NO138778B - Knuseanordning for anvendelse i forbindelse med fjellboreutstyr - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en knuseanordning for anvendelse med fjellboreutstyr omfattende et vertikalt langstrakt knusekammer inneholdende løse kuler og som ved sin nedre ende har en sentral åpning, og et boreverktøy i form av en kjerneborkrone med en sentral åpning i direkte forbindelse med åpningen i knusekammeret hvorved kjernematerialet som skal knuses, kan bli ført inn i knusekammeret, minst ett fluidum-innløp for tilkopling til en kilde høytrykksfluidum og utløp for tilkopling til minst én avløpskanal.

Den energi som absorberes ved kammeret, vil styres som en funksjon av knusingen som skal utføres ved modifi-sering av et antall og/eller tverrsnittet av fluiduminnløpet eller innløpene, hvorved det blir mulig å gi strømmen eller strømmene den nødvendige hastighet i betraktning av differan-sen mellom innløpstrykket for strømmene og trykket i kammeret.

Ved en spesiell utførelse av anordningen er knusekammeret' avlangt i vertikalretningen og strømmen eller strøm-mene er rettet mot kammerets akse.

En anvendelse for knusing i industriell målestokk som oppfinnelsen er knyttet til, er boreoperasjoner med fjellboreutstyr som under boring danner en sentral kjerne og hvor hovedoppgaven er å destruere og fjerne en slik. kjerne.

For dette formål har det vært anvendt forskjel-lige mekaniske anordninger.

Noen av disse anordninger omfatter et fast organ an-bragt på oppstrømssiden av verktøyet til nedbrytning av kjernen og nedbrytningsfragmentene fjernes gjennom sideåpninger fra det ringformede rom i borehullet.

En anordning au en annen type er beskrevet i' fransk patent 1 220 864. I de utførelser som er omtalt i patentet, er det på oppstrømssiden av verktøyet og i bore-væskens strøm mot verktøyet anordnet et mekanisk - drevet organ som nedbryter kjernen og nedbrytningsfragmentene fjernes sammen med borevæsken gjennom verktøyets dreneringskanaler. Denne passasje av fragmenter gjennom dreneringskanalene i verktøyet bevirker at fragmentene føres til arbeidsflaten og utsetter verktøyet for ytterligere belastning.

Anordningen ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at nevnte fluiduminnløp er anordnet i den nedre ende av nevnte kammer og er rettet skrått oppad mot kammerets akse, idet ut-løpene er fordelt i kammerets sidevegg og fluiduminnløpene og utløpene er slik dimensjonert innbyrdes at det vil være en vesentlig trykkdifferanse mellom kammeret og fluidumkilden.

Fragmenter fra knusingen fjernes fra kammeret sammen med væsken fra strålene gjennom åpninger i sideveggene og disse åpninger er i forbindelse med det ringformede lavtrykks-rom mellom veggene av borehullet og boreapparatet, slik at fragmenter av kjernen føres til overflaten sammen med boreres-ter ved hjelp av væsken som stiger i dette ringformede rom. Åpningen som kjernen føres gjennom i kammeret er utstyrt med tilbakeslagsorgan som hindrer kulene i å komme ut gjennom denne åpning som følge av tyngdekraften på det tidspunkt knuseappara-tet ikke er i drift.

Avhengig av strålenes antall og tverrsnittet av deres innløpsåpninger og under hensyntagen til trykkdifferan-sen mellom høytrykksborefluidet og trykket i kammeret, kan kraften som tas ut av borefluidet kontrolleres eller styres for å utføre knusingen under de beste forhold.

Under boring i bløtere jordarter vil f.eks. kjernen brytes opp uten særlig stor tilførsel av energi og fluidum-strålene vil bare utgjøre en liten del av den energi som fin-nes i borefluidet. I harde jordarter vil en stor del av bore-fluidets energi fjernes gjennom strålene.

Oppfinnelsen er ikke. begrenset til den nevnte anvendelse, idet den kan brukes til andre knuseprosesser eller slipeprosesser og da enten i forbindelse med væskeformet eller gassformet medium.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksempler under henvisning til tegningene, hvor: fig. 1 viser et vertikalsnitt gjennom en hydraulisk knuseanordning ifølge oppfinnelsen brukt sammen med et boreapparat, fig. 2 viser et horisontalt delsnitt langs linjen II —11 på fig. 1, fig. 3 et vertikalsnitt langs linjen III-III på fig. 4 av en annen utførelse av en hydraulisk knuseanordning i forbindelse med et boreapparat, og fig. 4 er et horisontalt delsnitt langs linjen IV-IV på fig. 3.

Fig. 1 og 2 viser en hydraulisk knuseanordning med et knusekammer 14 i forbindelse med et diamantboreverktøy 15 som er i drift i jordbunnen 16.

Som vist på fig. 1 borer verktøyet 15 i jordbunnen med sine diamantdekkede flater og borekaks fjernes gjennom mellomrommet mellom verktøyets opphengsrør 17 og borehullets vegg.

I verktøyets senter formes etter hvert en sentral kjerne 18 som er vanskelig å fjerne ved borespyling og gjennom de bortføringskanaler som verktøyet er utstyrt med til dette formål.

Den sentrale kjerne 18 stiger opp mot knusekammeret 14 som er anordnet i midten av verktøyopphengsrøret 17.

Store kjernefragmenter kommer inn i kammeret 14 hvor kuler med forutbestemt størrelse og beskaffenhet slynges eller kastes med voldsom kraft. Kulene kan f.eks. være stål-kuler med diameter mellom 10 og 30 mm.

Borevæske tilføres gjennom opphengsrøret 17 og strømmer gjennom kanaler 21 anordnet mellom kammeret 14 og røret 17 .

