SE525251C2 - Borrsträngschuck - Google Patents
BorrsträngschuckInfo
- Publication number
- SE525251C2 SE525251C2 SE0202840A SE0202840A SE525251C2 SE 525251 C2 SE525251 C2 SE 525251C2 SE 0202840 A SE0202840 A SE 0202840A SE 0202840 A SE0202840 A SE 0202840A SE 525251 C2 SE525251 C2 SE 525251C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- jaws
- drill rod
- actuator
- chuck according
- shaft
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 30
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 210000000941 bile Anatomy 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/02—Chucks
- B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
- B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
- B23B31/16—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving radially
- B23B31/16158—Jaws movement actuated by coaxial conical surfaces
- B23B31/16179—Jaws movement actuated by coaxial conical surfaces using fluid-pressure means to actuate the gripping means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/02—Chucks
- B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
- B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
- B23B31/16—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving radially
- B23B31/16158—Jaws movement actuated by coaxial conical surfaces
- B23B31/16162—Details of the jaws
- B23B31/16166—Form of the jaws
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T279/00—Chucks or sockets
- Y10T279/12—Chucks or sockets with fluid-pressure actuator
- Y10T279/1274—Radially reciprocating jaws
- Y10T279/1291—Fluid pressure moves jaws via mechanical connection
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T279/00—Chucks or sockets
- Y10T279/17—Socket type
- Y10T279/17564—Loose jaws
- Y10T279/17572—Moving-cam actuator
- Y10T279/17589—Reciprocating cam sleeve
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T279/00—Chucks or sockets
- Y10T279/17—Socket type
- Y10T279/17666—Radially reciprocating jaws
- Y10T279/17692—Moving-cam actuator
- Y10T279/17743—Reciprocating cam sleeve
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Gripping On Spindles (AREA)
Description
20 25 30 35 525 251 å- stort antal staplar av brickor, t ex 18 staplar med höj- der som är jämförbara med skruvfjädrarna.
För att inrymma det stora antalet fjädrar eller brickstaplar, är konventionella chuckar av nödvändighet stora, tunga och kostsamma.
Ett av problemen med konventionella chuckar är att den initiella kraft som överförs genom skruvfjâdrarna eller Belleville-brickorna, minskar med tiden vid använd- ning vilket minskar greppet och sålunda säkerheten av drivningen på borrstången. Vidare är sådan nedsättning ej likformig från fjäder till fjäder så att chuckbackarnas grepp ej är likformigt kring stången.
Den kraft som ansätts av skruvfjädern eller Belle- ville-brickorna är vidare till sin natur mindre när de är utsträckta så att genom tiden slitna borrstänger, kan till och med glida igenom chucken.
Det skall förstås att i syfte att tillhandahålla den erforderliga chuckstängningskraften, måste fjädrarna eller brickorna vara förbelastade när de sätts in i chucken så att de står under komprimeringskraft mellan en fast yta eller en pressdyna och backmanöverdonet. Såsom ett resultat har chucken en potentiell risk att flyga isär och orsaka allvarlig skada, till exempel när en hållarbult avlägsnas eller bultgängor är nedslitna.
Vid konventionella chuckar bibehålls vidare lagring- en mellan den axiellt rörliga, icke-roterande hydrauliska operatorn och chuckmanöverdonet i kontakt med chuckmanö- verdonet med chucken i det stängda läget och drivning av borrsträngen från borrotations- eller drivenheten. Detta resulterar i alstrande av mycket stark värme under borr- ningsoperationen. Detta värme adderat med det värme som alstras av chuckdrivningsenheten, gör deras ytor farliga för operatören och kan orsaka allvarliga brännskador.
Ett ytterligare problem med konventionella chuckar är att ej endast skruvfjädrarna eller Belleville-brickor- na är i sig utsatta för olika grader av elasticitetsför- lust eller hoppressningskraft såsom nämnts ovan, utan de 10 15 20 25 30 35 5 2 5 2 51 0 0 0000 0 0000 0 0 00 0 00 000000 0 0 000000 3 verkar i en miljö där de är utsatta för förslitning genom korrosionsskador beroende på kontakt med vatten och slam som förkortar den användbara fjäder- och bricklivsläng- den.
Ett ytterligare problem med konventionella chuckar är att backarna ej är tillräckligt uppburna mot de stora konsol- och vridkrafterna vilket orsakar förlust av grepp, excentricitet, förslitningsvibrationer och fast- klämning.
Det är syftet med föreliggande uppfinning att undan- röja ovan nämnda nackdelar samt andra hos konventionella chuckar såsom kommer att framgå härefter.
Kort redogörelse för uppfinningen I En viktig aspekt med föreliggande uppfinning ligger i att eliminera användningen av mekaniska fjädrar eller brickor med sina inneboende begränsningar och istället utnyttja komprimerad gas för att tillhandahålla kraften för att sluta chuckbackarna för att gripa borrstången.
