NO164430B - Fanginnretning for en borestang. - Google Patents

Abstract

For på en sikker måte å kunne oppta også store belastninger mellom et langstrakt legeme (10),. særlig en del av en borestreng, og et motlager (24) ved hjelp av en løsbar forbindelse, er legemet (10). forsynt med i det minste to i aksial retning innbyrdes avstandsplasserte støtteflater (8, 9), mens holdemidler (20, 22) som danner et mellomledd mellom legemet (10) og motlageret (24) er forsynt med til disse støtte-flater (8, 9) tilordnede holdeflater (21, 23) som har innbyrdes avstand.

Description

Oppfinnelsen vedrører en fanginnretning for en borestang ifølge krav l's innledning.

Kjente borestangdeler eller borerør har vanligvis i den ene enden to i aksial avstand fra hverandre plasserte såkalte nøkkelflater. Mellom disse forefinnes en skulder eller en anleggsflate for oversiden til et eksempelvis hesteskoformet innskyvningsstykke, hvis innersider går parallelt med under skulderen plasserte flater på stangdelen. Et slikt innskyvningsstykke utgjør et holdemiddel ved en fanging av stangen og ligger selv an mot et motlager, f.eks. en fangring, et bord, en maskinramme eller lignende. Nøkkelflåtene over den nevnte skulder har ingen bærende eller lastopptagende funksjon, men utnyttes bare for ansettingen av en nøkkel for å holde stangdelen mot rotasjon når en derover plassert stangdel skal skrues løs under brytingen av borestrengen. Slike utførelser er kjent fra US-PS 3463247 og 3554298.

Fra DE-A-2263428 er det kjent en i prinsippet lik fanginnretning. En borestang har i hver ende to nøkkel flater med innbyrdes aksial avstand. Disse er utformet slik at det forefinnes flere i innbyrdes aksiale avstander, i tverrplan plasserte flater, men det er bare flateområder i ett plan som danner støtteflater for oversiden til et tanglegeme når stangen fanges. Det forefinnes nok et tanglegeme for den øvre stangende, beregnet for ansetting mot nøkkelflater, men der dreier det seg ikke om noen bære- eller oppfangingsfunk-sjon.

Den nevnte skulder eller anleggsflåtene belastes ved oppfangingen av borestrengen med hele strengvekten. Utviklingen av boreteknikken har ført til bruk av meget lange borestrenger henholdsvis borestrenger med kraftige borkroner og andre tunge aggregater, og de vekter som holdemidlene skal bære, øker derfor stadig.

Det er også derfor meget høye belastninger på skulderen henholdsvis stangdelens anleggsflate, og tilsvarende på innskyvningsstykket eller lignende. Dette fører til et høyt flatetrykk og et høyt bøyemoment på skulderen. Flaten som står til rådighet er relativ liten, og kan heller ikke økes nevneverdig, fordi man ved de gitte dimensjoner av stangdelen vil få for lite materiale til rådighet i det reduserte tverrsnittsområde under skulderen.

Det er^ således en hensikt med oppfinnelsen å utforeme en fanginnretning av den innledningsvis nevnte art på en slik måte at også store belastninger kan opptas på en sikker måte. Oppfinnelsen tilstreber også fordelaktige utforminger av slike innretninger.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en fanginnretning som angitt i krav 1, med de der i karakteristikken angitte kjennetegn. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

I tillegg til de i det minste to støtteflater kan det, mellom disse og en ende av borestangen, være anordnet en i og for seg kjent nøkkelflate som tjener til å kunne holde borestangen mot rotasjon når dette under bestemte arbeidsoperasjoner er nødvendig, slik tilfellet er særlig ved brytingen eller løsskruingen av de enkelte stenger i en borestreng. Det er imidlertid også mulig innenfor oppfinnelsens ramme, å utforme legemets tverrsnitt under i det minste én av støtteflåtene slik at det fremkommer nøkkelflater, hvilke nøkkelflater er slik tilordnet tilsvarende utformede holdemidler, at det ikke bare kan opptas en belastning i aksialretningen, men også et moment i omkretsretningen, altså et dreiemoment.

I utgangspunktet vil det i de fleste tilfellene være tilstrekkelig å anordne to nøkkelflate-utforminger i to plan med innbyrdes avstand. Oppfinnelsen kan imidlertid også realiseres med et større antall støtteflater i ytterligere plan, dersom dette er nødvendig eller hensiktsmessig.

