FI20185061A1 - Järjestely ja menetelmä maaputken asentamiseksi - Google Patents

Järjestely ja menetelmä maaputken asentamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI20185061A1
FI20185061A1 FI20185061A FI20185061A FI20185061A1 FI 20185061 A1 FI20185061 A1 FI 20185061A1 FI 20185061 A FI20185061 A FI 20185061A FI 20185061 A FI20185061 A FI 20185061A FI 20185061 A1 FI20185061 A1 FI 20185061A1
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
hammer
hole
arrangement
flushing medium
pipe
Prior art date
Application number
FI20185061A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Inventor
Markku Keskiniva
Original Assignee
Mincon Nordic Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mincon Nordic Oy filed Critical Mincon Nordic Oy
Priority to FI20185061A priority Critical patent/FI20185061A1/fi
Priority to CA3089247A priority patent/CA3089247C/en
Priority to EP19743864.1A priority patent/EP3743590B1/en
Priority to PCT/FI2019/050043 priority patent/WO2019145602A1/en
Priority to KR1020207023334A priority patent/KR102548847B1/ko
Priority to US16/960,501 priority patent/US11319755B2/en
Priority to JP2020560601A priority patent/JP7157174B2/ja
Priority to CN201980010221.8A priority patent/CN111727297B/zh
Publication of FI20185061A1 publication Critical patent/FI20185061A1/fi

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/12Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor using drilling pipes with plural fluid passages, e.g. closed circulation systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/18Pipes provided with plural fluid passages
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14Fluid operated hammers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/20Drives for drilling, used in the borehole combined with surface drive
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B6/00Drives for drilling with combined rotary and percussive action
    • E21B6/02Drives for drilling with combined rotary and percussive action the rotation being continuous
    • E21B6/04Separate drives for percussion and rotation
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E21B7/208Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes using down-hole drives
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/28Placing of hollow pipes or mould pipes by means arranged inside the piles or pipes

Landscapes

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

Abstract

Järjestely ja menetelmä maaputken asentamiseksi porareikään. Järjestely (100) käsittää maaputken (1), poraputken (2), joka on sovitettu maaputken (1) sisälle, joka poraputki (2) käsittää virtauskanavat paineilmalle (3) ja huuhteluväliaineelle (4). Huuhteluväliaineen virtauskanava (4) on järjestetty johtamaan huuhteluväliainetta porareiän pohjalle (B). Järjestely (100) käsittää edelleen iskuvasaran (5), joka käsittää paineilmakäyttöisen iskumännän (6) sovitettuna iskuvasaran sylinteriin (9), sekä reiän poraamisvälineet (8) reiän poraamiseksi maaputkelle (1). Huuhteluväliaineen virtauskanava (4) on sovitettu ohittamaan iskumännän (6).

