NO762450L - - Google Patents

Description

Ved boring av hull i grunnen for visse konstruksjoner, f.eks. bygninger og bærende peler, er det ønskelig og ofte av av-gjørende betydning at store borhull kan plasseres i grunnen på mange steder med meget små toleranser når det gjelder feil, både

med hensyn til posisjonen av borehullets senterlinje og den vertikale innretning av denne senterlinje.

Ved byggingen av f.eks. den kjente rørledning i Alaska,vil meget av den egentlige rørledning bli plassert over tundraen, ved understøttelse ved hjelp av vertikale peler som er satt ned gjennom tundraen. Spesifikasjonene for anbringelse av disse peler angir en maksimal borehulldybde på 15 m med en posisjonsfeil for borehullet på mindre enn 7,5 cm fra det korrekte, utmålte punkt, og en vertikal innretningsfeil på mindre enn 7,5 cm på hele lengden . av 15 m. Det fremgår således at normale borerigger ikke er istand til å plassere slike borehull med den nødvendige nøyaktighet på grunn av deres mangel på tilstrekkelig følsomme innretningssystemer.

Denne oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte og apparater for plassering av boreriggen direkte over det utmålte eller markerte punkt med nøyaktig vertikal innretning i forhold til dette.

Nærmere angivelser av oppfinnelsen samt de nye og særegne trekk ved denne er opptatt i patentkravene. I det følgende skal oppfinnelsen forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 er et skjematisk oppriss av en utførelsesform av oppfinnelsen. Fig. 1A-1C illustrerer mulige utførelser av innretningsmål

for bruk i apparatet på fig. 1.

Fig. 2 er et skjematisk oppriss av en annen utførelsesform av oppfinnelsen, og Fig. 2A viser en kameramontering på fig. 2 sett ovenfra.

Som et illustrerende eksempel vil denne oppfinnelse bli beskrevet for anvendelse på en borerigg som angitt i US patent (U.S. patentsøknad nr. 552.618). Det er imidlertid klart at denne oppfinnelse kan tilpasses for bruk også på andre maskiner og an-ordninger som trenger sideveis og vertikal innretning.

På fig. 3 i ovennevnte US patent er det vist en vertihkl mast 12 som bærer et forskyvbart hode 70 med en drivmotor 71/rotasjonslagre og en festeinnretning 73 for borstrehgen. En bære-konstruksjon 74 har en gjennomgående borstrehgåpning i hvilken det er anbragt et lager 72 for å motta borstrengen forholdsvis tettsluttende og slik at denne kan rotere i lageret.

Det henvises nå til fig. 1 i foreliggende tegning hvor det er vist en boremast 12 i delvis skjematisk oppriss og med et be-vegelig hode 70 omfattende en festeanordning 73 for en borstreng eller -stang. En vertikal borstang 110 er vist opphengt fra hodet 70 og har en borkrone 111 ved sin nddre ende.

En underdel 74 har en bore-åpning 72a i hvilken det er anbragt et lager 72 for roterbart å omslutte borstangen. Åpningen 72a er konstruert for å oppta lageret 72.

En kollimert lyskilde 112, så som en iaserstrålegenerator, er svingbart opphengt ved hjelp av et dreiefeste 113 fra en tverr-bjelke 12a i masten. En teleskopisk låse-støtte 114 er festet til siden av masten 12 og beregnet til å beveges til låse-berøring med lyskilden 112.

En optisk deflektor-enhet 115 er demonterbart anbragt i åpningen 72a og holdes i en forutbestemt posisjon i denne ved hjelp av styrepinner 116 som stikker ned fra enheten og inn i tilhørende hull boret i den øvre overflate av underdelen 74.

Deflektor-enheten 115 har to flate, parallelle, reflekterende overflater 117 og 118 dg én klar målplate 119. En klar linse 120 er plassert i bunnen av enheten 115. De reflekterende overflater 117 og 118 ligger i en vinkel på omkring 45° i forhold til den øvre flate på underdelen 74.

En sirkulær ring 121 er festet på undersiden av en utvidet flerisplate 122 i enheten 115. Flensplaten 122 er innrettet til å strekke seg utenfor kantene av åpningen 72a for å danne under-støttelse for enheten 115, og ringen 121 er dimensjonert for å passe forholdsvis tettsluttende inn i åpningen 72a for å lette plasseringen av enheten 115 i riktig stilling i åpningen.

I målplaten 119 er det innrisset et mål eller mønster, f.eks. som illustrert på fig. 1A-1C. Overflaten av platen 119 er relativt flat og ligger i det vesentlige normalt på senterlinjen for borstangen 110.