Med utnyttjande av komprimerad gas för att tillhan- dahålla kraft för att sluta backarna hos chucken på en borrstång hos en borrsträng, har det upptäckts att slut- ningstrycket kan både inställas korrekt och ändå varieras såsom önskas. Vidare kan backarna förflyttas likformigt för att slutas mot borrstången för att bilda ett balanse- rat eller likformigt grepp kring stången under bibehål- lande av en väsentligen konstant gripkraft under backför- flyttningen. Såsom ett resultat kan backarna gripa stäng- er med olika diametrar med väsentligen lika stor och tillräcklig kraft, ej endast för att tillhandahålla den nödvändiga vridmomentöverföringen oberoende av variation av borrstångsdiametrar.
Närmare bestämt manövreras, för att hålla sig till denna aspekt av uppfinningen, chuckmanöverdonet vilket rör sig axiellt i axelns längdriktning för att öppna och stänga backarna, i den backstängande riktningen av en källa av komprimerad gas i form av ett flertal gaskom- pressionsfjädrar placerade symmetriskt kring chuckmanö- 10 15 20 25 30 35 525 251 4 verdonet och verkar mellan backmanöverdonet och en lämp- lig stoppyta eller tryckdyna som är fäst på axeln.
Gastrycksfjädrar är kommersiellt tillgängliga och omfattar cylindrar i vilka komprimerad gas, t ex kväve, införs. Den komprimerade gasen tvingar en förskjutbar, cylindrisk kolv med liten diameter, utåt till ett maximi- läge. Under anbringande av en kraft på den yttre änden av kolven, kan kolven förskjutas teleskopiskt tillbaks in i cylindern mot kraften av den inrymda, komprimerade gasen.
Förskjutningen av kolven från dess maximalt utskjutna punkt till dess punkt där den år fullständigt tillbaka- dragen, är kolvens slag. Sådana gasfjädrar som använder komprimerad kvävgas säljs till exempel av Hyson Products.
Dessa gasfjädrar är extremt kompakta och ger mycket mer kraft på en mycket mindre yta än konventionella mekaniska fjädrar. Till exempel kan en kvâvgasfjäder som har en diameter av 7 cm (2 3/4 tum) ge samma kraft som från åtta till tio skruvfjädrar som har en diameter av 5 cm (2 tum). A I fallet med skruvfjädrar bör, för optimal livs- längd, fjädrarna ej hoppressas mer än 25% av sin totala längd. I händelse av en applikation som erfordrar ett slag på 7,5 cm (3 tum), bör därför höjden av fjädern vara 30 cm (12 tum).
För ett motsvarande slag om 7,5 cm (3 tum), är höj- den hos en gasfjäder nästan hälften än den hos skruv- fjädern. “ Det skall förstås att vid kontakt med kolven hos en gasfjäder, finns den fulla kraften hos den komprimerade gasen i cylindern till hands för att motstå inåtrörelse av kolven medan i en skruvfjäder, såvida den ej är för- belastad, finns ej någon kraft vid endast kontakt med fjädern. Vidare ger gasfjädrar en närmast konstant kraft som motverkar inåtrörelse över kolvens hela slag.
Eftersom den komprimerade gasen inuti gasfjäderns cylinder dessutom är inställd och förhindrad att komma ut, till skillnad från skruvfjädrar eller brickor vilkas 10 15 20 25 30 35 000000 0 000000 0 0 0 0 00 00 01' 0:. 0... 0000 0 0 0 0 0000 0-00 0 0000 0 0 0000 0 0 0 0 0000 . 0 000000 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 00. : 0 0 00 000000 0 0 000000 525 251 5 kraft avtar med ålder och användning, förblir den kraft som ansätts av gasfjädern konstant med tiden och oberoen- de av dess användningsfrekvens. Å andra sidan kan fjä- derns kraft förändras efter önskemål genom införing av en uppmätt mängd komprimerad gas, t ex kvävgas, in i cylin- dern eller uttömning av en uppmätt mängd om så önskas.
Varje fjäder kan sålunda kalibreras för att ge en bestämd fjäderkraft så att ett antal identiska gasfjädrar som har exakt samma fjäderkraft och andra egenskaper kan tillhan- dahâllas.
Backarna förflyttas av ett backmanöverdon i form av ett huvud eller ring som samverkar med backarna vilka är anordnade i likformigt fördelade intervall symmetriskt kring axeln i en cirkelform. Backmanöverdonet eller huvu- det öppnar backarna när det förflyttas uppåt av hydraul- kraft och sluter backarna när det förflyttas nedåt av kraften fràn ett mycket effektivt, kompakt arrangemang av gasfjådrar.
