Pierwszenstwo: 30.1. 1961 Francja Opublikowano: 21. III. 1966 51083 KI. 5a, 7 Twórca wynalazku: Jean Parola Wlasciciel patentu: Institut Francais du Petrole des Carburants et Lubrifiants, Rueil — Malmaison (Francja) Urzadzenie do sterowania zespolu swidra przy wierceniach za pomoca gietkiej zerdzi wiertniczej i Przy niektórych sposobach wiercenia, do na¬ pedu narzedzia stosuje sie silnik umieszczony na dnie odwiertu, taiki jak na przyklad silnik elektryczny lub turbina hydrauliczna, zawieszo¬ ny na koncu gietkiej zerdzi wiertniczej, wewnatrz której przeplywa pluczka, i która ewentualnie jest zaopatrzona w przewody elektryczne dla doprowadzania pradu do silnika napedowego.W takim przypadku powszechnie stosowane urzadzenie do sterowania zespolu swidra, tzn. do zwijania i rozwijania gietkiej zerdzi wiertni¬ czej, na której jest zawieszony silnik napedowy i narzedzie, sklada sie z klasycznego kolowrotu.Beben tego kolowrotu, napedzany od silnika odpowiedniej mocy za posrednictwem przekladni, zapewnia badz wyciaganie i zwijanie gietkiej zerdzi wiertniczej podczas wyciagania zespolu swidra, badz tez hamowanie i odwijanie tej zer¬ dzi podczas opuszczania zespolu swidra.Tego rodzaju rozwiazanie konstrukcyjne ma te wade, ze gietka zerdz wiertnicza przenosi jedno¬ czesnie sily rozciagajace, zginajaco - skrecajace i zgniatajace, szkodliwe po pierwsze dla normal¬ nej cyrkulacji pluczki i doplywu pradu elektrycz¬ nego, a po wtóre — dla dlugotrwalej wytrzy¬ malosci mechanicznej weza gietkiego.Celem niniejszego wynalazku jest usuniecie tych wad przez zastosowanie kolowrotu, który umozliwia oddzielenie czynnosci wyciagania od 10 30 czynnosci nawijania i unikniecie w ten sposób sklonnosci do skrecania i do zgniatania weza na bebnie nawijajacym.Inny cel wynalazku polega na stworzeniu urza¬ dzenia wyciagowego o malym gabarycie a pozwa¬ lajacego na unikniecie równiez obciazania giet¬ kiej zerdzi wiertniczej silami rozciagajacymi, zginajaco-skrecajacymi i zgniatajacymi, jakie wy¬ stepuja gdy stosuje sie klasyczne urzadzenie wyciagowe, przewaznie skladajace sie z masztu lub wiezy zaopatrzonej w górne i dolne krazki linowe, przez które powinna przechodzic gietka zerdz, a srednica których nie moze byc dobie¬ rana w sposób dowolny, gdyz musi byc dostoso¬ wana do konstrukcji masztu lub wiezy.Kolowrót i urzadzenie wyciagajace wedlug wy¬ nalazku sa dostosowane do wykorzystywania ich w róznych kombinacjach w sposób umozliwiajacy uzyskania jak najwiekszych korzysci.Dzieki kolowrotowi stosowanemu wedlug tego wynalazku gietka zerdz przenosi oddzielnie: po pierwsze, podczas wyciagania, sily wzdluzne równomierniej rozlozone na duzej powierzchni zewnetrznej weza, a po wtóre, podczas zwijania, minimalne sily wynikajace tylko z jej ciezaru wlasnego.Wzdluzne sily rozciagajace, jakie dzialaja na gietka zerdz w wyniku jej wlasnego ciezaru oraz ciezaru narzedzia wiercacego, silnika i ewentual- 5108351083 3 4 nie masywnych zerdzi, sa przenoszone wedlug wynalazku jedynie przez kolowrót. liczba zwo¬ jów na nim jest dobierana w taki sposób, aby rozkladac te sily na wystarczajaco duzej po¬ wierzchni zerdzi, przy czym powierzchnia ta ponadto wzrasta znacznie, gdy kolowrót zostanie wyposazony w rowki przybierajace jak najdo¬ kladniej zarys zerdzi. } . raiadto najkorzystniej jest, gdy rowki bebna kolowrotu sa wykonane w materiale sprezystym majacym wzgledem zerdzi starannie dobrany wspólczynnik tarcia, co pozwoli zmniejszyc na¬ prezenie i ulatwi -jej równomierne przejmowanie na powierzchni tracej, na calej nawinietej dlu¬ gosci zerdzi. j Wedlug wynalazku stosuje sie w tym celu element sprezysty, umieszczony na kadlubie bebna kolowrotu." Element ten moze byc zao¬ patrzony w