FI68292C - Stigortsmaskin - Google Patents

Description

rB1 m.KUULUTUSJULKAISU 682 9 2 •ISP!? lBJ (11> UTLÄGGNINGSSKRIFT

»»fSx* C (45) Patentti myönnetty 12 08 1985

Patent aeddelat (51) Kv.lk.4/lnt.CI.* E 21 B 10/00 (21) Patenttihakemus — Patentansökning 782652 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 29.08.78 (FI) (23) Alkupäivä — Glltlghetsdag 29.08,78 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentllg 15.03.79

Patentti* ja rekisterihallitus NghtSväksipanon ja kuul.julkalsun pvm. — 30.0^,85

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publlcerad (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 1 k . 09.77 USA(US) 833040 (71) Smith Internalional, Inc., 4343 Von Karman Avenue, Newport Beach,

California, USA(US) (72) George A. Alther, Midland, Texas, USA(US) (74) Berggren Oy Ab (54) Nousunajokone - Stigortsmaskin

Keksintö koskee nousunajokonetta ohjausreiän halkaisijan suurentamiseksi, joka käsittää: terän, jossa on usealla pyörivällä leik-kaavalla terällä varustettu runko, jolla rungolla on keskeinen aukko, jonka läpi käyttövarren alapää ulottuu, joustavat elasto-meeriset elimet, jotka on sovitettu käyttövarren ja terän rungon väliin näiden välisten sysäysten ja dynaamisten kuormitusten vaimentamiseksi ja pystysuorien työntö- ja vääntömomenttikuormitus-ten siirtämiseksi käyttövarresta terän runkoon, tukilaatan, joka on kiinnitetty käyttövarren alapäähän, jolla käyttövarrella on elimet toisessa päässään poran pylvääseen kiinnittämistä varten.

t

Suhteellisen suuren halkaisijan omaava reikä voidaan tehdä kaivoksen kahden alueen välille tavallisesti nousunajoksi nimitetyllä toimenpiteellä. Nousunajo alkaa pienen halkaisijan omaavan ohjausreiän poraamisella alueiden välisen maan läpi käyttämällä pienen halkaisijan omaavaa johtoporaa. Ohjausreiän valmistuttua johtopora irrotetaan perforaattorin pylväästä ja poraan kiinnitetään suuren halkaisijan omaava nousuterä. Sitten nousuterää pyöritetään ja vedetään pitkin ohjausreikää poran leikkaavien terien helpottamiseksi saamaan kosketusta ohjausreikää ympäröiviin maamuodostelmiin ja hajottamaan niitä, samalla ohjaureikä laa- 2 68292 jenee halutun suuruiseksi. Eräässä esimerkkisovellutuksessa oh-jausreiän halkaisija saattaa olla 280 mm ja kalvetun reiän halkaisija saattaa olla 183 cm.

Nousunajossa nousunterään kohdistuu suunnaton määrä kulutusta ja rasitusta. Varsinkin käyttövarsi joutuu huomattavan kulutuksen alaiseksi ympäröivän maan hankaavan kosketuksen takia ja on myös sellaisen huomattavan rasituksen kohteena, joka johtuu a) poraan vaikuttavan työntövoiman aiheuttamasta jännityksestä, b) poraan sovelletun vääntömomentin aiheuttamasta kiertymisestä ja c) poran kehän ympärillä olevan epätasaisen rasituksen aiheuttamasta taipumisesta.

Irrotettavan käyttövarren etuina on se, että tilalle voidaan panna suhteellisen lyhyen jännevälin omaavia osia, mikä lisää terän käyttöikää ja irrotettujen osien matala profiili sallii nousunajoterän kuljettamisen pienien pitkittäisperien tai käytävien läpi.

Irrotettavan käyttövarren haittana on se, että tarvitaan yhä tietty määrä seisonta-aikaa varren irrottamiseksi ja vaihtamiseksi. Tämä hukka-aika on kallista ja on yhä suositeltavaa järjestää mahdollisimman pitkä käyntiaika jokaiselle terä-varsi-yhdistelmälle.