Description

Keksinnön kohteena on järjestely maaputken asentamiseksi.
Edelleen keksinnön kohteena on menetelmä maaputken asenta5 miseksi.
Iskevä poraus (precussive drilling) on tehokas tapa asentaa maaputki tai paalu kovaan maaperään esim, ajettaessa maaputki osittain kallioon. Tällöin maaputken sisällä on poraputket ja poraputken päässä iskuvasara, joka on tyypiltään esimerkiksi down-the-hole-hammer eli DTH -vasara. Poraputkessa on 10 keskireikä, jota kautta johdetaan DTH -vasaralle sen tarvitsema paineilma. Poraputkea, DTH -vasaraa, pilot -kruunua ja siihen kytkettyä avarrinkruunua pyöritetään samanaikaisesti poraputken yläpäässä olevalla pyöritysmekanismilla.
Reiän poraus tapahtuu vasaran tuottaman iskutoiminnon ja poraputken pyörityksen avulla. Avarrinkruunun tehtävänä on avartaa pilot -kruunun te15 kemä reikä niin isoksi, että maaputki sopii porattuun reikään. Maaputkessa voi olla myös niin sanottu maakenkä, jonka avulla pilot -kruunu vetää mukanaan maaputken porattuun reikään. Irrotetun materiaalin poisto tapahtuu DTH -vasaran poistoilman avulla. Tällöin DTH -vasaran poistoilma johdetaan pilot -kruunussa olevien porausten avulla porattavan reiän pohjalle, josta ilmavirtaus, joka 20 kuljettaa mukanaan irronneen materiaalin, pyritään ohjaamaan maaputken sisään ja maaputkesta edelleen maan pinnalle.
Ongelmana tässä on, että tyypillisesti osa ilmavirtauksesta kuitenkin karkaa maaperään. Liiallinen ilman karkaaminen voi merkittävästi pienentää ympäröivän maaperän kantavuutta ja täten aiheuttaa vaaran ympäristössä ole25 massa oleville rakenteille kuten talo perustuksille.
Ilman karkaamista maaperään voidaan osittain hallita pilot -kruunun suunnittelulla. Erityisesti kruunu, jossa huuhteluilman puhallus reiän pohjalle käännetään reiän pohjan suuntaiseksi ennen sen purkautumista kruunusta, pienentää ilman karkaamista maaperään.
Toinen huomattavasti tehokkaampi tapa on käyttää erillistä huuhtelupiiriä, missä porareiän huuhtelu ei tapahdu poistoilmalla vaan esimerkiksi vedellä tai jollakin muulla vastaavalla huuhteluväliaineella. Tällöin voidaan käyttää ns. RC -poraussysteemiä (Reverse Circulation, usein suomennettuna käänteishuuhtelu-menetelmä). RC -poraussysteemi on alun perin kehitetty tutkimuspo35 Taukseen, missä porauksessa syntyntyvä irtoaines huuhdellaan reiän pohjalta
20185061 prh 23 -01- 2018 kaksikerrosporaputken keskireikää pitkin ylös, jolloin se voidaan ottaa talteen myöhempää analysointia varten.
RC -systeemi koostuu RC -poraputkista ja RC-vasarasta. RC-poraputkessa on tyypillisesti ulkoputki ja sisäputki, missä sisäputken sisäreikä ja ul5 koputken ja sisäputken välinen tila muodostavat kaksi erillistä virtauskanavaa. Itse RC -vasaran toiminta on identtinen normaalin DTH -vasaran kanssa. RC vasarassa on vasaran läpi menevä putki, jota pitkin vasaran poistoilma virtaa vasaran läpi kuljettaen mukanaan irronneen materiaalin. Putkea varten on vasaran iskumännässä suhteellisen iso keskireikä, jotta iskumännän läpi mahtuu 10 sekä ko. putki että DTH -vasaran toiminnan kannalta oleellinen ilmavirtauskanava.
RC -poraussysteemiä voidaan soveltaa maanporauksessa, kun halutaan estää ilman karkaaminen maaperään.
Tässä tapauksessa syötetään RC -porakankien avulla RC -vasaralle 15 sen tarvitsema käyttöpaineilma sekä reiän huuhteluun tarvitsema huuhteluväliaine, esimerkiksi vesi. Tyypillisesti huuhteluväliaine syötetään sisäputken sisäreiän kautta ja paineilma syötetään putkien välisen tilan läpi. RC -vasaran poistoilma syötetään porakruunun kautta maaputken sisään, josta se poistuu maanpinnalle. Huuhteluväliaine syötetään RC-vasaran läpi menevän putken kautta 20 edelleen porakruunun läpi reiän pohjalle, josta se huuhtelee mukaansa irronneen materiaalin. Tämän jälkeen huuhteluväliaine sekä irronnut materiaali siirtyy maaputken ja reiän väliin muodostunutta rakoa pitkin maan pinnalle.
RC -poraussysteemiä hyödyntävä menetelmä soveltuu erittäin hyvin porauskohteisiin, missä ilman karkaamista maaperään ei sallita ollenkaan. On25 gelmana on kuitenkin se, että RC -vasaran läpi menevä putki edellyttää iskumäntää, jossa on suhteellisen iso keskireikä. Tämä pienentää oleellisesti männän massaa sekä pneumaattisia työpinta-aloja, joilla liikutetaan iskumäntää edestakaisin. Toisin sanojen RC -vasaran tuottama porausteho on oleellisesti pienempi kuin perinteisen DTH -vasaran.
