SE529824C2 - - Google Patents

Description

l0 15 20 25 30 529324 rakhet. Slitaget leder också till förkortade serviceinterval- ler och till och med till oplanerade driftsstopp. Eftersom borrstödet är en av de komponenter på en borrigg som är mest utsatt för slitage är det viktigt för hela borriggens produk- tivitet och noggrannhet att denna komponent är väl fungerade. ÄNDAMÅL OCH VIKTIGASTE SÄRDRAG HOS UPPFINNINGEN Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att tillhanda- hålla en borrstödanordning av inledningsvis nämnt slag, som löser eller åtminstone mildrar ovannämnda problem med den kända tekniken, och som samtidigt utgör en komponent med hög precision som är ekonomiskt framställbar.

Dessa ändamål uppnås vid en borrstödanordning av inled- ningsvis nämnda slag genom särdragen i den kännetecknande delen av patentkravet l.

Genom att de respektive käftarna är direkt uppburna av de respektive kolvenheterna, uppnås att inga speciella separata styranordningar eller gejdenheter är nödvändiga för styrning av käftarnas rörelse. Detta är en betydande fördel eftersom denna aspekt gör det möjligt att konstruera ett robust borr- stöd med i princip endast två rörliga delar, nämligen för det första en enhet omfattande den första käften och den första kolvenheten, och à andra sidan en enhet omfattande den andra käften och den andra kolvenheten. Härigenom uppnås på ett effektivt sätt att delar som är utsatta för slitage minskas till ett minimum.

Uppfinningen gör det möjligt att konstruera borrstöd- anordningen med stora lagerytor, och detta tillsammans med minimering av antalet rörliga delar gör att livslängden blir längre än för kända borrstödanordningar. Speciellt gäller detta vid ett läge för s.k. guidning av borrstången under pågående bergborrning, varvid käftarna är införda en mindre sträcka än i själva ingreppsläget. 74l32.doc; 2006-04-20 lO 15 20 25 30 -529824 En konsekvens av uppfinningen är att endast två spalter mellan rörliga delar behöver tätas, nämligen mellan stommen och den första kolvenheten och mellan den första och den andra kolvenheten. Skydd av dessa spalter låter sig göras med väl kända enkla och effektiva medel. Detta medverkar också till en ökad livslängd för anordningen.

Det föredras att den första kolvenheten är styrd i den första cylindern med hjälp av lagerorgan för upptagning av sidokrafter uppträdande på den första käften. I synnerhet innebär detta att ett i kolvenheten ingående kolvstångsorgan vid sin utgång från cylindern genom stommen uppbärs av lämp- liga lagerytor såsom lagerringar eller dylikt.

Motsvarande fördel uppnås i förhållande till den andra kolvenhetens styrning inuti den första kolvenheten. Genom att den andra kolvenheten är styrd i den första kolvenheten åstad- koms en kompakt anordning och föredraget rörelsemönster för käftarna.

Genom att den andra cylindern är helt innesluten i den första kolvenheten näs en speciellt kompakt enhet och minime- ras antalet delar/ytor med krav på strikta toleranser. Dess- utom uppnås att klämkraften i huvudsak endast verkar mellan kolvenheterna. Denna kraft kommer därför inte att påverka anordningens övriga strukturer, varför kraften för positione- ring av käftpaketet kan sättas relativt liten och egentligen oberoende av klämkraften.

Genom att den första käften uppvisar en inåtkrökt, flackt U-formig, ingreppsyta medges anpassning till den yttre dimen- sionen av en borrstàng som ska gripas av anordningen. I syn- nerhet föredras att ingreppsytan har partier med två olika krökningsradier, för grepp mot olika stora objekt, såsom t ex dels själva kolvstàngen, dels en skarvhylsa mellan två kolv- stångsenheter. 74l32.doc; 2006-04-20 10 15 20 25 30 529824 Kolvstångskammaren i den första cylindern och gavelkamma- ren i den andra cylindern är företrädesvis samtidigt tryck- sättbara för initiering av nämnda ingreppsläge, genom att de är ihopkopplade genom en kanal.

Dessutom är kolvstàngskammaren i den andra cylindern och gavelkammaren i den första cylindern företrädesvis samtidigt trycksättbara för initiering av nämnda frigörande läge, genom att de är ihopkopplade genom en kanal.

