SE1250727A1

SE1250727A1 - Device and method for handling drill string components and rock drilling rigs

Info

Publication number: SE1250727A1
Application number: SE1250727A
Authority: SE
Inventors: Rickard Gustavsson
Original assignee: Atlas Copco Rocktech Ab
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2013-12-29
Also published as: KR20150031420A; SE536563C2; CL2014003424A1; BR112014032289B1; ZA201408936B; EP2867438B1; EP2867438A4; AU2013281269A1; BR112014032289A2; EP2867438A1; CN104411914A; PE20150285A1; KR102095610B1; US20150152697A1; AU2013281269B2; CN104411914B; WO2014003646A1

Abstract

A handling device for handling drill with a gripper shuttle (40) which is drivingly displaceable along a guiding beam (19) being fastenable to the drill rig in order to extend in a direction from the feed beam while forming an angle therewith, wherein the gripper shuttle (40) has a pivotally arranged guiding gripper (41) for in a first position in a first outermost position on the guiding beam grip a first end portion of a drill string component (8), being intended for lifting from a position outside the rig, the other end portion of which being intended to be in threaded engagement with a lifting plug or the like for co-operation with said lifting winch, and wherein the gripper shuttle (40) in a second position in a second inner position on the guiding beam adjacent to the feed beam (2) is arranged with the guiding gripper (41) to line up said gripped drill string component in the region of the drill string position.

Description

Vid nedsänkning av borrsträngen sker arbetsmomenten i omvänd ordning så att nya borrsträngskomponenter i form av rör successivt lyfts till ett läge där de inriktas med borr- strängen och ihopgängas av operatören. Dessa arbetsmoment är belastande för operatören och medför en inte försumbar risk för lyft- och klämskador för operatören. When immersing the drill string, the work steps are performed in reverse order so that new drill string components in the form of pipes are gradually lifted to a position where they are aligned with the drill string and joined together by the operator. These operations are burdensome for the operator and entail a non-negligible risk of lifting and crushing injuries for the operator.

Kärnborrning sker ofta till mycket stora djup, såsom t ex till borrlängder mellan 1 000 - 2 OOO m. På grund av att borrkronan i drift är utsatt för slitage, behöver den bytas ut relativt ofta, vilket medför att hela borrsträngen måste plockas ur borrhålet, demonteras till borrsträngskomponenter, den slitna borrkronan tas bort och ersättas med en ny, varefter borrsträngen ånyo kan sänkas ner i hålet. Därefter borras ytterligare en sträcka tills borrkronan ånyo måste byta ut osv. Vid själva borrningen är en spolvätskesvivel ansluten till borrsträngens övre ände för tillhandahållande av spol- vätska för borttransport av genom borrningen lösgjort berg- material.Core drilling often takes place at very great depths, such as for drilling lengths between 1,000 - 2,000 000 m. Due to the fact that the drill bit in operation is subject to wear, it needs to be replaced relatively often, which means that the entire drill string must be removed from the borehole. disassembled into drill string components, the worn drill bit is removed and replaced with a new one, after which the drill string can be lowered into the hole again. Then drill another section until the drill bit has to be replaced again, and so on. During the actual drilling, a flushing fluid swivel is connected to the upper end of the drilling string to provide flushing fluid for transporting away rock material loosened by the drilling.

UPPFINNINGENS ÅNnAwlÅL ocH VIKTIGASTE KÅNNETECKEN Det är ett ändamål med uppfinningen att tillhandahålla en anordning av ovannämnt slag, vid vilken problemen enligt ovan adresseras och åtminstone delvis löses.OBJECTS AND MOST IMPORTANT CHARACTERISTICS OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide a device of the above kind, in which the problems as above are addressed and at least partially solved.

Detta uppnås vid en hanteringsanordning enligt ovan genom en längs en inriktningsbalk drivbart förflyttbar griparvagn, varvid inriktningsbalken är fästbar vid borriggen för att sträcka sig i en riktning ut från matarbalken under bildande av en vinkel med denna, varvid griparvagnen uppvisar en ledbart inrättad styrgripare för att i en första position i ett första, yttre läge av inriktningsbalken gripa ett första ändområde av en för lyftning från ett läge utanför riggen avsedd borrsträngskomponent, vars andra ändområde är avsett att vara i gängingrepp med en lyftplugg eller dylikt för samverkan med nämnda lyftwinch, och varvid griparvagnen i en 10 15 20 25 30 andra position i ett andra, inre läge av inriktningsbalken intill matarbalken är inrättad att med styrgriparen inrikta nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget.This is achieved in a handling device as above by a gripper carriage movable along an alignment beam, the alignment beam being attachable to the drilling rig to extend in a direction out of the feed beam to form an angle therewith, the gripper carriage having a hinged guide gripper for a first position in a first, outer position of the alignment beam grips a first end region of a drill string component intended for lifting from a position outside the rig, the second end region of which is intended to be in threaded engagement with a lifting plug or the like for co-operation with said lifting winch, and in a second position in a second, inner position of the alignment beam next to the feed beam is arranged to align with the guide gripper said gripped drill string component in the area of the drill string position.

Genom att på inriktningsbalken är inrättad en drivbart förflyttbar griparvagn, vilken uppvisar en ledbart inrättad gripare för gripande av ett första ändområde av den första borrsträngskomponenten, vars andra ändområde är inrättat att vara i ingrepp med en lyftplugg uppnås flera fördelar. Det underlättar starkt hanteringen såväl under processen att med en lyftwire lyfta och införa en borrsträngskomponent till borrsträngläget som under processen att lyfta och bortföra en borrsträngskomponent från borrsträngläget.By arranging on the alignment beam a drivably movable gripper carriage, which has a hingedly arranged gripper for gripping a first end region of the first drill string component, the second end region of which is arranged to be in engagement with a lifting plug, several advantages are achieved. It greatly facilitates handling both during the process of lifting and inserting a drill string component into the drill string position with a lifting wire and during the process of lifting and removing a drill string component from the drill string position.

Någon motsvarande styrning sker inte enligt teknikens bakgrund, utan där det är upp till operatörens att se till att i mest upplyfta lägen av en borrsträngskomponent, när denna hänger i lyftwiren, ett korrekt införande till borrsträngsläget sker, respektive ett korrekt bortförande från borrsträngsläget till ett överlämningsläge för bottransport sker.No corresponding control takes place according to the prior art, but where it is up to the operator to ensure that in the most uplifted positions of a drill string component, when it hangs in the lifting wire, a correct insertion to the drill string position takes place, or a correct removal from the drill string position to a handover position. for fine transport takes place.

Arrangemanget med en griparvagn medger i stället säkert och korrekt styrning av en fri ände av en lyft borrsträngskomponent i respektive läge.The arrangement with a gripper trolley instead allows safe and correct control of a free end of a lifted drill string component in the respective position.

Det föredras att inriktningsbalken uppvisar en längsstyrning för griparvagnen utgjord av något av: externa partier pä inriktningsbalken, sidokanter av flänsar till en H- balk- eller en I-balkprofil hos inriktningsbalken, mot varandra vända styrlister. Sådana arrangemang är enkelt och kostnadseffektivt framställbara med tillfredsställande precision.It is preferred that the alignment beam has a longitudinal guide for the gripper carriage consisting of any of: external portions of the alignment beam, side edges of flanges to an H-beam or an I-beam profile of the alignment beam, facing guide strips. Such arrangements are easily and cost-effectively manufactured with satisfactory precision.

Lämpligen är griparvagnen drivbar via en wire, en kedja, en rem eller en lina av en fast anordnad drivmotor, vilket möjliggör en enkelt hanterad installation för 10 15 20 25 30 drivmotorn. Alternativt uppbär själva griparvagnen en drivmotor för drivning, vilken drivmotor verkar mot längs inriktningsbalken inrättade ingreppsorgan.Suitably the gripper trolley is drivable via a wire, a chain, a belt or a rope of a fixedly arranged drive motor, which enables an easily handled installation for the drive motor. Alternatively, the gripper carriage itself carries a drive motor for driving, which drive motor acts against engaging means arranged along the alignment beam.

