NO334472B1

NO334472B1 - Anordning for boring og fremgangsmåte ved bruk av samme

Info

Publication number: NO334472B1
Application number: NO20120473A
Authority: NO
Inventors: Sigurd Kjell Haughom
Original assignee: Norhard As
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2012-04-23
Publication date: 2014-03-17
Also published as: NO20120473A1; WO2013162377A1; EP2737154A4; EP2737154A1; EP2737154B1

Abstract

Anordning ved en boremaskin (3) hvor boremaskinen er koblet til en ikke roterende borestreng (8) koblet sammen av seksjoner med bolteforbindelse (19). Borestrengen (8) tas ut og settes inn i borehullet med en bakrigg (28) tilordnet en låseanordning (11) for å sikre borestrengen (8). Kontinuerlige vannslanger (23) og strøm - og signalkabler kveilet opp på tromler (4) og (5) føres inn mot hver side av borestrengen (8) og festes til denne.

Description

ANORDNING FOR BORING OG FREMGANGSMÅTE VED BRUK AV SAMME

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for boring. Mer spesifikt vedrører oppfinnelsen en anordning for boring med en ikke-roterende borestreng, hvor anordningen omfatter en borekrone festet ved borestrengens distale ende, en boremaskin festet til borestrengen og innrettet til å kunne rotere borekronen, og en bakrigg innrettet til å kunne føre borestrengen inn i og ut av et borehull. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte ved bruk av anordningen.

Borestrenger i henhold til kjent teknikk består av rørseksjoner som er gjenget sammen. Væsketilførsel til borekronen skjer gjennom et sentrisk hull i borestrengen. Borestrengen skal, i tillegg til å overføre dreiemoment fra en boremotor, også overføre aksial skyvekraft fra en skyveanordning, en såkalt bakrigg, fra overflaten og frem til borekronen. Borestrenger i henhold til kjent teknikk bør derfor ha både stor stivhet og lav vekt. Når borestrengen skrues sammen av rørseksjoner med sentriske hull for væsketransport, må sirkulasjonen av væske avbrytes ved innsetting av hver ny rør-seksjon. Dette kan være svært uheldig for boreprosessen da borekaks kan sette seg fast i borehullet. Til- og fråkopling av rørseksjoner til borestrengen er tidkrevende, og det krever videre kostbare gjengekoblinger mellom rørseksjonene. Moderne krav til effektivitet og retningskontroll for boreprosesser gjør det ønskelig med mer kontinuerlige prosesser og kommunikasjon.

Patentskrift WO 2005/121494 Al beskriver en anordning for boring tilordnet en ikke-roterende borestreng satt sammen av rørseksjoner. Borestrengen føres inn i og ut av et borehull ved hjelp av en bakrigg. En vannslange er forbundet med borestrengen for overføring av vann gjennom denne til en borekrone som drives av en boremaskin, mens en kabel for energitilførsel er festet til yttersiden av rørstrengen.

Patentskrift WO 2011/046444 Al beskriver en anordning for boring der en boremaskin i et borehull tilføres borefluid, energi og styresignaler gjennom henholdsvis fleksible ledninger og kabler, der ledningene og kablene kan være kveilet opp på tromler utenfor borehullet.

Patentskrift US 3301581 A beskriver en anordning for boring, hvor en roterende borestreng er satt sammen av rørseksjoner forbundet ved hjelp av boltforbindelser.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen en anordning for boring med en ikke-roterende borestreng, hvor anordningen omfatter: - en borekrone koplet til borestrengens distale ende; - en boremaskin festet til borestrengen og innrettet til å kunne rotere borekronen; og - en bakrigg innrettet til å kunne føre borestrengen inn i og ut av et borehull, kjennetegnet ved at anordningen ytterligere omfatter: - en vannslange innrettet til å kunne føres fra utsiden og inn i borehullet sammen med borestrengen langs i det vesentlige hele borestrengens lengde; og - en strøm- og signalkabel innrettet til å kunne føres fra utsiden og inn i borehullet sammen med borestrengen.

I én utførelsesform kan borestrengen være satt sammen av stålprofiler. Det kan være standardiserte, kommersielt tilgjengelige stålprofiler av for så vidt kjente typer, slik som for eksempel H-bjelker. Det vil dermed kunne tilveiebringes borestrenger uten behov for å gjenge sammen rørseksjoner med sentriske hull. Borestrenger kan dermed tilveiebringes med ikke-sirkulære tverrsnitt, noe som vil kunne muliggjøre svært effektiv og billig sammenkobling av strengseksjoner.

I én utførelsesform kan stålprofilene settes sammen ved hjelp av boltforbindelser. Boltforbindelsene kan være av for så vidt kjente typer.