Enligt den föredragna formen av uppfinningen som utnyttjar gasfjädrar, omfattar närmare bestämt gasfjäder- arrangemanget en serie av enskilda likformigt fördelade gasfjädrar anordnade i en cirkel kring manöverdonshuvudet mellan chuckbackarna med fjädrarnas cylindrar inneslutna i den övre änden av manöverdonet och deras kolvar i in- grepp med en fast yta eller tryckdyna som är fäst på änden av axeln.
Detta arrangemang resulterare i en extremt kompakt chuck och med gasfjädrarna, vilka har identiska slag och är fyllda med samma gastryck som är valt för att ge den önskade backkraften, är chucken exakt balanserad för att ge en likformig gripkraft kring borrstängen. Vidare för- blir denna gripkraft väsentligen konstant för olika borr- stängsstorlekar.
En annan viktig aspekt av uppfinningen ligger i bärsystemet för chuckbackarna för att förhindra deras förskjutning under de konsolbelastningar som alstras under borrningsoperationen. 10 15 20 25 30 35 6 Enligt denna aspekt av uppfinningen avhålls backarna från att svänga genom en uppsättning bussningar som är valda efter storleken av den borrstång som skall drivas.
Varje bussningssats omfattar en undre bussning som bärs inuti axeln nedanför undersidan av backarna, och en övre bussning som är monterad för att sträcka sig in i axeln och ligga över backarna ovansida, varvid arrangemanget är sådant att backarna kan förskjutas radiellt in i och ut från de stånggripande och stángfrigörande lägena men är förhindrade att tippa endera uppåt eller nedåt.
För att ge säker öppnande och stängande backrörelse under förskjutningsrörelse av ringmanöverdonet, är de bakre kanterna av backarna, enligt den föredragna formen av uppfinningen, avfasade utåt från sin övre ände till sin undre ände, företrädesvis i en vinkel av 15° och är försedda med likadant sluttande kilspår i sina sidoytor intill sina bakre kanter. Manöverdonet är i sin tur för- sett med motsvarande sluttande eller avfasade slitsar för att mottaga de bakre kanterna av backarna med sidoväggar- na hos slitsarna försedda med utskjutande kammar eller kilar för att gripa in i backarnas kilspår. Själva slit- sarnas väggar griper in i sidorna av backarna för att hindra deras vridning.
På grund av att backarna och manöverdonsringen rote- rar med axeln medan den hydrauliska operatorn ej roterar, är ett tryckkullager placerat mellan den hydrauliska operatorn och manöverdonet.
En annan aspekt av föreliggande uppfinning är möj- ligheten för den hydrauliska operatorn att dra bort trycklagret från kontakt med manöverdonet med backarna slutna för att eliminera den intensiva värmen vid lagret som uppträder vid konventionella chuckar under rotation av borrsträngen. Såsom ett resultat år chucken kall och kan underhållas, om så erfordras, under borrningsopera- tionerna.
I detta sammanhang tillhandahåller uppfinningen vidare en labyrinttätning mellan den hydrauliska opera- 10 15 20 25 30 35 525 7 torn och backmanöverdonet för att förhindra utstötning av backsmörjmedel eller inträngning av vatten.
Med detta tätningsarrangemang som begränsar utström- ningsförlust av smörjmedel, tillhandahåller uppfinningen även ett backsmörjningssystem vilket ej endast tillhanda- håller smörjning för backarna utan även ger smörjmedels- flöde mellan backarna så att alla backar alltid är till- räckligt smörjda.
För att alltid säkerställa korrekt relativ placering av axelmanöverdonet och andra komponenter, tillhandahål- ler uppfinningen även ett styrtappsarrangemang som för- hindrar fastklämning av backarna så att de enkelt kan avlägsnas och utbytas i manöverdonshuvudet och för att säkerställa att det ej år någon placeringsavvikelse mel- lan fjädrarna.
Enligt ett föredraget utförande av uppfinningen har vidare åtgärder vidtagits för att blockera eventuellt vattenflöde som kommer in i backarna från att strömma nedför axeln och leda bort det från chucken genom centri- fugalkraften.
I ytterligare en annan aspekt av uppfinningen ut- nyttjar karbidgripdonen i backarna ett vinklat tandmöns- ter som ökar greppstyrkan hos backarna eftersom varje tand har ett separat "plog"-mönster genom stångmateria- let. Om tänderna är i linje kommer greppfel att uppträda när materialet kring varje tand deformeras till den punkt där endast den första tanden är i kontakt med stánggrund- materialet.
Kort beskrivning av ritningarna Dessa och andra särdrag och fördelar med föreliggan- de uppfinning kommer att framgå av följande detaljerade beskrivning som ges i kombination med de tillhörande ritningarna.
