SE0901137A1 - Borrsträngskomponenet med vibrationsdämpande struktur anordnad i anslutning till åtminstone en del av dess insida - Google Patents

Borrsträngskomponenet med vibrationsdämpande struktur anordnad i anslutning till åtminstone en del av dess insida Download PDF

Info

Publication number
SE0901137A1
SE0901137A1 SE0901137A SE0901137A SE0901137A1 SE 0901137 A1 SE0901137 A1 SE 0901137A1 SE 0901137 A SE0901137 A SE 0901137A SE 0901137 A SE0901137 A SE 0901137A SE 0901137 A1 SE0901137 A1 SE 0901137A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
drill string
string component
component according
damping structure
vibration damping
Prior art date
Application number
SE0901137A
Other languages
English (en)
Other versions
SE534173C2 (sv
Inventor
Jimmy Carlsson
Alexander Beronius
Mathias Goethberg
Samuel Enblom
Goeran Stenberg
Original Assignee
Atlas Copco Secoroc Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlas Copco Secoroc Ab filed Critical Atlas Copco Secoroc Ab
Priority to SE0901137A priority Critical patent/SE534173C2/sv
Priority to EP10812391.0A priority patent/EP2470744B1/en
Priority to AU2010287016A priority patent/AU2010287016B2/en
Priority to MYPI2012000754A priority patent/MY164412A/en
Priority to CA2769227A priority patent/CA2769227C/en
Priority to US13/261,180 priority patent/US9109397B2/en
Priority to EA201270335A priority patent/EA023318B1/ru
Priority to BR112012003476-6A priority patent/BR112012003476B1/pt
Priority to AP2012006171A priority patent/AP3254A/xx
Priority to PCT/SE2010/000211 priority patent/WO2011025431A1/en
Priority to CN201080038094.1A priority patent/CN102597412B/zh
Publication of SE0901137A1 publication Critical patent/SE0901137A1/sv
Publication of SE534173C2 publication Critical patent/SE534173C2/sv
Priority to ZA2012/00495A priority patent/ZA201200495B/en
Priority to CL2012000517A priority patent/CL2012000517A1/es

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B6/00Drives for drilling with combined rotary and percussive action
    • E21B6/06Drives for drilling with combined rotary and percussive action the rotation being intermittent, e.g. obtained by ratchet device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D17/00Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D17/11Arrangements of noise-damping means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/07Telescoping joints for varying drill string lengths; Shock absorbers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

: Borrsträngskomponent (2;l8) för insättning mellan en borriggoch en borrkrona och inkluderande ett rörformigt element(3;l9), vilket är anordnat för överförande av vridnings-rörelser från borriggen till borrkronan, varvid det rörformigaelementet uppvisar en insida (ll') och en utsida (11"), ochvarvid ett utrymme är bildat innanför nämnda insida (ll'). Envibrationsdämpande struktur (12) är anordnad i anslutning tillåtminstone en del av nämnda insida (ll') och/eller utsida (ll”'). Uppfinningen avser även en bergborrningsutrustning Fig. 1 76095; 2009-08-28