Vannslangen kan være opplagret på en trommel på utsiden av borehullet. Det vil dermed enkelt kunne føres en kontinuerlig vannslange inn i borehullet sammen med borestrengen, uten at vannsirkulasjonen behøver å opphøre ved innsetting av nye borestrengsseksjoner til borestrengen.

Videre kan kabelen for overføring av strøm- og/eller kommunikasjon til boremaskine-ne også være opplagret på en trommel på utsiden av borehullet. De to ulike tromlene kan være anbrakt på motstående sider av borestrengen.

I én utførelsesform kan anordningen omfatte en låseinnretning for fastholding av borestrengen ved innsetting av nye borestrengsseksjoner til borestrengen. Dette vil kunne være hensiktsmessig for å sikre god sammenkobling mellom etterfølgende borestrengsseksjoner. Låseinnretningen kan omfatte en låsepal koplet til en hydraulisk sylinder og innrettet til å kunne gå i inngrep med hull eller utsparinger på borestrengen slik at denne holdes fast.

Borestrengen kan være forsynt med knaster for sentrering av borestrengen i borehullet. Dette kan være spesielt hensiktsmessig for borestrenger tilveiebrakt med ikke-sirkulært tverrsnitt sentralt i borehullet.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for boring av et borehull ved hjelp aven ikke-roterende borestreng, hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: - ved hjelp av en boremaskin å rotere en borekrone festet ved borestrengens distale ende; - ved hjelp av en bakrigg å føre borestrengen inn i borehullet, hvor fremgangsmåten er kjennetegnet ved at den ytterligere omfatter trinnene: - sammen med borestrengen å føre en vannslange inn i borehullet fra utsiden langs i det vesentlige hele borestrengens lengde; og - sammen med borestrengen å føre en strøm- og signalkabel inn i borehullet fra utsiden.

Fremgangsmåten kan ytterligere omfatte å sette sammen borestrengen ved hjelp av stålprofiler, slik som H-bjelker. Stålprofilene kan, som nevnt ovenfor, settes sammen ved hjelp av boltforbindelser av for så vidt kjente typer.

Én utførelsesform kan ytterligere omfatte å opplagre vannslangen på en trommel på utsiden av borehullet, og tilsvarende å opplagre kabelen for overføring av strøm og signaler på en annen trommel, hvor de to tromlene kan være anbrakt på motstående sider av borestrengen.

Det beskrives også en anvendelse av en H-bjelke som en borestrengsseksjon i en borestreng ved boring av et borehull.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser sett i perspektiv en anordning for boring i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 viser sett i perspektiv og i større målestokk enn på figur 1 detaljer ved anordningen fra figur 1; Fig. 3 viser sett i perspektiv og i større målestokk enn på figur 1 ytterligere detaljer ved anordningen fra figur 1; Fig. 4 viser sett i perspektiv og i større målestokk enn på figur 1 ytterligere detaljer ved anordningen fra figur 1; og Fig. 5 viser sett i perspektiv og i større målestokk enn på figur 1 detaljer ved

anordningen fra figur 1.

I det følgende angir henvisningstallet 1 en bergformasjon hvori det bores et borehull 10 ved hjelp av en borekrone 2 festet ved en distal ende av en borestreng 8. En boremaskin 3, koplet til borestrengen 8, er innrettet til å kunne rotere borekronen 2 i borehullet 10. Borestrengen 8 er i den viste utførelsesformen tildannet av sammen-koplede H-bjelkeprofiler. Aksial kraft til borekronen 2, i en retning 26 indikert ved en pil på figur 1, overføres fra en bakrigg 28 utenfor borehullet 10 via borestrengen 8. Bakriggen vises best på figur 5.

Med henvisning til figurene 2 og 5, kan det sees at bakriggen 28 er bygget opp med stålstrukturer 12, hvor det til stålstrukturenes 12 ene ende er anordnet en adapter 13 innrettet til å kunne beveges frem og tilbake i en retning 29. Adapteren 13 er forsynt med glideplater 27 som ligger glidbart an mot ståIstrukturene 12. Adapterens 13 be-vegelse langs stålstrukturene 12 tilveiebringes av en hydraulisk sylinder 20 koplet til stå I strukturene 12 i en avstand fra adapteren 13.

Anordningen omfatter også en låseinnretning 11 innrettet til å kunne holde borestrengen 8 i en fast posisjon mens nye borestrengsseksjoner festes til borestrengen 8, for eksempel ved hjelp av boltforbindelser 19 slik det er vist i detalj på figur 3. Låseinnretningen 11 omfatter en ytre stålstruktur 30 hvori en låsepal 15 er dreibart opplagret omkring en boltforbindelse 16. Låsepalen 15 er innrettet til å kunne dreies av en hydraulisk sylinder 14. Videre er låsepalens 15 distale ende forsynt med en låse-knast 17 innrettet til å kunne gå inngrep med hull 18 i borestrengen 8, og således holde borestrengen 8 fast. Låseknasten 17 trekkes ut av hullet 18 for frigjøring av borestrengen 8.