Fig 1 är en perspektivisk sprängvy av ett föredraget utförande av chucken enligt uppfinningen, Fig 2 är en vertikal sektion av den sammansatta chucken i fig 1 med backarna i det öppna läget 10 15 20 25 30 35 525 25 8 beredda att mottaga en borrstäng som skall för- passas genom denna, Fig 3 är en vy liknande fig 2 men visande chuckback- arna i det slutna borrstängsgripande läget, Fig 4 är en horisontell sektion tagen utmed en linje genom 4 i fig 2, Fig 5 är en vertikal tvärsektion tagen utmed linjen 5-5 i fig 4, Fig 6 är en planvy av backhuvudet eller manöverdonet, Fig 7 är en vy av undersidan av backhuvudet eller manöverdonet, Fig 8 är en bortbruten, perspektivisk sprängvy som illustrerar det sätt på vilket en back bärs i backhuvudet, Fig 9 är en bortbruten vy framifrån av en av backar- na, och Fig 10 är en vertikal tvärsektion som visar backarna slutna i det borrgripande läget.
Detaljerad beskrivning enligt föredragna utföranden av föreliggande uppfinning Med hänvisning till fig 1, 2 och 3 omfattar chucken, som allmänt betecknas 1, enligt den föredragna utförings- formen av uppfinningen, en axel 2 utformad med slitsar 3 i sin övre ände 3 för att mottaga backar 4 monterade i ett backhuvud eller manöverdon 5 som är förskjutbart monterat pä axeln 2.
Liggande över backhuvudet 5 och fäst på den övre änden av axeln 2 genom fästdon 7, finns en fjäderpress- dyna eller ett stoppelement 8.
Liggande över pressdynan 8 finns ett lock 9 vilket har nedhângande ben 10 vilka skjuter ut nedåt genom spår 11 i tryckdynan 8 in i de övre ändarna av slitsarna 3 i den övre änden av axeln 2.
Locket 9 är fäst på tryckdynan 8 genom lämpliga fästdon 12. 10 15 20 25 30 35 525 251 9 I bottnen av slitsarna 3 hos axeln 2, är axeln för- sedd med en invändig, undre bussning 13 som hålls på plats genom en stoppring 14.
Fäst på locket 9 genom lämpliga fästen 15, finns en övre bussning 16 vilken sträcker sig ned i den övre änden av axeln 2.
Backarna 4 passar, när de år monterade i axelslit- sarna 3, nedanför benen 10 hos locket, varvid benen för- hindrar uppåtrörelse av backarna när de dras tillbaka från det borrstångsgripande läget. När backarna skjuter in i axeln till det borrstångsgripande läget, bärs de vid underdelen av den undre bussningen 13 och vid överdelen genom den övre bussningen 16 (samt av lockbenen 10) för att säkert uppbära dem mot konsolkraften som alstras under borrningsoperationen när backarna 4 är slutna mot borrsträngen. Det skall förstås att den inre diametern av bussningarna 13 och 16 är sådan att borrstången kan pas- sera genom dessa utan hinder.
Såsom kommer att förklaras mer fullständigt här- efter, fungerar förflyttning av det förskjutbara back- huvudet eller manöverdonet 5 nedåt att sluta backarna och förflytta dem inåt i axelslitsarna 3 för att gripa en borrstång när densamma år införd genom chucken. _ Å andra sidan kommer uppåtrörelse av backhuvudet eller manöverdonet 5 att dra tillbaka backarna från grip- läget.
Gasfjädrarna 6, vilkas cylindrar 17 är inneslutna och skyddade i cylindriska fickor 18 i backmanöverdonet 5, har sina kolvar 19 verkande mot undersidan av tryck- dynan 8 för att förskjuta backhuvudet nedåt till back- slutningsläget.
För att lösgöra backarna används en hydraulisk ope- rator 20.
Den hydrauliska operatorn har en fast kolv 21 och en rörlig cylinder 22 som står i förbindelse med en undre port 23 och en övre port 24. När hydraulvätska pumpas in i den övre porten 24, kommer detta att bringa cylindern 10 15 20 25 30 35 555 25 10 att röra sig uppåt mot verkan av gasfjädrarna för att dra tillbaka backarna från griptillståndet. Under denna ope- ration är den undre porten en utströmningsport.
Förhållandet mellan portarna är omvänt för att åstadkomma nedåtrörelse av cylindern 22 vilket tillåter gasfjädrarna att ta över för att pressa ned backhuvudet eller manöverdonet 5 för att förflytta backarna inåt till det borrstångsgripande läget.
Såsom framgår av fig 4 är, enligt den föredragna utföringsformen av uppfinningen, chucken försedd med sju backar 4 som är likformigt utmed omkretsen fördelade och sju gasfjädrar 6 som också är likformigt utmed omkretsen fördelade mellan backarna.
Eftersom den hydrauliska operatorn 20 är stationär medan backmanöverdonet, backarna och andra komponenter fästa på axeln roterar, åstadkoms den uppåtriktade kraft som ansätts av den hydrauliska operatorn 20 för att lös- göra backarna, genom ett kullager 25 vilket verkar mot en labyrinttätningsplatta 26 som är fäst mot undersidan av backhuvudet 5, varvid tätningsplattan 26 och cylindern 22 âr utformade för att bilda den slingrande passagen 27 för att förhindra utflödet av fett från systemet genom cent- rifugalkraften och för att förhindra inträngning av fukt i chucken.
