FI85613B - Foerfarande vid jordborrning och jordborranordning. - Google Patents

Description

85613

Menetelmä maaporauksessa ja maaporauslaitteisto

Keksinnön kohteena on menetelmä maaporauksessa, jossa maaporauslaitteiston rungon suhteen liikkuvaan pyö-5 rityspäähän kiinnitetyn, poratangoilla pituudeltaan jatkettavan poraustangoston kautta murskauselimelle johdetun huuhteluväliaineen ja porauksessa syntyneen murskeen muodostama porausliete poistetaan poratankoa ympäröivän, suojaputkilla pituudeltaan jatkettavan 10 suojaputkiston ja poraustangoston muodostamaa rengas- tilaa käyttäen maaporauslaitteiston yhteydestä suoja-putkistoon ainakin porauksen ajaksi kytkettävän kammio-osan kautta.

15 Tämän tapaiset maaporauksessa käytettävät maaporaus- laitteistot ovat aikaisemmin tunnettuja. Niiden yhteydessä olevat kammio-osat ovat kuitenkin irrallisia eikä niitä ole kiinnitetty suojaputkistoon (vrt. GB-1,376,094). Jokaisen poratangon ja suojaputken vaihdon 20 yhteydessä ne on käsin tai vinssillä irrotettava maaporauslaitteiston pyörityspään yhteydestä. Kammio-osan toiminnallisessa asennossa niiden pyöriminen on estetty maaporauslaitteiston mastoon suoritettavalla tankokytkennällä. Tämän tapaiset kammio-osat ovat 25 erittäin hankalia käyttää ja poratangon sekä suojaput ken vaihdon yhteydessä kammio-osan irrottaminen ja kiinnittäminen vaativat paljon aikaa. Lisäksi vaihtoihin liittyy huomattava määrä työsuojelullisia riskejä. Toiminnallisena epäkohtana on lisäksi käyte-30 tyissä kammio-osissa se, että niiden tiivistäminen poratankoon ja suojaputkeen on erittäin hankalaa ja tiivisteet kuluvat nopeasti. Myöskin käytettyjen kammio-osien tukkeutumisriski on suuri. Edellä esitetyistä syistä johtuen kammio-osien käyttö varsinaisen 35 poraustyön aikana saattaa edellä mainituista syistä olla vähäistä, vaikka luonnollisesti poraustyön sujumisen kannalta porauslietteen johtaminen pois _____ porauspaikalta sinänsä on edullista.

2 85613 Tämän keksinnön tarkoituksena on esittää parannettu menetelmä maaporauksessa, jolla pyritään poistamaan edellä esitetyt, tunnetussa tekniikassa esiintyvät epäkohdat ja samalla kohottamaa maaporauksessa vallit-5 sevaa tekniikan tasoa. Tämän tarkoituksen saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, että maaporauslaitteiston pyörityspäähän kiinnitetään sen suhteen paineväliaine-käyttöisillä siirtoelimillä liikkuva kammio-osa, 10 jolloin mainitut siirtoelimet on järjestetty vaikuttamaan pyörityspään ja kammio-osan välillä, jolloin kammio-osa poratangon ja suojaputken vaihdon ajaksi siirretään ei-toiminnalliseen asentoon mainittuja 15 siirtoelimiä käyttäen, jolloin kammio-osa olen naisesti ohittaa pyörityspäähän kuuluvan niskakap-paleen ja vaihdettavan poratangon välisen liitoskohdan, ja jolloin 20 - vaihdon jälkeen kammio-osa siirretään toiminnal liseen asentoon mainittuja siirtoelimiä käyttäen, jolloin kammio-osassa olevat elimet sijoittuvat yhteyteen suojaputken pään kanssa, ja jolloin kammio-osassa olevat elimet sijoittuvat yhteyteen 25 niskakappaleen ja/tai poratangon ulkopinnan kanssa.

Edellä kuvattu menetelmä mahdollistaa yksinkertaisen ja toimintavarman porauslietteen poiston maaporauslait-teistosta porauksen aikana. Erityisesti menetelmä 30 mahdollistaa joustavan ja nopean poratangon ja suoja-putken vaihdon tarvittaessa.

