SE523255C2 - Vätskedriven sänkborrmaskin - Google Patents

Description

linan t 525 255 a n u n ; ,. 2 Dessa ändamål uppfylls i princip genom att borrhylsan är vridbart lagrad i huset och via en envägskoppling kopplad till en vridhylsa med axiella bommar som avgränsar ett antal tryckrum och bildar vridkolvar för att vrida vridhylsan fram och åter, varvid ett antal av dessa tryckrum är kopplade att trycksättas och avlastas samtidigt med sagda tryckrum med kolvyta för att driva kolven framåt.

Uppfinningen definieras därvid av patentkraven.

Kort beskrivning av ritningarna Figur 1a är en längdsektion genom främre delen av en sänkborrmaskin enligt uppfinningen.

Figur 1b är en längdsektion genom bakre delen av samma sänkborrmaskin.

Figur 2 är en tvärsektion tagen utmed linjen 2-2 iflgur 1a.

Figurerna 3 och 4 är samma tvärsektion som figur 2, men de visar några element i andra inbördes lägen.

Figur 5 är en tvärsektion tagen utmed linjen 5-5 iflgur 1a.

Beskrivning av visat och föredraget exempel på uppfinningen Den tryckvätskedrivna sänkborrmaskinen visad på figurema har ett maskinhus som innefattar ett rörformigt maskinrör 11, vars översta del har ett ej visat bakstycke som kopplas till ett borrör som tillför en driwätska, vanligen vatten eller en suspension av bentonitlera i vatten. Sänkborrmaskinens mellandel visas inte.

Till maskinrörets främre del är ett ytterrör 12 fast monterat, påskruvat, och en borrkrona 13 sticker in i ytterröret med sin nacke 14. En ändhylsa 15 fastskruvad i ytterröret 12 spänner in en medbringarhylsa 16 mot ett axiallager 17 som tar stöd mot en inre skuldra 18 i ytterröret 12. Medbringarhylsan är vridbart lagrad mot ytterröret 12. Maskinrörets 11 främre ände har reducerad diameter och har ett antal bommar 20, figur 2. Mellan maskinrörets 11 främre ände och ytterröret 12 är en vridhylsa 22 lagrad. Den har inåtvända bommar 24. Mellan alla bommarna 20 och 24 bildas ett antal avtätade kammare 25,26, 27. Maskinrörets 11 axiella del innanför bommarna 20 utgör en kort främre styrning för en slagkolv 30. :vara vara» 523 255 o - | I » n u 3 En envägskoppling 28 av konventionellt slag med snedställda toggle-element 29 är kopplad mellan medbringarhylsan 16 och vridhylsan 22.

Borrkronans 13 nacke 14 har en splineförbindning med en kronhylsa 31 som är skruvad till medbringarhylsan 16 och spänner in en stoppring 32 axiellt mot en skuldra på medbringarhylsan. Stoppringen 32 är axiellt delad för att kunna monteras och den sträcker sig in i en urtagning 33 i borrkronans nacke för att hindra borrkronan att falla ut men tillåta en begränsad axiell rörelse för borrkronan.

Borrkronan har en ej visad central kanal för att leda spolvatten till spolspår i kronans framände. l övre delen av maskinröret 11 finns en ventil 40 i ett ventilhus 41 och ventilhuset har ett rör 42 som tätande sträcker sig in i slagkolvens 30 längsgående kanal 43.

Borrmaskinens ej visade bakstycke spänner ventilhuset mot en distanshylsa 44 som framtill tar axiellt stöd mot en skuldra i maskinröret 11. Distanshylsan 44 tätar mot maskinröret 11 och har längsgående spår som bildar ett antal kanaler 25a mellan distanshylsan och maskinröret. Slagkolven 30 har ett huvud 45 som är styrt dels utvändigt i distanshylsan 44, dels invändigt på röret 42. Kolven är således styrd enbart i korta styrningar i sina ändar och större delen av kolvens längd är ostyrd eftersom det är ett ringformigt mellanrum 49 mellan kolven och distanshylsan 44. Bakom slagkolvens huvud 45 bildas en ringformig kolvyta 46 i ett ringformigt cylinderrum 47 (tryckrum) och huvudet bildar en mindre ringformig kolvyta 48 i det cylinderrum 49 (tryckrum) som bildas av mellanrummet 49 som sträcker sig hela vägen mellan kolvens två styrningar. Cylinderrummet 49 är ständigt kopplat till högtrycksvätskan genom kanaler som ligger parallellt med kanalerna 25a för att ge en ständig kraft bakåt på kolven medan ventilen 40 alternerande kopplar cylinderrummet 47 till högtrycksvätskan och till röret 42 som är kopplat till borrkronans spolspår via kolvens genomgående kanal 43. Röret 42 har således alltid lågtryck. Eftersom kolvytan 46 är mycket större än kolvytan 48 kommer därför slagkolven att få en fram och återgående rörelse och slå på borrkronans nacke med en frekvens som exempelvis kan vara 100 Hz. lans: ilmu 523 255 4 Kanalerna 25a leder från cylinderrummet 47 till de sex kamrarna 25 i figur 2 så att dessa kamrar 25 växlande blir trycksatta och tryckavlastade, portar 26a leder från det ständigt trycksatta cylinderrummet 49 till de två kamrarna 26 i figur 2 så att dessa kamrar 26 blir ständigt trycksatta och portar 27a kopplar de fyra kamrarna 27 till kammaren 50 som bildas vid borrkronenackens 14 ändyta. De fyra kamrarna 27 är därför ständigt tryckavlastade.

