SE521297C2 - Spolhuvudkammare - Google Patents

Description

25 30 35 521 297 2 med hjälp av hydraultryck, och borrningscykeln inleds på nytt.

Närmare bestämt innefattar den konventionella tekniken för infångning av diamantborrkärnor, som an- vänder vajersystemet, avlägsnande och installering av ett antal komponenter. Dessa består av ett höghastighetsspol- huvud, en lastningskammare, en fånganordning (overshot), en vajerlinkabel, en kabelpackning och vattenslangar.

Denna process är tidskrävande, orsakar onödigt slitage, lämpar sig inte för automatisering och är behäftad med säkerhetsrisker.

Under borrningscykeln är för närvarande höghastig- hetsvattenspolhuvudet och vattenslangen fästa vid en chuckstàng och/eller borrstàng som är uppburen av rota- tionsenheten. Därmed medges insprutning av spolvatten i den roterande borrstängsträngen. När borrningscykeln är fullbordad är nästa arbetsmoment kärninfängning.

Vid detta arbetsmoment kopplas spolhuvudet och slangen bort fràn stången, och slangen avlägsnas fràn spolhuvudet. Fànganordningen med vajerkabeln fastsatt införes därefter inuti borrstàngens frilagda ände.

Vattenslangen (tidigare bortkopplad fràn spolhuvudet) ansluts till lastningskammaren. Kabelpackningen dras därefter ät pä vajerkabeln. Vattnet vrids pà och vatten- trycket driver fànganordningen och vajern ner genom borrstängerna i syfte att återhämta det fyllda kärnröret.

När kärnröret har säkrats vid fänganordningen dras kabeln tillbaka, och denna drar kärnröret till borrstängernas krage. Vattenslangen, lastningskammaren, fänganordningen och kabeln avlägsnas därefter frän borrstängerna, och kärnröret tas ut ur borrstängerna.

Ett tomt kärnrör föres därefter in i borrstängerna, spolhuvudet gängas pà borrstängen och vattenslangen sätts äter fast. Vattnet vrids pä och trycket driver det tomma kärnröret ned genom borrstängerna till dess kärnmot- tagande läge. Nästa borrningscykel kan nu päbörjas. 10 15 20 25 30 b.) Uï 521 297 3 Av olika anledningar, inte minst för att åstadkomma en bättre arbetsmiljö, är det fördelaktigt att manövrera borrarna från en avsides plats hellre än i en väsentligen sluten arbetsmiljö, såsom en gruva. Med tanke på komp- lexiteten i manövreringen av en diamantborr är en nyckel- funktion återhämtningen av den utborrade kärnan. Dessutom är det fördelaktigt att minska den tid som spenderas på att lägga till och avlägsna delar. Detta ökar i sin tur den tillgängliga tiden för produktiv borrning. Genom eliminering av det omständliga arbetet med manuellt, kon- tinuerligt installerande och avlägsnande av komponenter, ökar produktiviteten och minskar säkerhetsbekymren.

Sammanfattning av uppfinningen En spolhuvudkammare åstadkommes, vilken kombinerar funktionerna hos alla de kända komponenterna i en ensam enhet. Spolhuvudkammaren eliminerar det upprepade behovet av avlägsnande eller installerande av delar mellan olika arbetsmoment.

Spolhuvudkammaren, som är avsedd att fästas i linje med en borrs rotationsenhet, innefattar en vattentät ro- tationskoppling och ett làngsträckt hus. Det långsträckta huset, som är avsett att inrymma en fånganordning, inne- fattar ett spolvatteninlopp och ett kärnåtervinningsin- lopp. En vajerlintätning medger vajern att passera spol- huvudkammaren med minimalt vattenläckage.

Spolhuvudkammaren bibehålls på plats under borr- nings- och kärnåtervinningscyklerna_ I motsats till vid sedvanliga tillämpningar, finns inget behov av bort- koppling och återinkoppling av ohanterliga komponenter med de effektivitets- och säkerhetsförluster som sådana upprepade arbetsmoment medför.

Kort beskrivning av ritninqarna Fig 1 är en vertikalprojektion av en utföringsform av uppfinningen.

Fig 2 är en vertikalprojektion av en utföringsform av uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 521 297 . 1 § . , u Beskrivning av en föredraqen utföringsform I fig 1 visas en typisk diamantkärnborr 10. Flera av borrens 10 sedvanliga komponenter visas inte i syfte att förenkla beskrivningen. De relevanta strukturerna disku- teras emellertid i korthet.

Borren 10 innefattar en kraftig stolpe 12. En rota- tionsdrivenhet 14 är glidbart monterad pà stolpen 12 och kan röra sig längs större delen av stolpens 12 längd.

Diamantkärnborrar 10 förmår borra i vilket läge som helst. Således kan de borra ett hàl 16 i en yta 18 i vilken riktning som helst.