Lyhyt selostus
Keksinnön mukaiselle järjestelylle ja menetelmälle on tunnusomaista se, mitä itsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty. Keksinnön muille sovellusmuodoille on tunnusomaista se, mitä muissa patenttivaatimuksissa on esitetty.
20185061 prh 23 -01- 2018
Keksinnöllisiä sovellusmuotoja on myös esillä tämän hakemuksen selitysosassa ja piirustuksissa. Hakemuksessa oleva keksinnöllinen sisältö voidaan määritellä myös toisin kuin jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa tehdään. Keksinnöllinen sisältö voi muodostua myös useammasta erillisestä kek5 sinnöstä, erityisesti jos keksintöä tarkastellaan ilmaistujen tai implisiittisten osatehtävien valossa tai saavutettujen hyötyjen tai hyötyryhmien kannalta. Tällöin jotkut jäljempänä olevien patenttivaatimuksien sisältämät määritteet voivat olla erillisten keksinnöllisten ajatusten kannalta tarpeettomia. Keksinnön eri suoritusmuotojen piirteitä voi keksinnöllisen perusajatuksen puitteissa soveltaa toisten 10 suoritusmuotojen yhteydessä.
Erään ajatuksen mukaisesti järjestely maaputken asentamiseksi porareikään käsittää maaputken, poraputken, joka on sovitettu maaputken sisälle, joka poraputki käsittää virtauskanavat paineilmalle ja huuhteluväliaineelle, joka huuhteluväliaineen virtauskanava on järjestetty johtamaan huuhteluväliainetta 15 porareiän pohjalle, iskuvasaran, joka käsittää paineilmakäyttöisen iskumännän sovitettuna iskuvasaran sylinteriin, sekä reiän poraamisvälineet reiän poraamiseksi maaputkelle, joka huuhteluväliaineen virtauskanava on sovitettu ohittamaan iskumännän.
Erään toisen ajatuksen mukaisesti menetelmässä maaputken asen20 tamiseksi käytetään järjestelyä, joka käsittää maaputken, poraputken, iskuvasaran ja reiän poraamisvälineet, jossa menetelmässä pyöritetään poraputkea maaputken sisällä, käytetään iskuvasaraa paineilmalla, ja huuhdellaan porareiän pohjaa huuhteluväliaineella, joka johdetaan iskuvasaran iskumännän ohitse poraputkesta reiän poraamisvälineille ja edelleen porareiän pohjalle.
Seuraavassa keksinnön eräitä suoritusmuotoja on esitetty sattumanvaraisessa järjestyksessä.
Erään suoritusmuodon mukaisesti iskuvasaran sylinterin ulkopuolelle on sovitettu vaippa, joka muodostaa mainitun sylinterin seinämän kanssa huuhteluväliaineen virtauskanavan osan, joka ohittaa iskumännän.
Erään suoritusmuodon mukaisesti se huuhteluväliaineen virtauskanavan osa, joka ohittaa iskumännän, ulottuu rengasmaisena iskuvasaran sylinterin ympäri.
Erään suoritusmuodon mukaisesti sylinterin ulkopuolelle sovitettu vaippa muodostaa osan iskuvasaran ulkopinnasta.
20185061 prh 23 -01- 2018
Erään suoritusmuodon mukaisesti iskuvasaran sylinterin ulkopuolelle on sovitettu yksi tai useampi putki, joka muodostaa huuhteluväliaineen virtauskanavan osan, joka ohittaa iskumännän.
Erään suoritusmuodon mukaisesti iskumännän ohittava huuhteluvä5 Naineen virtauskanavan osa on kytketty yläpäästään poraputken sovittimeen, jossa on sovittimen virtauskanavan, joka on järjestetty siirtämään huuhteluväliaineen virtauskanavan kauemmas järjestelyn pituussuuntaisesta keskiakselista.
Erään suoritusmuodon mukaisesti iskuvasara käsittää alakappaleen, jossa on ainakin yksi alakappaleen huuhteluväliaineen virtauskanava, joka on 10 sovitettu virtausyhteyteen iskumännän ohittavan huuhteluväliaineen virtauskanavan osan kanssa, ja jossa reiän poraamisvälineet käsittävät ainakin yhden poraamisvälineiden huuhteluväliaineen virtauskanavan, joka on sovitettu virtausyhteyteen alakappaleen huuhteluväliaineen virtauskanavan kanssa ja johtamaan huuhteluväliaineen porareiän pohjalle.
Erään suoritusmuodon mukaisesti alakappaleen virtauskanava käsittää rengasmaisen virtausuran, joka on sovitettu alakappaleen sisäpinnalle ja joka kiertää mainitun sisäpinnan tasossa, joka on ainakin olennaisesti kohtisuorassa järjestelyn pituussuuntaisen keskiakselin suhteen.
Erään suoritusmuodon mukaisesti rengasmaisen virtausuran leveys, 20 so. mitta järjestelyn pituussuuntaisen keskiakselin suunnassa, on mitoitettu riittävän leveäksi niin, että huuhteluväliaineen virtauskanava pysyy auki koko poraustyön ajan reiän poraamisvälineiden liikkeestä riippumatta.
