NO331918B1 - Støtteanordning for borestreng og halvdel av støtteanordning for borestreng - Google Patents

Abstract

Støtteanordning (1 0) for borestang og omfattende midler for å forskyve to motstående halvdeler (20) av støtteanordningen (10), idet hver halvdel omfatter en overflate (21) for direkte kontakt med den borestreng (30) som flere borestenger danner, der hver halvdel (20) har en utsparing (23) for å danne en borestrengåpning (22) sammen med en motstående halvdel (20), idet utsparingen (23) generelt har V-form for å muliggjøre styring/støtte av borestrengen (30) med forskjellig fasong og dimensjon. Oppfinnelsen er kjennetegnet ved at halvdelene (20) er bevegelige mot og fra hverandre for å gi kontakt med borestrengen 30. Oppfinnelsen gjelder borestrengstøttehalvdeler (20) for bruk i slike støtteanordninger.

Description

Teknisk område

Denne oppfinnelse gjelder en støtteanordning for en borestang for å styre en borestreng i en borerigg, særlig en borerigg for fjellboring, og støtteanordningen er i samsvar med det selvstendige patentkrav. Oppfinnelsen gjelder også en halvdel av en slik støtteanordning, for bruk i en støtteanordning som skissert ovenfor.

Oppfinnelsens bakgrunn

Generelt omfatter en borerigg (fig. 1) for fjellboring en mobil anleggsmaskin, en bom eller arm og en mateskinne koplet til denne bom via for eksempel en holder for mateskinnen. En boremaskin kan forflyttes langs mateskinnen og drive borestrengen ned i grunnen. Borestrengen omfatter en borkrone og sammenføyde borestrenger.

Når man skal bore relativt dype hull er det viktig at borehullet ikke kommer til å avvike fra den tiltenkte retning, siden et avvik som gir et krumt borehull vil kunne få en negativ virkning på det endelige resultat, i avhengighet av hva borehullet skal brukes til. En eller flere støtteanordninger for borestengene brukes derfor til å styre borestrengen i riktig retning, slik at den tvinges til å følge denne retning og ikke avvike fra den.

En støtteanordning for å styre borestrengen av borestenger må ikke forveksles med en klemanordning, men brukes som nevnt for å styre borestrengen under selve boringen, og da skal det bare være liten friksjon mellom denne og hver enkelt støtteanordning. I motsetning til dette har klemanordninger, for eksempel så som beskrevet i patentskriftene DE 19909860 og JP 2003 074286 som bruksområde løsning eller tilstramning av borestengene når de tas opp fra borehullet, og de er følgelig konstruert for å kunne strammes til tett rundt stengene (stor friksjon). Et ytterligere relevant eksempel innen faget er beskrevet i patentskrift DE 2288232.

Generelt omfatter en anordning for støtte av borestenger et par halvdeler. Disse halvdeler av støtteanordningen kan føres inn mot hverandre og fra hverandre for henholdsvis å lukke til eller åpne rundt/for borestrengen. Når halvdelene er i lukket stilling i forhold til hverandre, har de kontakt med borestrengen via overflaten av halvdelenes utsparing for delvis omslutning av borestrengen, slik at to og to halvdeler kan styre borestrengen ved sentrering, men uten å klemme denne fast.

Utsparingen (oftest er det bare én i hver halvdel) i kjente halvdeler av støtteanordningen danner en (halv) åpning for å passe rundt (halvparten av) borestrengen, ut fra fasong og dimensjon. En felles form for utsparing i halvdelene av støtteanordningen er hovedsakelig halvsirkulær, slik at man til sammen med to halvdeler får en i hovedsaken sirkulær åpning innrettet for å passe til borestrenger med sirkulært tverrsnitt (vist på fig.2A).

Man har også halvdeler av støtteanordninger for borestrenger, særskilt tilpasset borestrenger med polygonalt tverrsnitt (så som angitt i patentskriftet JP 2003 053724). Disse halvdeler kan således bare brukes for en bestemt stangform og tilhørende stangdimensjon.