Föredraget omfattar anordningen ett styrsystem, vilket är inrättat att drivstyra griparvagnens rörelse korrelerat med vinschens drift så att en kontrollerad överföring av borrsträngskomponenterna erhålls.Preferably, the device comprises a control system, which is arranged to drive control the movement of the gripper carriage correlated with the operation of the winch so that a controlled transmission of the drill string components is obtained.

I nämnda andra position för griparvagnen är styrgriparen lämpligen inrättad att inrikta nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget genom samverkan med en på matarbalken anordnat inriktningsstyrning för att tillförsäkra att i borrsträngsläget den för införande avsedda borrsträngskomponenten är korrekt positionerad för att kunna gripas på ett säkert sätt för vidarehantering inför efterföljande ihopgängning.In said second position of the gripper carriage, the guide gripper is suitably arranged to align said gripped drill string component in the area of the drill string position by cooperating with an alignment guide arranged on the feed beam to ensure that in the drill string position the drill string component intended for insertion can be correctly positioned. further handling prior to subsequent merging.

Det föredras att styrgriparen är svängdrivbar mellan ett första svängningsläge vid nämnda första position och ett andra svängningsläge vid nämnda andra position för att säkerställa korrekta inriktningar vid respektive position.It is preferred that the guide gripper be pivotable between a first pivot position at said first position and a second pivot position at said second position to ensure correct alignments at the respective position.

Det är lämpligt att styrgriparen är manövrerbar mellan öppet och stängt läge genom något av: en elmotor, en hydraulmotor, en pneumatisk motor.It is suitable that the control gripper can be operated between open and closed position by any of: an electric motor, a hydraulic motor, a pneumatic motor.

Det föredras att inriktningsbalken är ledbart fastsättbar vid borriggen kring en första ledaxel så att den är enkelt omställbar vid olika uppställningspositioner med olika matningsbalksvinklar för riggen.It is preferred that the alignment beam is hingedly attachable to the drilling rig around a first hinge shaft so that it is easily adjustable at different installation positions with different feed beam angles for the rig.

Föredraget är inriktningsbalken i ett yttre område ledbart fastsättbar vid ett stöd kring en andra ledaxel. Detta stöd kan vara att stativ eller ett magasin eller något annat arrangemang för komponenthantering.Preferably, the alignment beam in an outer area is hingedly attachable to a support about a second hinge axis. This support can be a stand or a magazine or other arrangement for component handling.

Företrädesvis är en griparenhet anordnad pà riggen för att ingripa med nämnda första ändparti av en borrsträngskomponent när nämnda gripna borrsträngskomponent är 10 15 20 25 30 inriktad med styrgriparen i området av borrsträngsläget, varigenom tillförsäkras korrekt övertagande fràn styrgriparen.Preferably, a gripper unit is provided on the rig for engaging said first end portion of a drill string component when said gripped drill string component is aligned with the guide gripper in the area of the drill string position, thereby ensuring proper take-off from the guide gripper.

Uppfinningen avser även en bergborrigg inkluderande en för rotation och drivning av en borrsträng avsedd, av en matarbalk fram- och återrörligt uppburen rotatoranordning, vilken den inkluderar en hanteringsanordning enligt ovan.The invention also relates to a rock drilling rig including a rotator device intended for rotation and drive of a drill string, which is rotatably supported and reciprocated by a feed beam, which it includes a handling device as above.

Uppfinningen avser även ett förfarande för hantering av borrsträngskomponenter vid en borrigg, vilken omfattar en matarbalk, på vilken en matnings- och rotatoranordning förskjuts, samt en första borrsträngskomponent, vilken lyfts och placeras för att sammangängas med en, i ett borrsträngsläge för riggen befintlig andra borrsträngskomponent. Förfarandet utmärks av - att en griparvagn drivbart förflyttas längs en inriktningsbalk, vilken är fästbar vid borriggen för att sträcka sig i en riktning ut från matarbalken under bildande av en vinkel med denna, - att griparvagnen i ett första, yttre läge av inriktningsbalken med en ledbart inrättad styrgripare griper ett första ändomràde av en för lyftning från ett läge utanför riggen avsedd borrsträngskomponent, vars andra ändomràde är i gängingrepp med en lyftplugg eller dylikt för samverkan med nämnda lyftwinch, och - att griparvagnen i ett andra, inre läge av inriktningsbalken intill matarbalken med styrgriparen inriktar nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget.The invention also relates to a method for handling drill string components at a drilling rig, which comprises a feed beam, on which a feed and rotator device is displaced, and a first drill string component, which is lifted and placed to be joined to a second drill string component in the rig. . The method is characterized by - that a gripper carriage is movably moved along an alignment beam, which is attachable to the drilling rig to extend in one direction out of the feed beam, forming an angle therewith, - that the gripper carriage in a first, outer position of the alignment beam with a hinged arranged gripper grips a first end area of a drill string component intended for lifting from a position outside the rig, the second end area of which is in threaded engagement with a lifting plug or the like for co-operation with said lifting winch, and - the gripper trolley in a second, inner position of the alignment beam. the guide gripper aligns said gripped drill string component in the area of the drill string position.

De fördelar, som anges ovan i samband med den uppfinningsenliga hanteringsanordningen och de denna underordnade särdragen är applicerbara även vid det uppfinningsenliga förfarandet.The advantages stated above in connection with the handling device according to the invention and the features subordinate thereto are applicable also to the method according to the invention.

I ändamål att på ett effektivt och säkert sätt tillförsäkra noggrann inriktning mellan griparenheten och den av svängarmen uppburna borrsträngskomponenten utnyttjas lämpligen inriktningsbalken, vilken är så utformad och 10 15 20 25 30 anordnad att den kan bilda mekaniskt stopp för såväl griparenheten som för en svängarm i ett avlämningsläge för en borrsträngskomponent som ska införas till riggen. Detta arrangemang medför att inriktningsbalken kan utgöra dels inställningsreferens genom nämnda mekaniska stopp, dels mer eller mindre automatiskt dessutom tillhandahålla lämplig ändpositionering av den av svängarmen uppburna borrsträngskomponenten i förhållande till griparenheten.In order to ensure accurate alignment between the gripper unit and the drill string component supported by the pivot arm in an efficient and safe manner, the alignment beam is suitably used, which is designed and arranged so that it can form a mechanical stop for both the gripper unit and a pivot arm in a delivery mode for a drill string component to be inserted into the rig. This arrangement means that the alignment beam can constitute both an adjustment reference through said mechanical stop, and more or less automatically also provide a suitable end positioning of the drill string component supported by the pivot arm in relation to the gripper unit.

Uppfinningen medför stora hanteringsmässiga fördelar eftersom operatören befrias från ibland påfrestande arbetsmoment. Bättre ekonomi för borrningen kan förväntas eftersom de ingående komponenterna kan utföras i riktning av ökning av rörelsehastigheter vid hanteringen utan att skador på personal riskeras.The invention entails great handling advantages because the operator is freed from sometimes stressful work steps. Better drilling economy can be expected as the constituent components can be executed in the direction of increasing operating speeds during handling without risking injury to personnel.

Det ska noteras att kraven på inriktning för ihopgängning av borrsträngskomponenter för kärnborrning är mycket strikta. Således tolereras inte en felriktning av komponenter, som ska sammangängas på mer än 10. Större vinkelavvikelser medför med all sannolikhet misslyckad ihopgängning och i allvarligare fall gängskador.It should be noted that the requirements for alignment for joining drill string components for core drilling are very strict. Thus, a misalignment of components, which are to be joined together by more than 10, is not tolerated. Larger angular deviations in all probability result in failed joining and in more serious cases thread damage.

