ITTO20000466A1 - Atrezzatura di stivaggio e manovra di aste per impianti di trivellazione. - Google Patents

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per Invenzione Industriale dal titolo: ATTREZZATURA DI STIVAGGIO E MANOVRA DI ASTE PER IMPIANTI DI TRIVELLAZIONE.

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione è relativa ad una attrezzatura di stivaggio e manovra di aste per impianti di trivellazione.

In generale, le attrezzature note di stivaggio e manovra di aste comprendono:

- un dispositivo di estrazione delle aste da un pozzo composto da una torre di perforazione, da una testa motrice mobile verticalmente lungo la torre stessa per estrarre una dopo l'altra le aste dal pozzo, e da un supporto a pantografo interposto tra la testa e la torre, ed atto a permettere una traslazione orizzontale della testa da e verso la torre stessa;

- un dispositivo manuale di disaccoppiamento dell'asta estratta da un'asta ancora parzialmente all'interno del pozzo;

- un dispositivo di alimentazione di ciascuna asta all'interno dì un pozzetto di servizio disposto lateralmente al pozzo;

- un magazzino a rastrelliera disposto in prossimità del pozzetto di servizio, e presentante un numero determinato di scomparti verticali di accoglimento per le aste; ed

- un dispositivo di trasferimento controllato in modo sostanzialmente manuale per trasferire l'asta dal pozzetto di servizio all'interno di uno degli scomparti del magazzino.

Nonostante tutte le misure di sicurezza adottate per ridurre la possibilità di errori, e nonostante tutti gli automatismi adottati per ridurre l'intervento umano, l'attrezzatura del tipo sopra descritto presenta tuttavia degli inconvenienti, i cui effetti sono maggiormente visibili nel caso in cui i pozzi da trivellare siano molto profondi, ed occorra pertanto utilizzare un elevato numero di aste. In questi casi, infatti, la necessità dell'intervento mano diretto nel disaccoppiamento di due aste e nel trasferimento delle stesse all'interno del magazzino amplifica in modo determinante i tempi di estrazione, e, al tempo stesso, aumenta anche la probabilità che vengano commessi degli errori.

Inoltre, poiché ciascuna asta presenta una lunghezza di almeno dieci metri, la movimentazione della stessa si presenta sempre alquanto difficoltosa, e richiede una notevole perizia ed attenzione da parte del personale addetto, ovviamente tutto ciò a discapito della rapidità di esecuzione delle manovre.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una attrezzatura di stivaggio e manovra di aste per impianti di trivellazione, la quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una attrezzatura di stivaggio e manovra di aste per impianti di trivellazione, l'attrezzatura comprendendo:

mezzi di estrazione per l'estrazione in successione di ciascuna asta da un pozzo;

- mezzi di disaccoppiamento dell'asta estratta da un'asta ancora parzialmente all'interno del pozzo;

mezzi di alimentazione di ciascuna asta all'interno di un pozzetto di servizio disposto lateralmente al pozzo;

un magazzino a rastrelliera disposto in prossimità del pozzetto di servizio, e presentante un numero determinato di scomparti verticali di accoglimento per le aste; e

- mezzi di trasferimento dell'asta dal pozzetto di servizio al magazzino a rastrelliera;

l'attrezzatura essendo caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di trasferimento comprendono una torre centrale di manovra disposta frontalmente al detto magazzino e girevole attorno ad un asse di rotazione verticale, ed un dispositivo di presa supportato dalla torre centrale e mobile unitamente con, e rispetto la, torre centrale stessa tra una posizione operativa di presa in corrispondenza del pozzetto, ed una posizione operativa di rilascio in corrispondenza di uno dei detti scomparti del magazzino .

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui le figure da l a 7 sono viste prospettiche di una preferita forma di attuazione di una attrezzatura di stivaggio e manovra di aste per impianti di trivellazione secondo la presente invenzione in rispettive posizioni operative.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicata nel suo complesso una attrezzatura di stivaggio e manovra di aste 2 per impianti di trivellazione.

L'attrezzatura 1 comprende un telaio 3 di supporto definito da un basamento 4 installabile a diretto contatto con il suolo e da una piattaforma 5 disposta ad una distanza determinata dal basamento 4 e collegata al basamento 4 stesso mediante una pluralità di travi 6.