Utformingen av opplageret kan ha ulike former, dog slik at belastningen av holdeflatene og de tilhørende støtteflater blir jevn. Særlig gjelder at minst ett opplager for en holder kan stillingsendres ved hjelp av en trykkmedium-understøttelse. Da kan opplageret for holderen være stivt utført i et plan, mens opplageret for holderen i, i det minste ett ytterligere plan, har en trykkmedium-under-støttelse.

Ved en annen utførelse er det anordnet en trykkmedium-understøttelse for hvert opplager av holderne i ulike plan. Trykkmiddel-understøttelsene kan ha innbyrdes forbindelse for oppnåelse av en trykkutligning, eller de kan være adskilt fra hverandre.

Som trykkmedium kan særlig anvendes en hydraulikkvæske. For utførelsen av trykkmedium-understøttelsen foreligger det flere ulike muligheter, både med hensyn til systemoppbygg-ingen såvel som med hensyn til den plassmessige utforming og anordning.

Også for holdemidlene forefinnes det tallrike utførelses-muligheter, og da særlig med hensyn til de partier som i driftstilstanden omgir borestangen, under de respektive støtteflater. Legemet kan i dette området tilnærmet ha et flerkanttverrsnitt, særlig et kvadratisk tverrsnitt

med avflatede kanter, men kan også ha et rundt tverr-

snitt. Sistnevnte er fordelaktig når det ikke er nødvendig å kunne oppta et dreiemoment, fordi en slik rund utførelse gir en bedre flateutnyttelse.

Oppfinnelsen kan med særlig fordel anvendes ved borestenger henholdsvis for fanging av en borestreng. Oppfinnelsen kan imidlertid også anvendes i andre tilfeller, hvor det kreves en sikker overføring eller et sikkert opptak av krefter, således særlig med strekkforankringer, eksempelvis fjellforankringer og lignende anvendelser.

Ytterligere detaljer, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende spesielle beskrivelse av ut-førelseseksempler som er vist på tegningen. På tegningene viser fig. 1 et skjematisk vertikalsnitt gjennom en halv-

del av en første utførelsesform av en innretning, sammen med den øvre enden av en borestangdel.

fig. 2 viser en ytterligere utførelsesform av innretningen i vertikalsnitt,

fig. 3 viser et snitt etter linjen III - III i fig, 2,

fig. 4 viser en ytterligere utførelsesform av innretningen i vertikalsnitt,

fig. 5 viser et snitt etter linjen V - V i fig. 4,

fig. 6 viser en ytterligere utførelsesform av innretningen i vertikalsnitt,

fig. 7 viser et snitt etter linjen VII - VII i fig. 6,

fig. 8 viser nok en utførelsesform av innretningen i vertikalsnitt,

fig. 9 viser et snitt etter linjen IX - IX i fig. 8, og fig. 10 viser en ytterligere utførelsesform av innretningen i vertikalsnitt.

I fig. 1 er et rør eller en borstangdel som hører til en borstreng, betegnet med 10. Borstangdelen 10 har ved sin øvre ende en gjengetapp 12, og har ved sin ikke viste nedre ende en tilsvarende gjengemuffe for opptak av en gjengetapp på den neste borestangdel. I motsetning til vanlige utføre-lser har borestangdelen 10 her tre satser eller utforminger 14a, 14b, 14c av avflatede partier. I det viste utførelses-eksempel er det i hver sats 14 fire plane flater 16, som danner en innbyrdes vinkel på 90°. I aksial retningen er flatene 16 i hver sats adskilt fra hverandre ved hjelp av skuldere 18 og 19. Disse skulderne er utført med borestang-delens fulle tverrsnitt og danner støtteflater 8 og 9 med sine undersider.

Denne utførelsen muliggjør opptaket av vekten til borestrengen og en tilhørende borekrone ved hjelp av to støtteflateanord-ninger som virker mot skulderne 18 og 19, i motsetning til tidligere, hvor det bare var mulig å benytte en støtteanord-ning. Platene 16 i den øvre anordning 14c, tjener til ansetting av en nøkkel ved bryting eller løsskruing av stengene i strengen.

De av skuldrene 18 og 19 dannede støtteflater 8 og 9, er tilordnet holdere som ved utførelsen i fig. 1 dannes av en øvre delt ring 20, og en nedre delt ring 22. I fig. 1 er bare en halvpart av hver av ringene av de tilhørende deler vist. Den andre halvparten er speilsymmetrisk til den viste. Disse ringdeler kan ved løftet stang skyves utenfra og radielt inn-over på i og for seg kjent måte, slik at de griper inn i om-rådene under skulderne 18 og 19. Den øvre ring 20, har en til støtteflaten 8 tilordnet holdeflate 21, og den nedre ring 22 har en holdeflate 23 som er tilordnet støtteflaten 9.