Det föredras att inriktningsbalken är fastsättbar ledbart kring en första ledaxel i anslutning till ett område av en första svängaxel för griparenheten och i synnerhet att den första ledaxeln är åtminstone väsentligen koaxiell med den första svängaxeln. Likaledes föredras att inriktningsbalken är fastsättbar ledbart kring en andra ledaxel i anslutning till ett område av en andra svängaxel för svängarmen och i synnerhet att den andra ledaxeln är åtminstone väsentligen koaxiell med den andra svängaxeln. Dessa arrangemang var för sig underlättar och kan, speciellt i samverkan, till och med eliminera behovet av justering av inriktningsbalken och/eller med denna samverkande organ på griparenheten respektive svängarmen efter omställning av riggen eller tom. vid 10 15 20 25 30 oavsiktlig flyttning av riggen eller av stödet (såsom magasinet) för inriktningsbalkens från riggen vända ände.It is preferred that the alignment beam is attachably hinged about a first hinge axis in connection with an area of a first pivot axis of the gripper unit and in particular that the first hinge axis is at least substantially coaxial with the first pivot axis. It is also preferred that the alignment beam is attachably hinged about a second pivot axis in connection with an area of a second pivot axis of the pivot arm and in particular that the second pivot axis is at least substantially coaxial with the second pivot axis. These arrangements individually facilitate and can, especially in cooperation, even eliminate the need for adjustment of the alignment beam and / or with this cooperating member on the gripper unit and the pivot arm, respectively, after adjustment of the rig or even. in the event of unintentional movement of the rig or of the support (such as the magazine) for the end beam of the alignment beam facing away from the rig.

I ett första läget för griparenheten är denna positionerad för att ingripa med ett ändparti av en första (övre) borrsträngskomponent respektive ett ändparti av en andra (undre) borrsträngskomponent. I det andra läget är griparenheten positionerad för att ingripa inriktat med ett ändparti av en borrsträngskomponent som ska införas till respektive är i processen att uttas från nämnda aktiva borrsträngsläge.In a first position of the gripper unit, this is positioned to engage with an end portion of a first (upper) drill string component and an end portion of a second (lower) drill string component, respectively. In the second position, the gripper unit is positioned to engage with an end portion of a drill string component to be inserted into and is in the process of being removed from said active drill string position.

Lämpligen har inriktningsbalken av bl. a. tillverkningsmässiga skäl rätlinjig utsträckning.Suitably, the alignment code of e.g. a. manufacturing reasons rectilinear extent.

Föredraget uppvisar svängarmen och/eller inriktningsbalken inbördes styrelement för sidoinriktning av svängarmen i avlämningsläget för att i viss mån eliminera en effekt av en inbördes sidosnedställning av svängarmen relativt inriktningsbalken.Preferably, the pivot arm and / or the alignment beam have mutual control elements for lateral alignment of the pivot arm in the delivery position in order to eliminate to some extent an effect of a mutual lateral lowering of the pivot arm relative to the alignment beam.

Uppfinningen ska nu närmare beskrivas med ledning av utföringsexempel och med hänvisning till de bifogade ritning- arna .The invention will now be described in more detail with reference to exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawings.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGAR Fig. l visar i en sidovvy en bergborrigg för kärnborrning försedd med en hanteringsanordning enligt uppfin- ningen och i samband med ett magasin för borrsträngskomponen- ter, Fig. 2 visar i en perspektivvy griparenheten isolerad och i större skala, Fig. 3 visar en sidovvy motsvarande Fig. 1 med organ tillhörande hanteringsanordningen i ett annat läge, Fig. 4 visar i en perspektivvy en till hanteringsanordningen hörande griparvagn, 10 15 20 25 30 Fig. 5a och b visar i större skala perspektivvyer av hanteringsanordningen i huvudsak motsvarande lägena i Fig. 1 och 3, Fig. 6 visar schematiskt ett flödesschema för ett förfarande enligt uppfinningen, och Fig. 7a och b visar i större skala perspektivvyer av hanteringsanordningen i olika lägen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows in a side view a rock drilling rig for core drilling provided with a handling device according to the invention and in connection with a magazine for drill string components, Fig. 2 shows in a perspective view the gripper unit isolated and on a larger scale, Figs. Fig. 3 shows a side view corresponding to Fig. 1 with means belonging to the handling device in a different position, Fig. 4 shows in a perspective view a gripper trolley belonging to the handling device, Figs. 5a and b show on a larger scale perspective views of the handling device substantially corresponding the positions in Figs. 1 and 3, Fig. 6 schematically shows a flow chart for a method according to the invention, and Figs. 7a and b show on a larger scale perspective views of the handling device in different positions.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I Fig. 1 är visad en med varierande lutningsvinkel inställbar matarbalk 2 till en bergborrigg för kärnborrning.DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Fig. 1 shows a feed beam 2 which can be adjusted with varying angle of inclination to a rock drilling rig for core drilling.

Riggen inkluderar en på matarbalken 2 fram- och återrörligt uppburen en rotatoranordning 4. Under (på bilden) rotatoranordningen 4 är anordnad en rörhållare 5 för temporär fasthållning av borrsträngen då så är behövligt.The rig includes a rotator device 4 which is movably reciprocated on the feed beam 2. Below (in the picture) the rotator device 4 a tube holder 5 is arranged for temporary holding of the drill string when necessary.

Intill matarbalken 2 är inrättat ett (ej visat) kraft- och drivaggregat för tillhandahållande av tryckfluid m m till bergborriggen och en lyftvinsch (ej visad). Ett magasin 6 är anordnat för mottagning av borrsträngskomponenter (indikerat med streckprickad linje vid 8), vilka ska införas till respektive utplockas från bergborriggen på ett sätt som kommer att beskrivas nedan.Adjacent to the feed beam 2 is a power unit (not shown) for supplying pressure fluid etc. to the rock drilling rig and a lifting winch (not shown). A magazine 6 is arranged for receiving drill string components (indicated by a dotted line at 8), which are to be inserted into or picked out from the rock drilling rig in a manner which will be described below.

Magasinet 6 kan vara utformat på olika sätt men är i Fig. 1 exemplifierat i form av ett i huvudsak horisontellt bord, vilket är lutningsbart så att borrsträngskomponenter 8 kan bringas att rulla mot en för upptagning av en borrsträngskomponent 8 inrättad svängarm 7.The magazine 6 can be designed in different ways but is exemplified in Fig. 1 in the form of a substantially horizontal table, which is inclined so that drill string components 8 can be made to roll against a pivot arm 7 arranged for receiving a drill string component 8.

På Fig. 1 är vidare indikerad med en streckprickad linje vid 8” en borrsträngskomponent i ett läge under en lyftningsfas, vilket är ett lutande läge i förhållande till matarbalken 2.In Fig. 1, a dashed line component in a position during a lifting phase, which is an inclined position relative to the feed beam 2, is further indicated by a dashed line at 8 ".

Denna linje vid 8” i Fig. 1 är avsedd att illustrera ett mellanläge under lyftningsfasen, vilket avslutas med att borrsträngskomponenten intar ett läge, som är koaxiellt med 10 15 20 25 30 ett aktivt borrsträngsläge för bergborriggen. Lyftning sker med hjälp av en överst på borrsträngskomponenten 8” ingängad (25 se nedan). lyftplugg Lyftpluggen är under denna process i sin tur förbunden med en (ej visad) lyftwire, vilken i sin tur går över en wiretrissa (ej visad) överst på matarbalken och med sin andra part förlöper i huvudsak parallellt med matarbalken 2 till den i området av kraft- och drivaggregatet 3 inrättade lyftvinschen (ej visad).This line at 8 "in Fig. 1 is intended to illustrate an intermediate position during the lifting phase, which ends with the drill string component assuming a position which is coaxial with an active drill string position for the rock drilling rig. Lifting is done by means of an 8 ”threaded one on top of the drill string component (25 see below). lifting plug During this process, the lifting plug is in turn connected to a (not shown) lifting wire, which in turn passes over a wire pulley (not shown) at the top of the feed beam and with its other part extends substantially parallel to the feed beam 2 to the one in the area of the power and drive unit 3 set up the lifting winch (not shown).

Till yttermera visso visas på Fig. 1 en lyftplugg 25 gripen av en griparenhet 11 och fastgängad vid ett ändparti av en i ett borrsträngsläge befintlig borrsträngskomponent 8'.Furthermore, Fig. 1 shows a lifting plug 25 gripped by a gripper unit 11 and threaded to an end portion of a drill string component 8 'present in a drill string position.

På Fig. 1 framgår vidare att nämnda ändparti är upp- stickande ur rotatoranordningen 4 så att denna borr- strängskomponent 8' befinner sig i ett aktivt borrsträngsläge A. Borrsträngskomponenten 8' uppvisar en hongänga för ingrepp med en motsvarande hangänga på pluggen 25.In Fig. 1 it further appears that said end portion protrudes from the rotator device 4 so that this drill string component 8 'is in an active drill string position A. The drill string component 8' has a female thread for engagement with a corresponding male thread on the plug 25.