Borrstángsträngen 20 bestàr av ett flertal borr- som är gängat stänger 22, 24 (endast tvà är visade), fästa vid varandra, och sträcker sig in i hàlet 16. En stànghàllare 26 gör fast stången 24 vid borrens 10 fot.

En valfri, gängad chuckstáng 28 fungerar som en brygga mellan stången 24 och rotationsenheten 14. Alternativt kan stången 24 vara direkt fäst vid rotationsenheten 14. lina eller kabel 30, som är ansluten till ett En vajer, spole/spel-arrangemang 32, fungerar som en lináterhämtare för en fànganordning 34 via en blockanordning 38.

Istället för det klumpiga, sedvanliga spolhuvudet med dess medföljande, ohanterliga vattenslang, visas borrmaskinen 10 utrustad med den aktuella spolhuvud- kammaren 36.

Med hänvisning till fig 2 innefattar spolhuvud- kammaren 36 ett làngsträckt, cylindriskt hus 40 som är anslutet till en rotationskoppling 42. Enligt en icke- begränsande definition har spolhuvudkammaren en proximal ände 52 och en distal ände 76. som är till- Rotationskopplingen (rotary union) 42, verkad av Deublin Company of Waukegan, Illinois (serie- nummer 55, detaljnummer 655-500-124), medger en mot fluidläckage beständig koppling mellan en roterande borr- stànganslutning 44 och det stationära huset 40. Liknande fluidanslutningar av roterande/stationär typ som är fram- 10 l5 20 25 30 521 297 5 ställda av andra tillverkare utgör acceptabla alternativ.

Stänganslutningen 44 är gängat förbunden med den roter- ande chuckstàngen 28 (om den används) eller stången 24.

Det ihåliga huset 40 innefattar ett spolvatteninlopp 46 och ett kärnàtervinningsinlopp 68. Varje inlopp kan vara försett med en snabbkoppling eller en gängad kopp- ling så att de bàda inloppen kan anslutas till vatten- slangar 78 och 80. Alternativt kan en vattenslang vara delad med hjälp av en Y-koppling och ansluten till de två inloppen 46 och 68.

Rotationskopplingen 42 åstadkommer en tätning mellan den stationära spolhuvudkammaren 36 och de roterande borrstängerna. Detta medger spolvattnet att strömma från slangen 78, som är fäst vid spolvatteninloppet 46 pà spolhuvudkammaren 36, genom huset 40 och in i de ned- ströms anordnade borrstängerna. En inre hylsa 48 är mon- terad invändigt rotationskopplingen 42 i syfte att an- passa rotationskopplingens 42 inre diameter till borr- stängens diameter och medge glidbar tillgänglighet med hjälp av en kolvpackningsring 50 som omger vajerfàng- anordningen 34.

Fänganordningen 34 är belägen invändigt spolhuvud- kammaren 36 pä så vis att kolvpackningsringen 50 initialt är inrättad bortom spolvatteninloppet 46 mot spolhuvud- kammarens 36 distala ände 52. Pà så vis kan fràn en källa 56 pumpat spolvatten 54 strömma in i borrstängerna utan att aktivera fànganordningen 34 genom att strömma kring den solida fànganordningen 34 och därefter in i stäng- erna.

Fànganordningens 34 ytterdiameter är nágot mindre än den inre borrhylsans 48 diameter i syfte att åstadkomma ett mellanliggande, ringformigt utrymme 74. Vattnet 54 är avsett att först passera genom det ringformiga utrymmet 74 och därefter genom stànganslutningen 44 innan det rinner nedför borrsträngen till borrkronan.

En bakre anslutning 58 vid spolhuvudkammaren 36 är gängad för att medge fastsättning av en kabelpacknings- lO l5 20 25 30 35 521 297 6 kammare 60 med en invändig kabelpackning 62. Vajerkabeln som är fäst vid fàngan- Kabeln 30 sträcker 30 är ansluten till ett öga 64, ordningen 34, via en kabelklämma 66. sig genom husets 40 bakre anslutning 58, kabelpacknings- kammaren 60 och kabelpackningen 62. Väl utanför spol~ huvudkammaren 36 är kabeln 30 fäst pà det yttre spelet 32.

