FI63624C

FI63624C - OIL APPARATUS OIL APPARAT AVO HYDRAULVAETSKAN FOEREN BORRANORDNING

Info

Publication number: FI63624C
Application number: FI812542A
Authority: FI
Inventors: Kalevi Maeki-Kihniae
Original assignee: Tampella Oy Ab
Priority date: 1981-08-17
Filing date: 1981-08-17
Publication date: 1983-07-11
Also published as: FI63624B

Description

6362463624

Menetelmä ja laitteisto poralaitteen hydraulinesteen jäähdyttämiseksi 5 Tämän keksinnön kohteena on menetelmä poralaitteen hydrau linesteen jäähdyttämiseksi, jolloin hydraulinesteestä poistetaan lämpöä yhden tai useamman jäähdytysväliaineen avulla.The present invention relates to a method for cooling the hydraulic fluid of a drilling rig, in which heat is removed from the hydraulic fluid by means of one or more cooling media.

Poralaitteella porattaessa lämpenee hydraulineste, minkä takia nestettä on jäähdytettävä johtamalla se lämmön-10 vaihtoyhteyteen jäähdytysväliaineen kanssa. Väliaineena on yleisesti käytetty ilmaa tai vettä. Jos lämpö poistetaan hydraulinesteestä johtamalla se ilmajäähdytettyjen kennojen läpi, joudutaan tuomaan suuria ilmamääriä ilman pienen omi-naislämmön takia, mikä vaatii isoja ja kalliita puhaltimia.When drilling with a drilling rig, the hydraulic fluid heats up, which is why the fluid must be cooled by passing it into a heat-10 exchange connection with the cooling medium. Air or water is commonly used as the medium. If heat is removed from the hydraulic fluid by passing it through air-cooled cells, large volumes of air have to be introduced due to the low specific heat of the air, which requires large and expensive fans.

15 Jos taas käytetään vesijäähdyttimiä hydraulinesteen jäähdyttämistä varten, joudutaan vesi palauttamaan maata pitkin, mikä talvisissa olosuhteissa on hankalaa jäätymisen takia, tai on vesi johdettava omaa erillistä letkua pitkin, mikä on hankalaa, jos työmaa on liikkuva.15 On the other hand, if water coolers are used to cool the hydraulic fluid, the water has to be returned along the ground, which is difficult in winter conditions due to freezing, or the water has to be led through its own separate hose, which is difficult if the site is mobile.

20 Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, joka välttää edellä mainitut epäkohdat ja mahdollistaa hydraulinesteen jäähdytyksen suorittamisen yksinkertaisemmalla tavalla, ja tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että yhtenä jäähdytys-25 väliaineena käytetään louhittua kiviainesta, jonka kanssa hydraulineste suoraan tai välillisesti saatetaan lämmönvaihtoon.The object of the present invention is to provide a method which avoids the above-mentioned drawbacks and enables the cooling of the hydraulic fluid to be carried out in a simpler manner, and this object is achieved by the method according to the invention characterized in that a quarried rock is used as a cooling medium. subjected to heat exchange.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että hydraulinesteen jäähdyttämistä varten käytetään hyväksi louhinnassa jo muutenkin olemassa olevaa jäähdytyskapasiteettia eli louhit-30 tua kiveä, jota kuljetetaan pois porauspaikalta. Tällä tavalla ei tarvita mitään muuta jäähdytysväliainetta lämmön poiskuljettamista varten. Louhitun kiven lämpötila on niin paljon alhaisempi kuin lämmenneen hydraulinesteen lämpötila ja kiviaineksen ominaislämpö on lisäksi niin hyvä, 35 että kivet pystyvät sitomaan itseensä ja kuljettamaan pois riittävästi lämpöä hydraulinesteen jäähdyttämiseksi tarvittavassa määrässä ilman lisätoimenpiteitä.The invention is based on the idea that, in order to cool the hydraulic fluid, the already existing cooling capacity is utilized in the extraction, i.e. the excavated stone, which is transported away from the drilling site. In this way, no other cooling medium is required for heat dissipation. The temperature of the excavated rock is so much lower than the temperature of the heated hydraulic fluid and the specific heat of the aggregate is also so good that the rocks are able to bind and dissipate sufficient heat in the amount required to cool the hydraulic fluid without further action.