Påskarvning av en ytterligare, andra, borrsträngskomponent 8” på den första borrsträngskomponenten 8' i ändamål av förlängning av borrsträngen för efterföljande nedsänkning i borrhålet sker väsentligen motsvarande förfarandet för pågängning av en lyftplugg. Se nedan.Splicing of a further, second, drill string component 8 'on the first drill string component 8' for the purpose of extending the drill string for subsequent immersion in the borehole takes place substantially corresponding to the procedure for threading a lifting plug. See below.

Griparenheten 11 är visad i ett första läge i Fig. 1, i vilket ett av griparenheten 11 definierat gripläge, vilket uppvisar en griplägesaxel G (se streckad linje i Fig. 1), är koaxiellt med nämnda aktiva borrsträngsläge A.The gripper unit 11 is shown in a first position in Fig. 1, in which a gripping position defined by the gripper unit 11, which has a gripping position axis G (see dashed line in Fig. 1), is coaxial with said active drill string position A.

Vidare framgår mer i detalj i denna figur en inriktningsbalk 19, vilken är anordnad att utgöra stopp för svängarmen 7 i ett uppsvängt avlåmningsläge för en uppburen borrsträngskomponent 8. Därutöver utgör inriktningsbalken 19 stopp för griparenheten 11 i det andra läget för denna.Furthermore, a guide beam 19 is shown in more detail in this figure, which is arranged to constitute a stop for the pivot arm 7 in an upturned deflection position for a supported drill string component 8. In addition, the guide beam 19 constitutes a stop for the gripper unit 11 in the second position thereof.

Stödorgan i form av en ränna för uppbärande av en borrsträngskomponent indikeras med 7”.Support means in the form of a chute for supporting a drill string component are indicated by 7 ”.

Griparenheten 11, som visas mer i detalj i Fig. 2, uppvisar en första uppsättning gripare 12 för ingrepp med 10 15 20 25 30 10 nämnda första borrsträngskomponent 8' (i Fig. 1) och rotationsorgan 14 i form av en rotationsgripenhet, vilken uppvisar drivrullar 20 för ingrepp med en komponent såsom en borrsträngskomponent som ska roteras jämte drivmotorer 21 för dessa drivrullar. Därutöver uppvisar griparenheten 11 en andra uppsättning gripare 13 för samverkan med rotationsgripenheten för ingrepp med en komponent. Varje uppsättning gripare 12 och 13 omfattar ett par gripelement såsom gripklor, vilka lämpligen kan vara individuellt manövrerbara för att kunna fungera även som stopp för en framförd borrsträngskomponent.The gripper unit 11, shown in more detail in Fig. 2, has a first set of grippers 12 for engaging said first drill string component 8 '(in Fig. 1) and rotating means 14 in the form of a rotary gripping unit, which has drive rollers 20 for engaging a component such as a drill string component to be rotated along with drive motors 21 for these drive rollers. In addition, the gripper unit 11 has a second set of grippers 13 for cooperating with the rotary gripper unit for engagement with a component. Each set of grippers 12 and 13 comprises a pair of gripping elements such as gripping claws, which may suitably be individually manoeuvrable in order to be able to function also as a stop for a drilled string component.

Samma gäller för rotationsgripenheten, vilken omfattar ett par rotationsgriporgan.The same applies to the rotary gripper unit, which comprises a pair of rotary gripper means.

Den första uppsättningen gripare 12 manövreras av hydraulcylindrar av vilka en indikeras med 15 och den andra uppsättningen gripare manövreras av hydraulcylindrar 17.The first set of grippers 12 is operated by hydraulic cylinders, one of which is indicated by 15 and the second set of grippers is operated by hydraulic cylinders 17.

Rotationsorganen 14 med drivrullarna är uppburna på svängbara rotationsklämorgan, vilka förs till ingrepp med en komponent som ska roteras med hjälp av hydraulcylindrar, av vilka en visas och indikeras med 16.The rotating means 14 with the drive rollers are supported on pivotable rotary clamping means, which are brought into engagement with a component to be rotated by means of hydraulic cylinders, one of which is shown and indicated by 16.

En del av griparenheten 11 omfattande rotationsorganen 14 och normalt även den andra uppsättningen gripare 13 är till yttermera visso förskjutbar i en riktning parallellt med nämnda griplägesaxel 3. Se dubbelpil. Syftet med denna förskjutbarhet är att tillägna del av griparenheten 11, och i synnerhet rotationsorganen 14 en axiell rörelse samt en rotation av drivrullarna så att det kompenseras för gängstigningen under rotationsdrivningen av den komponent som roteras.A part of the gripper unit 11 comprising the rotating means 14 and normally also the second set of grippers 13 is furthermore displaceable in a direction parallel to said gripping position axis 3. See double arrow. The purpose of this displaceability is to appropriate a part of the gripper unit 11, and in particular the rotating means 14, an axial movement and a rotation of the drive rollers so that it is compensated for the thread pitch during the rotational drive of the component being rotated.

På Fig. 2 framgår vidare en svängenhet 18, vilken fästs vid riggen och uppbär griparenheten 11 för svängning kring en första svängaxel A1 mellan det i Fig. 1 och 2 visade läget (ett första läge) och ett utfällt läge (ett andra läge), vilket beskrivs nedan. 10 15 20 25 30 11 I Fig. 2 visas uppsättningarna gripare 12 och 13 med den ena respektive gripklon öppen. Allmänt gäller att öppen andra uppsättning gripare och till ingrepp med pluggen eller borrsträngskomponenten infällda rotationsorgan 14 medger rotation av pluggen eller borrsträngskomponenten 8 utan hinder från ingrepp av den andra uppsättningen gripare 13.Fig. 2 further shows a pivoting unit 18, which is attached to the rig and supports the gripper unit 11 for pivoting about a first pivot axis A1 between the position shown in Figs. 1 and 2 (a first position) and a unfolded position (a second position), which is described below. Fig. 2 shows the sets of grippers 12 and 13 with one respective gripping clone open. In general, open second set of grippers and rotating means 14 recessed into engagement with the plug or drill string component allow rotation of the plug or drill string component 8 without obstruction of engagement of the second set of grippers 13.

Efter anbringning av en ytterligare borrsträngskomponent till ett läge ovanpå en i läge A befintlig (i stället för lyftpluggen 25 i Fig.l) dras således borrsträngskomponenterna ihop av rotationsorganen, varefter skarven på sedvanligt sätt slutdras av rotatoranordningen 4.After applying an additional drill string component to a position on top of one located in position A (instead of the lifting plug 25 in Fig. 1), the drill string components are thus contracted by the rotating means, after which the joint is terminated in the usual manner by the rotator device 4.

Därefter kan borrsträngen sänkas, genom att lyftwiren slackas.The drill string can then be lowered by slackening the lifting wire.

(Naturligtvis sker pàskarvning på samma sätt när borrsträngen sjunkit genom borrning.) Därefter sker sänkning av borrsträngen ner till det läge som visas i Fig. 1, varvid nästa borrsträngskomponent nått det läge som indikeras med 8' med ett ändparti uppstickande ur rotatoranordningen 4 och med lyftpluggen 25 sittande ovanpå denna borrsträngskomponent. Denna lyftplugg ska nu dras loss från borrsträngen.(Of course, splicing takes place in the same way when the drill string has sunk by drilling.) Thereafter, the drill string is lowered down to the position shown in Fig. 1, the next drill string component reaching the position indicated by 8 'with an end portion protruding from the rotator device 4 and the lifting plug 25 sitting on top of this drill string component. This lifting plug must now be pulled loose from the drill string.

Lyftpluggen 25 utgörs av en svivelanordning och uppvisar därför tvà inbördes vridbara delar, vilket framgår av Fig. 2, nämligen en ingreppsdel 26, vilken underst är försedd med en hangänga 26' på sin fria, mot borrsträngskomponenten vända ände och en lyftdel 27, vilken ytterst är försedd med en lyftögla för samverkan med en lyftwire såsom beskrivs ovan.The lifting plug 25 consists of a swivel device and therefore has two mutually rotatable parts, as shown in Fig. 2, namely an engaging part 26, which is provided at the bottom with a male thread 26 'on its free end facing the drill string component and a lifting part 27, which is provided with a lifting loop for co-operation with a lifting wire as described above.