Det skall noteras att när den hydrauliska operatorn 20 manövreras för att röra sig nedåt och frigöra backhu- vudet 5 för att röra sig nedåt under verkan av gasfjâdern 26, begränsas nedåtrörelsen av huvudet genom att tät- ningsplattan 26 stöter mot stoppringen 26' (fig 3) vilket medger lagret 25 att dras tillbaka från kontakt med chuckens rörliga delar när chuckens backar är i det slut- na läget. Detta arrangemang eliminerar den vanliga gene- reringen av värme från ett belastat lager under borrning- en, vilken värme på vanligt sätt adderas till den som redan genereras i borrotationsenheten på vilken chucken är fäst. Som ett resultat är den typiska värmeuppbyggna- den med konventionella chuckar så allvarlig att beröring 10 15 20 25 30 35 11 av ytan av endera chucken eller rotationsenheten kommer att orsaka allvarliga brännskador efter endast några minuters drifttid. Med föreliggande uppfinning förblir chucken kall vilket medger underhåll vid någon tidpunkt utan risk för brännskador. På grund av att chucken för- blir kall förenklas även isoleringen mellan axeln och rotationsenheten väsentligt.
För att medge rörelse av backarna 4 för att gripa och lösgöra borrsträngen vid förskjutningsrörelse av backhuvudet eller manöverdonet 5 på axeln 2, är back- huvudet 5 försett med en serie i omkretsen fördelade underskurna slitsar 28 vilka passar ihop med slitsarna 3 i den övre änden av axeln 2 såsom visas i fig 4.
Såsom illustreras i fig 5 har backarna 4 en bakre kant 29 vilken sluttar nedåt och utåt från den övre delen av backarna för att exakt passa i underskârningarna hos slitsarna 28. Med detta arrangemang förstås att när manö- verdonet 5 flyttas nedåt under verkan av fjädrarna 6, såsom visas i fig 10, kommer backarna 4 att pressas inåt till följd av de sluttande formerna hos de bakre kanterna av backarna och underskärningen hos slitsarna 28.
Uppàtrörelse av backhuvudet 5 ger tillbakadragning av backarna från det borrstrângsgripande läget till det borrsträngsfrigörande läget.
För att ge säker backtillbakadragning samverkar slitsarnas sidoväggar, vilka avhåller backarna från att vridas under rotation av chucken och borrsträngen under borrning, med backarna såsom följer.
Såsom visas i fig 8 är varje back 4 försedd med slitsar 30 i sina sidoväggar. Dessa slitsar sträcker sig nedåt från ovandelen parallellt med den sluttande bakre kanten 29.
I sin tur är sidoväggarna hos manöverdonsslitsarna 28 försedda med liknande lutande eller vinklade kammar 31 vilka griper in i slitsarna 30. När backhuvudsmanöver- donet 25 förflyttas uppåt, kommer det såsom ett resultat att automatiskt åstadkomma tillbakadragning av backarna 4 10 15 20 25 30 35 525 251 12 från det borrstångsgripande förhållandet vilket sålunda eliminerar behovet av konventionella tillbakadragande fjäderarrangemang.
Medan backarna 4 stöds på alla sidor under borr- ningsoperationen, på undersidan och ovansidan av buss- ningarna 13 och 16 (och även genom lockbenen 10) och sidoväggarna av slitsarna 3 och 28 för att förhindra eventuell oberoende rörelse mellan backhuvudet och åter- stoden av anordningen, är backhuvudet 5 försett med tre styrplattmottagande hål 32 för att mottaga tappar 33 som bärs av pressdynsplattan 8.
Detta arrangemang säkerställer att det ej kommer att bli någon fastklämning av backarna och medger att de enkelt kan avlägsnas från eller placeras i huvudet. Vida- re förhindrar detta precisionsinställningsarrangemang eventuell inställningsavvikelse av fjädrarna vilket kunde orsaka ojämn belastning, varvid excentricitet och för- slitningsvibrationer elimineras.
Såsom visas i synnerhet i fig 6 och 7, är var och en av de backmottagande slitsarna 28 hos backhuvudet 5 för- sett med individuella chuckmatningspassager 34. Vidare inbegriper backhuvudet en omkretsgående fettpassage 35 som genomkorsar slitsarna 28 för att medge smörjmedel att förflyttas från en back till nästa för att förhindra för mycket och för lite smörjning.
Såsom vidare visas i fig 7 är undersidan av back- huvudet 5 försedd med radiella spår eller passager 36 genom vilka eventuellt vatten inuti chucken (som t ex rinner nedför stången eller stöts ut från läckande stång- skarvar etc) leds mot chuckens inre diameter av centrifu- galkraften och stöts ut genom spåren.