Erään suoritusmuodon mukaisesti rengasmaisen virtausuran molemmin puolin on sovitettu tiivisteet.
Erään suoritusmuodon mukaisesti iskumäntää käyttänyt paineilma poistetaan poistoilmakanavalla, joka käsittää reiän poraamisvälineissä olevan keskireiän, joka on virtausyhteydessä iskuvasaran sylinteriin, sekä keskireiästä säteittäisesti iskuvasaran alakappaleen läpi johtavan ainakin yhden ilmakanavan, joka on virtausyhteydessä iskuvasaran ja maaputken väliseen tilaan.
Erään suoritusmuodon mukaisesti iskumäntää käyttänyt paineilma poistetaan poistoilmakanavalla, joka käsittää reiän poraamisvälineiden sivuitse johdetun ainakin yhden sivupoistoilmakanavan, joka on virtausyhteydessä iskuvasaran sylinteriin, ja rengasmaisen ilmavirtauskanavan, joka on sovitettu alakappaleen sisäpinnalle, joka on sovitettu vasten poraamisvälineitä, ja joka kier35 tää mainitun poraamisvälineiden osan tasossa, joka on ainakin olennaisesti koh
20185061 prh 23 -01- 2018 tisuorassa järjestelyn pituussuuntaisen keskiakselin suhteen, ja joka rengasmainen ilmavirtauskanava on virtausyhteydessä mainittuun ainakin yhteen poistoilmakanavaan, sekä rengasmaisesta ilmavirtauskanavasta säteittäisesti iskuvasaran alakappaleen läpi johtavan ainakin yhden ilmakanavan, joka on virtaus5 yhteydessä iskuvasaran ja maaputken väliseen tilaan.
Erään suoritusmuodon mukaisesti iskuvasara on DTH-vasara.
Kuvioiden lyhyt selostus
Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä maaputken asentamiseksi tar1 o koitettua järjestelyä sivustapäin ja aukileikattuna, kuvio 2a esittää kaavamaisesti erästä toista maaputken asentamiseksi tarkoitettua järjestelyä sivustapäin ja aukileikattuna, kuvio 2b esittää kuvion 2a mukaisen järjestelyn poikkileikkausta A-A, kuvio 3a esittää kaavamaisesti erästä kolmatta maaputken asenta15 miseksi tarkoitettua järjestelyä sivustapäin ja aukileikattuna, ja kuvio 3b esittää kuvion 3a mukaisen järjestelyn erästä yksityiskohtaa sivustapäin ja aukileikattuna.
Kuvioissa keksintö on esitetty selvyyden vuoksi yksinkertaistettuna. Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla viitenumeroilla.
Yksityiskohtainen selostus
Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti eräsmaaputken asentamiseksi tarkoitettua järjestely sivustapäin ja aukileikattuna.
Järjestely 100 käsittää maaputken 1, joka on putkimainen kappale ja joka asennetaan maaperään, tyypillisesti pysyvästi. Maaputken 1 asennusvai25 heessa sen sisälle on sovitettu poraputken 2, jota pyöritetään maaputken sisällä.
Järjestely 100 käsittää edelleen iskuvasaran 5, jota käytetään paineilmalla. Tätä varten järjestelyssä 100 on virtauskanava paineilmalle 3. Porareiän pohjaa X huuhdellaan huuhteluväliaineella, jota syötetään huuhteluväliaineen virtauskanavan 4 kautta porareiän pohjalle B.
Huuhteluväliaine voi olla vettä, vettä sisältävää seosta, kuten porauslietettä, tai muuta sopivaa virtaavassa muodossa olevaa ainetta.
Kuviossa esitetyssä suoritusmuodossa iskuvasara 5 on paineilmakäyttöinen DTH -vasara (down-the-hole-hammer). Iskuvasara 5 voi toki olla perusratkaisultaan olla jokin muu kuin DTH -vasara.
20185061 prh 23 -01- 2018
Huomautettakoon, että kuvioissa on esitetty ainoastaan keksinnön kannalta oleelliset vasaran osat. Kuvioissa on esitetty DTH -vasaran suoritusmuoto, jossa ei käytetä pilot -kruunun yläpäähän asennettua jalkaventtiiliä. Keksinnön mukainen järjestely soveltuu luontevasti myös jalkaventtiilillä varustetulle 5 suoritusmuodolle.
Iskuvasara 5 käsittää paineilmakäyttöisen iskumännän 6, joka on sovitettu iskuvasaran sylinteriin 9 edestakaisin liikkuvasti.
Vielä järjestelyssä 100 on reiän poraamisvälineet 8 reiän poraamiseksi maaperään maaputkea 1 varten. Kuviossa esitetyssä suoritusmuoto dossa poraamisvälineet 8 käsittävät pilot-kruunun 26 ja avartimen 27. Poraamisvälineet 8 voidaan muodostaa toisinkin: eräässä suoritusmuodossa poraamisvälineet 8 käsittävät niin sanotun siipiavartimen, toisin sanoen porakruunun, jossa on aukeavat siivet.