Keksinnön kohteena on myös maaporauslaitteisto, joka käsittää: \ 35 3 85613 - porauslaitteiston rungon suhteen liikkuvaksi järjestetyn pyörityspään, jossa on ainakin osittain ontto niskakappale ja siinä oleva liitinelin sekä 5 elimet huuhteluväliaineen johtamiseksi niskakap- paleeseen, - yhdestä tai useammasta yhteenliitettävästä poratan-gosta ja ensimmäisen poratangon vapaassa päässä 10 olevasta murskauselimestä koostuvan poratangoston, jolloin poratangosto on järjestetty liitettäväksi niskakappaleen liitinelimeen, poratangoston ollessa järjestetty ontoksi huuhteluväliaineen johtamiseksi poratangoston läpi murskauselimelle, ja 15 - poratangoston ympärille järjestetyn, yhdestä tai useammasta yhteenliitettävästä suojaputkesta koostuvan suojaputkiston, jonka läpimitta on suurempi kuin poratangoston läpimitta, jolloin 20 maaporauslaitteistoon kuuluu lisäksi - kammio-osa, joka on liitettävissä suojaputkistoon, kammio-osan käsittäessä elimet kammio-osan tiivistämiseksi niskakappaletta lähimpänä olevaan suoja- . . 25 putkiston osaan, elimet kammio-osan tiivistämiseksi sen kohdalla, ainakin sen toiminnallisessa asennossa olevaan poraustangoston ja/tai niskakappaleen osaan ja yhdenosan kammio-osaan suojaputkistosta tulevan porauslietteen johtamiseksi pois kammio-30 osasta.

Keksinnön mukaiselle maaporauslaitteistolle on pää-____ asiassa tunnusomaista se, mainittu kammio-osa on järjestetty paineväliainekäyttöisillä pyörityspään ja 35 kammio-osan välillä vaikuttavilla siirtoelimillä pyörityspään suhteen liikkuvaksi, jolloin kammio-osa 4 85613 mainittuja siirtoelimiä käyttäen on siirrettävissä ei-toiminnalliseen asentoon pois niskakappaleen ja vaihdettavan poratangon välisen liitoskohdan kohdalta.

5 Edellä esitetyllä maaporauslaitteistolla saadaan aikaan varmatoiminen menetelmässä käytettävä maaporaus-laitteisto.

Muut keksinnön mukaiselle maaporauslaitteistolle 10 tunnusomaiset piirteet käyvät ilmi oheisista epäitse näisistä patenttivaatimuksista.

Keksintöä havainnollistetaan lähemmin seuraavassa selityksessä, jossa viitataan oheisten piirustusten 15 esittämään sovellutusesimerkkiin. Piirustuksissa kuva 1 esittää sivulta katsottuna maaporauslait- teiston pyörityspäätä ja 20 kuva 2 esittää päältä katsottuna kuvan 1 mukaista pyörityspäätä.

Piirustuksiin viitaten pyörityspää 1 on siinä olevan kelkan 2 avulla kiinnitetty maaporauslaitteiston 25 rungossa (ei esitetty) olevaan syöttöpälkkiin 3 (kuvissa esitetty viitteellisesti). Pyörityspäätä siirretään syöttöpalkin pituussuunnassa maaporauslaitteiston rungon yhteydessä olevia siirtoelimiä käyttäen. Maaporauksen tämä osuus ei kuulu keksinnön olennaisen 30 kohteen piiriin, joten sitä ei tässä yhteydessä lähemmin selvitetä, koska sen soveltaminen keksinnön mukaisen menetelmän yhteydessä on alan ammattimiehelle selvää tekniikkaa.

35 Pyörityspäähän 1, joka käsittää pyörityspään rungon 4, niskakappaleen 5 ja niskakappaleen 5 päässä olevan liitinelimen 6 sekä huuhteluvällaineen syöttöputken 7, liittyvä tekniikka on myös alan ammattilaiselle 5 85613 olennaisesti selvää maaporauksen yhteydessä, joten sitä ei lähemmin selvitetä. Todetaan vain, että pyörityspään 1 runko 4 käsittää elimet niskakappaleen 5 pyörittämiseksi, että niskakappale 5 on ontto 5 huuhteluväliaineen johtamiseksi niskakappaleen läpi poratangostolle, jonka niskakappaleeseen 5, sen liitin-elimeen 6 kiinnittyvä poratanko 8 on esitetty piirustuksissa. Poratangostoa ympäröi suojaputkisto, jonka niskakappaletta lähinnä oleva suojaputki 9 on esitetty 10 piirustuksissa.