Eräs alue, jota nousunajossa ei ole tarpeeksi tutkittu, on nousun-ajokoneen käyttövarren toiminnan parantamiseen liittyvä alue. Tämä keksintö suoritti tämän järjestämällä poraan iskuvälineen, terään kohdistuvan epätasaisen taivutuksen ja dynaamisen rasituksen vaimentamiseksi jotta nämä eivät siirtyisi käyttövarteen.

Erilaisia iskunvaimentajia on käytetty poran palkeissa tai pylväissä mutta yhtäkään ei kuitenkaan koskaan ole liitetty itse poran terään taipumisen ja dynaamisen kuormituksen vaimentamiseksi. Esimerkiksi patenttijulkaisusta US 4 043 409 on tunnettua joustavien elementtien sijoittaminen porauksen vaimennus-tarkoituksessa pyöritysakselin ja pyöritettävän poranterän väliin (kuvio 11 osat 34). Toisesta patenttijulkaisusta GB-1 498 739 taas tunnetaan erillinen poratankoon asetettava vaimennin .

68292 Tämä keksintö koskee nousunajokonetta, jolla ei ole tunnettujen laitteiden haittoja. Tällainen kone aikaansaadaan siten, että tukilaatta on sovitettu terän rungon viereen, että joustavat elastomeeriset elimet on kiinnitetty tukilaatan ja terän rungon väliin, ja että joustavat elimet sisältävät rengasmaisen osan, joka ulottuu terän rungon keskeisen aukon sekä tukilaatan keskeisen aukon ympäri.

Tämän keksinnön etuna on se, ettei se paranna vain käyttövarren käyttöikää vaan iskuvälinettä voidaan irrotettavan varren omaavassa nousunajokoneessa käyttää edun saamiseksi noistakin kyvyistä.

Tämän keksinnön lisäetuna on se, että iskunvaimennuslaitteet lisäävät leikkaavien terien hampaiden ja laakereiden käyttöikää.

68292 4

Edelleen tämän keksinnön lisäetuna on se, että poran läpitunkeutu-misen astetta voidaan parantaa suuresti, koska poraan voidaan kohdistaa enemmän painoa ja painetta kuin mitä tähän saakka on ollut mahdollista.

Varren turmeltumisen mahdollisuuden vähenemisen lisäksi tämän keksinnön lisäetuna on se, että koko poraan kohdistuu vähemmän kulutusta ja rasitusta.

Tämän keksinnön niitä piirteitä, joiden uskotaan olevan uusia, esitetään yksityiskohtaisesti oheistetuissa vaatimuksissa. Tätä keksintöä, sekä sen organisaatiota että toimintatapaa yhdessä sen lisäetujen kanssa, ymmärretään ehkä parhaiten viittaamalla seuraavaan, yhdessä oheisten piirustusten kanssa tehtyyn selitykseen.

Kuvio 1 on osittain leikattu pystykuva nousunajokoneesta, joka käyttää hyväksi tämän keksinnön elastomeerista osaa; ja kuvio 2 on katkonainen pohjapiirros nousunajokoneesta pitkin kuvion 1 linjaa 2-2, osittain katkaistuna elastomeerisen osan näyttämiseksi.

Piirustuksiin viitaten kuviot 1 ja 2 esittävät vleisnumerolla 10 merkittyä nousunajokonetta, joka käsittää käyttövarren 11, tukilaa-tan 12 ja terän rungon 13. Käyttövarren 11 yläpäässä on kapeneva ruuvikierre, (ei näytetty) joka on sovitettu kierteittäväksi normaalin poran palkkiin, jonka läpi nousunajokone 10 työnnetään.