Järjestelyssä huuhteluväliaineen virtauskanava 4 on sovitettu ohitta15 maan iskuvasaran 5 iskumännän 6. Tämän sovitelman etuna on, että porareiän pohjan B huuhtelu voidaan toteuttaa tehokkaasti erillistä huuhtelupiiriä käyttäen, samalla kuitenkin iskumännän porausteho on korkea iskumännän suuren massan ja suuren pneumaattisen työpinta-alan ansiosta. Erään ajatuksen mukaisesti voidaan todeta, että on yhdistetty DTH -vasaran ja RC -vasaran edut.
Kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa huuhteluväliaineen virtauskanava 4 käsittää osan 12, joka ohittaa iskumännän 6 ja joka ulottuu rengasmaisena iskuvasaran sylinterin 9 ympäri. Mainittu virtauskanavan osa 12 on muodostettu sovittamalla putkimainen vaippa 10 sylinterin 9 ympärille. Vaippa voi olla valmistettu esimerkiksi teräksestä tai muusta vastaavasta. Kuvion 1 mu25 kaisesti sylinterin 9 ulkopuolelle sovitettu vaippa 10 voi muodostaa osan iskuvasaran 5 ulkopinnasta, mutta tämä ei kuitenkaan ole välttämätöntä.
Iskumännän ohittava huuhteluväliaineen virtauskanavan osa 12 liittyy yläpäästään poraputken sovittimeen 14, joka kytkee poraputken 2 iskuvasaraan 5. Poraputken sovittimessa 14 on sovittimen virtauskanavan 15, joka on järjes30 tetty siirtämään huuhteluväliaineen virtauskanavan 4 kauemmas järjestelyn pituussuuntaisesta keskiakselista X, jolloin virtauskanavan osa 12 saadaan virtausteknisesti edullisesti liitettyä poraputkessa olevaan huuhteluväliaineen kanavaan.
Iskuvasara 5 käsittää alakappaleen 16, jossa on ainakin yksi alakap35 paleen huuhteluväliaineen virtauskanava 17, joka on sovitettu virtausyhteyteen iskumännän ohittavan huuhteluväliaineen virtauskanavan osan 12 kanssa.
20185061 prh 23 -01- 2018
Eräässä suoritusmuodossa huuhteluväliaineen virtauskanavien 17 lukumäärä on kolme. Alakappaleen huuhteluväliaineen virtauskanavan 17 tehtävänä on johtaa huuhteluväliaine iskuvasaran 5 rakenteista poraamisvälineisiin 8.
Reiän poraamisvälineet 8 käsittävät ainakin yhden poraamisvälineiden huuhteluväliaineen virtauskanavan 18, joka johtaa huuhteluväliaineen porareiän pohjalle B. Eräässä suoritusmuodossa poraamisvälineiden huuhteluväliaineen virtauskanavien 18 lukumäärä on kolme.
Kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa virtauskanava 18 avautuu likimain keskiakselin X suhteen samansuuntaisena porareiän pohjalle B. Näin saadaan tehokas huuhtelu suoraan porareiän pohjaa B vasten. Eräissä toisissa suoritusmuodoissa virtauskanava 18 avautuu keskiakselin X suhteen olennaisesti eroavassa kulmassa, jolloin voidaan tehostaa reiän pohjan suuntaista virtausta. Eräässä kolmannessa suoritusmuodossa on useita virtauskanavia 18, jotka on suunnattu keskenään erisuuntaisesti.
Kuviossa esitetyssä suoritusmuodossa alakappaleen virtauskanava 17 käsittää rengasmaisen virtausuran 19, joka on sovitettu alakappaleen 16 lieriömäiselle sisäpinnalle, ja joka kiertää mainitun sisäpinnan tasossa, joka on ainakin olennaisesti kohtisuorassa järjestelyn pituussuuntaisen keskiakselin X suhteen. Mainitun rengasmaisen virtausuran 19 leveys, so. mitta järjestelyn pituussuuntaisen keskiakselin X suunnassa, on mitoitettu niin leveäksi, että huuhteluväliaineen virtauskanava 4 pysyy auki koko poraustyön ajan reiän poraamisvälineiden 8 liikkeestä riippumatta. Reiän poraamisvälineet 8 liikkuvat iskumännän vaikutuksesta keskiakselin X suunnassa nuolen M osoittamalla tavalla, ja sen lisäksi reiän poraamisvälineet 8 pyörivät keskiakselin X ympäri.
Rengasmaisen virtausuran 19 molemmin puolin on edullisesti sovitettu tiivisteet 20 (esitetty kuviossa 2a), joiden tarkoituksena on estää huuhteluväliaineen vuotamisen ulos huuhteluväliainekanavasta.
Iskumäntää 6 käytetään paineilmalla, jota syötetään iskuvasaran sylinteriin 9 paineilman virtauskanavasta 3. Kuvion 1 esittämässä suoritusmuodossa iskumäntää 6 käyttänyt paineilma poistetaan sylinteristä 9 poistoilmakanavalla 21, joka käsittää poraamisvälineissä 8 olevan keskireiän 22. Tämä on virtausyhteydessä säteittäisesti iskuvasaran alakappaleen 16 läpi johtavaan ainakin yhteen ilmakanavaan 23, joka on puolestaan virtausyhteydessä iskuvasaran 5 ja maaputken 1 väliseen tilaan. Ilma poistuu tästä tilasta maaputken 1 yläpäässä.
20185061 prh 23 -01- 2018