Detektorenheten 115 er innrettet til å motta en lysstråle langs en linje B parallelt med aksen A, hvilken akse svarer til senterlinjen for borstangen 110 når denne bæres av hodet 70 og støttes av lageret 72. Lyskilden 112 er svingbart understøttet på tverrbjelken 12a på slik måte at dreiesenteret for den dreibare lys-montering, angitt ved C, ligger på linjen B.

Den teleskopiske låseanordning 114 er konstruert for sideveis teleskopbevegelse slik at den kan føres utad ved fjernstyring, f.eks. med en elektromagnet. Plasseringen av låseanordningen eller -støtten 114 er slik at når låsedelen blir ført utad for å komme i anlegg mot lyskilden 112, blir lyskilden låst eller blokkert i en posisjon langs aksen B slik at den frembragte lysstråi&evil falle sammen med aksen B. Den anvendte låseanordning kan være av mekanisk eller elektromagnetisk type. En utførelse anvender en elektromagnet som blir aktivert samtidig med teleskop-elektromagneten, for å gripe lyskilden 112. Lyskilden vil i dette tilfelle hensiktsmessig omfatte en ferromagnetisk mantel eller på annen måte ha ferromagnetiske elementer som kan samvirke med låseanordningen 114.

Den svingbare opphengning av lyskilden 112 er fortrinnsvis

av typen kuleledd eller dobbelt akse-mekanisme for bevegelse av lyskilden i flere retninger omkring dreiepunktet C.

Ved en typisk anvendelse er en borerigg f.eks. som beskrevet i ovennevnte US patent, forsynt med det ovenfor beskrevne innretnings-apparat. Lysgeneratoren er innrettet til å bli låst i en stilling hvor den kan frembringe en lysstråle i det vesentlige parallelt med sentralaksen for borstangen i riggen.

Boreriggen blir så beveget så nær som mulig ved hjelp av øye-mål, over målmarkeringen på borestedet. Målet kan bestå av en flekk eller et merke på toppen av en markeringspinne eller -stokk som er drevet ned i grunnen. På dette punkt vil boreriggen sannsynligvis ikke være vertikalt innrettet over markeringspunktet. Lyskilden vil frembringe en lysstråle som treffer midtpunktet i det mål som er innr rettet på målplaten 119, på grunn av den opprinnelige innretning av lyskilden 112.

Låsemekanismen 114 blir deaktivert og lyskilden 112 tillates å svinge fritt under påvirkning av tyngdekraften. Forskyvnings- retningen av .lysstrålen fra midten av målet på platen 119 gir en direkte indikasjon på størrelsen av og retningen av den vertikale feilinnretning av riggen over målet.

Justeringssystemet for riggen kan så aktiveres ved å bruke

en eller flere av riggens hydrauliske sylindere inntil lysstrålen treffer midten, f.eks. et trådkors, på målplaten 119. Efter at den vertikale innretning er utført, kan låsemekanismen 114 aktiveres og den endelige sideveis justering av riggen kan utføres. Dette blir oppnådd ved å bevege riggen frem og tilbake eller sideveis eller i begge retninger inntil lysstrålen som passerer gjennom deflektorenheten er sentrert på målpunktet på markeringsstokken 125

i grunnen. Låsemekanismen kan igjen deaktiveres for kontroll av hvorvidt den vertikale innretning er endret under den sideveis bevegelse av riggen, og hvis dette er tilfelle kan det foretas en av-sluttende justering ved bruk av de samme prosedyrer.

Figurene 2 og 2A illustrerer en annen utførelsesform av et apparat for justering av borerigger, omfattende et fjernsynskamera 210 plassert på borstang-bøssingen i mastunderdelen 74. Kameraet 210 er svingbart montert i en sirkulær boks 211 med utvendige dimensjoner tilpasset for relativt tettslutténde å passe inn i borstreng-bøssingen.

Styreinnretninger så som pinner eller kilespor mellom boksen 211 og bøssingen gir automatisk posisjonering av boksen i riktig orientering i åpningen. En elektrisk ledning 212 fører til kamera 210 og leverer strøm til dette samt leverer signaler til en over-våknings anordning (ikke vist) hvor det frembragte signal blir om-dannet til et bilde.

Innretningen av kameraet er låsbar i boksen i en posisjon hvor siktelinjen fra kameraet faller 1 det vesentlige sammen med sentralaksen A for borstangen 213. Låseanordningen kan være hydraulisk, elektrisk, penumatisk eller elektromagnetisk slik som vanlig kjent.