L'attrezzatura 1 comprende, inoltre, un dispositivo 7 di estrazione per l'estrazione in successione di ciascuna asta 2 da un pozzo 8 ed atto a disporre l'asta 2 estratta in un pozzetto 9 di servizio disposto lateralmente al pozzo 8 stesso; un dispositivo 10 di disaccoppiamento dell'asta 2 estratta da un'asta 2 ancora parzialmente all'interno del pozzo 8; un magazzino 11 a rastrelliera disposto in prossimità del pozzetto 9, e presentante un numero determinato di scompartì 12 verticali di accoglimento per le aste 2; ed un gruppo 13 di trasferimento di ciascuna asta 2 dal pozzetto 9 al magazzino 11 presentante un asse A di rotazione parallelo al pozzo 8.

Il dispositivo 7 di estrazione è del tipo normalmente utilizzato negli impianti di trivellazione, è montato al disopra della piattaforma 5, e comprende una torre 14 di perforazione, una testa 15 motrice mobile verticalmente lungo la torre 14 stessa per estrarre una dopo l'altra le aste 2 dal pozzo 9, ed un supporto 16 a pantografo interposto tra la testa 15 e la torre 14, ed atto a permettere una traslazione orizzontale della testa 15 da e verso la torre 14 stessa.

In particolare, il basamento 4 e la piattaforma 5 presentano rispettivi fori 17 e, rispettivamente, 18 passanti allineati tra loro, e definenti la parte superiore esposta del pozzo 8, e la torre 14 è disposta sostanzialmente in corrispondenza del foro 18. Inoltre, proprio in corrispondenza del foro 18, tra la torre 14 ed il foro 18 stesso, il dispositivo 7 è dotato di una morsa 19 di bloccaggio atta ad essere attraversata da un'asta 2 estratta dal pozzo 8, ed atta a bloccare in una posizione di separazione un'asta 2 parzialmente estratta dal pozzo 8 stesso.

Il dispositivo 10 di disaccoppiamento è un dispositivo completamente automatico, non richiede l'intervento umano né per il suo posizionamento né per il suo funzionamento, e comprende: un braccio 20 di movimentazione supportato girevole dalla torre 14; e due elementi 21 a tenaglia, i quali, secondo quanto meglio illustrato nella figura 2, sono montati l'uno sopra l'altro su di una estremità libera del braccio 20 stesso, e sono atti a controruotare l'uno rispetto all'altro per separare un'asta 2 estratta da un'asta 2 bloccata dalla morsa 19 .

In particolare, il braccio 20 è atto a ruotare tra una posizione operativa ritratta a lato della torre 14, ed una posizione operativa di impegno, nella quale i due elementi 21 sono entrambi accoppiati con un rispettivo manicotto 44 di estremità di cui ciascuna asta 2 è dotata per l'accoppiamento con l'asta 2 adiacente. Uno dei due elementi 21 è solidale al braccio 20, mentre l'altro è girevole rispetto al braccio 20 stesso, e, quindi, rispetto all'altro elemento 21.

Il magazzino 11 è supportato dal basamento 4, si estende attraverso la piattaforma 5, e presenta un numero determinato di settori 22 disposti secondo un arco di cerchio presentante una apertura determinata e variabile a seconda delle condizioni di utilizzo dell'attrezzatura 1. Ciascun settore 22 comprende, almeno tre scompartì 12 atti ad alloggiare, ciascuno, almeno sette aste 2, e disposti secondo rispettive direzioni radiali passanti per l'asse a di rotazione del gruppo 11 di trasferimento .

Il gruppo 13 comprende, una torre 23 centrale di manovra disposta frontalmente ed all'interno del magazzino il, ed un dispositivo 24 di presa supportato dalla torre 23 e mobile unitamente con, e rispetto la, torre 23 stessa tra una posizione operativa di presa, illustrata nella figura 5 ed in cui è atto a prelevare un'asta 2 disposta nel pozzetto 9, ed una posizione operativa di rilascio, illustrata nella figura 7, in cui è atto a disporre l'asta 2 stessa all'interno di uno degli scomparti 12 del magazzino 11.