Kuviossa 2a on esitetty kaavamaisesti eräs toinen maaputken asentamiseksi tarkoitettu järjestely sivustapäin ja aukileikattuna, ja kuviossa 2b sen poikkileikkaus A-A. Tässä suoritusmuodossa on huuhteluväliaineen virtauskanava toteutettu samalla tavalla kuin kuvion 1 esittämässä suoritusmuodossa.
Sen sijaan eroa on paineilman poiston järjestämisessä. Nyt iskumäntää 6 käyttänyt paineilma poistetaan poistoilmakanavalla 21, joka käsittää poraamisvälineiden 8 sivuitse johdetun ainakin yhden sivupoistoilmakanavan 24, joka on virtausyhteydessä iskuvasaran sylinteriin 9.
Etuna on, että poraamisvälineisiin 8 ei tarvitse porata tai muulla talo voin valmistaa poistoilmaa varten poraamisvälineiden lujuutta heikentäviä kanavia.
Kuviossa 2b nähdään eräs suoritusmuoto, jossa sivupoistoilmakanava 24 on muodostettu poraamisvälineisiin 8 pyörivää liikettä välittävien vetelehtien 28 lomaan.
Poistoilmakanava 21 käsittää lisäksi rengasmaisen ilmavirtauskanavan 25, joka on sovitettu alakappaleen 16 sisäpinnalle. Rengasmainen ilmavirtauskanava 25 kiertää mainitun sisäpinnan tasossa, joka on ainakin olennaisesti kohtisuorassa järjestelyn pituussuuntaisen keskiakselin X suhteen.
Rengasmaisen ilmavirtauskanavan 25 leveys, so. mitta järjestelyn pi20 tuussuuntaisen keskiakselin X suunnassa, on niin suuri, että poistoilmakanava 21 pysyy auki koko poraustyön ajan reiän poraamisvälineiden 8 liikkeestä riippumatta.
Rengasmainen ilmavirtauskanava 25 on virtausyhteydessä mainittuun ainakin yhteen poistoilmakanavaan 24 ja iskuvasaran alakappaleen 16 läpi 25 johtavaan ainakin yhteen ilmakanavaan 23, joka on edelleen virtausyhteydessä iskuvasaran 5 ja maaputken 1 väliseen tilaan. Ilma poistuu mainitusta välistä jo edellä esitetyllä tavalla.
Kuviossa 3a on esitetty kaavamaisesti eräs kolmas maaputken asentamiseksi tarkoitettu järjestely sivustapäin ja aukileikattuna, ja kuviossa 3b sen 30 eräs yksityiskohta sivustapäin ja aukileikattuna. Erään ajatuksen mukaisesti iskumännän 6 ohittava huuhteluväliaineen virtauskanavan osa 12 on muodostettu käyttämällä putkea 13, joka on sovitettu iskuvasaran sylinterin 9 ulkopuolelle. Kuviossa 3a esitetyssä suoritusmuodossa on yksi putki 13, mutta putkia voi toki olla useampiakin.
Etuna on, että huuhteluväliaineen virtauskanava 4 on toteutettavissa hyvin yksinkertaisesti.
Muilta osin huuhteluväliaineen virtauskanava 4 on toteutettu kuten kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa.
Poistoilmakanava 21 käsittää poraamisvälineisiin 8 muodostetun ilmakanavan 23, ja siitä alakappaleeseen 16 ja edelleen alakappaleen läpi johta5 van kanavan.
Järjestelyä 100 voidaan käyttää esimerkiksi seuraavan menetelmän mukaisesti:
- pyöritetään poraputkea 2 maaputken 1 sisällä,
- käytetään iskuvasaraa 5 paineilmalla, ja
- poistetaan irronnutta materiaalia huuhtelemalla porareiän pohjaa X huuhteluväliaineella, joka johdetaan iskuvasaran iskumännän 6 ohitse poraputkesta 2 reiän poraamisvälineille 8 ja edelleen porareiän pohjalle B.
Joissain tapauksissa tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan käyttää sellaisenaan, muista piirteistä huolimatta. Toisaalta tässä hakemuk15 sessa esitettyjä piirteitä voidaan tarvittaessa yhdistellä erilaisten kombinaatioiden muodostamiseksi.
Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintö ei rajoitu edellä selostettuihin sovellutusmuotoihin, joissa keksintöä on selostettu 20 eräiden esimerkkien avulla, vaan monet muunnokset ja keksinnön eri sovellutukset ovat mahdollisia jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
20185061 prh 23 -01- 2018
20185061 prh 23 -01- 2018
Viitemerkinnät maaputki poraputki paineilman virtauskanava
4 huuhteluväliaineen virtauskanava iskuvasara iskumäntä reiän poraamisvälineet iskuvasaran sylinteri
10 vaippa sylinterin seinämä virtauskanavan osa putki poraputken sovitin
15 sovittimen virtauskanava iskuvasaran alakappale alakappaleen huuhteluväliaineen virtauskanava poraamisvälineiden huuhteluväliaineen virtauskanava rengasmainen virtausura
20 tiiviste poistoilmakanava keskireikä ilmakanava sivupoistoilmakanava
25 rengasmainen ilmavirtauskanava pilot-kruunu avarrin vetelehti
100 järjestely
B porareiän pohja
F huuhteluväliaine
P paineilma
R poistoilma
X järjestelyn pituussuuntainen keskiakseli