Tukilaatassa 12 on keskusaukko 14, jonka halkaisija on vain hieman suurempi kuin käyttövarren 11 keskeinen karanosa 15. Keskeisen karan-osan 15 halkaisija on pienempi kuin käyttövarren 11 alapää 16 ja muodostaa ylöspäin suuntautuvan ympärysreunan 17, jota vasten tukilaatassa 12 olevan aukon 14 laita sopii, tukilaatan 12 ollessa asennettuna yhteen käyttövarren 11 kanssa.

Käyttövarsi 11 on irrotettavasti liitetty nousunajokoneen kokonaisuuteen seuraavan kokoonpanon avulla. Liitettävä kokonaisuus käsittää sylinterimäisen renkaan 18, joka ulottuu tukilaatan 12 alle ja on kiinnitetty siihen. Rengasmainen levy 19 sijaitsee renkaan 18 sisäpuolella ja on kiinnitetty renkaan sisäseiniin. Rengasmainen levy 19 sisältää keskusaukon 21, joka ulottuu suunnilleen käyttö- 5 68292 varren 11 alempaan karanosaan 16. Lisäksi rengasmainen levy 19 sisältää useita kehämäisesti keskusaukon 21 ympärille sijoitettuja, kierteitettyjä poranreikiä 22. Lisäksi alempi karanosa 16 sisältää useita sen alapään kehälle sijoitettuja kapenevia sileitä pintoja 23.

On järjestetty useita säätökiiloja 24 ja kussakin säätökiilassa 24 on läpiulcttuva reikä kierteitettyä pulttia 25 varten. Pultit 25 on sovitettu kiinnitettäviksi rengasmaisella levyllä 19 sijaitseviin kierteitettyihin reikiin 22. Kukin säätökiila 24 sisältää lisäksi ensimmäisen sisäänpäin olevan, kapenevan pinnan 26, käyttövarren 11 vastaavaan sileään pintaan 24 tarttumista varten. Kukin säätö-kiila 24 sisältää edelleen toisen ulospäin suuntautuvan kapenevan pinnan 27, joka on diametraalisesti vastakkainen ensimmäiselle kapenevalle pinnalle 26. Toinen kapeneva pinta 27 on sovitettu tarttumaan rekisteröimiskiilan 29 kapenevaan pintaan 28, joka kiila sijaitsee renkaan 18 sisällä, vastaavan säätökiilan 24 vieressä.

Kiilat 29 ovat erottamattomasti yhdistetyt renkaaseen 18. Terän rungon 13 muodostaa pääasiallisesti kaksi yhdensuuntaista levyä 31 ja 32, joita joukko rimoja 33 lujasti kiinnittää toisiinsa kehyksen muodostamiseksi. Ylempään levyyn 31 on erottamattomasti asennettu joukko kannattimia kannattamaan pyörivästi useita pyöriviä leik-kaavia teriä 35. Kaksi sisintä leikkaavaa terää 35 on yhdistetty toisiinsa sinkiläliitoksella 36, joka ulottuu keskeisen akselin-osan 37 ympäri. Joustava tiiviste 38 sijaitsee sinkiläliitoksen 36 ja keskeisen akselinosan 37 välissä.

Terän runko 13 sisältää lisäksi keskusaukon 39, joka ulottuu käyttö-varren 11 keskeisen karanosan 15 ympäri. Rengasmainen tiiviste-elin 41 sijaitsee keskusaukon 39 ja keskeisen karanosan 15 välissä.

Tukilaatta 12 ja terän runko 13 ovat yhdistetyt toisiinsa yleis-nuolella 40 merkityllä elastomeerisellä elementillä. Elastomeeri-nen elementti 40 käsittää olennaisesti rengasmaisen elementin 42, joka sijaitsee koaksiaalisesti käyttövarteen 11 nähden. Rengasmainen elementti 42 on tehty polyuretaanista, joka on pantu kahden levyn 43 ja 44 väliin, jotka samoin ovat muodoltaan rengasmaisia.