Rotationsgripenheten hos griparenheten 11 omfattar drivrullarna 20, vilka uppvisar en yta med ingreppsmedel för tillförsäkrande av bra gripingrepp mot en komponent som skall roteras. Drivmotorerna 21 är i det visade exemplet inrättade i sidled av drivrullarna 20 och tillsammans med dessa uppburna på en rotationsorganen 14 bärande svängarmskonstruktion.The rotary gripping unit of the gripping unit 11 comprises the drive rollers 20, which have a surface with engaging means for ensuring good gripping engagement against a component to be rotated. The drive motors 21 are in the example shown arranged laterally of the drive rollers 20 and together with these supported on a pivot arm construction carrying a rotating member 14.

När griparenheten 11 aktiveras så att rotationsorganen 14 och den andra uppsättningen gripare 13 10 15 20 25 30 12 förskjuts axiellt i riktning från borrsträngskomponenten 8 sätts drivrullarna 20 i rotation för rotationsdrivning av ingreppsdelen 26. Lyftpluggen 25 förs axiellt i riktning från den borrsträngskomponent den ska dras fri fràn. Lyftdelen 27 är samtidigt hàllen av nämnda andra uppsättning gripare 13 för att förhindra rotation av denna och för att förhindra att oönskad vridning ska fortplanta sig till lyftwiren.When the gripper unit 11 is activated so that the rotating means 14 and the second set of grippers 13 are displaced axially in the direction of the drill string component 8, the drive rollers 20 are set in rotation for rotational driving of the engaging member 26. The lifting plug 25 is moved axially in the direction of the drill string component to be pulled. free from. The lifting part 27 is at the same time held by said second set of grippers 13 in order to prevent rotation thereof and to prevent undesired rotation from propagating to the lifting wire.

Sålunda har den första uppsättningen gripare 12 gripit ändpartiet av borrsträngskomponenten 8' under det att rotationsorganen 14 har gått i ingrepp med ingreppsdelen hos lyftpluggen 25 och den andra uppsättningen gripare 13 kommit i ingrepp med lyftdelen 27 hos lyftpluggen 25 varefter lösgöring av lyftpluggen 25 genom sker genom rotationsverkan av rota- tionsorganen 14.Thus, the first set of grippers 12 has gripped the end portion of the drill string component 8 'while the rotating means 14 has engaged with the engaging part of the lifting plug 25 and the second set of grippers 13 has engaged with the lifting part 27 of the lifting plug 25, after which the lifting plug 25 is released by rotational action of the rotating means 14.

När lyftpluggen 25 är lossdragen från (Fig. 1) borrsträngskomponenten 8' svängs den genom svängen- hetens 18, vilken uppbär griparenheten 11, försorg från det första läget i riktning mot nämnda andra läge. För att medge denna svängning har den första uppsättningen gripare 12 öppnat medan fortfarande rotationsorganen 14 liksom den andra upp- sättningen gripare 13 är i ingrepp med lyftpluggen 25.When the lifting plug 25 is pulled loose from (Fig. 1) the drill string component 8 ', it is pivoted through the pivot unit 18, which supports the gripper unit 11, provided from the first position in the direction of said second position. To allow this oscillation, the first set of grippers 12 has opened while still the rotating means 14 as well as the second set of grippers 13 are engaged with the lifting plug 25.

På Fig. 3 framgår att nämnda svängenhet 18 svängt griparenheten 11 med hållen lyftplugg 25 till det andra läget där gripläget är inriktat för samverkan med en borrsträngs- komponent 8 uppburen av svängarmen 7 ansluten till nämnda magasin 6. Detta bestämda läge för griparenheten 11 tillförsäkras genom att inriktningsbalken 19 bildar mekaniskt stopp för svängningsrörelsen av griparenheten 11 i nämnda andra läge.In Fig. 3 it can be seen that said pivot unit 18 pivots the gripper unit 11 with held lifting plug 25 to the second position where the gripping position is oriented for cooperation with a drill string component 8 supported by the pivot arm 7 connected to said magazine 6. This determined position of the gripper unit 11 is ensured by that the alignment beam 19 mechanically stops the pivoting movement of the gripper unit 11 in said second position.

På Fig. 3 visas även att svängarmen 7 har svängts upp kring en andra svängaxel A2 till avlämningsläget, varvid på motsvarande sätt inriktningsbalken 19 utgör ett mekaniskt stopp för svängningsrörelsen av svängarmen 7 i avlämningsläget. 10 15 20 25 30 13 Lämpligen uppbär åtminstone någon av svängarmen 7 och griparenheten 11 i ett respektive distalt område, motsatt ett område av den första respektive andra svängaxeln ett (ej visat) anslagselement för inriktningskontakt med inriktningsbalken, vilken lämpligen här uppvisar ett speciellt (ej visat) anslagsorgan i form av en metallplatta, en mothàllsarm eller dylikt. Ett exempel på en mothàllsarm för samverkan med den griparenheten 11 uppbärande svängenheten 18 framgår av Fig 5a och 5b. Åtminstone ett av nämnda anslagselement och nämnda anslagsorgan är lämpligen inställbart för justering av inriktningläge genom lämpliga i och för sig kända distansjusteringsmedel (ej visat). På svängarmen förefinnes även ett gaffelformat styrelement 30 för sidoinriktning av svängarmen i avlämningsläget genom att detta gaffelartat omgriper om sidokanter av inriktningsbalken i avlämningsläget. Motsvarande kan finnas på inriktningsbalken och även griparenheten kan vara försedd med respektive vara föremål för ingrepp med motsvarande styrelement.Fig. 3 also shows that the pivot arm 7 has been pivoted up about a second pivot axis A2 to the delivery position, the alignment beam 19 correspondingly constituting a mechanical stop for the pivoting movement of the pivot arm 7 in the delivery position. Preferably, at least one of the pivot arm 7 and the gripper unit 11 in a respective distal region, opposite a region of the first and second pivot axis, respectively, carries a stop element (not shown) for alignment contact with the alignment beam, which suitably has a special (not shown) abutment means in the form of a metal plate, a retaining arm or the like. An example of a retaining arm for co-operation with the pivoting unit 18 supporting the gripper unit 11 is shown in Figs. 5a and 5b. At least one of said abutment elements and said abutment means is suitably adjustable for adjusting alignment position by suitable per se known distance adjusting means (not shown). On the pivot arm there is also a fork-shaped guide element 30 for lateral alignment of the pivot arm in the delivery position in that this fork-like circumference surrounds side edges of the alignment beam in the delivery position. Corresponding can be found on the alignment beam and also the gripper unit can be provided with or be subject to engagement with the corresponding control element.

Det inses att nämnda första uppsättningen gripare 12 befinner sig i ett läge för gripingrepp med borrsträngskomponenten 8, då denna nått nämnda avlämningsläge. Änden av borrsträngskomponenten 8 med en hongänga belägen ytterst på den nu i avlämningsläget placerade borr- strängskomponenten 8 blir då tillgänglig för gripande av griparenheten ll.It will be appreciated that said first set of grippers 12 is in a position for gripping engagement with the drill string component 8 when it has reached said delivery position. The end of the drill string component 8 with a female thread located at the end of the drill string component 8 now placed in the delivery position then becomes accessible for gripping the gripper unit 11.

Lyftpluggen 25 är samtidigt hållen av den rotationsorganen 14 utgörande rotationsgripenheten och den andra uppsättningen gripare 13 och är då klar för ihopgängning med borrsträngskomponenten 8.The lifting plug 25 is simultaneously held by the rotary gripping means 14 constituting the rotary means 14 and the second set of grippers 13 and is then ready for joining with the drill string component 8.