Claims (14)

1. Järjestely maaputken asentamiseksi porareikään, joka järjestely (100) käsittää
- maaputken (1),
5 - poraputken (2), joka on sovitettu maaputken (1) sisälle, joka poraputki (2) käsittää virtauskanavat paineilmalle (3) ja huuhteluväliaineelle (4), joka huuhteluväliaineen virtauskanava (4) on järjestetty johtamaan huuhteluväliainetta porareiän pohjalle (B),
- iskuvasaran (5), joka käsittää paineilmakäyttöisen iskumännän (6) 10 sovitettuna iskuvasaran sylinteriin (9), sekä reiän poraamisvälineet (8) reiän poraamiseksi maaputkelle (1), tunne 11 u siitä, että huuhteluväliaineen virtauskanava (4) on sovitettu ohittamaan iskumännän (6).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, jossa iskuvasaran sylinterin (9) ulkopuolelle on sovitettu vaippa (10), joka muodostaa mainitun sylinterin seinämän (11) kanssa huuhteluväliaineen virtauskanavan osan (12), joka ohittaa iskumännän (6).
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestely, jossa huuhteluväliaineen virtauskanavan osa (12), joka ohittaa iskumännän (6), ulottuu rengasmaisena iskuvasaran sylinterin (9) ympäri.
25
4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen järjestely, jossa sylinterin (9) ulkopuolelle sovitettu vaippa (10) muodostaa osan iskuvasaran (5) ulkopinnasta.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, jossa iskuvasaran sylinterin (9) ulkopuolelle on sovitettu yksi tai useampi putki (13), joka muodostaa
30 huuhteluväliaineen virtauskanavan osan (12), joka ohittaa iskumännän (6).
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, jossa iskumännän ohittava huuhteluväliaineen virtauskanavan osa (12) on kytketty yläpäästään poraputken sovittimeen (14), jossa on sovittimen virtauskanavan (15),
35 joka on järjestetty siirtämään huuhteluväliaineen virtauskanavan (4) kauemmas järjestelyn pituussuuntaisesta keskiakselista (X).
20185061 prh 23 -01- 2018
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, jossa iskuvasara (5) käsittää alakappaleen (16) , jossa on ainakin yksi alakappaleen huuhteluväliaineen virtauskanava (17), joka on sovitettu virtausyhteyteen isku-
5 männän ohittavan huuhteluväliaineen virtauskanavan osan (12) kanssa, ja jossa reiän poraamisvälineet (8) käsittävät ainakin yhden poraamisvälineiden huuhteluväliaineen virtauskanavan (18), joka on sovitettu virtausyhteyteen alakappaleen huuhteluväliaineen virtauskanavan (17) kanssa ja johtamaan 10 huuhteluväliaineen porareiän pohjalle (B).
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen järjestely, jossa alakappaleen virtauskanava (17) käsittää rengasmaisen virtausuran (19), joka on sovitettu alakappaleen (16) sisäpinnalle ja joka kiertää mainitun sisäpinnan tasossa, joka on
15 ainakin olennaisesti kohtisuorassa järjestelyn pituussuuntaisen keskiakselin (X) suhteen.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestely, jossa rengasmaisen virtausuran (19) leveys, so. mitta järjestelyn pituussuuntaisen keskiakselin (X)
20 suunnassa, on mitoitettu riittävän leveäksi niin, että huuhteluväliaineen virtauskanava (4) pysyy auki koko poraustyön ajan reiän poraamisvälineiden (8) liikkeestä riippumatta.
10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen järjestely, jossa rengasmai25 sen virtausuran (19) molemmin puolin on sovitettu tiivisteet (20).
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, jossa iskumäntää (6) käyttänyt paineilma poistetaan poistoilmakanavalla (21), joka käsittää reiän poraamisvälineissä (8) olevan keskireiän (22), joka on virtausyhtey-
30 dessä iskuvasaran sylinteriin (9), sekä keskireiästä (22) säteittäisesti iskuvasaran alakappaleen (16) läpi johtavan ainakin yhden ilmakanavan (23), joka on virtausyhteydessä iskuvasaran (5) ja maaputken (1) väliseen tilaan.
12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen järjestely, jossa is-
35 kumäntää (6) käyttänyt paineilma poistetaan poistoilmakanavalla (21), joka käsittää
- reiän poraamisvälineiden (8) sivuitse johdetun ainakin yhden sivupoistoilmakanavan (24), joka on virtausyhteydessä iskuvasaran sylinteriin (9), ja
- rengasmaisen ilmavirtauskanavan (25), joka on sovitettu alakappaleen (16) sisäpinnalle, joka on sovitettu vasten poraamisvälineitä (8), ja joka
5 kiertää mainitun poraamisvälineiden osan tasossa, joka on ainakin olennaisesti kohtisuorassa järjestelyn pituussuuntaisen keskiakselin (X) suhteen, ja joka rengasmainen ilmavirtauskanava (25) on virtausyhteydessä mainittuun ainakin yhteen poistoilmakanavaan (24), sekä rengasmaisesta ilmavirtauskanavasta (25) säteittäisesti iskuvasaran 10 alakappaleen (16) läpi johtavan ainakin yhden ilmakanavan (23), joka on virtausyhteydessä iskuvasaran (5) ja maaputken (1) väliseen tilaan.
13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestely, jossa iskuvasara (5) on DTH-vasara (down-the-hole-hammer).
14. Menetelmä maaputken asentamiseksi, jossa menetelmässä käytetään järjestelyä (100), joka käsittää maaputken (1), poraputken (2), iskuvasaran (5) ja reiän poraamisvälineet (8), jossa menetelmässä
- pyöritetään poraputkea (2) maaputken (1) sisällä,
20 - käytetään iskuvasaraa (5) paineilmalla, ja
- huuhdellaan porareiän pohjaa (X) huuhteluväliaineella, joka johdetaan iskuvasaran iskumännän (6) ohitse poraputkesta (2) reiän poraamisvälineille (8) ja edelleen porareiän pohjalle (B).
FI20185061A 2018-01-23 2018-01-23 Järjestely ja menetelmä maaputken asentamiseksi FI20185061A1 (fi)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20185061A FI20185061A1 (fi) 2018-01-23 2018-01-23 Järjestely ja menetelmä maaputken asentamiseksi
CA3089247A CA3089247C (en) 2018-01-23 2019-01-21 Arrangement and method for installing casing
EP19743864.1A EP3743590B1 (en) 2018-01-23 2019-01-21 Arrangement and method for installing casing
PCT/FI2019/050043 WO2019145602A1 (en) 2018-01-23 2019-01-21 Arrangement and method for installing casing
KR1020207023334A KR102548847B1 (ko) 2018-01-23 2019-01-21 케이싱을 설치하기 위한 장치 및 방법
US16/960,501 US11319755B2 (en) 2018-01-23 2019-01-21 Arrangement and method for installing casing
JP2020560601A JP7157174B2 (ja) 2018-01-23 2019-01-21 ケーシングを設置するための装置及び方法
CN201980010221.8A CN111727297B (zh) 2018-01-23 2019-01-21 用于安装套管的装置和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20185061A FI20185061A1 (fi) 2018-01-23 2018-01-23 Järjestely ja menetelmä maaputken asentamiseksi