För att förhindra att eventuellt vatten strömmar nedför axeln är en O-ring 37 monterad på axeln såsom visas i fig 10.
Såsom illustreras i fig 8 och 9 är backarna 4 för- sedda med karbidgripdon 38. Dessa gripdon utnyttjar ett 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 u 00 0 0 0 0 0 00 000000 0 0 000000 525 251 - 13 vinklat kammönster vilket ökar gripstyrkan eftersom varje tand har en separat “plog"-bana genom stángmaterialet.
Fastän speciellt det föredragna utförandet av upp- finningen har illustrerats och beskrivits, skall det förstås att olika modifieringar kan göras på denna utan att avvika från omfattningen av de tillhörande kraven.
Claims (21)
1. Borrstángschuck för rotation av en borrstångs- sträng, varvid sagda chuck har ett flertal backar som är rörliga mellan ett slutet, borrstàngsgripande läge och ett öppet borrstångsfrigörande läge, ett manöverdon för förflyttning av backarna mellan sagda lägen, gastrycks- manövrerade organ som ansätter kraft pà sagda manöverdon för att sluta backarna, och en hydraulisk operator för att ansätta kraft på manöverdonet för att övervinna kraf- ten hos gastrycksorganen för att ombesörja öppning av backarna.
2. Borrstångschuck enligt krav 1, vid vilken ett sådant gastrycksmanövrerat organ omfattar ett flertal gastrycksfjådrar.
3. Borrstángschuck enligt krav 2, vid vilken sådana gastrycksfjädrar är monterade på manöverdonet,
4. Borrstángschuck enligt krav 1, vid vilken manö- verdonet är ett huvud som är förskjutbart i förhållande till backarna för att öppna och sluta backarna och det gastrycksmanövrerade organet omfattar ett flertal gas- trycksfjädrar som har cylindrar inneslutna i den övre ytan av manöverdonshuvudet och kolvar som griper in i en stoppyta för att pressa manöverdonet bort från stoppytan till det backslutande läget.
5. Borrstångschuck enligt krav 1 eller 2, vid vilken den hydrauliskt manövrerade operatorn är icke-roterande och avpassad att ansätta kraft på manöverdonet via ett trycklager för att förflytta manöverdonet för att öppna backarna mot kraften av gastrycket för att tvinga manö- verdonet att sluta backarna, varvid den hydrauliskt ma- növrerade operatorn fungerar att dra tillbaka trycklagret från löpande kontakt när den manövreras för att medge slutning av backarna.
6. Borrstàngschuck enligt krav 2, vid vilken sagda manöverdon är ett huvud som är förskjutbart i förhållande till backarna för att öppna och stänga backarna och var- 10 15 20 25 30 35 cnooøo o 0 a .I canon ' 4 0 o c on nu 0°.". Oo... como Û Ü o 0 scan -uno Û Ü... Û Û annu Ü Ü n 0 soon I oaonou Ö Q Û Ü. 0 a 1 Ü .I .CÜ-.Ö n n ÛÛÛ-Û. 525 251 15 vid sagda hydrauliskt manövrerade operator är icke- roterande och avpassad att anbringa kraft på manöverdonet via ett trycklager för att förflytta manöverdonet för att öppna backarna mot kraften av gastrycket för att tvinga manöverdonet att sluta backarna, varvid den hydrauliskt manövrerade operatorn fungerar att dra tillbaka tryck- lagret från löpande kontakt när den manövreras för att medge slutning av backarna.
7. Borrstångschuck enligt krav 6, varvid chucken omfattar en axel som skall drivas av en kraftkälla, var- vid sagda flertal backar år monterade på axeln för radi- ell rörelse in mot och ut från det slutna borrstángs- gripande läget och det öppna borrstångsfrigörande läget.
8. Borrstàngschuck enligt krav 7, vid vilken gastrycksfjâdrarna var och en omfattar en cylinder som är fylld med komprimerad gas och en kolv som tvingas utåt från cylindern av den komprimerade gasen, varvid cylind- rarna hos gasfjâdrarna är inneslutna i manöverdonshuvudet och kolvarna hos gasfjâdrarna anligger mot en stoppyta.
9. Borrstángschuck enligt krav 8, vid vilken en labyrinttåtningsplatta som år roterbar med axeln, är anordnad mellan trycklagret och backmanöverdonet, varvid tätningsplattan och den hydrauliska operatorn bildar en slingrande bana som leder till utsidan av chucken.
10. Borrstàngschuck enligt något av kraven 6 till 9, vid vilken backarna och det förskjutbara manöverdonet har inbördes förskjutbara ingreppsorgan anordnade att ge säker, radiell förflyttning av backarna vid förskjut- ningsrörelse av manöverdonet och att avhálla backarna från placeringsavvikelse.