Description

10 15 20 25 30 isolera borrmaskinen och borrsträngen från omgivningen genom bullerdämpande kassetter. Denna lösning medför emellertid ett antal nackdelar, såsom extra kostnad och minskad flexibilitet vid borrningen. Därutöver avskärmas operatören från komponen- terna, medförande försämrad möjlighet till kontroll av drif- ten.
En annan provad lösning är att förse element i borr- strängen med friktionsringar, vilka emellertid haft begränsad effekt, och vilka har varit svåra att hålla på plats. Överväganden beträffande reducering av buller från borr- stänger har varit förslag att omkonstruera ingående delar, t. ex. genom toleransminskningar, så att böjvibrationer skulle kunna elimineras eller åtminstone reduceras.
Som exempel på teknikens bakgrund kan vidare nämnas: ”Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. Vol. 16, pp 363 - 376; Pergamon Press Ltd 1979, GB; Investigation of Noise and Vibration in Percussive Drill Rods”, "Inter-noise 1986 July, 21 - 23 Cambridge US; Concentric drill steels for noise reduction of percussion drilling, (Stein, Aljoe)”, US3926265, US4l68754, US459l009, US6427782B2, US72l0555B2, US2005/0279565Al.
Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetecken Ändamålet med föreliggande uppfinning är att adressera och åtminstone lindra problemen med bakgrundstekniken och att tillhandahålla en borrsträngskomponent, vid vilken den resul- terande bulleremissionen från borrsträngen reduceras.
Detta ändamål uppnås vid en borrsträngskomponent av inledningsvis nämnt slag genom att en vibrationsdämpande struktur är anordnat i anslutning till nämnda insida och/eller utsida.
Härigenom uppnås att bulleremissionerna kan reduceras från borrsträngen till tolerabla nivåer, utan att borrsträngen 76095; 2009-08-28 10 15 20 25 30 behöver kapslas in eller andra eventuella åtgärder, vilka påverkar driften, behöver vidtagas.
Dämpning av strukturer beror allmänt på att energi avges genom hysteres i materialet medförande förluster i själva materialet och eventuell slip i förbindningar, medförande friktionsförluster mellan material.
Enligt uppfinningen kan den vibrationsdämpande strukturen vara anordnad i anslutning till åtminstone en del av nämnda insida och/eller utsida. Härvid avses att strukturen anligger mot respektive sida, och att inte hela respektive sida behöver vara täckt eller i anliggning mot den vibrationsdämpande strukturen. Det föredras emellertid av nötningsskäl att den vibrationsdämpande strukturen är anordnad i anslutning till nämnda insida, i nämnda utrymme, eftersom normalt annars speciella nötningsskyddsåtgärder behöver vidtagas för att för- hindra att strukturen skadas under drift.
Vid en föredragen utföringsform av uppfinningen är den vibrationsdämpande strukturen framställd av ett vibrations- dämpande material, som är påfört i ett skikt på åtminstone en del av nämnda insida. Effekten av detta är att bullergene- rerande svängningar överförs till och omvandlas till värme i materialet. Genererad värme kan sedan bortledas med hjälp av genom borrsträngskomponenten strömmande spolfluid. Det är därvid lämpligt att nämnda material är något ur gruppen: 1) viskoelastiska material av a) ett amorft material, b) material med amorfa inslag, som för övrigt är kristallina; 2) kompositmaterial med en metallmatris och med partiklar av ett i jämförelse med matrismaterialet hårdare material.
För att förbättra nötningsegenskaperna är lämpligen, åtminstone i vissa applikationer och för vissa material, en sida av den vibrationsdämpande strukturen, som är vänd från det rörformiga elementet försedd med ett förstärkande, nöt- ningståligt skikt. 76095; 2009-08-28 10 15 20 25 30 Vid en föredragen aspekt av uppfinningen är den vibrationsdämpande strukturen utförd som en långsträckt hylsa, vilken är införd i nämnda utrymme, och vilken anligger mot åtminstone en del av nämnda insida.
Den långsträckta hylsan uppvisar företrädesvis åtminstone en axiellt förlöpande genomgående kanal för medgivande av flöde av fluid mellan borriggen och borrkronan.
Borrsträngskomponenten är enligt en föredragen aspekt av uppfinningen en komponent till en borrsträng för en topp- hammare och omfattar ett längs en längdaxel utsträckt stång- element för överförande av slagpulser från en slagborrmaskin till en borrkrona, varvid det rörformiga elementet är anordnat koncentriskt, omgivande stångelementet, varvid nämnda utrymme är inåt begränsat av en utsida av stångelementet.
Uppfinningen har gynnsam effekt vid borrsträngskomponen- ter utförda enligt denna princip, varvid ogängade slagstänger är staplade inuti gängade rörformiga element, och varvid slagstängerna används endast för att överföra slagenergi och matningskraft, under det att rörformiga elementen överför rotationen. Produkter enligt denna princip marknadsförs av sökanden under namnet ”COPROD”.
Vid introduktionen av detta system hade det förväntats att bulleremissionerna från borrsträngen väsentligt skulle reduceras på grund av skärmande verkan av borröret. Eftersom det har upptäckts att bulleremissionerna vid detta system inte tillräckligt minskat, bidrar uppfinningen på ett fördelaktigt sätt till bulleremissionsnedsättning även vid denna typ av utrustning.
En borrsträngskomponent enligt en annan aspekt av uppfin- ningen är en komponent till en borrsträng för någon ur grup- pen: en sänkborrmaskin och en maskin för rotationsborrning. Även borrsträngskomponenter för rotationsborrning och sänkborrning vidlådes av bulleremissioner, varför borrsträngs- 76095; 2009-08-28 10 15 20 25 30 komponenter även för dessa typer av utrustningar omfattas av uppfinningen. Härvid handlar det om buller av delvis annat slag än vad som gäller vid topphammarutrustning, men även i dessa fall kan bullerreducering vara av stort värde. I dessa fall handlar det om rörformiga element mellan borriggen och borrkronan.