En hovedulempe med de kjente støttehalvdeler for borestenger er at de er innstilt eller konstruert for å passe en bestemt dimensjonert borestreng, som også har en bestemt fasong. Et problem med dette vil da naturligvis være at støtteanordningen for borestengene vil kunne utsettes for kraftig vibrasjon, idet borestrengen og steinstøv etc. vil kunne gi betydelig slitasje av deler av anordningen og særlig av dens halvdeler. Tilpasningen til borestengene er imidlertid tilfredsstillende når halvdelene er nye, men etter hvert som de slites, spesielt ved slitasjen av den roterende borestreng, vil tilpasningen mellom dem og borestrengens overflate bli dårligere (vist på fig. 2B), hvilket fører til dårligere styring og støtte. Styringene blir dårligere desto mer halvdelene er slitt, og ved en slitasje over en viss grense må halvdelene skiftes ut hvis man ønsker å ha god styring og støtte av borestrengen. Hyppige utskiftinger er imidlertid tidkrevende og øker rigganleggets kostnader ved boreprosessen..

Et annet problem med å bruke støtteanordningshalvdeler som er tilpasset en bestemt borestreng er at det fører til tidkrevende utbytting av halvdelene for overgang fra en bestemt type borestreng til en annen.

Kort gjennomgåelse

Hovedmålet med denne oppfinnelse er å komme frem til en halvdel av en støtteanordning for en borestang og som kan brukes over en lengre tidsperiode og for forskjellige borestrengutgaver, dvs. en halvdel som ikke behøver byttes ut så ofte på grunn av slitasje eller når en annen type borestang skal brukes. Dette løses med den halvdel hvis trekk fremgår av karakteristikken i patentkrav 1. Foretrukne utførelser vil fremgå av underkravene.

I et første aspekt gjelder således oppfinnelsen en støttehalvdel av en anordning for å støtte og styre en borestang, og halvdelen har for dette (slik det fremgår av det opprinnelige patentkrav 1, senere erstattet for videre behandling av patentsøknaden) en overflate for direkte kontakt med borestrengen, og halvdelen har for dette en utsparing for å danne en borestrengåpning sammen med en motstående halvdel av en støtteanordning for borestangen. Oppfinnelsen erkarakterisert vedat utsparingen generelt har V-form, for å muliggjøre en effektiv styring av borestrenger med forskjellig fasong og dimensjon.

Med en halvdel ifølge oppfinnelsen og anordnet med en generelt V-formet utsparing vil samme sett halvdeler kunne brukes for borestrengen med forskjellig størrelse ved å innstille avstanden mellom halvdelene, og samtidig beholdes oppbyggingen av halvdelen enkelt sett fra et fremstillingssynspunkt. Videre vil det være slik at når halvdelene blir slitt av borestrengens rotasjon kan de også føres sammen (noe mer for å oppta slitasjen), slik at de fremdeles kan styre borestrengen effektivt.

Disse og andre aspekter ved oppfinnelsen og fordeler med denne vil fremgå av detaljbeskrivelsen nedenfor og de tilhørende tegninger.

Kort beskrivelse av tegningene

I detaljbeskrivelsen av denne foreliggende oppfinnelse skal det vises til de tilhørende tegninger, hvor: fig. 1 viser en skjematisk oversikt over en borerigg for berg- eller fjellboring,

fig. 2A viser skjematisk et eksempel fra den kjente teknikk når det gjelder ikke slitte støttehalvdeler med halvsirkulære utsparinger, i lukket stilling rundt en borestang,

fig. 2B viser halvdelene på fig. 2A etter at de er slitt,

fig. 3A viser i perspektiv en støtte eller holdeanordning for en borestang, idet støtten har halvdeler i samsvar med oppfinnelsen og i lukket stilling rundt en borestreng med liten diameter,