11. ll. Borrstángschuck enligt krav 10, vid vilken de inbördes förskjutbara ingreppsorganen omfattar snedställ- da kilspár anordnade på en av backarna eller manöver- donet, och snedstâllda kammar anordnade i den andra av backarna eller manöverdonet, varvid kammarna är förskjut- bart ingripbara i kilspåren. 10 15 20 25 30 35 16
12. Borrstångschuck enligt något av kraven 7 till 11, vilken är försedd med bussningar för att bära backar- na i det borrstångsgripande läget mot konsolkrafter, varvid bussningarna omfattar en undre bussning som är fäst i axeln för att ligga under och bära undersidan av backarna, och en övre bussning som år fäst på axeln för att ligga över och bära ovansidan av backarna.
13. Borrstångschuck enligt något av kraven 7 till 12, innefattande en tâtningsplatta som âr förskjutbart monterad på axeln.
14. Borrstångschuck enligt krav 13, innefattande ett stopporgan för att begränsa nedåtrörelse av tätnings- plattan.
15. Borrstångschuck enligt något av kraven 7 till 14, varvid backhuvudet har backmottagande underskurna slitsar för ingrepp med slitsarna i den övre änden av axeln.
16. Borrstångschuck enligt något av kraven 7 till 15, innefattande en tryckplatta som är fäst på den övre änden av axeln.
17. Borrstångschuck enligt krav 16, innefattande ett lock som ligger över tryckplattan och har nedåt sig sträckande ben som skjuter ut nedåt genom spår i tryck- plattan för att gripa in i axelslitsarna och ligga över backarna och förhindra uppåtrörelse av dessa.
18. Borrstångschuck enligt något av kraven 15 till 17, vilken har fettmatningspassager som står i förbindel- se med backhuvudslitsarna.
19. Borrstångschuck enligt något av kraven 15 till 18, vid vilken backhuvudslitsarna är sammanbundna av en omkretsgående fettpassage.
20. Borrstångschuck enligt något av kraven 16 till 19, vid vilken lokaliseringstappar är placerade mellan backhuvudet och tryckplattan för att lokalisera back- huvudet så att backhuvudslitsarna korrekt griper in i slitsarna i den övre delen av axeln. J I IOOOIO I : '0t. 0 I 0 cnøønc 0 n OOCIQO 525 251 17
21. Borrstángschuck enligt något av föregående krav, vid vilken backarna är försedda med karbidgripdon vilka har ett vinklat tandmönster, varvid varje tand har ett separat plogmönster genom stångmaterialet vid gripning av en borrstång.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/066,237 US6719303B2 (en) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | Drill string chuck |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0202840D0 SE0202840D0 (sv) | 2002-09-26 |
SE0202840L SE0202840L (sv) | 2003-04-27 |
SE525251C2 true SE525251C2 (sv) | 2005-01-11 |
SE525251C8 SE525251C8 (sv) | 2005-02-09 |
Family
ID=22068185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0202840A SE525251C8 (sv) | 2001-10-26 | 2002-09-26 | Borrsträngschuck |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6719303B2 (sv) |
AU (1) | AU2002301549C1 (sv) |
BR (1) | BR0204348B1 (sv) |
CA (1) | CA2387372C (sv) |
SE (1) | SE525251C8 (sv) |
ZA (1) | ZA200208578B (sv) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE523629C2 (sv) * | 2001-11-29 | 2004-05-04 | Atlas Copco Rocktech Ab | Griptång monterad på ett stöd för klämverkan mot en borrstång |
DE502005003100D1 (de) * | 2005-07-09 | 2008-04-17 | 3R Syst Int Ab | Spannvorrichtung für ein Werkzeug oder ein Werkstück |
CA2558910A1 (en) | 2005-09-07 | 2007-03-07 | Hardinge Inc. | Workholding clamping assembly |
US7823662B2 (en) * | 2007-06-20 | 2010-11-02 | New Era Petroleum, Llc. | Hydrocarbon recovery drill string apparatus, subterranean hydrocarbon recovery drilling methods, and subterranean hydrocarbon recovery methods |
US7770668B2 (en) * | 2008-09-26 | 2010-08-10 | Longyear Tm, Inc. | Modular rotary drill head |
US8118113B2 (en) * | 2009-03-26 | 2012-02-21 | Longyear Tm, Inc. | Hydraulic control system for drilling systems |
CN102434116A (zh) * | 2012-01-17 | 2012-05-02 | 江苏省无锡探矿机械总厂有限公司 | 氮气弹簧式液压卡盘 |
CN102601404B (zh) * | 2012-03-23 | 2016-03-30 | 湖南天雁机械有限责任公司 | 一种自动定心快速夹紧装置 |