Vid en ytterligare aspekt av uppfinningen är det rör- formiga elementet ett slagstångselement, vilket är anordnat för att även överföra slagpulser från borriggen till borr- kronan. Den vibrationsdämpande strukturen är därvid före- trädesvis anordnad så i förhållande till slagstångselementet att dess dämpningsförmåga i en axiell riktning reduceras. Här- igenom uppnås flera fördelar. Materialet i strukturen och/eller dess förbindning med elementet behöver inte dimen- sioneras och utformas för att tåla belastningarna vid passage av stötvàgor genom slagstångselementet. Behov av att leda bort värme alstrat vi dämpning minskas och det nyttiga arbetet utfört genom stötvågorna dämpas inte onödigtvis bort. I syn- nerhet är den vibrationsdämpande strukturen förbunden med slagstàngselementet via ett skikt, som medger relativa rörel- ser i nämnda axiella riktning mellan den vibrationsdämpande strukturen och slagstängselementet.
Uppfinningen avser även en bergborrningsutrustning inkluderande en borrsträngskomponent, varvid motsvarande för- delar uppnås. A Ytterligare särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av ytterligare osjälvständiga krav och nedanstående beskriv- ning.
Kortfattad beskrivning av ritningarna Uppfinningen ska nu närmare beskrivas mot bakgrund av utföringsexempel och med ledning av de bifogade ritningarna, på vilka: 76095; 2009-08-28 10 15 20 25 30 Fig. 1 visar i en axiell sektion och delvis isärtaget, komponenter till en borrsträng enligt uppfinningen i en första utföringsform, Fig. 2 visar komponenterna till en borrsträng, delvis i axiell sektion och i isärtaget tillstànd, med en borrsträngs- komponent enligt uppfinningen i en andra utföringsform, Fig. 3 visar i en axiell sektion en enhet till en rota- tionsborrningsutrustning för anslutning till en borrsträngs- komponent enligt uppfinningen, Fig. 4 visar en del av en borrsträngskomponent väsent- ligen enligt fig. 1 i större skala i en axiell sektion, Fig. 5 visar detaljen i fig. 4 i en tvärsektion, och Fig. 6a och b visar axiella sektioner av olika versioner av slagstångelement enligt uppfinningen.
Beskrivning av utföringsexempel I fig. 1 visas en (del av en) borrsträng 1 inkluderande en borrsträngskomponent 2 enligt uppfinningen, vilken omfattar ett rörformigt element 3 för överföring av rotationsrörelse mellan en borrigg och en borrkrona. Vid en första, övre ände uppvisar borrsträngskomponenten 2 ett första, övre anslut- ningsparti 4, vilket uppvisar en första gänga 5 för anslutning till exempel en ytterligare borrsträngskomponent eller till någon annan aktuell komponent. Vidare uppvisar det första anslutningspartiet 4 en styrbussning 6a för styrning av en slagstàng.
På sin andra, undre ände uppvisar borrsträngskomponenten 2 ett undre, andra anslutningsparti 7, vilket uppvisar en andra gänga för anslutning till en stånglåsningshylsa 14, vilken via ett gängförband 9 är gängad vid det rörformiga ele- mentets undre ände. Stånglåsningshylsan 14 fungerar som axiell läsning för stångelementet 10 för att detta inte ska falla ur det rörformiga elementet vid hantering. Stånglàsningshylsan 14 76095; 2009-08-28 10 15 20 25 30 uppbär även en styrbussning 6b för stångelementet. Därutöver uppvisar stånglåsningshylsan 14 en ytterligare gänga 8 för anslutning till en ytterligare borrsträngskomponent eller till någon annan komponent inkluderad i borrsträngen.
Med 10 betecknas ett stångelement, vilket utgör nämnda slagstång, och vilket således är inrättat för överföring av slagpulser och matningskraft från nämnda borrigg till nämnda borrkrona. Varje stångelement 10 är axiellt rörligt inuti det rörformiga elementet 3 men styrt av nämnda styrbussningar 6a och b.
Vid en sammansatt borrsträng är ett antal stångelement 10 travade på varandra så att deras respektive ändytor anligger mot varandra. Det föreligger ingen ytterligare ihopkoppling av själva stångelementen mot varandra genom exempelvis gängor vid denna utföringsform, utan sammanhållningen av borrstängen tillhandahålls av nämnda rörformiga element 3.
Det rörformiga elementet 3 uppvisar en insida 11, innan- för vilken är definierat ett utrymme, vilket i detta utfö- ringsexempel också inåt begränsas av en utsida 30 av stång- elementet 10. I detta utrymme är enligt uppfinningen inplace- rad en vibrationsdämpande struktur 12, och i denna utförings- form är denna struktur i form av en långsträckt hylsa 12, vilken normalt inte anligger mot nämnda utsida 30 av stång- elementet 10 men befinner sig på ett mindre avstånd därifrån.
Den vibrationsdämpande strukturen 12 ombesörjer dämpning av i första hand böjvibrationerna i det rörformiga elementet 3 och föranleder att inducerade och/eller påtvingade vibrationer i det rörformiga elementet dämpas. Härigenom åstadkoms att emission av buller från en borrsträng enligt uppfinningen reduceras i jämförelse med vad som gäller för anordningar enligt teknikens bakgrund.
På fig. 1 visas utöver borrsträngskomponenten 2 även ett kopplingselement 13 för ihopkoppling av en borrsträngskompo- 76095; 2009~O8-28 10 15 20 25 30 nent 2 i området av borriggen och en borrkronenhet 15, vilken uppvisar en borrkrona 16. Komponenterna 13, 15 och 16 är av konventionellt slag.
I fig. 2 visas delar av en borrsträng 17 till en sänkborrmaskin, varvid med 18 betecknas en borrsträngskompo- nent, vilken i detta fall omfattar ett rörformigt element 19 samt ett första, övre anslutningsparti 20, vilket omfattar en första gänga 21, för anslutning till ytterligare borrsträngs- komponenter med flera komponenter jämte ett andra, undre anslutningsparti 22, vilket uppvisar en andra gänga 23 för anslutning till en ytterligare borrsträngskomponent etc.