Genom att en styrenhet för en borrstàng omfattande en med käftarna inriktad fast styrhylsa är anordnad vid stommen, företrädesvis distalt i förhållande till denna, dvs. i borriktningen, uppnås styrning av borrstángen under borrning och undvikande av att käftarna och tillhörande kolvenheter utsätts för påfrestande slag. I synnerhet föredras att styr- enheten är så positionerad att ett vridningsförhindrande parti styr den första käften mot oönskad vridning kring en axel genom den första kolvenheten.

Ytterligare fördelar med olika särdrag hos uppfinningen kommer att framgå nedan. Uppfinningen avser även en bergborr- ningsmaskin inkluderande en borrstödanordning enligt ovan.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGAR Uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas med ledning av ett utföringsexempel och referens till de bifogade ritning- arna, på vilka: Fig. l visar en borrstödanordning i en perspektivvy, Fig. 2 visar en axiell sektion genom borrstödanordningen enligt fig. l, Fig. 3 visar schematiskt en bergborrningsanordning inklude- rande en borrstödanordning enligt uppfinningen, och Fig. 4a och b visar borrstödanordningen med käftarna i olika lägen. 74132 .doc; 20136-04-20 10 15 20 25 30 529824 BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I fig. 1 framgår en borrstödanordning l inkluderande en gripenhet 2 för att ingripa med respektive frigöra en genom borrstödanordningen sig sträckande (ej visad) bOrIStång- Öis' talt hos borrstödanordningen, dvs i borrningsriktningen sett i förhållande till gripenheten 2 är fäst en styrenhet 3, vilken uppvisar styrningsmedel för att i viss utsträckning kontrol- lera positionen av en borrstàng under borrning.

Gripenheten 2 inkluderar en käftbygel 4, vilken är upp- buren rörlig i förhållande till en stomme 6 till borrstöd- anordningen l. En anbringningsyta indikerad med 5 uppvisar på ett flänsartat parti med genomgående hål F för upptagande av skruvar, vilka är avsedda att dras fast i ändområdet för en matningsbalk till en borrigg. P1 - P4 indikerar inlopps- /utloppsportar till kanaler, vilka är dragna till en fluid- cylinderanordning, på ett sätt som framgår nedan. Enligt den visade utföringsformen behöver endast två av dessa portar användas i drift. Med en "fluidcylinder” avses en cylinder, som är manövrerbar med såväl gas som vätska under tryck.

Med hänvisning till fig. 2 inkluderar gripenheten 2 inuti käftbygeln 4 en första käft 7, och en andra käft 8, vilka är inrättade att förflyttas mot varandra för ingrepp resp. från varandra för frigörande av en borrstång. Käftbygeln 4 är via skruvar 12 uppburen av en första kolvenhet 9, vilken omfattar en första kolv 10 och första kolvstångsorgan ll. Den första kolvenheten 9 är rörlig upp och ner, som sett i figuren, inuti en första cylinder 13, efter trycksättning av en första gavel- kammare 19 respektive en första kolvstångskammare 20.

Trycksättning av den första gavelkammaren 19 för den första käften ifrån ett borrstångsläge, för frigörande verkan och trycksättning av den första kolvstàngskammaren 20, medför en neddragning av den första käften 7 för ingrepp med nämnda borrstång. 74132 .dom 2006-04-20 10 15 20 25 30 529824 Den andra käften 8 är direkt uppburen av en andra kolv- enhet 14, vilken omfattar en andra kolv 15 och andra kolv- stångsorgan 16. Den andra kolven 15 är rörlig inuti en andra cylinder 35, vilken i den visade utföringsformen i sin helhet är upptagen i den första kolvenheten 9. Trycksättning av en andra gavelkammare 21 medför uttryckning av den andra käften 8 och gripverkan mot borrstången under det att trycksättning av en andra kolvstångskammare 22 medför indragning av den andra käften 8 och frigörande av borrstången. Slaglängden av den andra kolven är visad något mer än dubbelt så stor som slag- längden av den första kolven, bl. a för att kompensera för käftslitage respektive på grund av att den andra är uppburen av den första.