6362463624

Koska hydraulinestettä ei normaalisti voida johtaa suoraan lämmönvaihtokosketukseen kiven kanssa, on edullista, että hydraulineste johdetaan lämmönvaihtoyhteyteen erillisen lämmönsiirtonesteen kanssa ja että louhittu kiviaines johdetaan 5 mainitun lämmönsiirtonesteen läpi. Tällöin on mahdollista kierrättää hydraulineste lämmönsiirtonestealtaan kautta tai lämmönsiirtoneste hydraulinestesäiliön kautta tai järjestää niiden välinen lämmönvaihto tapahtuvaksi altaan ja säiliön ulkopuolella. Lämmönsiirtonesteenä käytetään edul-10 lisesti vettä.Since the hydraulic fluid cannot normally be led to direct heat exchange contact with the rock, it is preferred that the hydraulic fluid be passed into heat exchange communication with a separate heat transfer fluid and that the extracted rock material be passed through said heat transfer fluid. In this case, it is possible to circulate the hydraulic fluid through the heat transfer fluid reservoir or the heat transfer fluid through the hydraulic fluid reservoir or to arrange heat exchange between them to take place outside the reservoir and the reservoir. Water is preferably used as the heat transfer fluid.

Keksinnön kohteena on myös laitteisto edellä selitetyn menetelmän toteuttamiseksi ja tälle laitteistolle on tunnusomaista se, että laitteistoon kuuluu lämmönsiirtonestettä sisältävä allas, jonka läpi louhitun kiviaineksen kuljetin-15 rata kulkee, ja että lämmönsiirtoneste on lämmönvaihtolait-teessa lämmönvaihtoyhteydessä hydraulinesteen kanssa sen sisältämän lämmön siirtämiseksi lämmönsiirtonesteen välityksellä louhittuun kiveen.The invention also relates to an apparatus for carrying out the method described above, which apparatus is characterized in that the apparatus comprises a pool containing heat transfer fluid through which the excavated conveyor-15 path passes, and that the heat transfer fluid is in a heat exchange in stone.

Keksinnön mukainen laitteisto muodostuu hyvin yksin-20 kertaiseksi, koska lämmönsiirtonestealtaan ja lämmönvaihto-laitteen lisäksi ei tarvita mitään välineistöä lämmön pois-kuljettamista varten louhitun kiven huolehtiessa lämmön vastaanottamisesta ja siirtämisestä pois lämmönsiirtonesteal-taasta.The apparatus according to the invention is very simple, since, in addition to the heat transfer fluid pool and the heat exchange device, no equipment is required for dissipating heat while the excavated stone receives and transfers heat away from the heat transfer fluid pool.

25 Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseksi kehitetyn laitteiston erästä edullista toteutusmuotoa kaavamaisesti sivulta nähtynä, 30 kuvio 2 esittää laitteiston toista sovellutusmuotoa, ja kuvio 3 esittää laitteiston kolmatta sovellutusmuotoa. Piirustuksen kuviossa 1 esittää viitenumero 1 yleisesti porauskalustoa, jossa on hydraulinen poralaite 2, joka on letkuilla 3 liitetty hydraulinestettä 4 sisältävään säiliöön 35 5.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a schematic side view of a preferred embodiment of an apparatus developed for applying the method according to the invention, Figure 2 shows a second embodiment of the apparatus, and Figure 3 shows a third embodiment of the apparatus. In the drawing, in Fig. 1, reference numeral 1 generally shows a drilling rig with a hydraulic drilling device 2 connected by hoses 3 to a tank 35 5 containing hydraulic fluid 4.