Invändigt det rörformiga elementet 19 är anordnad en vibrationsdämpande struktur 12, vilken kan vara av samma slag som den som beskrivs i samband med figur 1 eller vara ett vibrationsdämpande skikt av ett vibrationsdämpande material, såsom kommer att exemplifieras nedan.
I fig. 3 visas en rotationsborrenhet 27 för anslutning via borrsträngskomponenter (ej visade) till en borrigg. Rota- tionsborrenheten 27 omfattar en borrkrona med roterbara skär- rullar samt, vid sin övre ände, en anslutningsgänga för, anslutning till en borrsträngskomponent.
För drift av rotationsborrenheten 27 i fig. 3 insätts borrsträngskomponenter utgjorda av rörformiga element för överföring av en matningskraft och rotationsrörelse. Dessa borrsträngskomponenter kan vara väsentligen enligt det slag, som visas på fig. 2 med hänvisningsbeteckning 18 och beskrivs i samband med denna figur. Även i detta fall är det aktuellt med att insätta en vibrationsdämpande struktur i enlighet med de olika principer, som beskrivs i samband med fig. 2 i ända- mål att reducera ljudemissioner från borrsträngen.
I fig. 4 visas i större skala delar av borrsträngskomponenten 2 i fig. 1, nämligen det rörformiga elementet 3 jämte den vibrationsdämpande strukturen 12. I 76095; 2009-08-28 10 15 20 25 30 detta fall är den vibrationsdämpande strukturen 12 utgjord av två lika halvor 12' och 12", vilka tillsammans bildar en två- delad hylsa och vilka uppvisar längs ett plan förlöpande kon- taktytor 31, vilka förlöper parallellt med borrsträngskompo- nentens axel.
Såsom framgår av fig. 5, vilken visar detaljerna i fig. 4 i ett tvärsnitt, bildar hylshalvorna 12' och 12" en hyls- struktur, vilken uppvisar ett yttre skal 32 jämte ett inre skal 33, sammantagna bildande en yttre rörliknande konstruk- tion 32 samt en inre rörliknande konstruktion 33, vilken har en insida 39, när halvorna är sammanlagda till en komplett hylsa.
Med 34 betecknas axiellt förlöpande distanslister, vilka fungerar som distanshållare mellan de yttre och inre rör- liknande konstruktionerna 32 och 33, och vilka tillsammans avgränsar axiella kanaler 35 för medgivande av spolfluid att transporteras genom den vibrationsdämpande strukturen 12 när innanför den inre ytan av hylsan 12 är insatt ett stàngelement i form av en slagstång (se fig. 1).
Utöver att fungera som vibrations- och ljuddämpande struktur fungerar den långsträckta hylsan 12 enligt denna utföringsform även som en stödhylsa eller ett styrrör för slagstàngen. Detta medför att en omkonstruktion av borr- strängskomponenten 2 i fig. 1 har varit möjlig på så sätt att ett tidigare centralt pà det rörformiga elementet 3 insatt centralt stàngstyrningsparti har kunnat utelämnas vid anord- ningen enligt denna aspekt av uppfinningen.
Därmed kan det rörformiga elementet 3 framställas väsent- ligt enklare och mer ekonomiskt genom att, med hänvisning till fig. 4, det rörformiga elementet 3 kan framställas genom ihopsvetsning av ett centralt, långt rörparti 36 vilket vid sina ändar via svetsar 37 och 38 förses med de första och andra anslutningspartierna 4 respektive 7. 76095; 2009-08-28 10 15 20 25 30 10 Vid en anordning enligt teknikens bakgrund hade det annars varit nödvändigt att inrätta ett centralt stångstyr- ningsparti att fastsvetsas centralt på rörpartiet 36, vilket hade medfört ytterligare arbetsmoment och en fördyring av kon- struktion.
Fig. 6a visar en axiell sektion av ett rörformigt element i form av ett slagstängelement 40 för så kallad topphammar- borrning, varvid såväl rotation som stötvågor förmedlas genom slagstångelementet. Vid denna tillämpning av uppfinningen föreligger delvis andra, ytterligare, krav på den vibrations- dämpande strukturen än vad som är fallet vid de ovan diskute- rade lösningarna. Behovet av dämpning är i detta fall för böj- vågor i slagstångelementet, dvs. i princip rörelser i radiell led, under det att axiella svängningar på grund av stötvågor i slagstångelementet helst inte bör påverkas av den vibrations- dämpande strukturen. Vidare är det för dämpning anbragta mate- rialet allmänt mer robust, dels för att tåla passager av stöt- vågor genom slagstångelementet, vilket den vibrationsdämpande strukturen är anbringad vid, dels för den nötande omgivningen.
Slagstångelementet 40 i Fig. 6a är försett med ett övre 41 och ett undre 42 anslutningsparti med en inre respek- tive en yttre gänga för anslutning till andra slagstångelement 40. Även andra utföringsformer av anslutningspartier med annorlunda arrangerade gängor är inom ramen för uppfinningen.
Med 43 är betecknad en spolkanal för spolfluid. Utvändigt en utsida slagstångelementet 40 är detta försett med en vibra- tionsdämpande struktur 44 i form av ett utvändigt skikt av dämpande material. På den mot slagstångelementet 40 anliggande ytan är den vibrationsdämpande strukturen 44 försedd med ett skikt 45, t ex ett glidskikt, vilket medger viss relativ axiell rörelse mellan den vibrationsdämpande strukturen 44 och slagstångelementet 40 för att minska dämpningsarbetet för axiella rörelser på grund av stötvågor genom slagstångelemen- 76095; 2009-08-28 lO 15 20 25 30 ll tet 40. Dämpning av rörelser i en radiell led för slagstång- elementet 40 kommer däremot inte att påverkas av skiktet 45. 48 betecknar den vibrationsdämpande strukturens 44 utsida, vilken företrädesvis är försedd med ett nötningståligt skikt av t ex. metall.
Fig. 6b visar en axiell sektion av ett rörformigt element i form av ett slagstångelement 40, vid vilket en vibrations- dämpande struktur 46 är inrättad på en insidesvägg av spol- kanalen 43. i övrigt gäller i princip samma förutsättningar som vid anordningen i Fig. 6a. ett skikt motsvarande skiktet 45 är betecknat med 47.