rowki srubowe, przeznaczone do przy¬ jecia zerdzi albo dostosowania sie do zarysu tej zerdzi wskutek nacisku. Bedzie tak w przypadku utworzenia go przez podklad sprezysty, ewen¬ tualnie zaopatrzony w sprezyny lub poduszki pneumatyczne, hydrauliczne lub eleopneumatycz- ne. W tych ostatnich przypadkach, w których do powodowania przylegania poduszki do zewnetrz¬ nej powierzchni zerdzi stosowane jest cisnienie plynu, wskazane jest aby przeznaczona na plyn przestrzen wewnatrz poduszki miala ksztalt ko¬ mórek polaczonych w sposób umozliwiajacy utrzymywanie zewnetrznej powierzchni stykajacej sie z zerdzia w wystarczajacym powiazaniu z wewnatrzna powierzchnia przyklejona do ka¬ dluba bebna.Element sprezysty móglby byc najkorzystniej pomyslany w taM sposób, aby kazda jego czesc podtrzymujaca jeden zwój mogla miec spre¬ zystosc roczna ndz sprezystosc czesci podtrzymu¬ jacych inne zwoje. A mianowicie, wskazane jest nastawianie sprezystosci elementu podtrzymuja¬ cego kazdy zwój w taki sposób, aby najlepiej rozlozyc naprezenie na calosc zwojów. W tym celu, mozna badz zaopatrzyc rózne czesci ele¬ mentu sprezystego w sprezyny o róznym na¬ pieciu, badz tez, w przypadku gdy korzysta sie z cisnienia plynu w komorach z przegrodami, przewidziec wewnatrz poduszki tyle pomieszczen uszczelnionych i poddanych róznym cisnieniom, ile istnieje zwojów na kolowrocie.Sposród materialów, które moga byc stosowane do utworzenia elementu sprezystego, zamocowa¬ nego na kadlubie bebna kolowrotu, mozna wy¬ mienic zwlaszcza naturalny kauczuk oraz elasto¬ mery syntetyczne, takie jak na przyklad neopren.Sposród nich wybiera sie najkorzystniej takie, które majac wystarczajaca wytrzymalosc mecha¬ niczna, maja jednoczesnie odpowiedni wspólczyn¬ nik tarcia z materialem, z którego jest wykona¬ na zerdz.W dalszym ciagu zostanie bardziej szczególowo opisane dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku, z powolaniem sie na rysunek, na którym fig. 1 przedstawia zespól urzadzenia do nawijania i od- wijania, utworzonego przez polaczenie mecha¬ nizmu wyciagowego i kolowrotu, na którym gro¬ madzi sie zerdz, a fig. 2 i 3 przedstawiaja w prze¬ kroju kolowrót i podklad sprezysty, przyklejony 5 do kadluba jego bebna, na którym bedzie ukla¬ dana gietka zerdz wiertnicza.Kolowrót 1 jest napedzany na przyklad za po¬ moca silnika elektrycznego 2, z którym jest on sprzezony za pomoca przekladni zebatej, sprzegla lub sprzegla klowego i którego kierunek obrotu moze byc dowolnie zmieniany na przeciwny.Opuszczanie i podnoszenie do góry zerdzi odby¬ wa sie tylko za pomoca sterowania silnikiem uruchamiajacym kolowrót.Na wyjsciu z kolowrotu, gietka zerdz nawija sie bezposrednio na beben 3 napedzany na przy¬ klad za pomoca silnika 4, którego predkosc wi¬ rowania jest samoczynnie dostrajana do predkos¬ ci wirowania kolowrotu w taki sposób, ze zadna sila rozciagajaca nie dziala na zerdz, za wyjat¬ kiem minimalnej sily wywolywanej ciezarem dlu¬ gosci zerdzi 5, zawartej pomiedzy kolowrotem 1 i bebnem 3.Beben 3 urzadzenia nawijajacego i odwijaja- cego 6 i jego mechanizm napedowy moga zatem miec wyjatkowo prosta konstrukcje i moga byc znacznie lzejsze, co pociaga za soba ulatwienie laczenia wielu elementów gietkiej zerdzi wiertni¬ czej, magazynowanej na wielu bebnach o roz¬ sadnych wielkosciach i ciezarach.Poszczególne elementy gietkiej zerdzi sa zao¬ patrzone w odpowiednie koncówki sprzegajace, a laczenie lub rozlaczanie dwóch elementów zerdzi odbywa sie pomiedzy bebnem 3 i kolo¬ wrotem 1, przy czym kolowrót jest wówczas zatrzymany, a zerdz jest zablokowana za pomo¬ ca usuwanego zacisku 7, utworzonego przez do¬ prowadzanie na wlasciwe miejsce dwóch ele¬ mentów bocznych 8 19, osadzonych