I ändamål att kompensera för gängstigningen vid ingängningen kommer en enhet innefattande rotationsorganen 14 och den andra uppsättningen gripare 13 även i detta fall att förskjutas axiellt i riktning mot borrsträngskomponenten 8 och drivrullarna roteras. 10 15 20 25 30 14 Efter avslutad ingängning av hangängan 26' på ingreppsdelen 26 (se Fig. 2) i hongängan i borrsträngskomponenten 8 frigörs åter den första uppsättningen gripare 12 liksom även rotationsorganen 14 samt den andra uppsättningen gripare 13. Härigenom är borrsträngskomponenten 8 fri att lyftas med hjälp av lyftwiren så att den bl a passerar den position som visas med streckprickad linje (8”) och sedermera hamnar i läget för den andra borrsträngskomponenten längs ”griplägesaxeln” antydd med G i Fig. 1.In order to compensate for the thread pitch at the entrance, a unit comprising the rotating means 14 and the second set of grippers 13 will also in this case be displaced axially in the direction of the drill string component 8 and the drive rollers rotated. After completion of insertion of the male thread 26 'on the engaging part 26 (see Fig. 2) in the female thread in the drill string component 8, the first set of grippers 12 is released again as well as the rotating means 14 and the second set of grippers 13. As a result, the drill string component 8 is free. to be lifted with the aid of the lifting wire so that it, among other things, passes the position shown by a dotted line (8 ") and later ends up in the position of the second drill string component along the" gripping position axis "indicated by G in Fig. 1.

Innan borrsträngskomponenten 8 gjorts fri frán griparna har den i området av den andra änden, motsatt änden, som ihopgängats med en lyftplugg, gripits av en på en griparvagn 40 vid en led 43 ledat fastsatt styrgripare 41, vilken manövreras av en hydraulcylinder. En utföringsform av denna framgår mer i detalj pà Fig. 4. Därefter sänks svängarmen 7 till lastningsläget (i Fig. 1) där den är ur vägen för griparvagnens 40 rörelse.Before the drill string component 8 has been released from the grippers, it has been gripped in the area of the other end, opposite the end, which is joined by a lifting plug, by a guide gripper 41 attached to a gripper trolley 40 at a joint 43, which is operated by a hydraulic cylinder. An embodiment of this is shown in more detail in Fig. 4. Then the pivot arm 7 is lowered to the loading position (in Fig. 1) where it is out of the way of the movement of the gripper trolley 40.

Inriktningsbalken 19 uppvisar en längsstyrning 42 för den drivbart förflyttbara griparvagnen 40. Leden 43 har en ledaxel väsentligen parallell med den första och den andra svängaxeln A1 och A2 för medgivande av svängning i samma plan som upptar borrsträngsläget och avlämningsläget.The alignment beam 19 has a longitudinal guide 42 for the drivably movable gripper carriage 40. The hinge 43 has a hinge axis substantially parallel to the first and the second pivot axes A1 and A2 for allowing pivoting in the same plane which occupies the drill string position and the delivery position.

Styrgriparen är utformad att efter gripande av nämnda borrsträngskomponent 8 styra den fria änden därav för att kontrollera dess rörelse under lyftningsprocessen och för att styra in denna fria ände till i inriktning med borrsträngsläget A i riggen. Vid aktiverad styrgripare gripande en borrsträngskomponent och löpande griparvagn är det inrättat så att styrgriparen följer med i vridrörelsen utan att vara vridstyrd för sig. För inriktningsändamål för att hamna i rätt position för gripning av en borrsträngskomponent dels i det inre dels i det yttre läget, som visas på Fig. 3, läget intill matarbalken, måste dock aktiv vridningsinriktning 10 15 20 25 30 15 av styrgriparen ske kring ledens 43 axel. Detta ombesörjs lämpligen genom att griparvagnen är försedd med ett vriddon för styrgriparen 41, vilket vriddon kan vara i form av en hydraulcylinder eller en annan typ av vridaktuator av i och för sig känt slag verkande mellan två ändlägen enligt ovan.The guide gripper is designed to, after gripping said drill string component 8, guide the free end thereof to control its movement during the lifting process and to guide this free end in alignment with the drill string position A in the rig. When the guide gripper is activated gripping a drill string component and the running gripper carriage, it is arranged so that the guide gripper follows the turning movement without being rotatably controlled separately. For alignment purposes in order to end up in the correct position for gripping a drill string component partly in the inner part and in the outer position, as shown in Fig. 3, the position next to the feed beam, however, active rotational alignment of the guide gripper must take place around the joint 43 shoulder. This is conveniently provided by the gripper trolley being provided with a rotating member for the guide gripper 41, which rotary means may be in the form of a hydraulic cylinder or another type of rotary actuator of a per se known type acting between two end positions as above.

Med hänvisning åter till Fig. 3, framgår att griparvagnen 40 med sin styrgripare 41 är i en första position (med heldragna linjer) i ett första, yttre läge av inriktningsbalken för att där gripa det första ändomràdet av den för lyftning avsedda borrsträngskomponenten 8, vars andra ändomràde är avsett att vara i gängingrepp med en lyftplugg eller dylikt för samverkan med nämnda lyftvinsch.Referring again to Fig. 3, it will be seen that the gripper carriage 40 with its guide gripper 41 is in a first position (with solid lines) in a first, outer position of the alignment beam for gripping there the first end region of the drill string component 8 for lifting, whose other end area is intended to be in threaded engagement with a lifting plug or the like for cooperation with said lifting winch.

I ett mittläge visas tydligare i Fig. 7a griparvagnen indikerad med hänvisningsbeteckning 40' (med streckade linjer i Fig. 1 och 3) styrande borrsträngkomponenten 8”.In a middle position, the gripper carriage indicated by reference numeral 40 '(in broken lines in Figs. 1 and 3) guiding the drill string component 8' is shown more clearly in Fig. 7a.

Griparvagnen visas också tydligare i Fig. 7b indikerad med hänvisningsbeteckning 40" (med streckade linjer i Fig. 3) i en andra position i ett andra, inre läge av inriktningsbalken intill matarbalken 2. Här är den inrättad att med styrgriparen 41 inrikta nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget. Normalt kan sådan inriktning ske mot ett vid matarbalken standardmässigt inrättat fram- och bortförbart styrande inriktningshjälpmedel (ej visat här) för att styra in den inkommande undre änden av en borrsträngskomponent.The gripper carriage is also shown more clearly in Fig. 7b indicated by reference numeral 40 "(with dashed lines in Fig. 3) in a second position in a second, inner position of the alignment beam adjacent the feed beam 2. Here it is arranged to align said gripped drill string component with the guide gripper 41 Normally, such alignment can be made with a forwardly and removably movable control alignment aid (not shown here) arranged at the feed beam to guide the incoming lower end of a drill string component.

Inriktningsbalken är ledat fäst vid en första ledaxel L1 i anslutning till ett område av den första svängaxeln A1, vilket föredraget är så att den första ledaxeln L1 är koaxiell med den första svängaxeln A1. Inriktningsbalken 19 är även ledat fäst vid en andra ledaxel L2 i anslutning till ett område av den andra svängaxeln A2, vilket föredraget är så att den andra ledaxeln L2 är koaxiell med den andra svängaxeln A2.The alignment beam is hingedly attached to a first pivot axis L1 adjacent to an area of the first pivot axis A1, which is preferably such that the first pivot axis L1 is coaxial with the first pivot axis A1. The alignment beam 19 is also hinged to a second hinge axis L2 adjacent to an area of the second pivot axis A2, which is preferably such that the second hinge axis L2 is coaxial with the second pivot axis A2.

Härigenom kan en eftersträvad referens för stopp av svängningsrörelserna för såväl svängarmen som griparenheten 10 15 20 25 30 16 erhållas vid uppställning och vid omställning av riggen på ett enkelt sätt utan att några komplicerade mätmetoder eller dylikt behöver tillämpas eftersom inriktningsbalken efter omställning av riggen automatiskt kommer att anta en adekvat inriktning då ett stöd (såsom ett magasin 6) för inriktningsbalken på den från matarbalken vettande änden därav förankras på ett underlag.Hereby a desired reference for stopping the pivoting movements of both the pivot arm and the gripper unit 10 15 20 25 30 16 can be obtained when setting up and when adjusting the rig in a simple manner without any complicated measuring methods or the like having to be applied since the alignment beam after adjustment of the rig will automatically assume an adequate alignment when a support (such as a magazine 6) for the alignment beam on the end thereof facing from the feed beam is anchored to a base.