Det kan nämnas att vid slående borrning det i vissa applikationer kan vara aktuellt att applicera en vibrations- dämpande struktur vid ett rörformigt element i form av ett slagstångelement så att dämpning sker såväl axiellt som radiellt (för böjvibrationer) om man kan acceptera en lägre borrverkningsgrad. Detta kan vara av betydelse t ex. i gruvor med låg takhöjd där operatören befinner sig nära en borrmaskin för att t ex. montera bultar i ett tak.
Uppfinningen kan varieras inom ramen för de efterföljande kraven. Sålunda kan den vibrationsdämpande strukturen vara utformad annorlunda och som exempel vara framställd av ett ljud/vibrationsdämpande material, som är vidhäftande påfört i ett skikt på åtminstone en del av insidan och eller utsidan av det rörformiga elementet.
Ett sätt att åstadkomma detta är att använda ett viskoelastiskt material, dvs. ett amorft material där visko- elastisiteten är ett resultat av diffusion av atomer eller molekyler inne i materialet. Alternativt genom att använda material med amorfa inslag som för övrigt är kristallina.
Exempel på amorfa material är kol, gummi, lack (akrylbaserad, polyerutanbaserad, etc), plast ( akrylplast, PVC, polystyren etc.) metallegeringar (Koppar-Mangan-Aluminiumlegeringar (t 76095; 2009-08-28 10 15 20 25 30 12 ex. incrumate) etc.) eller liknande. Som exempel på delvis amorfa material kan nämnas Polyamid och Polyeten.
Ett annat exempel på att skapa vibrationsdämpning är att använda en metallmatris innehållande ett hårdare material i stavform. Därvid kommer det hårda materialet att vibrera mot matrismaterialet och omvandla vibrationer till värme. Det mjuka matrismaterialet kan vara av tex. järn, nickel eller koppar eller andra mjuka material och det hårda materialet kan vara av diamant, nanokolrör, kubisk bornitrid, keramer eller liknande material.
När det gäller dämpning gäller allmänt att energi ska avges genom förluster i materialet och/eller till ett annat material, som har högre materialdämpning, genom friktion mellan material eller genom att insätta ett material med hög dämpning mellan två material.
Vid vissa dämpningsmaterial, t.ex. med viskoelastiska egenskaper, kan materialet monteras med skydd på en sida av ett eller mellan två styvare material för att klara påfrest- ningar från luftflöden etc. Ett exempel på detta är fiber- armerad plast blandad med viskoelastiska skikt på stål, vilket kan fungera så att ett innerrör av kolfiber, glasfiber, kev- lar, metall eller liknande är anordnat i anslutning till ett stålhölje via en vibrationsdämpande struktur. Kompositmaterial medför ofta god hållbarhet mot nötning och degradering.
Med hänvisning åter till fig. 4 och 5, är lämpligen den vibrationsdämpande strukturen i form av en sammansatt hylsa utgjord av en extruderad eller stränggjuten, lång plast- styrning, t. ex. av HD polyeten. Det utesluts inte att hylsan består av endast ett element eller av fler än två delar skilda åt genom axiellt och/eller radiellt förlöpande delningssnitt.
Den ljuddämpande effekten av denna aspekt av uppfinningen resulterar av att vibrationer i det rörformiga elementet över- förs till plastmaterialet i hylsan, vilken är dimensionerad så 76095; 2009-08-28 10 15 20 25 30 13 att den i användning är pressad mot insidan av det rörformiga elementet, och där kommer att dämpas ut genom plastens lägre E-modul och övergå till värme, som i sin tur leds bort med hjälp av spolfluiden, som strömmar genom borrsträngskomponen- ten. Friktionen mellan det rörformiga elementet och en hyls- formig vibrationsdämpande struktur kan också bidra till dämp- ningen.
Det utesluts inte att en vibrationsdämpande struktur enligt uppfinningen insätts vid borrsträngskomponenter av förut känt slag, nämligen försedda med en konventionell cent- rumstyrning enligt ovan, varvid i så fall en vibrations- dämpande struktur lämpligen insätts på ömse sidor av nämnda centrala styrning.
Innerdiametern på den vibrationsdämpande strukturen i form av hylsan i fig. 4 och 5 är lämpligen anpassad så att den endast kommer i kontakt med slagstången momentant och inte till exempel genom plastens längdutvidgning vid förhöjda tem- peraturer. Detta för att man ska kunna undvika negativ påver- kan på driften av anordningen. Beträffande längddimensionen på den vibrationsdämpande strukturen, kan det vara så att väsent- ligen hela det tillgängliga utrymmet axiellt sett är utfyllt eller endast en del eller flera åtskilda delar därav är för- sedda med vibrationsdämpande struktur.
Montage av den vibrationsdämpande strukturen enligt fig. 5 och 4 sker genom insättning av hylsdelarna före sammansvets- ning genom friktionssvetsning av det rörformiga elementet.
Distans tillses härvid från de partier som ska svetsas genom förflyttning av strukturen från svetsområdet innan svetsnings- operationen påbörjas. Genom denna aspekt av uppfinningen erhålls rakare rör eftersom längre stålrör kan utnyttjas och två centrala friktionssvetsar har eliminerats. Vidare medför rakare rör mindre gängslitage och förenklad framställning med ökad kapacitet och minskade apparatkostnader. Rakare rör leder 76095; 2009-08-28 14 även till rakare slag mot borrkronan, vilket medför mindre böjvågsvibrationer och reducerad generering av ljud.
Som ett alternativ till arrangemanget i fig. l kan vid en modifierad utföringsform dämpskikt på de rörformiga elementen kombineras med ett tunt dämpskikt på stångelementen.
Det utesluts inte att vibrationsdämpande strukturer enligt uppfinningen kan ha olika tvärsnitt, såsom cirkulär, rundad, mångkantig, etc. och ha olika egenskaper och dimen- sioner efter olika delar av sin längd. 76095; 2009-08-28