Et motlager for opptak av kreftene dannes av et eksempelvis mot marken eller en ramme avstøttende bord 24 og et bærelegeme 26. Begge disse komponenter har et gjennomløp for borestangen. Dessuten forefinnes det to opptaksdeler 28 og 30 med en resp. profilering 32 og 34 på inneromkretsen, eksempelvis i form av en not-f jær- eller kilesporanordning. De delte ringer 20 og 22 har på ytteromkretsen tilsvarende profileringer, slik at de kan få inngrep med opptaksdelene 28 og 30 når ringene senkes sammen med borstangdelen 10 i fra en stilling over hele mot-lageranordningen 24, 26, 28, 30. De delte ringer 20 og 22 plasseres slik i aksialretningen at hver av dem kan få anlegg mot den resp. støtteflate 8, 9 på undersiden av henholdsvis skulderen 18 og -19. Det forefinnes her flere muligheter.

Således kan til forskjell fra det som er vist i fig. 1, ringene 20 og 22 være utført som en enhetlig del, eller være forbundet med hverandre, slik at de. sammen danner en enhet, dvs. at det da foreligger en eneste holdedel som kan avstøtte seg mot motlagerdelene. For at borestrengens vekt mest mulig jevnt skal kunne opptas av holdeflåtene 21, 23, må disse ha en innbyrdes avstand som mest mulig nøyaktig svarer til den aksiale avstand mellom støtteflåtene 8 og 9 på undersiden av skulderne 18 og 19. For å oppnå dette er det nødvendig med en nøyaktig bearbeidelse og montering av de angjeldende deler.

Ved den i fig. 1 delte utførelse, er det derimot ikke nødvendig med en slik nøyaktighet. I steden er det anordnet et med 36 betegnet utligningssystem. Både i opptaksdelen 38 så vel

som i bærelegemet 26, er det anordnet sylindre 38 med til-hørende forskyvbare stempler 37. Sylindrene 38 har forbindelse med hverandre gjennom en kanal 40 og er delvis fylt med hydraulikkvæske 42. Det forefinnes et større antall slike arbeidssylindere 37, 38, som er fordelt over omkretsen til de delte ringer 20, 22, og er forbundet med hverandre. På hver ringdel 20 og 22, er det på tilsvarende steder anordnet lager-plater 44 for anleggssamvirke med de respektive endeflater til de enkelte stempler 37. Stempelstengene eller avtrappede deler av stemplene 37, har føring i føringselementet 46 som er fast montert i delene 26 og 28.

Dersom under oppfangingen av borstrengen ringen 2 0 legger seg an med sin holdeflate 21 mot støtteflaten 8, før ringen 22 legger seg an mot støtteflaten 9 med sin holdeflate 23, så må ringen 20 temporært bære hele vekten. De øvre stempler 37 forskyver sine sylindre 38 og vil derved fortrenge hydrau-likkvæsken til de nedre sylindre 38. Derved løftes de nedre stempler 37, og derved også den nedre ring 22. Holdeflaten 23 vil da få anlegg mot støtteflaten 9 på skulderen 19. Når det hydrauliske trykk i samtlige sylindre 38 er utlignet,

så vil ringene 20 og 22 belastes med samme kraft via holdeflaten 21 og 23, og støtteflåtene 8 og 9. Derved fordeles borestrengvekten jevnt på de to skulderne 18 og 19, slik at ingen av dem påkjennes for sterkt.

Innenfor oppfinnelsens ramme er det mulig å benytte mer enn

to støtteflater-anordninger, særlig i tillegg til en over-liggende nøkkelflate-anordning for ansetting av en for løs-brytingen av stengene anvendt nøkkel. Det forefinnes da tilsvarende utlignings innretninger, slik at samtlige støtte-flater belastes med samme andel.

I fig. 2 til 10 er det vist en respektiv borestangdel eller et andre langstrakt legeme 10 henholdsvis 11. Uansett utform-

ing er et begerformet motlager betegnet med 25. Dette motlager hviler på en ramme, et fundament 27 eller lignende, legemet 10; 11 er på samme måte som i fig. 1 forsynt med skul-dre 18, 19 med tilhørende støtteflater 8,9, hvor holdeflåtene 21, 23 på de med 20 og 22 betegnede holdere, kan få anlegg.