Disse kanaler mater et ringformet kammer 22 og borevæske strømmer deretter gjennom knusekammerets kanaler 23, åpninger 24 og drenBringsspor 27 på verktøyet.

Kanalene 23 er anordnet på skrå med vertikalen

for å lede væskestråler med stor hastighet mot kammerets akse og derved utsette kulene og kjernefragmentene for en slik be-vegelse at de etter å ha støtt mot kammerets topp vil falle ned langsetter kammerets sidevegger og komme ned på bunnen for der igjen å opptas av væskestrålene for gjenopptagelse av opera-sjonen. På denne måte tilveiebringes en mengde voldsomme sam-menstøt mellom kulene og kjernefragmentene med det resultat at kjernen raskt knuses.

Når kulene 20 returnerer mot kammerets 14 bunn langsetter kammerets sidevegger, forhindrer de tilstopping av kammerets åpninger 25 som tjener til bortføring av borevæsken og restene fra den knuste kjerne.

Bortført væske og borekaks med væske som passerer verktøyets 15 kanaler 19 føres oppover langsetter det ringformede mellomrom 26 mellom borehullveggen og opphengsrøret 17.

Fig. 2 viser borevæsketilførselskanaler 21 for spyling av verktøyet og matning av knusekammeret. På figuren er også åpninger 25 for bortføring av fragmenter fra kjernen til det ringformede mellomrom 26 vist. Disse åpninger 25 har mindre dimensjon enn kulenes 20.

Knusekammeret 14 er1 ved bunnen utstyrt med en inn-retning 28 med bevegelige fingre som hindrer kulene i å komme ut av kammeret når verktøyet løftes eller senkes, men som tillater at kjernen kan gå gjennom under boring.

Fluidumstrømmene som sendes ut gjennom kanalene

23 forbi <le bevegelige fingre 28, beskytter de sistnevnte mot støt fra kulene og kjernefragmentene som knuses.

Kulenes antall og egenskaper er valgt slik at kulene ikke forandres under boring og knusing..

Den energi som brukes opp av den hydrauliske knuseanordning tilføres fra borepumpen ved overflaten. Trykkdif-feransen mellom de ringformede kammere 22 og 26 kan være fra 30 til 50 bar.

Utførelsen ifølge fig. 1 tillater en vesentlig økning av gjennomtrengningshastigheten for diamantverktøyet og betydelig reduksjon av slitasjen i verktøyets sentrale parti. Fig. 3 og 4 viser en lignende anordning som på fig. 1 og 2 og det er også brukt de samme henvisningstall for de samme deler. Mens ved utførelsen ifølge fig. 1 og 2 kammeret 22 tjener til matning av både kanalene 23 og åpningene 24 , er i dette tilfelle kammeret 22 bare i forbindelse med kanalene 23, slik at hele fluidummengden passerer knusekammeret. Utløpsåpningene 25 er i forbindelse med kanaler 29 og drenerings- eller spylingsspor 27 i verktøyet. Fig. 4 viser matningskanalene 21 for borevæsken. Den viser også tømningsåpningene 25 for fragmentene fra den knuste kjerne som fører til kanalene 29. Åpningenes 25 tverr-dimensjon er mindre enn kulenes 20.

I stedet for å føre all utløpsvæsken gjennom åpningene 25 og sporene 27 kan endel av væsken føres direkte til mellomrommet som omgir røret 17.

Også i dette tilfelle er kulenes antall og beskaffenhet slik at de ikke underkastes vesentlig forandring under høringsprosessen.

Claims (5)

1. Knuseanordning for anvendelse i forbindelse med fjellboreutstyr omfattende et vertikalt langstrakt knusekammer (14) inneholdende løse kuler (20) og som ved sin nedre ende har en sentral åpning, og et boreverktøy (15) i form av en kjerneborkrone med en sentral åpning i direkte forbindelse med åpningen i knusekammeret (14) hvorved kjernematerialet som skal knuses, kan bli ført inn i knusekammeret, minst ett fluiduminnløp (23) for tilkopling til en kilde høytrykks-fluidum og utløp (25) for tilkopling til minst én avløps-kanal (26, 29),karakterisert vedat nevnte fluiduminnløp (23) er anordnet i den nedre ende av nevnte

kammer (14) og er rettet skrått oppad mot kammerets akse, idet utløpene (25) er fordelt i kammerets sidevegg og fluiduminn-løpene og utløpene er slik dimensjonert innbyrdes at det vil være en vesentlig trykkdifferanse mellom kammeret og fluidumkilden .

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat fluiduminnløpene (23) er koplet til ett eller flere kammere (22) som helt eller delvis omgir knusekammerets (14) sentrale åpning og som utad begrenses av et opphengsrør (17) for boreverktøyet, idet kanaler (21) for tilførsel av fluidum til kammeret eller kamrene (22) er anordnet mellom knusekammeret og opphengsrøret.

3. Anordning ifølge krav 2,karakterisert vedat kanaler (24) for tilførsel av spylefluidum til boreverktøyet (15) er koplet til kammeret eller kamrene (22) og at utløpene (25) munner direkte ut i avløpskanalen (26).

4. Anordning ifølge krav 2,karakterisert vedat i det minste en del av utløpene (25) munner ut i kanaler (29) som er anordnet mellom knusekammeret (14) og opphengsrøret (17) for tilførsel av spylefluidum til boreverk-tøyet (15 ) .

5. Anordning ifølge krav 2,karakterisert veden tilbakeslagsventil (28) ved knusekammerets (14) sentrale åpning for å tillate innføring av kjernemateriale (18) som skal knuses, men holde tilbake kulene (20).