Kameralåsningen kan deaktiveres for å tillate at kameraet svinger under påvirkning av tyngdekraften. Kameraet er opphengt slik at åets tyngdepunkt ligger i en målbar avstand under opphengningsanordningen. Boksen 211 har en klar eller gjennomsiktig bunnplate 214 som holdes stasjonær i borstangåpningen. Et trådkors eller lignende mål er etset eller risset inn i platen slik at midtpunktet i trådkorset ligger på aksen B. Et målpunkt er også plassert på linsen i kameraet 210 slik at når kameraet er låst i stilling, vil kamerapunktet oeerensstemme med midten av trådkorset på platen 214. Kameraet vil da generere et signal som viser punktet på trådkorset.

Fig. 2A viser et toppriss av et mulig opphengningsarrangement for kameraet 210, i hvilket det anvendes en kardanmekanisme. Denne omfatter en dobbeltakse-montering med aksene i hovedsaken liggende i rett vinkel i forhold til hverandre og i identiske eller parallelle plan. Kameraet er dreibart montert på en primærakse 215 som på sin side er montert i en ring 216. Ringen 216 er ved hjelp av en sekundær akse 217 dreibart montert i en stasjonær ring 218 som er fast montert i boksen 211.

Ved bruk blir apparatet på fig. 2 plassert i borstangåpningen og styrepinner eller -kiler blir bragt i riktig inngrep med mastunderdelen, hvilket indikerer at det låste kamera er innrettet langs aksen B. Boreriggen blir så beveget så nær som mulig til den riktige sddeveisstilling over en målstake 220 på hvilken det er anbragt et målpunkt. Kameralåsningen blir frigjort, hvilket tillater at kameraet påvirkes av tyngdekraften. Hvis borstangens senterlinje ikke er nøyaktig vertikal mot grunnen vil kameraet svinge om den ene eller begge av sine akser og overvåkningsanordningen vil vise feil-innretningen av kameraflekken eller -punktet på trådkorsplaten 214. Efterfølgende justering av riggmasten om de riktige akser vil føre kamerapunktet mot midten av trådkorset inntil den korrekte vertikale orientering av masten er oppnådd.

Kamerapunktet blir så bragt i overensstemmelse med målpunktet på markeringspinnen eller -stokken ved sideveis bevegelse av boreriggen og så kan den vertikale innretning påny kontrolleres ved å repetere prosedyren. Boreriggen er så klar til å begynne boringen.

Skjønt det her er beskrevet to foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen, for å gi en forståelse av de generelle prinsipper som oppfinnelsen bygger på, vil det innses at det kan foretas mange endringer og modifikasjoner i de beskrevne apparater uten å avvike fra de prinsipper som er lagt til grunn. F.eks. er det istedenfor den beskrevne laserstrålegenerator, mulig å anvende hvilken som helst lyskilde som er istand til å avgi en forholdsvis intens lysstråle.

Claims (17)

1. Apparat for innretning av en vertikal konstruksjon perpen-dikulært på jorden, karakterisert ved en siktelinje-genererende anordning som tjener til å frembringe en siktelinje langs en vertikal akse i konstruksjonen, en svingbar forbindelsesanordning som tjener til å feste den siktelinje-genererende anordning på den vertikale konstruksjon og dreibart understøtter siktelinjeanordningen vertikalt fra fbr-biridelsesanordningen, og ' en målanordning som kan anbringes i den vertikale konstruksjon og er forsynt med et mål anbragt på en plate, hvilket mål faller sammen med konstruksjonens vertikale akse.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved en selektiv låseanordning på den vertikale konstruksjon> hvilken låseanordning kan påvitkes til å låse siktelinjeanordningen i en orientering som faller sammen med en vertikal akse i konstruksjonen.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den vertikale konstruksjon har en sentral vertikal akse, at siktelinjeanordningen omfatter en lyskilde med smal stråle som er svingbart montert i den vertikale konstruksjon stort sett parallelt med den sentrale vertikale akse, og at det er anordnet en lysstråle-deflektor for å avbøye en lysstråle fra lyskilden fra en orientering parallelt med den sentrale vertikale akse til et forløp sammen-fallénde med den sentrale vertikale akse.

4. Apparat for innretning av en borerigg med en vertikal mast, en borestrehg eller -stang.som holdes roterbart i masten, og én sentral åpning i mastens underdel for å oppta borstangen, karakterisert ved eh lyskilde som er istand til å frembringe en lysstråle med tilstrekkelig tetthet eller intensitet, hvilken lyskilde er festet med fritthengende orientering på den vertikale mast og er påvirkbar av tyngdekraften, en målplate med et mål anbragt på denne, plassert nedenfor lyskilden og arrangert slik at midten av målet ligger på en akse parallell med borstangen og;SEcnmenfallende med rotasjonssenteret for lyskildens montering på den vertikale mast, og en lysdeflektorenhet som er funksjonelt forbundet med målplaten og anordnet slik at den reflekterer lysstrålen nedad til en orientering sammenfallende med borstangens midtakse.