Keksintöön olennaisesti liittyvä kammio-osa 10 on piirustuksissa esitetty kahdessa asennossa, jolloin vasemmanpuoleinen asento ja sijoittuminen pyörityspään 15 1 suhteen kuvaa kammio-osan ei-toiminnallista asentoa ET ja jossa sen oikeanpuoleinen asento kuvaa kammio-osan 10 sijoittumista pyörityspään 1 suhteen sen toiminnallisessa asennossa T, jolloin kammio-osa 10 on sijoittunut niskakappaletta 5 lähimpänä olevan suoja-20 putkiston suojaputken 9 pään yhteyteen.

Kammio-osa 10 on järjestetty siirtoelimillä 11 pyörityspään 1 suhteen liikkuvaksi. Piirustuksissa esitetyssä sovellutuksessa siirtoelimet 11 käsittävät 25 kaksi paineväliainekäyttöistä sylinteri-mäntä-yhdis- telmää, jotka on sijoitettu pyörityspään molemmille sivuille niskakappaleen 5 pituussuuntaisesti. Kammio-osa 10 on kytketty tukipalkilla 12 molempien sylinteri-mäntä-yhdistelmien männänvarsien päähän. Sylinteri-30 mäntä-yhdistelmien sylinteriosat on puolestaan kiinni tetty pyörityspäähän 1 kelkan 2 yläpinnalle.

Kammio-osa 10 on muodoltaan sopivimmin niskakappaleen 5 pituussuuntaisesti sijoitettu lieriönmuotoinen 35 vaippakappale, jolloin lieriömuodon läpimitta on oleellisesti suurempi kuin suojaputken 9 läpimitta. Tukipalkki 12 on kiinnitetty lieriömuodon ulkopintaan sopivimmin pyörityspäätä lähinnä olevaan lieriömuodon 6 85613 päähän. Kammio-osan 10 lieriömuodon pituus niskakap-paleen pituussuunnassa on mitoitettu yhdessä niskakap-paleen pituuden kanssa siten, että kammio-osan ollessa ei-toiminnallisessa asennossa kammio-osan 10 pyö-5 rityspäähän nähden oleva reuna 13 ohittaa niskakap-paleen 5 ja poratangon 8 välisen liitoskohdan 6. Tällöin maaporauslaitteiston yhteydessä välivarastossa olevat jo valmiiksi sisäkkäin sijoitetut, vaihdettavat poratanko 8 ja suojaputki 9 voidaan sijoittaa aiemmin 10 niskakappaleeseen 5 kiinnitetyn poratangon ja niskakap-paleen 5 väliin. Kun vaihto on suoritettu, siirretään kammio-osa 10 toiminnalliseen asentoon, jossa siinä olevat elimet 14 kammio-osan tiivistämiseksi sijoittuvat suojaputken pään yhteyteen. Mainitut reunan 13 15 yhteydessä olevat elimet 14 muodostuvat rengasosasta, joka kuuluu kammio-osaan 10 ja jonka sisäpinta on muotoiltu vastaamaan suojaputken 9 pään muotoilua ja varustettu sopivimmin tiiviste-elimillä. Rengasosa 14 on järjestetty sopivimmin irrotettavasti kammio-osaan 20 10 kiinnitetyksi, jolloin samaa kammio-osaa 10 käyttäen voidaan suorittaa maaporauksia eri läpimittaisia suojaputkia käyttäen. Kammio-osan 10 pyörityspäätä 1 päin suuntautuvassa päätypinnassa 15 on reikä, jonka läpimitta vastaa olennaisesti kammio-osan toiminnal-25 lisessa asennossa mainitun reiän kohdalle sijoittuvan poratangon ja/tai niskakappaleen osan läpimittaa ja muotoilua. Lisäksi mainittu reikä on sopivimmin varustettu tiiviste-elimillä, jotka ovat tiivistävässä yhteydessä poraustangon ja/tai niskakappaleen ulkopin-30 taan ainakin porauksen aikana.

Edelleen kammio-osan 10 lieriöpintaan on kiinnitetty tukipalkista poispäin suuntautuva yhde 16, jonka kautta suojaputkesta 9 kammio-osan sisään tuleva 35 porausliete poistetaan kammio-osasta 10.