Claims (14)

10 15 20 25 30 15 Patentkrav:
1. Borrsträngskomponent (2;l8) för insättning mellan en borrigg och en borrkrona och inkluderande ett rörformigt ele- ment (3;l9), vilket är anordnat för överförande av vridnings- rörelser från borriggen till borrkronan, varvid det rörformiga elementet uppvisar en insida (l1') och en utsida (l1'”), och varvid ett utrymme är bildat innanför nämnda insida (ll'), kännetecknad av att en vibrationsdämpande struktur (12) är anordnad i anslutning till åtminstone en del av nämnda insida (l1') och/eller utsida (1l").
2. Borrsträngskomponent enligt krav 1, kännetecknad av att den vibrationsdämpande strukturen (12) är framställd av ett vibra- tionsdämpande material, som är påfört i ett skikt på åtmin- stone en del av nämnda insida (1l') och/eller utsida (ll").
3. Borrsträngskomponent enligt krav 2, kännetecknad av att nämnda material är något ur gruppen: 1) viskoelastiska mate- rial av a) ett amorft material, b) material med amorfa inslag, som för övrigt är kristallina; 2) kompositmaterial med en metallmatris med partiklar av ett i jämförelse med matrismate- rialet hårdare material.
4. Borrsträngskomponent enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av att en sida av den vibrationsdämpande strukturen (12), som är vänd från det rörformiga elementet är försedd med ett förstär- kande, nötningstàligt skikt.
5. Borrsträngskomponent enligt krav 1, kännetecknad av att den vibrationsdämpande strukturen (12) är utförd som en långsträckt hylsa, vilken är införd i nämnda utrymme, och vilken anligger mot åtminstone en del av nämnda insida (ll'). 76095; 2009-08-28 10 15 20 25 30 16
6. Borrsträngskomponent enligt krav 5, kännetecknad av att den långsträckta hylsan uppvisar åtminstone en axiellt förlöpande genomgående kanal (35) för medgivande av flöde av fluid mellan borriggen och borrkronan.
7. Borrsträngskomponent enligt krav 5 eller 6, kännetecknad av att den långsträckta hylsan uppvisar ett yttre skal (32) jämte ett inre skal (33), sammantagna bildande en yttre samt en inre rörliknande konstruktion, varvid axiellt förlöpande distans- lister (34) i form av distanshållare är anordnade däremellan.
8. Borrsträngskomponent enligt något av kraven l - 7, känne- tecknad av att den är en komponent till en borrsträng (1) för en topphammare och att den omfattar ett längs en längdaxel utsträckt stångelement (10) för överförande av slagpulser från en slagborrmaskin till en borrkrona (26), varvid det rör- formiga element (3) är anordnat koncentriskt, omgivande stång- elementet (10), och varvid nämnda utrymme inåt begränsas av en utsida av stångelementet (10).
9. Borrsträngskomponent enligt något av kraven 5 - 7 i kombi- nation med kravet 8, kännetecknad av att det rörformiga ele- mentet omfattar ett rörparti (36) med oförändrad sektion efter sin längd, vilket är ihopsvetsat (37,38) med två anslutnings- partier (4, 7) vid sina ändar.
10. Borrsträngskomponent enligt något av kraven 1 - 7, känne- tecknad av att den är en komponent (18) till en borrsträng för någon ur gruppen: en sänkborrmaskin (25) och en maskin för rotationsborrning (27).
ll. Borrsträngskomponent enligt något av kraven 1 - 4, känne- tecknad av att det rörformiga elementet är ett slagstångs- 76095; 2009-08-28 l0 15 17 element (40), vilket är anordnat för att även överföra slag- pulser från borriggen till borrkronan.
12. Borrsträngskomponent enligt kravet den vibrationsdämpande strukturen (12) hållande till slagstångselementet (40) förmåga i en axiell riktning reduceras.
13. Borrsträngskomponent enligt kravet den vibrationsdämpande strukturen (12) (40) slagstångselementet via ett skikt ll, kännetecknad av att är anordnad så i för- att dess dämpnings- 12, kännetecknad av att är förbunden med (45;47), som medger relativa rörelser i nämnda axiella riktning mellan den vibra- tionsdämpande strukturen (12) och slagstångselementet (40).
14. Bergborrningsutrustning inkluderande en borrigg och åtmin- stone en borrsträngskomponent enligt något av kraven 1 - 13. 76095; 2009-08-28
SE0901137A 2009-08-28 2009-08-28 Borrsträngskomponenet med vibrationsdämpande struktur anordnad i anslutning till åtminstone en del av dess insida SE534173C2 (sv)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0901137A SE534173C2 (sv) 2009-08-28 2009-08-28 Borrsträngskomponenet med vibrationsdämpande struktur anordnad i anslutning till åtminstone en del av dess insida
BR112012003476-6A BR112012003476B1 (pt) 2009-08-28 2010-08-30 Componente de coluna de perfuração, e, equipamento para perfuração de rocha
AP2012006171A AP3254A (en) 2009-08-28 2010-08-30 Drill string component for noise control during percussion drilling
MYPI2012000754A MY164412A (en) 2009-08-28 2010-08-30 Drill string component for noise control during percussion drilling
CA2769227A CA2769227C (en) 2009-08-28 2010-08-30 Drill string component for noise control during percussion drilling
US13/261,180 US9109397B2 (en) 2009-08-28 2010-08-30 Drill string component for noise control during percussion drilling
EA201270335A EA023318B1 (ru) 2009-08-28 2010-08-30 Устройство для борьбы с шумом во время ударного бурения
EP10812391.0A EP2470744B1 (en) 2009-08-28 2010-08-30 Drill string component for noise control during percussion drilling
AU2010287016A AU2010287016B2 (en) 2009-08-28 2010-08-30 Drill string component for noise control during percussion drilling
PCT/SE2010/000211 WO2011025431A1 (en) 2009-08-28 2010-08-30 Drill string component for noise control during percussion drilling
CN201080038094.1A CN102597412B (zh) 2009-08-28 2010-08-30 用于撞击钻孔期间的噪音控制的钻柱构件
ZA2012/00495A ZA201200495B (en) 2009-08-28 2012-01-20 Drill string component for noise control during percussion drilling
CL2012000517A CL2012000517A1 (es) 2009-08-28 2012-02-28 Componente de sarta de perforacion con un elemento en forma de tuberia que se dispone para encerrar al menos un elemento de una barra que se extiende a lo largo de un eje longitudinal, donde una estructura de amortiguamiento de vibraciones se dispone junto a una parte de un elemento interior del elemento en forma de tuberia; equipo.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0901137A SE534173C2 (sv) 2009-08-28 2009-08-28 Borrsträngskomponenet med vibrationsdämpande struktur anordnad i anslutning till åtminstone en del av dess insida