Kanaldragningen är i det visade utföringsexemplet gjord så att den första gavelkammaren 19 och den andra kolvstàngs- kammaren 22 är samtidigt trycksättbara genom en andra tryck- sättningskanal 24 så att nämnda frigörande läge uppkommer, dvs det läge som är visat på fig. 2. Genom det första kolvstångs- organet 11 är i området av den andra kolvstàngskammaren 22 inrättade genomgående kanalorgan 25 för att släppa in tryck- medium från den andra trycksättningskanalen 24 till den andra kolvstàngskammaren 22. Tryck i kammaren 21 skapar en klämkraft mellan kolvarna. Tryck vid 20 positionerar kraftparet.

Vid trycksättning av den första kolvstàngskammaren via en första trycksättningskanal 23 kommer via genomgående kanal- organ 26 genom det första kolvstàngsorganet ll samtidigt den andra gavelkammaren 21 att trycksättas, vilket kommer att pressa ner den första kolvenheten med den första käften och samtidigt att pressa ut den andra kolvenheten med den andra käften för ingrepp med en borrstång.

Den första cylindern 13 är avtätad av en första cylinder- gavel 17 och den andra cylindern av en andra cylindergavel 18.

Stommen är utformad styv för upptagande av sidokrafter från 74132.doc; 2006-04-20 10 15 20 25 30 529824 käftarna i drift av anordningen. I synnerhet uppvisar respek- tive kolvstàngssidiga genomgångar från respektive cylindrar lagerorgan i form av lagringsringar 27 respektive 28 samt upp- visar respektive kolv motsvarande lagringsringar för tillför- säkrande av god lagring av de inbördes rörliga delarna.

De respektive spalterna som är bildade vid kolvstångsorganen är ytterst försedda med avstrykare för mini- mering av indragning av abrasivt material till lagerytorna.

Tätningar är ordnade på därför lämpliga ställen på i för sig förut känt sätt, vilket inte behandlas ytterligare här.

Styrenheten 3 uppvisar en styrhylsa 31, vilken är avsedd att guida borrstången under borrning och därvid uppta slag och krafter på grund av att borrstången vid borrningen förflyttar sig fràn sitt ideala läge. Mellan styrenhetens 3 bakre del och käftbygeln 4 är anordnad en smal spalt 32, vilken är så till- tagen att den första käftens 7 rörelse upp och ner inte för- hindras samtidigt som styrenhetens 3 bakre yta utgör en vrid- säkring som förhindrar käftbygelns 4 vridning i axiell ledd av den första cylindern. I styrhysan 31 är inrättad en utvidg- ning, i vilken en borrkrona är upptagbar.

Den andra käften är dubbformig och konvex och rotationssymmetrisk, varför den i denna utföringsform inte behöver vridningssäkras.

Med 33 indikeras två ingreppsdubbar, vilka anläggs mot berget vid pàhugg och vid borrning.

I fig. 3 visas schematiskt en bergborrningsanordning för inkluderande i en borrigg, vilken bergborrningsanordning inkluderar en bergborrningsmaskin 36, en borrstång 38, en matarbalk 37 samt en matarsläde 39 för uppbärande av borr- maskinen 36. Distalt på matarbalken 37 är anordnad en borr- stödanordning enligt uppfinningen.

I fig. 4a och b visas, sett i axelriktningen av en borr- stång, som ska gripas, borrstödanordningen l med käftarna i 74132.dOCí 2006-04-20 10 15 20 25 529824 ett frigörande läge respektive ett ingreppsläge. Den första käftens 7 ingreppsyta har ett första parti 40 med en krök- ningsradie r avpassad för att gripa en borrstàng, och ett andra parti 41, bestående av två ingreppsomràden omgivande det första partiet, med en större krökningsradie R avpassad för att gripa en skarvhylsa.

Uppfinningen kan modifieras inom ramen för de efter- följande kraven. Sàlunda kan käftarna vara annorlunda utfor- made med som exempel en käftbygel 4, vilken är öppningsbar i sidled för sidleds införande av en borrstång. Den andra käften kan ävenledes vara icke rotationssymmetrisk, t. ex ha en lik- nande eller samma form som den första käften 7 och vara delvis omslutande en borrstång. I så fall måste en vridsäkring av denna vara inrättad, vilket kan göras på i och för sig väl känt sätt.