La torre 23 comprende una base 25 di supporto solidale al basamento 4 ed una colonna 26 a traliccio montata attraverso la piattaforma 5 e supportata girevole dalla base 25 stessa per ruotare attorno all'asse A anche il dispositivo 24 di presa, il quale, invece, comprende una guida 27 parallela all'asse A e solidale alla colonna 26, un elemento 28 a pinza ed un elemento 29 di contrasto verticalmente allineati tra loro. Gli elementi 28 e 29 sono mobili in modo tra loro coordinato trasversalmente all'asse A, inoltre, l'elemento 28 è montato scorrevole lungo la guida 27, mentre l'elemento 29 è montato al termine della guida 27 in posizione assialmente fissa rispetto alla guida 27 stessa.

L'elemento 28 a pinza è disposto all'estremità di un braccio 30, il quale è supportato da una slitta 31 montata scorrevole lungo la guida 27, ed è a sua volta montato scorrevole rispetto alla slitta 31 per spostare l'elemento 28 trasversalmente all'asse A. L'elemento 29 è definito da una rotella girevole attorno ad un rispettivo asse trasversale all'asse A, ed è a sua volta disposto all'estremità di un rispettivo braccio 32, il quale è supportato direttamente dalla torre 23 in modo scorrevole rispetto alla torre 23 stessa per spostare l'elemento 29 trasversalmente all'asse A.

Infine, la piattaforma 5 comprende una porzione mobile 33 solidale alla torre 23 ed una porzione fissa 34, attraverso la quale è ricavato il foro 18, ed attraverso la quale è anche ricavata una cavità 35 aperta verso la porzione mobile 33 stessa e definente una porzione superiore del pozzetto 9 di servizio. La porzione mobile 33 è montata sulla torre 23 in posizione sostanzialmente intermedia tra i due elementi 28 e 29, e presenta, in corrispondenza della guida 27, una scanalatura 36 passante atta ad allinearsi alla cavità 35 quando il dispositivo 24 è disposto nella sua posizione operativa di presa.

Secondo quanto illustrato nella figura 4, la porzione fissa 34 è provvista, in corrispondenza della cavità 35, di un rispettivo dispositivo 37 di bloccaggio, il quale è atto a bloccare un asta 2 nel pozzetto 9 ed è atto a cooperare con la testa 15 per svincolare l'asta 2 dalla testa 15 stessa. Il dispositivo 37 comprende una sede 38 semicilindrica coassiale al pozzetto 9, e due pistoni 39 disposti da bande opposte della sede 38 stessa trasversalmente alla cavità 35, e mobili da e verso l'interno della sede 38 per bloccare un asta 2.

Il funzionamento dell'attrezzatura 1 è determinato da una unità U computerizzata di controllo ed avviene o in modo del tutto automatico, ovvero senza alcun intervento da parte degli operatori addetti all'impianto di estrazione, oppure in modo parzialmente automatico, ovvero con un controllo minimo da parte degli addetti delle operazioni di stivaggio attraverso un pannello centrale dell'unità U stessa: comunque, in entrambi i casi, nessuno degli addetti dovrà essere presente nel campo operativo dell'attrezzatura 1.

Il funzionamento dell'attrezzatura 1 verrà ora descritto a partire dall'istante in cui, ad esempio, un utensile di perforazione, disposto in testa ad una colonna di aste 2 tra loro connesse in corrispondenza delle rispettive estremità, deve essere sostituito o sottoposto ad un intervento manutentivo, e, pertanto, l'intera colonna di aste 2 deve essere estratta, asta 2 dopo asta 2, dal pozzo 8.

Nel momento in cui l'unità U invia il comando di inizio delle operazioni di estrazione alla testa 15 motrice, quest'ultima arresta il proprio moto rotatorio di scavo e si sposta verticalmente lungo la torre 14 fino a che l'asta 2 ad essa direttamente connessa viene completamente estratta dal pozzo 8, o, meglio, fino a che i due manicotti 44 dell'asta 2 estratta e dell'asta 2 parzialmente all'interno del pozzo 8 vengono posizionati poco al disopra della morsa 19 ed allo stesso livello del piano di azione del dispositivo 10 di disaccoppiamento (Figura 1).

A questo punto, l'unità U aziona la morsa 19 di bloccaggio che blocca l'asta 2 parzialmente estratta, ed aziona anche il dispositivo 10, il cui braccio 20, ruotando attorno al punto di ancoraggio con la torre 14, porta i due elementi 21 a tenaglia in presa con i citati due manicotti 44. La rotazione automatica dell'elemento 21 superiore rispetto all'elemento 21 inferiore determina il disimpegno dell'asta 2 estratta dall'altra asta 2 (Figura 2).