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0901137A1 true SE0901137A1 (sv) 2011-03-01
SE534173C2 SE534173C2 (sv) 2011-05-17

Family

ID=43628244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0901137A SE534173C2 (sv) 2009-08-28 2009-08-28 Borrsträngskomponenet med vibrationsdämpande struktur anordnad i anslutning till åtminstone en del av dess insida

Country Status (13)

Country Link
US (1) US9109397B2 (sv)
EP (1) EP2470744B1 (sv)
CN (1) CN102597412B (sv)
AP (1) AP3254A (sv)
AU (1) AU2010287016B2 (sv)
BR (1) BR112012003476B1 (sv)
CA (1) CA2769227C (sv)
CL (1) CL2012000517A1 (sv)
EA (1) EA023318B1 (sv)
MY (1) MY164412A (sv)
SE (1) SE534173C2 (sv)
WO (1) WO2011025431A1 (sv)
ZA (1) ZA201200495B (sv)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104389530B (zh) * 2014-11-19 2016-06-15 彭振 一种低噪音控制的环保型钻杆
CN104832103A (zh) * 2015-05-19 2015-08-12 中国水利水电第十工程局有限公司 渐进钻入式多头切割钻孔装置
CN104847273B (zh) * 2015-05-19 2017-08-29 中国水利水电第十工程局有限公司 多层切割的半球状钻头及具有该钻头的钻孔工具
CN104895487B (zh) * 2015-06-17 2017-09-26 广西恒日科技有限公司 复合式钻机
SE541084C2 (en) * 2015-12-03 2019-04-02 Driconeq Production Ab Drill pipe and drill string
US10844672B2 (en) * 2017-05-19 2020-11-24 Mitchell Z. Dziekonski Vibration reducing drill string system and method
RU185520U1 (ru) * 2018-04-24 2018-12-07 Владимир Васильевич Галайко Молоток отбойный пневматический
RU190688U1 (ru) * 2019-05-20 2019-07-09 Владимир Васильевич Галайко Электрический ручной молоток ударного действия
RU202259U1 (ru) * 2020-10-14 2021-02-09 Владимир Васильевич Галайко Молоток отбойный пневматический
RU210643U1 (ru) * 2020-11-05 2022-04-25 Общество с ограниченной ответственностью Управляющая Компания «Традиция» Гидромолот
WO2022098260A1 (ru) * 2020-11-05 2022-05-12 Общество С Ограниченной Ответственностью Управляющая Компания "Традиция" Гидромолот
TWI741872B (zh) * 2020-11-10 2021-10-01 唐州工業股份有限公司 具有退釘功能之工具