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved en låseanordning som efter valg kan aktiveres for å låse lyskilden i en stilling hvor den frembragte lysstråle er parallell med borstangens midtakse.

6. Apparat ifølge krav 4, karakt e::r isert ved at målplaten og lysdeflektor-enheten omfatter et periskop beregnet til efter valg å kunne anbringes i borstangåpningen i mast-konstruksjonens underdel.

7. Apparat ifølge krav 5f karakterisert ved at lyskilden omfatter en laserstråle og låseanordningen omfatter en elektromagnetisk lås.

8. Fremgangsmåte for vertikal innretning av en borerigg over et målpunkt på grunnen, karakterisert ved at det frembringes en lysstråle langs en akse parallell med boreriggens vertikale akse, at lysstrålen rettes mot en målplate forsynt med et mål som faller sammen med den nevnte parallelle akse, at lysstrålen bringes til å reflekteres nedad i en bane som faller sammen med midtaksen for borstangen i riggen, at lyskilden frigjøres for å svinge fritt under påvirkning av tyngdekraften, og at den vertikale innretning av boreriggen justeres inntil lysstrålen igjen treffer målet.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at boreriggen innrettes sideveis over et markeringspunkt på grunnen ved å rette lysstrålen nedad gjennom riggen til grunnen gjennom riggens boreakse og bevege riggen sideveis slik at lysstrålen treffer markeringspunktet.

10. Apparat for å tilveiebringe optisk innretning av en borerigg over et markéringspunkt, karakterisert ved et hus som er innrettet til å monteres i boreriggen og inne-holder en kamera-anordning beregnet for sikting langs en linje som faller sammen med boreriggens boreakse, en svingbar opphengningsanordning som forbinder kamera-anordningen med huset og som tillater at kameraet selektivt kan svinge fritt, og en målplateanordning festet på den nedre side av huset og inneholående et mål anordnet slik at det treffes av boreriggens boreakse .

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at kamera-anordningen er et fjernsynskamera med en -linse som har et siktepunkt og kameraopphengniirgsanordningen omfatter en kardanmekanisme med to akser, mellom kameraet og huset.

12. Apparat ifølge krav 11, karakterisert ved en låseanordning på opphengningsanordningen, innrettet til å låse kameraet i en siktelinje som faller sammen med boreriggens boreakse.

13. Apparat ifølge krav 12, karakterisert ved at huset omfatter en boks innrettet til å komme i forholdsvis tettsluttende inngrep i en borestangåpning i en underdel på boremasten, og har en holdeanordriing for å holde boksen i en forut valgt posisjon i mastens borstangåpning.

14. Optisk sikteanordning for vertikal og horisontal innretning av en borerigg over et markeringspunkt, hvilken borerigg har en vertikal mast, en borstang som er roterbart opphengt i masten og en mastunderdel med en sentral åpning for å oppta borstangen, karakter! se r t ved et kamerahus som passer forholdsvis, tettsluttende i borstangåpningen, et fjernsynskamera som er opphengt i huset og rettet nedad, en opphengningsanordning for svingbart å bære kameraet i huset for bevegelse i flere retninger, hvilket kamera er anordnet med sitt tyngdepunkt under opphengningsanordningen, og en målanordning i huset nedenfor kameraet.

15. Apparat ifølge krav 14, karakterisert ved en låseanordning for å låse fjernsynskameraet i en stilling hvor kameraets siktelinje er rettet nedad langs den sentrale lengdeakse for borstangen og målanordningen er anordnet for sentrering sammenfallende med borstangens sentrale lengdeakse.

16. Fremgangsmåte fpr innretning av en vertikal borstang og en vertikai mast over et markeringspunkt, karakterisert ved at borstangen innrettes vertikalt med en akse normalt på jordoverflaten, hvorunder et fjernsynskamera opphenges under borstangen med en i flere retninger svingbar opphengningsanordning, hvor kameraets dreiesenter ligger på den forlengede akse for bor stangen, og den vertikale stilling av masten justeres inntil kameraet projiserer et signal langs en siktelinje som faller sammen med den sentrale lengdeakse for borstangen.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at masten beveges sideveis inntil kameraets siktelinje treffer et markeringspunkt.