Durante il ritorno del braccio 10 nella sua posizione operativa ritratta a lato della torre 14, la testa 15 viene ulteriormente sollevata lungo la torre 14, ed il supporto 16 a pantografo fa traslare orizzontalmente la testa 15 in modo tale da disporre l'asta 2 ancora in presa con la testa 15 stessa sulla verticale del pozzetto 9 di servizio (Figura 3). Quindi, così come illustrato nella figura 4, la testa 14 si abbassa fino ad inserire l'asta 2 all'interno del pozzetto 9 per almeno metà della propria lunghezza, e, una volta che la testa 15 si è arrestata, il dispositivo 37 di bloccaggio viene attivato in modo tale da afferrare l'asta 2 impedendone qualunque movimento rotatorio ed assiale. Una semplice rotazione della testa 15 libera completamente l'asta 2, e permette alla testa 15 stessa di riportarsi nella posizione di inizio per estrarre una nuova asta 2.

Contemporaneamente al riposizionamento della testa 15, il dispositivo 24 di presa, l'altezza del cui elemento 28 di presa è sostanzialmente pari al piano di azione del dispositivo 10, viene spostato radialmente rispetto all'asse A, in modo tale che l'elemento 38 possa afferrare l'asta 2, ed in modo tale che l'elemento 29 possa andare in battuta contro la parte dell'asta 2 disposta al disotto della piattaforma 5 in modo da ridurre, se non addirittura azzerare, le eventuali oscillazioni dell'asta 2 (Figura 5).

Per ridurre al massimo il tempo di ciascun ciclo di stivaggio, l'altezza del manicotto 44 libero dell’asta 2 appena estratta, ovvero l'altezza dell'inizio della corsa di ritorno della testa 15, è tale per cui una porzione inferiore dell'asta 2 bloccata dal dispositivo 37 sia disposta all'interno del prolungamento del pozzetto 9 attraverso il basamento 4, pertanto, una volta che l’elemento 28 ha afferrato l'asta 2 ed i pistoni 39 del dispositivo 37 hanno invece liberato l’asta 2 stessa, questa viene sollevata verticalmente mediante uno spostamento della slitta 31 lungo la guida 27: durante questo spostamento l'elemento 29 rotolerà lungo l'asta 2.

A questo punto (Figura 6), i due bracci 30 e 32 vengono ritratti e l'asta 2, sempre trattenuta dall'elemento 28 a ridosso dell'elemento 29, viene fatta passare attraverso la cavità 35 all'interno del canale 36. L'unità U farà quindi ruotare la colonna 26 attorno all'asse A in modo tale da posizionare gli elementi 28 e 29 frontalmente ad uno dei settori 22 del magazzino 11, e lo scorrimento radiale dei bracci 30 e 32 determina l'inserimento dell'asta 2 all'interno di uno degli scomparti 12 del magazzino 11 (Figura 7). Ovviamente, la scelta dello scomparto 12 dove immagazzinare l'asta 2 è determinata al software di gestione dell'unità U in modo tale da minimizzare le rotazioni della colonna 26 .

Liberata l'asta 2 all'interno del magazzino 11, il dispositivo 13 di trasferimento si riposizionerà nella sua posizione di prelievo in attesa di una nuova asta 2, che, nel frattempo, la testa 15 ha già provveduto ad estrarre e ad alimentare all'interno del pozzetto 9.

Il ciclo sopra descritto verrà ripetuto fino a completa estrazione della colonna di aste 2 dal pozzo 8, e verrà ripercorso in senso inverso per la riformazione della colonna di aste 2 all'interno del pozzo 8.

Da quanto sopra è abbastanza evidente che tramite l'attrezzatura 1 e l'unità U, l'intervento umano è ridotto al minimo se non addirittura del tutto eliminato a vantaggio, non solo della velocità di esecuzione delle operazioni, ma anche della loro sicurezza.