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3819168A (en) 1972-06-07 1974-06-25 Allied Chem Drill shaft
US3774731A (en) * 1972-09-19 1973-11-27 Varty W Vibration damper
US3842942A (en) 1973-10-01 1974-10-22 Us Interior Constrained layer damper and noise suppressor for a rock drill steel
SE390188C (sv) * 1973-12-03 1979-10-08 Sandvik Ab Borrstang for slaende bergborrning
US3926265A (en) 1974-06-10 1975-12-16 Hydroacoustic Inc Drill steel for percussive drilling devices
DE2602021A1 (de) * 1976-01-21 1977-07-28 Ruhrkohle Ag Schallgedaempfte bohrausruestung zur herstellung von sprengschuessen, insbesondere fuer den untertageberg- und -tunnelbau
SE418063B (sv) 1976-05-07 1981-05-04 Atlas Copco Ab Svengningsdempningsanordning vid staende verktyg
SE439334B (sv) * 1978-07-12 1985-06-10 Fagersta Ab Ljuddempande anordning vid langstreckt halforsedd produkt av metall
CA1101832A (en) * 1979-09-24 1981-05-26 Delta Oil Tools Ltd. Shock absorbing apparatus for drill string
DE3238253A1 (de) * 1981-11-20 1983-05-26 SIG Schweizerische Industrie-Gesellschaft, 8212 Neuhausen am Rheinfall Schallgedaemmtes gestaenge fuer gezaehe
FR2553697B1 (fr) 1983-10-24 1986-03-14 Charbonnages De France Dispositif d'insonorisation d'un fleuret de foration
SE466318B (sv) 1989-03-07 1992-01-27 Atlas Copco Constr & Mining Bussningsanordning vid bergborrningsverktyg innefattande en central staangsats och omgivande roer
US5372548A (en) 1990-03-23 1994-12-13 Wohlfeld; William I. Longitudinal and rotary shock absorber for rotary and percussion drill bits
SE467419B (sv) * 1990-11-14 1992-07-13 Uniroc Ab Borrstraengkomponent
US6427782B2 (en) 1995-06-07 2002-08-06 The William J. Brady Loving Trust Noise suppression drilling system
SE524153C2 (sv) * 2001-12-21 2004-07-06 Atlas Copco Secoroc Ab Medbringare till sänkborrhammare utförd i material mjukare än materialet i skaftet
US7997380B2 (en) 2004-06-22 2011-08-16 Halliburton Energy Services, Inc. Low frequency acoustic attenuator
US7210555B2 (en) 2004-06-30 2007-05-01 Halliburton Energy Services, Inc. Low frequency acoustic attenuator for use in downhole applications
CN201110137Y (zh) * 2007-12-14 2008-09-03 赵景军 金属橡胶双向钻井减振器
CN101265786B (zh) * 2008-04-24 2012-04-25 西南石油大学 一种气体钻井携岩工具

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011025431A8 (en) 2012-02-09
WO2011025431A1 (en) 2011-03-03
AP2012006171A0 (en) 2012-04-30
US9109397B2 (en) 2015-08-18
EA023318B1 (ru) 2016-05-31
US20120138367A1 (en) 2012-06-07
CA2769227A1 (en) 2011-03-03
CL2012000517A1 (es) 2012-08-31
CN102597412A (zh) 2012-07-18
ZA201200495B (en) 2013-03-27
MY164412A (en) 2017-12-15
AU2010287016A1 (en) 2012-03-15
CN102597412B (zh) 2016-08-03
SE534173C2 (sv) 2011-05-17
CA2769227C (en) 2017-11-21
BR112012003476A2 (pt) 2016-03-01
AP3254A (en) 2015-05-31
EP2470744A4 (en) 2017-01-18
AU2010287016B2 (en) 2015-08-06
EA201270335A1 (ru) 2012-08-30
EP2470744A1 (en) 2012-07-04
BR112012003476B1 (pt) 2019-04-09
EP2470744B1 (en) 2018-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE0901137A1 (sv) Borrsträngskomponenet med vibrationsdämpande struktur anordnad i anslutning till åtminstone en del av dess insida
RU2308592C2 (ru) Буровой снаряд (варианты), способ бурения скважины с использованием бурового снаряда и способ изготовления бурового снаряда
US4012061A (en) Dual conduit drill stem member
JP5952271B2 (ja) ラジアル振動装置
US6364039B1 (en) Vibration damping tool
US8733467B2 (en) Rock drilling machine and axial bearing module
SE531017C2 (sv) Bergborrningsverktyg
US8973675B2 (en) Flasked pressure housing
EP2578795A1 (en) Damper unit and drill string system comprising such a damper unit
OA20232A (en) Drill String Component for Noise Control During Percussion Drilling.
CN105275452A (zh) 具有保护随钻测量仪器功能的减振装置
OA19007A (en) Pipe deployment trailer
CN205977090U (zh) 一种高效抗冲的螺杆钻具
US20140182946A1 (en) Engineered materials for drill rod applications
SE523946C2 (sv) Sänkborrhammare där ytterröret helt omsluter en medbringare
CN110219586B (zh) 一种带有防震功能的地热钻井机
CN105735508A (zh) 一种粘滞型阻尼器输入速率放大装置
ATE503075T1 (de) Vorrrichtung zum schlag- bzw. drehschlagbohren in gesteinsmaterial
SE467419B (sv) Borrstraengkomponent
US20140182945A1 (en) Engineered Materials for Drill Rod Applications
JP2022090631A (ja) 地中ドリリング装置用ドリル駆動装置
CN212825900U (zh) 一种改良式冲击钻
US11280134B2 (en) Ground drilling device, method for making a ground drilling device, method for maintaining a ground drilling device, and use of a ground drilling device
RU45411U1 (ru) Устройство ударного действия
WO2014106187A1 (en) Engineered materials for drill rod applications