7 85613

Edellä esitetyllä menetelmällä ja laitteistolla saadaan huomattava määrä toiminnallisia etuja, joista seuraa-vassa on lueteltu muutamia. Kammio-osa 10 voidaan erityisesti paineväliainekäyttöisillä siirtoelimillä 5 lukita pyörityspään rungon suhteen pyörimättömäksi.

Poratankoon tapahtuva päätypinnan 15 tiivistys voidaan suorittaa käyttäen pitkää holkkimaista tiivistyselintä, jolloin välyksenä on mahdollista pitää 1-2 mm. Tällainen tiivistysholkkiratkaisu on helposti vaihdettava, 10 jolloin maaporauslaitteistolla voidaan suorittaa poraustyötä erivahvuisilla poratangostoilla. Vastaavasti voidaan käyttää ainakin jossakin· määrin poraustan-goston läpimitasta riippumattomia suojaputkikokoja, koska kammio-osassa käytettävä rengasosa 14 on helposti 15 vaihdettavissa. Rengasosassa 14 oleva tiiviste voi samoin olla kartionmuotoinen holkki. Näin voidaan porauslietteen virtausnopeudet valita optimaalisesti, jolloin tukkeutumisriskit jäävät vähäisiksi. Siir-toelimet mahdollistavat lähes aina sen, että kammio-20 osa voidaan sijoittaa tiiviisti suojaputken pään yhteyteen.

Claims (10)

1. Menetelmä maaporauksessa, jossa maaporauslaitteis-5 ton rungon suhteen liikkuvaan pyörityspäähän kiinnitetyn, poratangoilla pituudeltaan jatkettavan poraus-tangoston kautta murskauselimelle johdetun huuhtelu-väliaineen ja porauksessa syntyneen murskeen muodostama porausliete poistetaan poratankoa ympäröivän, suojaput-10 kiila pituudeltaan jatkettavan suojaputkiston ja poraustangoston muodostamaa rengastilaa käyttäen maaporauslaitteiston yhteydestä suo japutkistoon ainakin porauksen ajaksi kytkettävän kammio-osan kautta, tunnettu siitä, että maaporauslaitteiston pyö- 15 rityspäähän kiinnitetään sen suhteen paineväliainekäyt-töisillä siirtoelimillä (11) liikkuva kammio-osa (10), jolloin mainitut siirtoelimet (11) on järjestetty vaikuttamaan pyörityspään (1) ja kammio-osan (10) välillä, jolloin 20 kammio-osa (10) poratangon (8) ja suojaputken (9) : vaihdon ajaksi siirretään ei-toiminnalliseen V.: asentoon mainittuja siirtoelimiä (11) käyttäen, jolloin kammio-osa (10) olennaisesti ohittaa 25 pyörityspäähän kuuluvan niskakappaleen (5) ja vaihdettavan poratangon (8) välisen liitoskohdan .' . ( 6 ), ja jolloin vaihdon jälkeen kammio-osa (10) siirretään toimin-30 nalliseen asentoon mainittuja siirtoelimiä (11) käyttäen, jolloin kammio-osassa (10) olevat elimet *.*·' (13) sijoittuvat yhteyteen suojaputken (9) pään -.· · kanssa, ja jolloin kammio-osassa (10) olevat elimet sijoittuvat yhteyteen niskakappaleen (5) ja/tai .···. 35 poratangon (8) ulkopinnan kanssa. 9 85613