Figur 3 visar vridläget på vridhylsan 22 när kamrarna 25 har lågtryck. De två kamrarna 26 är de enda kamrarna som är trycksatta och hylsan 22 har därför vridits moturs till sitt ändläge där dess bommar 24 tar stopp mot maskinrörets 11 bommar 20.

Figur 4 visar vridläget på vridhylsan 22 när förutom de två kamrarna 26 även de fyra kamrarna 25 är trycksatta. De två kamrarna 26 vill vrida moturs, men de sex kamrarna 25 vill vrida medurs och kraften från fyra kamrar har därför vridit vridhylsan 22 medurs till stoppläget där dess bommar tar stopp mot maskinrörets bommar.

Vridhylsan 22 kommer således att vridas fram och åter triggat till trycket på slagkolvens ovansida, dvs triggat till hammarens slagcykel. Genom att backspärrsmekanismen 29, envägskopplingen, förbinder vridhylsan 22 med medbringarhylsan 16 kommer medbringarhylsan att rotera medurs relativt maskinröret 11. Medbringarhylsan följer med vridhylsans vridning medurs men står stilla under vridhylsans vridning moturs. Detta medför att borrkronan 13 vrids ett definierat gradtal (indexeras) mellan varje slag så att stiften på kronan byter kontaktpunkt med berget mellan varje slag och fragmenterar berget effektivt.

Borröret behöver således inte roteras och man kan därför i stället för skarvat borrör använda s.k. ”coil-tubing", dvs ett böjbart skarvlöst borrör som hasplas av från en rulle. -ufsa :sn-a 523 255 5 När slagkolven äri sin bakåtgående rörelse och ventilen 40 slår om till att trycksätta det bakre cylinderrummet 47 kommer slagkolven att bromsas av detta tryck och vända till sitt framåtgående arbetsslag. Under kolvens retardation kommer därvid cylinderrummet 47 att minska i volym och drivvätskan kommer att tryckas ut ur rummet. Detta medför en tryckhöjning och strömningsförluster.

Genom att vridanordningens sex kamrar 25 är kopplade till cylinderrummet 47 kan de ta upp den ur cylinderrummet utträngda vätskan vilket minskar förlusterna samtidigt som vridningen sker effektivt. Man minskar därigenom också behovet av en ackumulator i inloppet till slagverket.

I valt mönster av tryckkammare 25,262? och vridkolvar 24 med tolv tryckkammare får man symmetri med avseende på de vridande krafterna och radiella krafterna, vilket minskar lagerkrafterna i hylsan 5. Man kan välja annat mönster och ändå ha de vridande tryckkamrarna kopplade till tryckrummet för att driva slagkolven framåt. Uppfinningen är tillämpbar på slagkolvar som drivs av en annan princip än att ha växlande tryck för att åstadkomma slagkolvens arbetsslag och ständigt tryck för att åstadkomma returslaget.

Claims (1)

1. rita» :rain ~ 523 255 Patentkrav Vätskedriven sänkborrmaskin innefattande ett hus (11,12), en borrkrona (13) vridfast men axiellt begränsat rörligt monterad i en kronhylsa (31), en slagkolv (30) anordnad att slå på en nacke (14) på borrkronan, och en ventil (40) för att styra slagkolven fram och åter, varvid ventilen växelvis trycksätter och avlastar ett tryckrum (47) med en kolvyta (46) som vid tryckbeiastning (driver slagkolven framåt, kännetecknad av att kronhylsan (31) är vridbart lagrad i huset (11,12) och via en envägskoppling (29) kopplad till en vridhylsa (22) med axiella bommar (24) som avgränsar ett antal kammare (25,26,27) och bildar vridkolvar för att vrida vridhylsan fram och åter, varvid ett antal av dessa kammare är kopplade att trycksättas och avlastas samtidigt med sagda tryckrum (47) med kolvyta (46) för att driva slagkolven (30) framåt.