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FI20185061A1 true FI20185061A1 (fi) 2019-07-24

Family

ID=67395828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20185061A FI20185061A1 (fi) 2018-01-23 2018-01-23 Järjestely ja menetelmä maaputken asentamiseksi

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11319755B2 (fi)
EP (1) EP3743590B1 (fi)
JP (1) JP7157174B2 (fi)
KR (1) KR102548847B1 (fi)
CN (1) CN111727297B (fi)
CA (1) CA3089247C (fi)
FI (1) FI20185061A1 (fi)
WO (1) WO2019145602A1 (fi)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11319755B2 (en) 2018-01-23 2022-05-03 Mincon Nordic Oy Arrangement and method for installing casing

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3670823A1 (en) * 2018-12-17 2020-06-24 Sandvik Mining and Construction Oy Down-the-hole hammer drill bit assembly
CN113404481B (zh) * 2021-05-27 2024-06-25 中国海洋石油集团有限公司 基于双层连续管双梯度钻井系统的井筒流动控制方法
CN116658097B (zh) * 2023-07-25 2023-10-13 济南临港建设集团有限公司 一种建筑工程用打桩机

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1868400A (en) * 1929-09-17 1932-07-19 Fred N Stover Well digging apparatus
US1897121A (en) * 1930-04-07 1933-02-14 Irving C Narris Drilling machine
US1993740A (en) * 1930-04-07 1935-03-12 Irving C Harris Tool joint
GB946678A (en) * 1960-07-07 1964-01-15 Halifax Tool Co Ltd Improvements in or relating to rock drilling and like boring apparatus
US3444937A (en) * 1967-06-07 1969-05-20 Vulcan Iron Works Boring apparatus with valveless impactor
FR2044939A5 (fi) * 1969-05-23 1971-02-26 Stenuick Freres
FR2126118A1 (en) 1971-02-26 1972-10-06 Stenuick Freres Borehole drilling - using compressed air hammer
US4509606A (en) * 1980-10-29 1985-04-09 Walker-Neer Manufacturing Co., Inc. Axial return hammer
FR2528104A1 (fr) * 1982-06-04 1983-12-09 Stenuick Freres Marteau de forage
US4694911A (en) * 1984-07-13 1987-09-22 Kennedy James D Drilling assembly for percussion drilling of deep wells
DE3905106C2 (de) * 1989-02-20 1994-08-11 Fritz Zimmermann Masch U Appar Tiefloch-Bohrhammer mit Wasserspüleinrichtung
US5143162A (en) * 1991-09-27 1992-09-01 Ingersoll-Rand Company Device for removing debris from a drillhole
US5240083A (en) * 1992-04-21 1993-08-31 Ingersoll-Rand Company Device for removing drillhole debris
JP3647081B2 (ja) * 1995-05-17 2005-05-11 鉱研工業株式会社 二重管掘削システム
JPH1088952A (ja) * 1996-09-13 1998-04-07 Koken Boring Mach Co Ltd 掘削装置
JP2000104475A (ja) * 1998-09-30 2000-04-11 Kencho Kobe:Kk 地下穿孔機
FI111408B (fi) * 1998-11-04 2003-07-15 Numa Tool Co Menetelmä ja laite uppoporauksessa
IES20050495A2 (en) 2005-07-20 2006-11-01 Minroc Techn Promotions Ltd A drill bit assembly for fluid-operated percussion drill tools
US8640794B2 (en) * 2008-01-28 2014-02-04 Drillco Tools S.A. Pressurized fluid flow system for a normal circulation hammer and hammer thereof
JP5783561B2 (ja) * 2011-07-28 2015-09-24 ケミカルグラウト株式会社 掘削装置及び掘削方法
IN2014KN01610A (fi) 2012-01-20 2015-10-23 Ian Speer
SE537708C2 (sv) * 2012-04-04 2015-10-06 Lkab Wassara Ab Borranordning för rördrivning
GB2518383A (en) * 2013-09-19 2015-03-25 Mincon Internat Ltd Drill rod for percussion drill tool
PE20180716A1 (es) * 2015-01-08 2018-04-26 Strada Design Ltd Sistema de perforacion multi fluidos
FI20185061A1 (fi) 2018-01-23 2019-07-24 Mincon Nordic Oy Järjestely ja menetelmä maaputken asentamiseksi

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11319755B2 (en) 2018-01-23 2022-05-03 Mincon Nordic Oy Arrangement and method for installing casing

Also Published As

Publication number Publication date
CA3089247C (en) 2022-06-28
US11319755B2 (en) 2022-05-03
US20210062586A1 (en) 2021-03-04
EP3743590C0 (en) 2023-07-19
WO2019145602A1 (en) 2019-08-01
JP2021511459A (ja) 2021-05-06
KR20200130680A (ko) 2020-11-19
CN111727297B (zh) 2022-09-09
EP3743590B1 (en) 2023-07-19
KR102548847B1 (ko) 2023-06-30
EP3743590A1 (en) 2020-12-02
CN111727297A (zh) 2020-09-29
JP7157174B2 (ja) 2022-10-19
CA3089247A1 (en) 2019-08-01
EP3743590A4 (en) 2021-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI20185061A1 (fi) Järjestely ja menetelmä maaputken asentamiseksi
RU2663985C2 (ru) Усовершенствованный способ и устройство для выполнения бокового канала из ствола скважины
AU2009217364B2 (en) Drilling Apparatus
US3795283A (en) Apparatus for drilling and sampling rock formations
RU2004120274A (ru) Способ и устройство для введения жидкости в пласт
RU2758821C2 (ru) Бурильная машина для бурения скважин и способ бурения горной породы
HK1089219A1 (en) A hydraulic percussive in-hole rock drilling machine
US9016403B2 (en) Pressurized fluid flow system having multiple work chambers for a down-the-hole drill hammer and normal and reverse circulation hammers thereof
KR880012858A (ko) 시추공 착암용 해머 드릴
KR101868086B1 (ko) 천공 및 그라우팅 로드장치
RU2441130C2 (ru) Калибратор-центратор гидравлический (кцг)
FI66051C (fi) Anordning vid borrutrustningar
EP1127477A1 (en) Method and device in down-the-hole drilling
CN203374202U (zh) 一种高压水下潜孔冲击器
FI128450B (fi) Poralaite maaputken asentamiseksi maaperään
CN113840975A (zh) 潜孔钻凿组件和设备
RU2164582C2 (ru) Компоновка низа бурильной колонны для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин винтовым забойным двигателем
WO2023193167A1 (en) An impact transmission mechanism for a rotary percussion drilling tool
RU2738057C1 (ru) Башмак прорабатывающий
FI129581B (fi) Menetelmä ja poralaite maaputken asentamiseksi maaperään
SU1633112A1 (ru) Бурова установка
RU2231612C1 (ru) Расширитель скважин
SU1716068A1 (ru) Устройство дл искривлени скважин
SU1686108A1 (ru) Устройство дл расширени скважин
FI20175902A1 (fi) Järjestely ja menetelmä maaputken asentamiseksi