I fig. 3, 5, 7 og 9 ser man at holderen 22 er en av to deler 22a, 22b oppbygget ring. Delene kan svinges i forhold til hverandre om en tapp 22c, og kan legges rundt legemet 10; 11,

og sikres i arbeidsstillingen ved hjelp av en lås 22d. Tilsvarende gjelder for holderen 20. Det er imidlertid også

mulig å ha andre utførelsesformer av holderne.

Ved utførelsen i fig. 2 og 3 ligger den øvre holder 20 i drifts-tilstand an mot en skulder 51 i motlageret 25. Den nedre holder 22 er hydraulisk avstøttet. Dette skjer under ut-nyttelse av et ringstempel 52 som kan forskyves vertikalt i en av motlageret 24 dannet eller i motlageret plassert sylinder. Sylinderrommet 53 er gjennom ledningen 55 tilknyttet et hydraulikksystem som innbefatter en trykkakkumulator 56

og et manometer 52. Systemet kan fra en ikke vist kilde til-føres hydraulikkvæske med bestemt trykk, gjennom en bære-ventil 54. Ved hjelp av dette systemet kan den nedre holder 22 understøttes slik ved hjelp av ringstempelet 52 at det oppnås en i hvert fall tilnærmet lik plassfordeling på .de to holderne 20 og 22.

I fig. 4 og 5 er begge holderne 20 og 22 hydraulisk avstøttet mot motlageret 25, ved hjelp av ringstempelet 52 og ringstempelet 58. De tilhørende sylinderrom 53, 59 er ved hjelp av ledninger 61, 62, tilknyttet et hydraulikksystem som mates ved hjelp av pumpe 64, via en tilbakeslagventil 65.. Systemet innbefatter videre en trykkbegrensningsventil 6 6 og et manometer 57. Når de har like virksomme stempelflater vil begge holdere 20 og 22 få samme andel av vektbelastningen. Støttekraftens størrelse kan innstilles i trykkbegrensnings-ventilen 66, i samsvar med manometervisningen.

I fig. 4 og 5 er det dessuten vist det trekk at legemet 11 under skulderne 18 og 19 har områder 60 med sylindrisk form, altså sirkeltverrsnitt, i steden for et kvadratisk tverrsnitt slik tilfellet er ved de hittil beskrevne utførelser. I samsvar med dette er også holderne runde, se fig. 5. Dette gir meget gunstige flateforhold.

I fig. 6 og 7 er det som i fig. 4 og 5 vist en stangdel eller et annet langstrakt legeme 11 med sylindrisk område 6 0 under skulderne 18 og 19. Den øvre holder 20 er som i fig. 2 i fast anlegg mot en skulder 51 i motlageret 25, mens den nedre holder 2 2 er hydraulisk understøttet. Dette skjer her med stempler 37 i rundt, omkretsen til holderen 22 fordelte sylindre 38 i motlageret 25. Sylinderrommene 39 er ved hjelp av stikkledninger 41 og en ringledning 43 tilknyttet et hydraulikk-system. Dette hydraulikk-system innbefatter på samme måte som i fig. 4 en pumpe 64, som suger fra en tank 63, et manometer 57 og en trykkbegrensningsventil 66.

Utførelsen i fig. 8 og 9 har hydraulisk understøttelse av begge holderne 20, 22. Understøttelsen skjer her ved hjelp av stempler 37 og 67, som er fordelt rundt omkretsen. Deres tilhørende sylindre er betegnet med 38 og 68. Sylinderrommene 39, 69 er gjennom stikkledninger 41 og 71 tilknyttet ringledningen 43 og 73 som er tilknyttet et hydraulisk system av samme type som i fig. 2. Det forefinnes således en akkumulator 56, et manometer 57 og en sperreventil 54. Gjennom sperreventilen tilføres hyraulikkvæske under gitt trykk fra en ikke vist kilde.

Fig. 10 viser en utførelse hvor de to holderne 20, 22 for en borestangdel 10 er hydraulisk understøttet. Understøttelsen skjer her ved hjelp av ringstempler 52 og 58, på samme måte som i fig. 4. Imidlertid er hvert sylinderrom 53 og 59 gjennom en ledning 74 henholdsvis 75 tilknyttet et eget hydraulikksystem 50, henholdsvis 70. Hvert av disse systemene innbefatter en tank 63, en pumpe 64, en tilbakeslagsventil 65, et manometer 54 og en trykkbegrensningsventil 66. Begge . systemer kan innstilles etter forholdene, særlig slik at man får lik belastning av de to holderne.