Il 3 63624Il 3 63624

Viitenumero 6 esittää louhittua kiveä, joka kuljetetaan kuljettimella 7 pois porauspaikalta. Kuljettimen liikeradalle on asennettu lämmönsiirtonestettä 8, tässä tapauksessa vettä, sisältävä allas 9 siten, että louhittu kivi 5 kulkee altaan läpi veteen upotettuna.Reference numeral 6 denotes an excavated rock which is conveyed by a conveyor 7 away from the drilling site. A basin 9 containing a heat transfer fluid 8, in this case water, is mounted on the path of movement of the conveyor so that the excavated stone 5 passes through the basin immersed in water.

Viitenumero 10 esittää lämmönvaihdinta, joka on johdoilla 11 yhdistetty hydraulinestesäiliöön ja johdoilla 12 vesialtaaseen. Johtoihin 11 kytketty pumppu 13 kierrättää hydraulinestettä johtojen 11 läpi ja johtoihin 12 kytketty 10 pumppu 14 kierrättää vastaavasti vettä johtojen 12 läpi.Reference numeral 10 shows a heat exchanger connected by lines 11 to a hydraulic fluid tank and by lines 12 to a water tank. A pump 13 connected to lines 11 circulates hydraulic fluid through lines 11 and a pump 14 connected to lines 12 circulates water through lines 12, respectively.

Poralaitetta käytettäessä lämpenee hydraulineste. Johtojen 11 kautta lämmönvaihtimeen pumpattu hydraulineste luovuttaa lämpöä johtojen 12 kautta lämmönvaihtimeen 10 pumpattuun veteen. Lämmönvaihtimessa jäähtynyt hydraulineste kier-15 tää takaisin säiliöön ja lämmennyt vesi palaa altaaseen, jossa vesi vuorostaan luovuttaa lämpöä altaan läpi jatkuvana virtana kulkevaan louhittuun kiveen. Kiveen sitoutunut lämpö poistuu kiven mukana altaasta kiveä kuljetettaessa jatkokäsittelyyn. Jäähtynyt vesi kiertää altaasta jälleen lämmön-20 vaihtimeen, niin että hydraulinesteen jäähdyttäminen tapahtuu jatkuvana prosessina.When using the drill, the hydraulic fluid heats up. The hydraulic fluid pumped to the heat exchanger via the lines 11 transfers heat to the water pumped to the heat exchanger 10 via the lines 12. In the heat exchanger, the cooled hydraulic fluid circulates back to the tank and the heated water returns to the pool, where the water in turn transfers heat to the excavated rock flowing continuously through the pool. The heat bound to the stone is removed with the stone from the pool when the stone is transported for further processing. The cooled water circulates from the pool again to the heat-20 exchanger, so that the cooling of the hydraulic fluid takes place as a continuous process.

33

Louhitun kivimäärän ollessa 5,5 m /h voidaan graniittia louhittaessa, jonka ominaislämpö on noin 0,2 kcal/kg °CWith a quarry volume of 5.5 m / h, granite with a specific heat of about 0.2 kcal / kg ° C can be quarried

3 ja ominaispaino 2800 kg/m , poiskuljetettavaan kiveen sitoa 25 noin 100 kW/h suuruinen lämpömäärä. Tällöin on porauspaikalta tulevan kiven lämpötila n. 10°C ja altaasta poistuvan kiven lämpötila n. 40°C. Tällaisen lämpömäärän poistaminen on riittävä jäähdyttämään poralaitteen hydraulinesteen säiliössä vakiotasolle mainitunsuuruista kivimäärää louhittaessa.3 and a specific gravity of 2800 kg / m, to bind to the stone to be removed 25 a heat amount of about 100 kW / h. In this case, the temperature of the stone coming from the drilling site is about 10 ° C and the temperature of the stone leaving the pool is about 40 ° C. The removal of such an amount of heat is sufficient to cool the hydraulic fluid reservoir of the drilling rig to a constant level when extracting said amount of rock.