Såsom inses och visas på figurerna svänger svängarmen såväl som griparenheten, i den visade utföringsformen och med den visade uppställningen av bergborriggen, i ett vertikalplan eller i vart fall i ett plan, som inkluderar en axel för borrsträngsläget A i riggen, eller i ett plan som är parallellt med ett sådant plan, varvid axlarna A1 och A2 är (väsentligen) horisontella. Om behov skulle finnas att snedställa matarbalken i sidled skulle det givetvis bli aktuellt med motsvarande snedställning av axlarna Al och A2 resp. L1 och L2.As can be seen and shown in the figures, the pivot arm as well as the gripper unit, in the embodiment shown and with the shown arrangement of the rock drilling rig, pivots in a vertical plane or at least in a plane which includes a shaft for the drill string position A in the rig, or in a plane is parallel to such a plane, the axes A1 and A2 being (substantially) horizontal. If there were a need to skew the feed beam laterally, it would of course be relevant to have a corresponding skew of the axes A1 and A2 resp. L1 and L2.

Det föredras således att svängarmen 7 svänger i ett som inkluderar en axel för vertikalplan, eller i ett plan, borrsträngsläget A i riggen, eller i ett plan som är parallellt med ett sådant plan, tills den når det läge där den inriktas av inriktningsbalken. Det utesluts dock inte att svängarmen har en koppling till inriktningsbalken, som medger inriktning i en variant där svängarmen beskriver en annan en kombinatorisk horisontellt och vertikalt rörelse, t ex. förlöpande svängningsrörelse. En (ej visad) variant med två ledaxlar L2' och L2" förlöpande t ex i vinkel till varandra är inte heller utesluten. Detta skulle kunna vara av intresse om det av t ex hanteringsmässiga skäl finns behov av att arrangera lastningsläget annorlunda än vad som visas på figurerna.Thus, it is preferred that the pivot arm 7 pivots in one that includes a shaft for the vertical plane, or in one plane, the drill string position A in the rig, or in a plane parallel to such a plane, until it reaches the position where it is aligned by the alignment beam. However, it is not excluded that the pivot arm has a coupling to the alignment beam, which allows alignment in a variant where the pivot arm describes another combinatorial horizontal and vertical movement, e.g. continuous oscillating motion. A variant (not shown) with two hinge axes L2 'and L2 "extending, for example, at an angle to each other, is also not excluded. This could be of interest if, for eg handling reasons, there is a need to arrange the loading position differently than shown. on the figures.

Efter inplacering och instyrning av den nya borrsträngskomponenten kan denna dras ihop med borrsträngen såsom beskrivs ovan. 10 15 20 25 30 17 Så långt har beskrivits hanteringsanordningens enligt uppfinningen operativa funktion vid nedsänkning av en borr- sträng efter t ex utbyte av en borrkrona. Vid upptagning av borrsträngen sker i princip det motsatta förfarandet, nämligen fastgängning av lyftpluggen pä en i det aktiva borrsträngs- läget sittande borrsträngskomponent, uppdragning av lyftplug- gen med vidhängande borrsträng till ett läge då rotatoranord- ningen på i och för sig känt sätt är inrättad att dra loss den översta borrsträngskomponenten från efterföljande borrsträngs- komponent.After placement and guidance of the new drill string component, it can be contracted with the drill string as described above. So far, the operational function of the handling device according to the invention in immersing a drill string after, for example, replacing a drill bit has been described. When picking up the drill string, in principle the opposite procedure takes place, namely attaching the lifting plug to a drill string component in the active drill string position, pulling up the lifting plug with the attached drill string to a position when the rotator device is arranged in a manner known per se. to detach the top drill string component from the subsequent drill string component.

Därefter sker vidarelyftning av borrsträngen så att nästa borrsträngskomponent med sitt ändparti hamnar i det läge som framgår av Fig. 1, varefter griparenheten 11 träder in och med rotationsorganen 14 griper den översta borrsträngs- komponenten och med den första uppsättningen gripare 12 griper nästa borrsträngskomponent (”den första”) i ändamål av inrikt- ning i samband med att rotationsorganen 14 drivs för kontrol- lerad lossvridning av denna borrsträngskomponent.Thereafter, the drill string is further lifted so that the next drill string component with its end portion ends up in the position shown in Fig. 1, after which the gripper unit 11 enters and with the rotating means 14 grips the top drill string component and with the first set of grippers 12 grips the next drill string component (" the first ”) for the purpose of alignment in connection with the rotating means 14 being driven for controlled loosening of this drill string component.

Därefter grips den sålunda lossdragna borrsträngskomponenten av nämnda styrgripare 41 och förs genom griparvagnens 40 rörelse bort från matarbalken 2 ut från läget parallellt med det aktiva borrsträngsläget med dess undre ände, samtidigt som lyftwiren kontrollerat slackas, så att borrsträngskomponenten slutligen hamnar i avlämningsläget. Här kan den och lyftpluggen då gripas av griparenhetens 11 gripare för urgängning av den senare. Upplyftning av svängarmen 7 för mottagning av borrsträngskomponenten sker nu, och då urgängningen är avslutad kan svängarmen sänkas för bortförande av den uppburna borrsträngskomponenten till ett magasin eller liknande. Därefter kan processen upprepas så många gånger som är nödvändigt.Thereafter, the thus detached drill string component is gripped by said guide gripper 41 and is moved by the movement of the gripper carriage 40 away from the feed beam 2 out of position parallel to the active drill string position with its lower end, while the lifting wire is slackened in a controlled manner, so that the drill string component finally ends up in the drain. Here it and the lifting plug can then be gripped by the grippers of the gripper unit 11 for threading out the latter. Lifting of the pivot arm 7 for receiving the drill string component now takes place, and when the threading is completed, the pivot arm can be lowered to remove the supported drill string component to a magazine or the like. Then the process can be repeated as many times as necessary.

På Fig. 5a och 5b visas i förtydligande syfte delvyer i de lägen av delarna, som motsvarar respektive Fig. 1 och Fig. 3 i perspektiv i förstorad skala. 10 15 20 25 30 18 Med 44 betecknas ett stöd för en till griparvagnen 40 hörande kabel-/ledningskedja (ej visad). 7' indikerar V- formiga stöd för en av svängarmen 7 upptagen borrsträngskomponent. 7” indikerar en vid svängarmens fria ände anordnad V-formad inriktningsgaffel för borrsträngskomponenter.In Figs. 5a and 5b, for illustrative purposes, partial views are shown in the positions of the parts which correspond to Figs. 1 and Fig. 3, respectively, in perspective on an enlarged scale. 10 15 20 25 30 18 Denoted by 44 is a support for a cable / wire chain belonging to the gripper trolley 40 (not shown). 7 'indicates V-shaped supports for a drill string component accommodated by the swing arm 7. 7 ”indicates a V-shaped alignment fork for drill string components arranged at the free end of the pivot arm.

I Fig. 6 illustreras schematiskt en förfarandesekvens innefattande ett förfarande enligt uppfinningen avseende upp- tagning av en borrsträng i en bergborrigg, t ex för utbyte av borrkrona, varvid: Position 31 indikerar sekvensen start.Fig. 6 schematically illustrates a method sequence comprising a method according to the invention for receiving a drill string in a rock drilling rig, for example for replacing a drill bit, wherein: Position 31 indicates the start sequence.

Position 32 indikerar att en griparvagn drivbart förflyttas längs en inriktningsbalk, vilken är fästbar vid borriggen för att sträcka sig i en riktning ut från matarbalken under bildande av en vinkel med denna, Position 33 indikerar att griparvagnen i ett första, yttre läge av inriktningsbalken med en ledbart inrättad styrgripare griper ett första ändomràde av en för lyftning från ett läge utanför riggen avsedd borrsträngskomponent, vars andra ändomràde är i gängingrepp med en lyftplugg eller dylikt för samverkan med nämnda lyftwinch.Position 32 indicates that a gripper carriage is movably moved along an alignment beam, which is attachable to the drilling rig to extend in a direction out of the feed beam, forming an angle therewith. Position 33 indicates that the gripper carriage in a first, outer position of the alignment beam has a articulated guide gripper grips a first end region of a drill string component intended for lifting from a position outside the rig, the second end region of which is in threaded engagement with a lifting plug or the like for co-operation with said lifting winch.