fig. 3B viser skjematisk halvdelene og borestangen på fig. 3A,

fig. 4A viser i perspektiv en holdeanordning for en borestang med halvdelene på fig. 3A i lukket stilling rundt en borestreng med større diameter enn den på fig. 3A,

fig. 4B viser skjematisk halvdelene og borestangen på fig. 4A,

fig. 5A viser halvdelene i en annen utførelse av oppfinnelsen, idet sidene i utsparingene er konvekse,

fig. 5B viser halvdelene i nok en utførelse av oppfinnelsen, hvor sidene i utsparingene er konkave, og

fig. 6 viser en holdeanordning for en borestang i samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen og med halvdelene forskjøvet i forhold til hverandre.

Detaljbeskrivelse

Fig. 1 viser en skjematisk oversikt over en bergborerigg som omfatter en bevegelig bærer 1, en bom 2 og en mateskinne 4 koplet til bommen via en skinneholder 3. En boremaskin 5 er forskyvbart festet til mateskinnen 4 og kan forskyves langs denne slik at borestrengen 30 kan forskyves. Borestrengen 30 omfatter borepunktet i form av en borkrone og de sammenføyde borestenger.

Mateskinnen 4 har en boreende 41 fra hvilken borhodet rager frem under boringen. Generelt har borerigger minst én holdeanordning 10 for borestengene, nær boreenden 41 på mateskinnen 4, for å styre borestrengen 30. Boreriggen på fig. 1 er vist med to slike holdeanordninger 10 for borestengene.

Fig. 3A og 4A viser en holdeanordning 10 for en borestang og omfattende to halvdeler 20 i samsvar med oppfinnelsen. Disse halvdeler 20 av holdeanordningen kan forskyves i forhold til hverandre, nemlig inn mot hverandre og fra hverandre, på en måte som allerede er kjent, blant annet fra hydrauliske eller pneumatiske sylindere. Halvdelene kan altså innta en mer eller mindre åpen og en mer eller mindre lukket stilling. Når det gjelder fig. 3B og 4B er de viste halvdeler 20 av holdeanordningen for borestengene i en styreposisjon rundt en borestreng 30 (lukket stilling av halvdelene).

En halvdel 20 av en holdeanordning og i samsvar med oppfinnelsen omfatter en overflate 21 for direkte kontakt med borestrengen 30. Halvdelen 20 har en utsparing 23 innrettet for å danne en borestrengåpning 22 sammen med en motstilt halvdel 20 av holdeanordningen. Halvdelen 20 kan være i ett stykke.

Utsparingen 23 har generell V-form for å kunne styre borestrenger 30 med forskjellig fasong og dimensjon. En halvdel 20 ifølge oppfinnelsen har en stor V-formet utsparing 23 og kan således danne en borestrengåpning 22 med i alt vesentlig rombeform, sammen med en motstilt halvdel 20 når disse to halvdeler føres mot hverandre.

Sidene av den generelt V-formede utsparing 23 kan være avrundet, så som generelt konveks eller konkav (fig. 5A og 5B, overdrevet kurve). For konstruksjonsformål kan spissen i V-formen være noe avrundet (illustrert på fig. 3B og 4B).

Jo større vinkel V-formen har desto færre halvdeler behøves for å kunne dekke det aktuelle omfang av stangdimensjoner. Likevel vil det være et krysningspunkt hvor en for stor vinkel ikke lenger gir en tilfredsstillende styring av borestrengens stenger, idet dette vil være avhengig av stengenes dimensjon. Fortrinnsvis er vinkelen p mellom sidene av den V-formede utsparing 23 i området mellom 70 og 120°, mer foretrukket mellom 80 og 110°. Enda mer foretrukket er vinkelen p i området mellom 90 og 100° og aller helst foretrekkes at vinkelen er ganske nær 90°.