30 Louhitun kiven ollessa vain lyhyellä matkalla upotettu na altaaseen lämmönvaihtokosketukseen veden kanssa kivi ei aina ehdi lämmetä kauttaaltaan, vaan sydän ja pinta jäävät erilämpöisiksi. Tällöin on kiven pinta lämmitettävä korkeampaan lämpötilaan. Louhittu kivi on yleensä porauksessa käy-35 tetyn huuhteluveden kastelema, jolloin vesi hiukan alentaa 4 63624 lämpötilaa, mutta kostean kiven ominaislämpö on vastaavasti hiukan korkeampi kuin kuivan kiven ominaislämpö.30 When the excavated stone is immersed only in a short distance in a pool for heat exchange contact with water, the stone does not always have time to warm up throughout, but the heart and surface remain at different temperatures. In this case, the surface of the stone must be heated to a higher temperature. The excavated rock is usually irrigated by the rinsing water used in the drilling, whereby the water slightly lowers the temperature of 4,63624, but the specific heat of the wet rock is correspondingly slightly higher than the specific heat of the dry rock.

Kuviossa 2 esitetty vaihtoehtoinen toteutusmuoto poikkeaa kuviossa 1 esitetystä vain siinä suhteessa, että lämmön-5 vaihdin 20 on sijoitettu suoraan vesialtaaseen 9.The alternative embodiment shown in Figure 2 differs from that shown in Figure 1 only in that the heat-5 exchanger 20 is located directly in the water basin 9.

Kuviossa 3 esitetty vaihtoehtoinen toteutusmuoto poikkeaa kuviossa 1 esitetystä vain siinä suhteessa, että lämmön-vaihdin 30 on sijoitettu suoraan hydraulinestesäiliöön 5.The alternative embodiment shown in Fig. 3 differs from that shown in Fig. 1 only in that the heat exchanger 30 is located directly in the hydraulic fluid tank 5.

Piirustus ja siihen liittyvä selitys on vain tarkoi-10 tettu havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voivat keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto vaihdella huomattavastikin patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä voidaan lämmönvaihtimen asemesta käyttää lämmönvaihtolaittee-na lämpöpumppua, jolla lämpöä siirretään hydraulinestesäi-15 liöstä vesialtaaseen.The drawing and the related description are only intended to illustrate the idea of the invention. The details of the method and apparatus according to the invention can vary considerably within the scope of the claims. Thus, instead of a heat exchanger, a heat pump can be used as the heat exchanger, with which heat is transferred from the hydraulic fluid reservoir to the water tank.

IlIl

Claims

A method of cooling the hydraulic fluid (4) for a drilling device (2), wherein heat can be removed from the hydraulic fluid by means of one or more cooling media, characterized in that explosive material (26) is used as a cooling medium. ) with which the hydraulic fluid (4) is directly or indirectly brought into heat exchange. 10

2. A method according to claim 1, characterized in that the hydraulic fluid (4) is conducted in heat exchange connection with a separate heat exchange fluid (8) and that the explosive material (6) is passed through said heat exchange fluid (8).

Apparatus for cooling the hydraulic fluid in a drilling device / comprising a hydraulic fluid reservoir (5) and a heat exchanger device (10; 20; 30) for cooling the hydraulic fluid (4) with the aid of a cooling medium, characterized in that: the device comprises a basin (9) which contains heat transfer fluid (8) through which a transport path (7) for the explosive material (6) likes, and that the heat transfer fluid (8) in the heat exchanger device (10; 20; 30 ) in heat exchange connection with the hydraulic fluid (4) for transferring the heat contained therein to the explosive via the heat transfer fluid.

4. Device according to claim 3 / characterized in that the heat exchanger device (10) is separated from the hydraulic fluid reservoir (5) and the heat transfer basin (9) and that the hydraulic fluid (4) and the heat transfer fluid (8) are arranged to circulate via the heat exchanger.

Device according to claim 3, characterized in that the heat exchanger device (20) is located in the heat transfer pool (9) and that the hydraulic