CN106121557A (zh) * | 2016-08-27 | 2016-11-16 | 无锡中地钻探装备有限公司 | 一种便携式钻机用液压卡盘 |
CN106195226A (zh) * | 2016-08-27 | 2016-12-07 | 无锡中地钻探装备有限公司 | 一种钻机用传动箱 |
RU2674271C1 (ru) * | 2017-11-27 | 2018-12-06 | Открытое акционерное общество "Завод бурового оборудования" | Трубодержатель буровой установки |
CN111619762A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-09-04 | 江苏地龙重型机械有限公司 | 一种连续杆钻进式水平定向钻及水下无人穿缆作业方法 |
CN112780251B (zh) * | 2021-02-08 | 2023-09-19 | 铁福来装备制造集团股份有限公司 | 一种钻机转速监测系统、控制方法及应用方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3083025A (en) * | 1961-10-25 | 1963-03-26 | Pipe Machinery Company | Chuck with detachable gripping jaw |
US3456956A (en) * | 1965-07-23 | 1969-07-22 | Pipe Machinery Co The | Self-adjusting clamping chuck |
US3692320A (en) | 1970-10-19 | 1972-09-19 | Longyear Co E J | Chuck apparatus |
US3792869A (en) * | 1972-11-13 | 1974-02-19 | Longyear Co | Hydraulic chuck |
CA1016533A (en) * | 1974-05-24 | 1977-08-30 | Canadian Mine Services Ltd. | Drill head with locking chuck |
ATE831T1 (de) * | 1978-08-25 | 1982-04-15 | Diamant Boart Societe Anonyme | Antriebsfutter fuer ein bohrgestaenge. |
US4393945A (en) * | 1980-10-22 | 1983-07-19 | Central Mine Equipment Company | Rotary drill with a kelly bar and hydraulic chuck |
JPS6099507A (ja) * | 1983-11-04 | 1985-06-03 | Kitagawa Tekkosho:Kk | 工作機械に於けるチヤツキング用回転流体圧シリンダ−装置 |
US4844489A (en) * | 1987-10-23 | 1989-07-04 | Acker Drill Co. | Chuck apparatus and method |
DE3941765A1 (de) | 1989-12-18 | 1991-06-20 | Schrem Werkzeugfab Albert | Hydraulisches spannelement |
US5954346A (en) | 1997-09-29 | 1999-09-21 | Boart Longyear Inc. | Hydraulic chuck |
US6516696B2 (en) * | 1998-02-03 | 2003-02-11 | Diebolt International, Inc. | Sleeve-type gas spring |
-
2001
- 2001-10-26 US US10/066,237 patent/US6719303B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-05-22 CA CA002387372A patent/CA2387372C/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-26 SE SE0202840A patent/SE525251C8/sv unknown
- 2002-10-21 AU AU2002301549A patent/AU2002301549C1/en not_active Ceased
- 2002-10-21 BR BRPI0204348-3A patent/BR0204348B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2002-10-23 ZA ZA200208578A patent/ZA200208578B/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6719303B2 (en) | 2004-04-13 |
BR0204348B1 (pt) | 2013-03-05 |
US20030080520A1 (en) | 2003-05-01 |
SE0202840L (sv) | 2003-04-27 |
SE525251C8 (sv) | 2005-02-09 |
CA2387372A1 (en) | 2003-04-26 |
BR0204348A (pt) | 2003-09-16 |
AU2002301549B2 (en) | 2007-11-08 |
AU2002301549C1 (en) | 2008-07-24 |
SE0202840D0 (sv) | 2002-09-26 |
ZA200208578B (en) | 2003-05-16 |
CA2387372C (en) | 2007-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE525251C2 (sv) | Borrsträngschuck | |
US10364620B2 (en) | Drill rod clamping system and methods of using same | |
US4334444A (en) | Power tongs | |
US6327938B1 (en) | Jaw unit for use in a power tong | |
CA2706500C (en) | Compact power tong | |
US4215602A (en) | Power tongs | |
MX2011000608A (es) | Enlace de extension de sujecion para proporcionar una herramienta sujetadora con alcance eficaz mejorado, y metodo de uso del mismo. | |
US4332062A (en) | Bowl structure | |
AU2017331075A1 (en) | Worm-drive power tong | |
US20150252633A1 (en) | Powered milling clamp for drill pipe | |
EP2641691B1 (en) | System of variable hydrostatic guideway for vertical lathes and a vertical lathe that includes said guideway | |
CN107350514A (zh) | 一种阀门加工生产线 | |
US5954346A (en) | Hydraulic chuck | |
DE3403360A1 (de) | Vorsatzschnellaufgetriebe fuer bohr-, fraes- und dgl. werkzeugmaschinen | |
FI66052C (fi) | Oeppningsanordning foer en borrstaong foer ett aggregat foer skarvstaongsborrning | |
US10450812B2 (en) | Rod handler improvements | |
DE4316070C2 (de) | Rohrreinigungsgerät mit einem Fräskopf | |
EP3344880B1 (en) | Centrifugal pump including a hydraulically powered rotary actuator | |
WO2024189422A1 (en) | Spindle for drilling head | |
AU2016365594A1 (en) | Apparatus and method for driving a cavity in mining |