts 25 are arranged to enter each other and to come out of each other so that the overall length of the hydraulic cylinder is changed. CO o

The drill boom (303; 400; 500) according to claim 3, characterized in that the hydraulic cylinders are substantially parallel to the drill boom, and the second cylinder members (403, 405; 501, 510) are engaged during the drilling process at the first end (303; 302; 402; 512) such that they are stationary as the length of the hydraulic cylinder changes and most of the other cylinder portions are disposed outside the boom. C \ J

A drill boom (303; 400; 500) according to claim 4, characterized in that the second cylinder parts (403, 405; 501, 510) of the hydraulic cylinders are arranged to act as an extension or part of the drill boom.

Drilling boom (303; 400; 500) according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the power means (404, 407; 502, 511; 802, 805) are symmetrically or almost symmetrically with respect to the pipeline (801).

Drilling boom (303; 400; 500) according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the force means are asymmetrical (404, 407; 502, 511; 802, 805) to the pipeline (801) and the forces exerted by the force means are 10 different.

The drill boom (303; 400; 500) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the drill boom has a frame (408; 506) for supporting the drill boom, and said body leaves at least part of said plane (804) or a plane parallel thereto so that manual handling of the drill pipe by 15 drill booms is possible.

Drill boom (303; 400; 500) according to claim 8, characterized in that the body (408; 506) has a substantially L-shaped cross-section.

A drill boom (303; 400; 500) according to claim 8, characterized in that the body consists of at least two parts which are attached to each other such that the angle between said parts in the cross-section of the body is greater than 90 °. £ 2

11. A drilling machine (300) arranged to be movable between different drilling sites, characterized in that the drilling machine has a drilling boom (303; 400; 500) according to claim 1. o C \ J

A method for manually manipulating the drill pipe of a drilling machine (300), characterized in that the drilling machine uses a drill boom (303; 400; 500) according to claim 1 during drilling. m δ c \ j