Position 34 indikerar att griparvagnen i ett andra, inre läge av inriktningsbalken intill matarbalken med styrgriparen inriktar nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget.Position 34 indicates that in a second, inner position of the alignment beam adjacent the feed beam with the guide gripper, the gripper carriage aligns said gripped drill string component in the area of the drill string position.

Position 35 indikerar aktivering av griparenheten för att gripa nämnda borrsträngskomponent för korrekt inriktning till borrsträngsläget inför ihopgängning.Position 35 indicates activation of the gripper unit to grip said drill string component for proper alignment to the drill string position prior to threading.

Position 36 indikerar lösgöring av styrgriparens grepp.Position 36 indicates release of the gripper grip.

Position 37 indikerar återgång av griparvagnen till det yttre läget.Position 37 indicates the return of the gripper trolley to the external position.

Position 38 indikerar inställning av styrgriparen för gripande av nästa borrsträngskomponent.Position 38 indicates setting of the guide gripper for gripping the next drill string component.

Position 39 indikerar sekvensens avslutning. 10 15 20 25 30 19 Denna sekvens är avsedd att upprepas så många gånger det behövs. Då det i stället handlar om upptagning av en borr- sträng, t ex inför ett utbyte av borrkrona sker stegen i huvudsak i omvänd ordning, vilket inses mot bakgrund av figurerna.Position 39 indicates the end of the sequence. 10 15 20 25 30 19 This sequence is intended to be repeated as many times as necessary. As it is instead a matter of picking up a drill string, for example before replacing a drill bit, the steps take place mainly in reverse order, which is understood in the light of the figures.

Uppfinningen har beskrivits mot bakgrund av en berg- borrigg för kärnborrning, men den är tillämplig även för andra typer av riggar såsom sådana för oljeborrning och liknande.The invention has been described in the light of a rock drilling rig for core drilling, but it is also applicable to other types of rigs such as those for oil drilling and the like.

Uppfinningen kan modifieras inom patentkravens definitioner.The invention can be modified within the definitions of the claims.

Inriktningsbalken kan vara fäst med ledaxeltappar, som är gemensamma element med tappar för nämnda svängaxlarna.The alignment beam can be fastened with pivot shaft pins, which are common elements with pins for said pivot shafts.

Fästen mot riggen/matarbalken respektive stöd/magasin kan vara anordnade med skruvdon, svetsning etc. Längsstyrningen kan utgöras av externa partier på inriktningsbalken, såsom sidokanter av flänsar till en H-balk, en I-balk eller dylikt.The brackets to the rig / feed beam or support / magazine can be arranged with screwdrivers, welding, etc. The longitudinal guide can consist of external portions on the alignment beam, such as side edges of flanges for an H-beam, an I-beam or the like.

Griparvagnen drivs lämpligen via en wire eller dylikt av en drivmotor. Griparvagnen kan även uppbära drivmotor, vilken verkar mot inriktningsbalken.The gripper trolley is suitably driven via a wire or the like by a drive motor. The gripper trolley can also support the drive motor, which acts against the alignment beam.

Svängarmen kan vara utformad på olika sätt och såsom av uppvisa olika organ av i och för sig känt slag, rännform, gaffelform etc. för samverkan med en uppburen borrsträngskomponent. För anpassning till olika långa borrsträngskomponenter förses lämpligen stödorganet 7' med justerbara eller utbytbara ändstopp.The pivot arm can be designed in different ways and as having different means of per se known type, gutter shape, fork shape, etc. for cooperation with a supported drill string component. For adaptation to different length drill string components, the support member 7 'is suitably provided with adjustable or replaceable end stops.

Det föredras att griparenheten är försedd med sagda första uppsättning gripare för gripning av nämnda ändparti av den första borrsträngskomponenten. Det utesluts dock inte att den första uppsättningen gripare byts ut mot en styrande inriktningsanordning utan griparfunktion.It is preferred that the gripper unit is provided with said first set of grippers for gripping said end portion of the first drill string component. However, it is not excluded that the first set of grippers is replaced by a control alignment device without a gripper function.

Claims

10 15 20 25 30 20 Patent claims:

Handling device for handling drill string components (8, 8 ', 8 ") at a drilling rig, which comprises a feed beam (2), on which a feed and rotator device (4) is slidably mounted, and a lifting winch for lifting a first drill string component, which is to be joined to a second, second drill string component (19) present in a rig string position of the rig, characterized by a gripper carriage (40) movable along a alignment beam, the alignment beam (19) being attachable to the drilling rig for stretching. out of the feed beam to form an angle therewith, the gripper carriage (41) (40) having an articulated guide gripper for gripping in a first position in a first, outer position of the alignment beam a first end region of one for lifting from a position outside the rig (8), intended to be in threaded engagement with a lifting plug or similarly intended drill string component whose second end area is for co-operation with said lifting winch, and wherein gripper vag The member (40) in a second position in a second, inner position of the alignment beam next to the feed beam (2) is arranged to align with said guide gripper (41) said gripped drill string component in the area of the drill string position.

Handling device according to claim 1, characterized in that the alignment beam (19) has a longitudinal guide for the gripper trolley consisting of any of: external portions of the alignment beam, side edges of flanges to an H-beam or an I-beam profile of the alignment beam, facing guide strips .

Handling device according to Claim 1 or 2, characterized in that the gripper trolley (40) can be driven via a wire, a chain, a belt or a rope of a fixedly driven drive motor. 10 15 20 25 30 21

Handling device according to Claim 1 or 2, characterized in that the gripper trolley (40) carries a drive motor for driving, which drive motor acts against engaging means arranged along the alignment beam (19).

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a control system (CU), which is arranged to control the movement of the gripper trolley correlated with the operation of the winch.

Handling device according to any one of the preceding claims, characterized in that in said second position of the gripper carriage (40), the guide gripper (41) is arranged to align said gripped drill string component in the area of the drill string position by cooperating with an alignment guide arranged on the feed beam.

Handling device according to any one of the preceding claims, characterized in that the guide gripper (41) is pivotable between a first pivot position at said first position and a second pivot position at said second position.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide gripper (41) can be operated between open and closed positions by any of: an electric motor, a hydraulic motor, a pneumatic motor.

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the alignment beam (19) is hingedly attachable to the drilling rig around a first hinge axis (L1).

Handling device according to one of the preceding claims, characterized in that the alignment beam (19) in an outer region 10 is hingedly attachable to a support (6) about a second hinge axis (L2).

Handling device according to any one of the preceding claims, characterized in that a gripper unit (11) is arranged on the rig for engaging said first end portion of a drill string component when said gripped drill string component is aligned with the guide gripper in the area of the drill string position.

Rock drilling rig including a rotator device (4) movably reciprocally supported for rotation and drive of a drill string (2), characterized in that it includes a handling device according to any one of claims 1 - 11.

Method for handling drill string components (8, 8 ', 8 ") at a drilling rig, which comprises a feed beam (2), on which a feed and rotator device (4) is displaced, and a first drill string component, which is lifted and placed for to be combined with a second drill string component present in a rig string position of the rig, characterized by (40) - that a gripper carriage is movably moved along an alignment beam (19), which is attachable to the drilling rig to extend in a direction out of the feed beam forming an angle therewith, - that the gripper carriage (40) in a first, outer position of the alignment beam with an articulated guide gripper (41) grips a first end region of a drill string component intended for lifting from a position outside the rig, the second end region of which is in threaded engagement with a lifting plug or the like for cooperating with said lifting winch, and - that the gripper carriage (40) in a second, inner position of the alignment beam next to the feed beam (2) with the guide gripper (41) 23 aligns said gripped drill string component in the area of the drill string position.

Method according to claim 13, characterized in that the gripper trolley (40) is guided longitudinally by one of: external portions of the alignment beam (19), side edges of flanges to an H-beam or an I-beam profile of the alignment beam, facing guide strips.

Method according to Claim 13 or 14, characterized in that the movement of the gripper trolley (40) is controlled in a correlated manner with the operation of the winch.

Method according to any one of claims 13 - 15, characterized in that in said inner position of the gripper carriage (40) next to the feed beam (2), the guide gripper (41) aligns said gripped drill string component in the area of the drill string position by cooperating with a feed beam (2) direction control.

Method according to any one of claims 13 - 16, characterized in that the guide gripper (41) is pivotally driven between a first pivot position at said outer position and a second pivot position at said inner position.