Ved bruk av et par halvdeler med en vinkel p på omkring 100° kan et omfang av stenger med ytterdiameter mellom 51 og 178 mm håndteres ved hjelp av bare tre forskjellige sett halvdeler 20. Til sammenlikning måtte man tidligere for samme omfang av ytterdiameter ha omkring 15 forskjellige sett med halvdeler, og for halvdeler tilpasset å passe til bestemte typer stenger måtte man bruke ett halvdelsett for hver enkelt dimensjon stenger.

Når boringen skal starte bringes borestrengen 30 ned gjennom holdeanordningen 10 for borestengene, mot den overflate (fjellet, berget) som skal bores, og halvdelene 20 av holdeanordningen bringes til kontakt med borestrengen 30 (lukket stilling) for å styre denne borestreng under boringen.

Avstanden mellom halvdelene 20 arrangert i holdeanordningen 10 er innstillbar for å muliggjøre styring av forskjellige borestrenger 30 (med forskjellig form og/eller dimensjon).

Dersom nå halvdelene av holdeanordningen er slitte og det oppstår en klaring mellom borestrengen og overflaten, blant annet på grunn av store krefter, vibrasjon og borekaks kan halvdelene 20 bringes nærmere sammen for på ny å etablere kontakt med borestrengen 30 og fortsette styringen av denne.

Dersom dimensjonen av borestrengen 30 reduseres eller den respektive overflate 21 av holdeanordningens halvdeler 20 er slitt, kan halvdelene 20 også føres sammen for å opprettholde tett styring av borestrengen 30, og motsatt kan de føres fra hverandre for å passe rundt en borestreng 30 med større dimensjon.

Generelt er de motstående halvdelene 20 anordnet i samme plan i holdeanordningen 10, men alternativ 10, men alternativt og som vist på fig. 6 kan de være anordnet i forskjellige parallelle plan i denne anordning for å la dem kunne skyves sammen enda mer, slik at de kan støtte enda mindre dimensjoner av borestreng/borestang.

Støtteanordningens halvdel, og særlig dens overflate for kontakt med borestrengen er fortrinnsvis fremstilt av et materiale med betydelig slitasjemotstand og samtidig liten friksjon mot borestrengens overflate, så som platestål, støpemateriale eller et annet hensiktsmessig materiale.

Det er også mulig å la halvdelene ha innsatser (for eksempel sveiset inn i hver halvdel eller festet på en annen hensiktsmessig måte), og innsatsene kan da være av et passende slitasjebestandig materiale så som herdet stål, keramikk, polymermateriale og liknende, mens den generelle V-form av utsparingen fremdeles opprettholdes. Innsatsene kan være utskiftbare.

De utførelsesformer som er vist på tegningene og gjennomgått her i beskrivelsen skal egentlig ikke betraktes begrensende, men bare som eksempler.

Claims (4)

1. Støtteanordning (10) for borestang og omfattende midler for å forskyve to motstående halvdeler (20) av støtteanordningen (10), idet hver halvdel omfatter en overflate (21) for direkte kontakt med den borestreng (30) som flere borestenger danner, der hver halvdel (20) har en utsparing (23) for å danne en borestrengåpning (22) sammen med en motstående halvdel (20), idet utsparingen (23) generelt har V-form for å muliggjøre styring/støtte av borestrengen (30) med forskjellig fasong og dimensjon,karakterisert vedat halvdelene (20) er anordnet for kontinuerlig og parallell forskyvning inn mot og fra hverandre for å gi kontakt med borestrengen 30, hvorved de to halvdeler (20) i et sett kan brukes til styring/støtte av borestrengen med forskjellig fasong og dimensjon.

2. Støtteanordning (10) ifølge krav 1,karakterisert vedvidere å omfatte sylindere som halvdelene (20) av støtteanordningen kan forskyves til og fra hverandre ved hjelp av.

3. Støtteanordning (10) ifølge ett av kravene 1-2,karakterisert vedat halvdelene (20) er anordnet i forskjellige parallelle plan.

4. Støtteanordning (10) ifølge ett av kravene 1-2,karakterisert vedat halvdelene (20) er anordnet i samme parallelle plan.