Si intende che l'invenzione non è limitata alla forma di realizzazione qui descritta ed illustrata, che è da considerarsi come esempio di attuazione dell'attrezzatura di stivaggio e manovra di aste per impianti di trivellazione, che è invece suscettibile di ulteriori modifiche relative a forme e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di montaggio.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Attrezzatura (1) di stivaggio e manovra di aste per impianti di trivellazione, l'attrezzatura comprendendo : - mezzi di estrazione (7) per l'estrazione in successione di ciascuna asta (2) da un pozzo (8); - mezzi di disaccoppiamento (10) dell'asta (2) estratta da un'asta (2) ancora parzialmente all'interno del pozzo (8); - mezzi di alimentazione (15, 16) di ciascuna asta (2) all'interno di un pozzetto (9) di servizio disposto lateralmente al pozzo (8); - un magazzino (il) a rastrelliera disposto in prossimità del pozzetto (9) di servizio, e presentante un numero determinato di scompartì (12) verticali di accoglimento per le aste (2); e - mezzi di trasferimento (13) dell'asta (2) dal pozzetto (9) di servizio al magazzino (11) a rastrelliera; l'attrezzatura (1) essendo caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di trasferimento (13) comprendono una torre centrale (23) di manovra disposta frontalmente al detto magazzino (11) e girevole attorno ad un asse (A) di rotazione verticale, ed un dispositivo di presa (24) supportato dalla torre centrale (23) e mobile unitamente con, e rispetto la, torre centrale (23) stessa tra una posizione operativa di presa in corrispondenza del pozzetto (9), ed una posizione operativa di rilascio in corrispondenza di uno dei detti scomparti (12) del magazzino (11).
2. 2. Attrezzatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere una piattaforma (5) di supporto per i detti mezzi di estrazione (7) attraversata verticalmente dai mezzi di trasferimento (13) e dal detto magazzino (11).
3. 3. Attrezzatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che la detta piattaforma (5) comprende una porzione mobile (33) solidale alla torre centrale (23) ed una porzione fissa (34), la quale è provvista di un foro (18) passante per il pozzo (8), e di una cavità (35) aperta verso la porzione mobile (33) stessa e definente una porzione superiore del detto pozzetto (9) di servizio.
4. 4. Attrezzatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di bloccaggio (37) disposti in corrispondenza della detta cavità (35) per bloccare un asta (2) nel pozzetto (9) e per cooperare con i detti mezzi di estrazione (7) per svincolare l'asta (2) dai mezzi di estrazione (7) stessi.
5. 5. Attrezzatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto di comprendere un basamento (4) di supporto parallelo alla detta piattaforma (5) e supportante la piattaforma (5) stessa; la torre centrale (23) comprendendo una base (25) di supporto solidale al basamento (4) ed una colonna (26) di manovra montata attraverso la porzione mobile (33) della piattaforma (5) e supportata girevole dalla base (25) di supporto per ruotare attorno al detto asse (A) di rotazione unitamente alla porzione mobile (33) stessa.
6. 6. Attrezzatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di presa (24) comprende una guida (27) parallela all'asse (A) di rotazione e supportata dalla colonna (26) di manovra, ed un elemento (28) a pinza a sua volta comprendente un supporto (30, 31) montato scorrevole lungo la guida (27) stessa.
7. 7. Attrezzatura secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che il detto supporto (30, 31) comprende un braccio (30) mobile trasversalmente alla guida (27).
8. 8. Attrezzatura secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di presa (24) comprende un elemento (29) di contrasto disposto da banda opposta dell'elemento (28) a pinza rispetto alla porzione mobile (33) della piattaforma (5), e mobile in modo coordinato all'elemento (28) a pinza stesso.
9. 9. Attrezzatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di disaccoppiamento (10) sono mezzi automatici e comprendono un braccio (20) di movimentazione supportato girevole dai mezzi di estrazione (7), e due elementi (21) a tenaglia montati l'uno sopra l'altro su di una estremità libera del braccio (20) di movimentazione, e controrotanti l'uno rispetto all'altro per separare un'asta (2) estratta da un'asta (2) ancora parzialmente all'interno del pozzo (8).
10. 10. Attrezzatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di estrazione (7) comprendono una torre (14) di perforazione, una testa motrice (15) mobile verticalmente lungo la torre (14) di perforazione stessa per estrarre una dopo l'altra le aste (2) dal pozzo (8), ed un supporto (16) a pantografo interposto tra la testa (15) e la torre (14) di perforazione, ed atto a permettere una traslazione orizzontale della testa (15) da e verso la torre (14) di perforazione stessa.
11. 11. Attrezzatura di stivaggio e manovra di aste per impianti di trivellazione, sostanzialmente come descritta con riferimento ai disegni annessi.