6 68292

Rengasmainen elementti 42 on polyuretaania, joka on sidottu levyihin 43 ja 44 erottamattoman yksikön muodostamiseksi. Elementtien 42 rengasmainen muoto ja levyt 43 ja 44 on jaettu neljään samanlaiseen 90° lohkoon. Levyt 43 ja 44 sisältävät joukon kierteitettyjä poranaukkoja, jotka ovat sovitetut vastaanottamaan useita pultteja 45, tukilaattaan 12 ja terän runkoon 13 yhdistämistä varten.

Nousunajokonetta 10 käytetään hyväksi nousunajossa tekemään suhteellisen suuren halkaisijan omaava aukko kaivoksen kahden tason välille. Nousunajo alkaa pienen halkaisijan omaavan ohjausreiän poraamisella maan läpi ensimmäisestä alueesta toisessa alueessa olevaan aukkoon käyttämällä pienen halkaisijan omaavaa johtoporaa. Ohjausreiän tultua valmiiksi johtopora irrotetaan perforaattorin pylväästä ja nousuterä 10 liitetään poran renkaaseen. Nousuterää 10 pyöritetään ja vedetään pitkin ohjausreikää helpottamaan leikkaavia teriä 34 saamaan kosketusta ohjausreikää ympäröiviin maanmuodostelmiin ja hajottamaan niitä, ohjausreiän suurentamiseksi samalla halutun kokoiseksi.

Nousuterää 10 voidaan kuljettaa pienten pitkittäisperien tai käytävien läpi irrottamalla käyttövarsi 11 ja kuljettamalla käyttövarsi ja nousuterän runko 13 erikseen pienten pitkittäisperien ja käytävien läpi. Käyttövartta 11 irrotettaessa irrotetaan ensin sinkilä-liitos 36. Pultit 25 irrotetaan jälkeenpäin tavanomaisia vääntö-momentti työkaluja käyttäen. Pulttien 25 ja säätökiilojen 24 irrottamisen jälkeen käyttövarsi 11 lasketaan tukilaatan 12 keskusaukko-jen ja terän rungon 13 lävitse irti niistä. Nousuterän 10 erilliset osat voidaan sitten kuljettaa erikseen pienten pitkittäisperien tai käytävien läpi.

Kun nousuterä 10 on kiinnitettävä perforaattorin pylvääseen, poran varsi 11 työnnetään keskusaukkojen 14 ja vastaavasti 21 lävitse kunnes rengas 17 joutuu tartuntaan keskuaukon 14 ympärillä olevan tukilaatan 12 laidan kanssa.

Säätökiilat 24 on sitten sijoitettu kuten piirustuksessa on esitetty ja pultit 25 on sitten kierteitetty tarttumaan levyyn 19 säätö-kiilojen 24 pakottamiseksi tartuntaan käyttövarren 11 sileiden kapenevien pintojen ja kiilojen 29 kapenevien pintojen 28 kanssa.

7 68292

Pultit 25 kiristetään yksittäisesti, säätökomponenttien suoraan riviin asettumisen helpottamiseksi. Pulttien 25 kiristämisen jälkeen nousuterä on sitten toimintavalmis. Tämän keksinnön mukaisesti elastomeerinen osa 40 on yhdistetty tukilaatan 12 ja terän rungon 13 väliin vaimentamaan poran piirissä olevasta epätasaisesta kuormituksesta aiheutuvia taivutusvoimia.

Elastomeerinen osa 40 on myös muotoiltu siirtämään kaiken työnnön ja kiertokuormituksen käyttövarresta 11 nousuterän runkoon 13. Pystysuora työntö välittyy käyttövarresta 11 tukilaattaan 12 reuna-liitoksen 17 kautta ja sitten elastomeerisen osan 40 läpi terän runkoon 13. Vääntömomentti siirtyy käyttövarresta 11 liitoskokonaisuu-den kautta renkaaseen 18 ja siihen erottamattomasti yhdistettyyn tukilaattaan 12. Sitten vääntömomentti siirtyy elastomeerisen osan 40 kautta terän runkoon 13.