przegubowo na ramie 14, przy czym zacisk ten umieszcza sie za lacznikami w taki sposób, aby neutralizowal sile rozciagajaca, zgodnie ze schematem pokaza¬ nym na fig. 1.Przechodzenie laczników zerdzi na kolowrót od¬ bywa sie przez umieszczenie na jego wiencu sprezystego podkladu o odpowiednim ksztalcie, przeznaczonym do podpierania lacznika i czesci zerdzi z nia4 sasiadujacej w taki sposób, aby zmniejszane zostawaly naprezenia zginajace, na jakie sa narazone te czesci zerdzi.Chociaz w sposobach wiercenia tu rozpatrywa¬ nych, do zawieszania narzedzia i silnika stosuje sie elastyczna zerdz przewodzaca prad, to nie mozna uniknac tego, ze zespól swidra jest sztyw¬ ny na pewnej dlugosci, na która sklada sie silnik i kilka zerdzi sztywnych, które umieszcza sie nad nim w celu stworzenia pewnego obciazenia na¬ rzedzia i zapewnienia pionowego kierunku wier¬ conego otworu.Wymaga to aby urzadzenie naziemne bylo wy¬ posazone w mechanizm wyciagajacy o odpo¬ wiedniej wysokosci.Jednym z celów tego wynalazku jest w szcze- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6051083 5 6 gólmosci stworzenie takiego mechanizmu wycia¬ gajacego pracujacego razem z kolowrotem, który nie oddzialywalby szkodliwie na wytrzymalosc mechaniczna zerdzi i jej elementów skladowych.Uklad wyciagajacy wedlug tego wynalazku, przedstawiony tytulem przykladu na fig. 1, skla¬ da sie zasadniczo z dwóch masztów pionowych 10 i 11, pomiedzy którymi przesuwa sie pionowo za pomoca kolowrotu 12 element 13, podnoszacy do góry kolowrót 1, który w polozeniu podnie¬ sionym do góry nie jest juz sprzegniety z silni¬ kiem i obraca sie swobodnie dokola swej osi.W polozeniu dolnym, przedstawionym na fig. 1, element podnoszacy 1(3 tylko co spoczal na ra¬ mie 14, na której spoczywa jednoczesnie kolo¬ wrót i dwa maszty. Kolowrót zostal zatem po¬ nownie sprzegniety z silnikiem, zaopatrzonym w reduktor obrotów, najkorzystniej w przekladnie slimakowa.Opuszczanie sie w dól lub podnoszenie do góry sztywnej czesci zespolu swidra (narzedzie, silnik i ewentualnie masywne zerdzie) odbywa sie za pomoca elementu podnoszacego, badz na poczatku wiercenia, badz tez przy koncu wyciagania z ot¬ woru zespolu swidra. Poniewaz w takiej chwili dzialajaca na rure sila rozciagajaca jest stosun¬ kowo mala, nie ma zatem zadnej przeszkody aby kolowrót obracal sie swobodnie, a silnik 4 bebna 3 jest zatem wystarczajacy aby zapewnic opuszczanie w dól lub podnoszenie do góry sztyw¬ nej czesci zespolu swidra. Swider ten moze byc utrzymywany w polozeniu pionowym przy oby¬ dwóch masztach, za pomoca prowadnic (nie poka¬ zanych na fig. 1), zamocowanych na dwóch masz-i tach i najkorzystniej ustawionych w stalej wza¬ jemnej odleglosci na calej swej wysokosci, ale to nie jest konieczne jezeli na poczatku wierce¬ nia zapewni sie naprezenie rozciagajace w zerdzi, na której jest zawieszona sztywna czesc zespolu swidra.Wiercenie odbywa sie przy stopniowym opusz¬ czaniu elementu podnoszacego 13 w miare poste¬ powania w glab narzedzia, przy czym prowadnice sa wyciagane w miare przesuwania sie narzedzia w glab wierconego otworu.Skoro element podnoszacy 13 znalazl sie w po¬ lozeniu dolnym, przedstawionym na fig. 1, co odpowiada wierceniu otworu o glebokosci równej dlugosci czesci sztywnej swidra, sprzega sie sil¬ nik z kolowrotem, który opuszcza zespól swidra.Mozna oczywiscie przystosowac kazdy odpo¬ wiedni uklad napedowy pomiedzy silnikiem gle¬ binowym, wprawiajacym w ruch narzedzie i sil¬ nikiem naziemnym napedzajacym kolowrót w taki sposób, zeby umozliwione bylo regulowanie pred¬ kosci odwijania sie, gietkiej zerdzi wiertniczej odpowiednio do zaglebiania sie narzedzia i uzys¬ kiwania w ten sposób wiercenia samoczynnego. PL