På tegningene er det bare vist noen av de mulige utførelser innen oppfinnelsens ramme. Dét vil være åpenbart for en fagmann at det forefinnes andre varianter og modifikasjoner. Således kan f. eks. utførelsene i fig. 2 ha runde tverr-snittsområder under skulderne 18, 19. Understøttelsen av holderen 22 kan også skje ved hjelp av flere stempler. Hydrau-likksystemet kan være innstillbart ved hjelp av en trykkbegrensningsventil, og det kan også forefinnes en hydraulisk understøttelse for holdere 20.

Ved utførelsen i fig.4 kan det i steden for de sylindriske områder i 60 også anvendes mangekanttverrsnitt. Understøttelsen kan i begge plan skje ved hjelp av enkeltstempler, og det kan forefinnes et hydraulikksystem med trykkakkumulator.

Ved utførelsen i fig. 6 kan man i steden for de sylindriske områder 60 ha mangekanttverrsnitt. Understøttelsen kan gjennomføres med ringstempel i steden for enkeltstempler. Det kan forefinnes et hydraulikksystem med akkumulator, og det kan også være anordnet en trykkmediumunderstøttelse for det andre plan.

Med hensyn til utførelsen i fig. 8 så kan det også der under skulderne 18 og 19 benyttes sylindriske områder. Den hydrauliske undersøkelsen kan i et eller begge plan skje ved hjelp av et hydraulikksystem med en trykkbegrensningsventil. I steden for enkeltstempler kan det benyttes ringstempler.

Tilsvarende modifikasjonsmuligheter foreligger også for ut-førelsen i fig. 10.

Claims (13)

1. Fanginnretning for en borestang (10,11) i et motlager (24,26;25), særlig en fangring, et bord, en maskinramme eller lignende, hvor det mellom motlageret (24,26;25) og borestangen (10,11) er anordnet løsbare holdemidler (20,22) som kan bringes til flatekontakt (8,9) med borestangen, karakterisert ved at det i området til i det minste én ende av borestangen (10,11) er anordnet minst to i aksialretningen en innbyrdes avstand oppvisende støtteflater (8,9) og det på separate holdere (20,22) er anordnet holdeflater (21,23) beregnet for samtidig samvirke med støtteflåtene (8,9), idet hver holder har en egen opplagring og det for holderen (22) i minst ett plan forefinnes en trykkmedium-understøttelse (37 ,38;52 ,53).

2. Fanginnretning ifølge krav 1, karakterisert ved at opplagringen (51) for holderen (20) i ett plan er stivt utformet.

3. Fanginnretning ifølge krav 1, karakterisert ved at opplagringen for hver av holderne (20,22) i de enkelte plan, innbefatter en trykkmedium-understøttelse (37 ,38 ; 52 ,53 ,58 ,59 ; 67 ,68) .

4. Fanginnretning ifølge krav 3, karakterisert ved at trykkmedium-understøttelsene (37,38;52,53 ,58 ,59;-67,68) for holderne (20,22) har innbyrdes forbindelse for trykku11ign ing.

5. Fanginnretning ifølge krav 3, karakterisert ved at det for holderne (20,22) forefinnes separate trykkmedium-understøttelser (50,70).

6. Fanginnretning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at det i det minste for én trykkmedium-understøttelse (52,53;37,38;67 .68) forefinnes et system med en oppladbar trykkmedium-akkumulator (56).

7. Fanginnretning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at det for minst én trykkmedium-understøtt-else (37,38;52,53 ,58 ,59) forefinnes et fra en trykkmedium-kilde (64) matet system med trykkbegrensningsventil (66).

8. Fanginnretning ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at i det minste én trykkmedium-understøtt-else innbefatter flere sylindre (38;68) med bærestempler (37;67) .

9. Fanginnretning ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at i det minste én trykkmedium-understøtt-else har en ringformet sylinder (53,59) med et deri anordnet ringformet bærestempel (52,58).

10. Fanginnretning ifølge et av kravene 1-9, karakterisert ved at det på borestangen (10) i tillegg til minst to støtteflater (8,9) forefinnes en i og for seg kjent nøkkelflateanordning (14c) eller lignende.

11. Fanginnretning ifølge et av kravene 1-10, karakterisert ved at borestangen (10) i det minste under én støtteflate (8,9) har i det minste ett tilnærmet mangekanttverrsnitt.

12. Fanginnretning ifølge et av kravene 1-10, karakterisert ved at borestangen (11) i det minste under én støtteflate (8,9) har et rundt tverrsnitt (60).

13. Fanginnretning ifølge et av kravene 1-12, karakterisert ved at holdemidlene (20,22) på i og for seg kjent måte har to innbyrdes svingbart forbundne deler (22a,22b).