När en bestämd borrningscykel är fullbordad, stängs vattnet till spolinloppet 46 av och àtervinningsvattnet 70 tillförs från vattenförràdet 72 till kärnàtervinnings- inloppet 68 via slangen 80. Spolvatteninloppet 46 och kärnàtervinningsinloppet 68 är anordnade pä avstånd fràn varandra. Detta medger fànganordningens 34 packning 50 att initialt vara invändigt anordnad mellan de tvä in- loppen 46 och 68. I detta läge utbreder sig vattentrycket 70 mot packningen 50, vilken tvingar fànganordningen 34 ut genom spolhuvudkammaren 36 och in i den anslutna stàngsträngen. Fànganordningen 34 pressas längs stäng- ernas insida tills den stàr i kontakt med det fulla kärnàtervinningsröret, som är beläget omedelbart över borrkronan i hålet. Vattnet 70 är avsett att passera genom det ringformiga utrymmet 74 som är utbildat mellan den inre borrhylsan 48 och fànganordningen 34. Här av~ stannar den framàtriktade rörelsen hos fànganordningen 34 då den ansluter till kärnàtervinningsröret. Ändringen i vattentryck påvisar fullbordandet av anslutningssteget.

En tryckkänslig detektor (ej visad) åstadkommer en indikeringssignal av framgångsrik sammankoppling.

Vattnet som tillförs kärnàtervinningsinloppet 68 stängs därefter av. Borrstàngen 24, som är belägen fram- för spolhuvudkammaren 36 och chuckstàngen 28, gängas av och spolhuvudkammaren 36 dras tillbaka med rotations- enheten 14 i syfte att frilägga stàngsträngens krage.

Spelet 32 aktiveras därefter och vajerkabeln 30 drar fánganordningen 34 och kärnàtervinningsröret till stång- strängens krage. Fànganordningen 34 kopplas bort från kärnàtervinningsröret och dras tillbaka in i spolhuvud- lO l5 521 297 7 kammaren 36 med hjälp av vajerkabeln 30. Det fulla kärn- röret avlägsnas frän det inre av stängerna, och ett tomt rör àterinsätts inuti borrstàngen. En ytterligare borr- stäng kan läggas till stàngsträngen, och spolhuvud- kammaren 36 gängas på borrstàngen eller chuckstàngen 28.

Vattnet tillförs åter spolvatteninloppet 46, och hydraul- trycket pressar det tomma kärnàtervinningsröret tillbaka nedför stàngsträngen till dess kärnàtervinnande läge över kronan.

Kärninfàngningsscykeln är nu fullbordad och borr- momentet kan påbörjas.

Beskrivningen åskådliggör och beskriver specifika utföringsformer av uppfinningen. Fackmän pà området inser att förändringar kan göras inom ramen för uppfinningen sàsom den definieras av efterföljande patentkrav, och att vissa särdrag hos uppfinningen ibland med fördel kan an- vändas utan motsvarande användning av de andra särdragen.

Claims (10)

lO 15 20 25 30 h) UI 521 297 Ändrade patentkrav 8 PATENTKRAV

1. l. Spolhuvudkammare avsedd för användning med en fànganordning, som har en förutbestämd diameter och en utvändig tätning, samt en borrstàng, varvid spolhuvud- kammaren innefattar ett ihàligt hus med en proximal ände och en distal ände, k ä n n e t e c k n a d av att den vidare innefattar ett fluidläckagebeständigt rota- tionskopplingsorgan som är fäst vid husets distala ände, ett organ för anslutning av det fluidläckagebeständiga rotationskopplingsorganet till borrstàngen, ett första fluidinlopp som är fäst vid huset och anordnat i riktning mot husets proximala ände, ett andra fluidinlopp som är fäst vid huset och anordnat i riktning mot husets distala ände, ett ringformigt utrymme, som är beläget mellan nämnda fànganordning och det ihåliga huset och ett lintätningsorgan som är fäst vid husets proximala ände, varvid det ihåliga huset är avsett att inrymma fànganordningen kopplad till en lina, som är avsedd att passera genom den fluidläckagebeständiga tätningen och varvid spolhuvudkammaren är monterbar vid en borr.

2. Spolhuvudkammare enligt krav l, vid vilken fàng- anordningens utvändiga tätning är inrättad mellan det första fluidinloppet och det andra fluidinloppet.

3. Spolhuvudkammare enligt krav 1, innefattande ett organ för fastsättning av spolhuvudkammaren pà en borr.

4. Spolhuvudkammare enligt krav l, inuti vilken en inre hylsa är anordnad.

5. Spolhuvudkammare enligt krav 1, innefattande minst ett fluidtillförselorgan som är anslutet till det första fluidinloppet och det andra fluidinloppet.

6. Spolhuvudkammare enligt krav 1, vid vilken en lintätningskammare är anordnad vid spolhuvudkammarens distala ände.

7. Spolhuvudkammare enligt krav l, vid vilken det fluidläckagebeständiga rotationskopplingsorganet är en rotationskoppling. 521 297 Ändrade patentkrav 9

8. Spolhuvudkammare enligt krav 7, vid vilken rotationskopplingen är fäst vid borren.

9. Spolhuvudkammare enligt krav 1, vid vilken åtminstone en fluidkälla är ansluten till fluidinloppen.

10. Spolhuvudkammare enligt krav 1, vilken är anordnad vid en diamantkärnborr av lintyp.