Yhdistämällä tukilaatta 12 terän runkoon 13 rengasmaisten osien 42 ja levylohkojen 43 ja 44 muodostamat lohkoihin jaetut osat ovat pulteilla 45 yhdistetyt runkoon. Elastomeerisen osan 40 vaimentaessa terän runkoon 13 työskentelyn aikana kohdistuvaa taivutusrasi-tusta ilmenee tietty määrä taipumaa. Tämän liukuvan taipuman takia on järjestetty tietyn suuruinen liikkumavara käyttövarren 11 ja terän rungon 13 ja sinkiläliitoksen 36 väliin. Vaikkakin tällainen liikkumavara voi olla avoin, on suositeltavampaa sijoittaa tiivisteosat 38 ja 41 estämään porausnesteitä valumasta terän rungon 13 yläpäästä terän rungon 13 ja tukilaatan 12 välissä olevaan kammioon.

Olisi otettava huomioon, että kokonaisuutta voidaan muunnella eri tavoin sen pysyessä silti seuraavien patenttivaatimusten rajoissa. Elastomeeristä iskuosaa voidaan esimerkiksi myös käyttää putkipo-rissa ja pystysuorissa maakairoissa. Ainoa eroavaisuus on se, että käyttövarret toimivat tällöin pikenmin puristuksen kuin vedon alaisina. Terän runkojen läpi käyttövarsiin kulkevat voimat pysyvät muuten samoina.

Claims (5)

1. 68292 8
2. 1. Nousunajokone ohjausreiän halkaisijan suurentamiseksi, joka käsittää: terän, jossa on usealla pyörivällä leikkaavalla terällä (35) varustettu runko (13), jolla rungolla on keskeinen aukko (39), jonka läpi käyttövarren (11) alapää (16) ulottuu, joustavat elastomeeriset elimet (40) , jotka on sovitettu käyttövarren (11) ja terän rungon (13) väliin näiden välisten sysäysten ja dynaamisten kuormitusten vaimentamiseksi ja pystysuorien työntö- ja vääntömomenttikuormitusten siirtämiseksi käyttövarresta (11) terän runkoon (13), tukilaatan (12), joka on kiinnitetty käyttövarren (11) alapäähän (26), jolla käyttö-varrella (11) on elimet toisessa päässään poran pylvääseen kiinnittämistä varten, tunnettu siitä, että tukilaatta (12) on sovitettu terän rungon (13) viereen, että joustavat elastomeeriset elimet (40) on kiinnitetty tukilaatan (12) ja terän rungon (13) väliin, ja että joustavat elimet (40) sisältävät rengasmaisen osan (42), joka ulottuu terän rungon (13) keskeisen aukon (39) sekä tukilaatan (12) keskeisen aukon (14) ympäri.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen nousunajokone, tunnet-t u siitä, että käyttövarren (11) alapää (16) sisältää ylöspäin suuntautuvan renkaan (17) ja tukilaatta (12) sisältää keskeisen aukon (14), jonka halkaisija on suurempi kuin käyttövarsi (11) välittömästi renkaan (17) yläpuolella mutta pienempi kuin rengas (17), jolloin tukilaatta (12) sopii käyttövarren renkaaseen (17) aksiaalisten kuormitusten siirtämiseksi näiden välillä.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen nousunajokone, tunnettu siitä, että rengasmaisen osan (42) muoto on olennaisesti rengasmainen ja on sijoitettu koaksiaalisesti käyttövar-teen (11) nähden.
5. 1. Borr för stigortsborrning för förstoring av diametern hos ett styrhäl, innefattande en borrkropp med ett basparti (13), som har ett flertal rullskärorgan (35) monterade därpä, varvid baspartiet har en central öppning (39) genom vilken den nedre änden (16) av en drivaxel (11) sträcker sig, flexible elastomer-element (40) anordnade mellan drivaxeln (11) och borrkroppen (13)