Som det vises best på figur 4, er borestrengen 8 forsynt med knaster 21 innrettet til å kunne sentrere borestrengen 8 i borehullet 10.

Med henvisning til figurene 2 og 4, kan det sees at en vannslange 23 er opplagret på

en trommel 4, mens en strøm- og styrekabel 24 er opplagret på en trommel 5. Tromlene 4, 5 er anbrakt på motstående sider av borestrengen 8, nedenfor låseinnretningen 11. Vannslangen 23 og strøm- og styrekabelen 24 kan dermed legges beskyttet inn i spor i borestrengen 8. På den viste utføreIsesformen er sporene H-bjelkenes naturli-ge aksielt forløpende utsparinger. Vann, kraft og kommunikasjon kan derved kontinuerlig overføres til borekronen 2 og boremaskinen 3, også ved innfesting av nye borestrengsseksjoner til borestrengen 8. Vannslangen 23 og strøm- og styrekabelen 24 kan festes til borestrengen 8 ved hjelp av for så vidt kjente festemidler.

Claims

1. Anordning for boring med en ikke-roterende borestreng (8), hvor anordningen omfatter: - en borekrone (2) koplet til borestrengens (8) distale ende; - en boremaskin (3) festet til borestrengen (8) og innrettet til å kunne rotere borekronen (2); og - en bakrigg (28) innrettet til å kunne føre borestrengen (8) inn i og ut av et borehull (10),karakterisert vedat anordningen ytterligere omfatter; - en vannslange (23) innrettet til å kunne føres fra utsiden og inn i borehullet (10) sammen med borestrengen (8) langs i det vesentlige hele borestrengens (8) lengde; og - en strøm- og signalkabel (24) innrettet til å kunne føres fra utsiden og inn i borehullet (10) sammen med borestrengen (8).

2. Anordning i henhold til krav 1, hvor borestrengen (8) er satt sammen av stålprofiler.

3. Anordning i henhold til krav 2, hvor stålprofilene er utformet som H-bjelker.

4. Anordning i henhold til krav 2 eller 3, hvor stålprofilene er satt sammen ved hjelp av boltforbindelser.

5. Anordning i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor vannslangen (23) er opplagret på en trommel (4) på utsiden av borehullet (10).

6. Anordning i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor strøm-og signalkabelen (24) er opplagret på en trommel (5) på utsiden av borehullet (10).

7. Anordning i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor anordningen omfatter en låseinnretning (11) for fastholding av borestrengen (8) ved innsetting av nye borestrengsseksjoner til borestrengen (8).

8. Anordning i henhold til krav 7, hvor låseinnretningen (11) omfatter en låsepal (15) koplet til en hydraulisk sylinder (14).

9. Anordning i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor borestrengen (8) er forsynt med knaster (21) for sentrering av borestrengen (8) i borehullet (10).

10. Fremgangsmåte for boring av et borehull (10) ved hjelp av en ikke-roterende borestreng (8), hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: - ved hjelp av en boremaskin (3) å rotere en borekrone (2) festet ved borestrengens (8) distale ende; - ved hjelp av en bakrigg (28) å føre borestrengen (8) inn i borehullet (10),karakterisert vedat fremgangsmåten ytterligere omfatter trinnene: - sammen med borestrengen (8) å føre en vannslange (23) inn i borehullet (10) fra utsiden langs i det vesentlige hele borestrengens (8) lengde; og - sammen med borestrengen (8) å føre en strøm- og signalkabel inn i borehullet (10) fra utsiden.

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, hvor fremgangsmåte ytterligere omfatter å sette samme borestrengen ved hjelp av stålprofiler, slik som H-bjelker.

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, hvor fremgangsmåten ytterligere omfatter å sette sammen stålprofilene ved hjelp av boltforbindelser.

13. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, 11 eller 12, hvor fremgangsmåten ytterligere omfatter å opplagre vannslangen (23) på en trommel (4) på utsiden av borehullet (10).

14. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 10-13, hvor fremgangsmåten ytterligere omfatter å opplagre strøm- og signalkabelen (24) på en trommel (5) på utsiden av borehullet (10).

15. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 10-14, hvor fremgangsmåten ytterligere omfatter å holde borestrengen (8) fast ved hjelp av en låseinnretning (11) ved innsetting av nye seksjoner til borestrengen (8).

16. Fremgangsmåte i henhold til krav 15, hvor fremgangsmåten ytterligere omfatter å fastholde borestrengen ved hjelp av en låsepal (15) koplet til en hydraulisk sylinder (14).

17. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 10-16, hvor fremgangsmåten ytterligere omfatter å sentrere borestrengen (8) i borehullet (10) ved hjelp av knaster (21).

18. Anvendelse av en H-bjelke som borestrengsseksjon i en borestreng (8) ved boring av et borehull (10).