2. Maaporauslaitteisto, joka käsittää porauslaitteiston rungon suhteen liikkuvaksi 5 järjestetyn pyörityspään (1)/ jossa on ainakin osittain ontto niskakappale (5) ja siinä oleva liitinelin (6) sekä elimet huuhteluväliaineen johtamiseksi niskakappaleeseen (5), 10. yhdestä tai useammasta yhteenliitettävästä poratan- gosta (8) ja ensimmäisen poratangon vapaassa päässä olevasta murskauselimestä koostuvan poratangoston, jolloin poratangosto on järjestetty liitettäväksi niskakappaleen (5) liitinelimeen (6), poratangoston 15 ollessa järjestetty ontoksi huuhteluväliaineen johtamiseksi poratangoston läpi murskauselimelle, ja poratangoston ympärille järjestetyn, yhdestä tai 20 useammasta yhteenliitettävästä suojaputkesta (9) koostuvan suojaputkiston, jonka läpimitta on : - suurempi kuin poratangoston läpimitta, jolloin maaporauslaitteistoon kuuluu lisäksi ;; 25 - kammio-osa (10), joka on liitettävissä suojaputkis- : toon, kammio-osan (10) käsittäessä elimet (14) ;;· kammio-osan (10) tiivistämiseksi niskakappaletta lähimpänä olevaan suojaputkiston osaan, elimet kammio-osan (10) tiivistämiseksi sen kohdalla, 30 ainakin sen toiminnallisessa asennossa olevaan poraustangoston ja/tai niskakappaleen osaan ja yhdeosan (16) kammio-osaan (10) suojaputkistosta ‘ tulevan poraus lietteen johtamiseksi pois kammio- osasta (10) tunnettu siitä, että mainittu 35 kammio-osa (10) on järjestetty paineväliainekäyt- töisillä pyörityspään (1) ja kammio-osan (10) välillä vaikuttavilla siirtoelimillä (11) pyörityspään (1) suhteen liikkuvaksi, jolloin kammio- 10 8561 3 osa (10) mainittuja siirtoelimiä (11) käyttäen on siirrettävissä ei-toiminnalliseen asentoon pois niskakappaleen (5) ja vaihdettavan poratangon (8) välisen liitoskohdan (6) kohdalta. 5

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kammio-osa (10) on järjestetty siirtoelimillä (11) niskakappaleen (5) pituussuunnassa liikkuvaksi. 10

4. Patenttivaatimusten 2 ja 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut siirtoelimet (11) käsittävät ainakin yhden paineväliaineella toimivan sylinteri-mäntä-yhdistelmän, jolloin kammio-osa (10) 15 on sopivimmin kiinnitetty mainitun sylinteri-mäntä-yhdistelmän mäntään ja sylinteriosa pyörityspäähän (1)·

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, 20 tunnettu siitä, että elimet kammio-osan (10) tiivistämiseksi suojaputkistoon käsittävät kammio-osassa (10) sen pyörityspäästä (1) poispäin olevassa ·.·. päädyssä olevan rengasosan (14) tai vastaavan, jonka suojaputkea päin asettuva, sopivimmin sisäpinta, on ·' 25 muotoiltu vastaamaan suojaputken päädyn muotoilua, ja joka on varustettu sopivimmin tiiviste-elimillä, kuten kartiomaisella tiivistysholkilla.

6. Patenttivaatimusten 2 ja 5 mukainen laitteisto, 30 tunnettu siitä, että rengasosa (14) on järjestetty irrotettavasti kammio-osaan (10) kiinnitetyksi.

'.· 7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että elimet kammio-osan (10) .**. 35 tiivistämiseksi poratangostoon ja/tai niskakappaleeseen muodostuvat kammio-osan (10) pyörityspäähän päin suuntautuvan päätypinnan (15) yhteydessä olevaan poratankoa ja/tai niskakappaletta ympäröivästä reiästä, li 8561 3 joka on sopi viimoin varustettu tiiviste-elimellä, kuten holkkiosalla, joka on sovitettu tiivistävään yhteyteen poratangon ja/tai niskakappaleen ulkopinnan kanssa ainakin porauksen aikana. 5

8. Patenttivaatimusten 2 ja 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että elin kammio-osan (10) tiivistämiseksi poratangostoon ja/tai niskakappaleeseen (5) on sovitettu irrotettavasti kammio-osaan (10) kiin- 10 nitetyksi.

8 85613

9. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kammio-osa (10) on lieriön muotoinen vaippakappale, jolloin lieriömuodon läpimitta 15 on oleellisesti suurempi kuin suojaputken läpimitta.

10. Patenttivaatimusten 2, 4 ja 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siirtoeliminä (11) toimivia pa i nevä 1i a inekäyttöisiä sylinteri-mäntä-yhdistelmiä 20 on järjestetty kaksi kappaletta, yksi pyörityspään (1) molemmille sivuille ja että ne on yhdistetty mainit-: ·' tujen sylinteri-mäntä-yhdistelmien mäntien päässä olevalla tukipalkilla (12), johon mainittu kammio-osa _;· (10) on kiinnitetty, ja että yhdeosa (16) on sijoitettu 25 laitteiston sivulta katsottuna suuntautumaan olen-naisesti poispäin mainitusta tukipalkista. 12 8561 3