Borrstödanordningen kan vara utan styrenheten 3 även om det visade arrangemanget föredras av slitage och underhålls- skäl. Cylindrarna kan vara arrangerade annorlunda, t ex så att den andra cylindern är upptagen i stommen axiellt efter, eller utanför, den första cylindern, och alltså inte är upptagen inuti den första kolvenheten. Cylindrarna kan göras enkel- verkande, t ex genom placering av en fjäder av något slag, mekanisk eller pneumatisk och eller syntetisk för påverkan av respektive kolv i en av riktningarna. En enkel lösning därvid- lag är att inplacera en metalltryckfjäder i den andra gavel- kammaren för verkan mellan den undre delen av den andra kolven och den övre delen av den andra cylindergaveln. 74132 .d0C,' 2006-04-20

Claims (14)

1. lO 15 20 25 30 529824 Patentkrav: l. Borrstödanordning (1) för anbringning vid en matarbalk till en bergborrigg och för stöd av en borrstàng (38), omfat- tande en stomme (6), i vilken är anordnad en kolv-cylinder- anordning för manövrering av en första käft (7) och en andra käft (8), varvid var och en av käftarna är rörlig mellan ett ingreppsläge i riktning mot en position för borrstången (38), för ingrepp därmed, och ett frigörande läge i riktning från positionen för borrstången (38) för frigörande därav, känne- tecknad av ~ att kolvcylinderanordningen omfattar en första fluidcylinder (13) med en första kolvenhet (9) för manövrering av den första käften, varvid den första käften är uppburen av den första kolvenheten, och - att kolvcylinderanordningen omfattar en andra fluidcylinder (35) med en andra kolvenhet (14) för manövrering av den andra käften, varvid den andra käften är uppburen av den andra kolv- enheten, vilken är styrd i den första kolvenheten.

2. Anordning enligt krav l, kännetecknad av - att den första kolvenheten (9) är styrd i den första cylin- dern (13) med hjälp av lagerorgan för upptagning av sidokraf- ter uppträdande på den första käften (7).

3. Anordning enligt krav l eller 2, kännetecknad av - att den andra kolvenhet (14) är styrd i den första kolvenhe- ten (9) med hjälp av lagerorgan för upptagning av sidokrafter uppträdande på den andra käften (8).

4. Anordning enligt kravet l, 2 eller 3, kânnetecknad av att den andra cylindern (35) är helt innesluten i den första kolv- enheten (9). 74l32.dOC; 2006-04-20 l0 l5 20 25 30 529824 10

5. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den första käften (7) uppvisar en inâtkrökt ingreppsyta-

6. Anordning enligt kravet 5, kännetecknad av att nämnda ingreppsyta har partier (40,4l) med två olika krökningsradier (LR).

7. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den andra käften (8) uppvisar en rotationssymetrisk, kon- vex form.

8. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att varje kolvenhet omfattar en kolv och ett kolvstàngsorgan och varje cylinder en gavel- och en kolvstångskammare.

9. Anordning enligt kravet 8, kännetecknad av att kolvstångs- kammaren (20) i den första cylindern (13) och gavelkammarefl (Zl) i den andra cylindern (35) är samtidigt trycksättbara för initiering av nämnda ingreppsläge, genom att de är ihopkopp- lade genom en kanal.

10. Anordning enligt kravet 8 eller 9, kännetecknäd av att kolvstàngskammaren (22) i den andra cylindern och gavelkamma- ren (17) i den första cylindern är samtidigt trycksättbara för initiering av nämnda frigörande läge, genom att de är ihop- kopplade genom en kanal.

11. ll. Anordning enligt något av kraven 8 - 10, kännetecknad av att den första kolvenheten (9) uppvisar genomgående kanalorgan (25,26) för fluidmässig kommunikation mellan kamrar i den första och i den andra cylindern. 74l32.doc; 2006-04-20 10 W529824 ll

12. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att en styrenhet (3) för en borrstång är anbragt vid stommen, företrädesvis distalt i förhållande till denna, varvid styr- enheten omfattar en med käftarna inriktad fast styrhylsa (31).

13. Anordning enligt kravet 12, kännetecknad av att styrenhe- ten (3) uppvisar ett parti som är vridningsförhindrande för den första käften.

14. Bergborrningsanordning inkluderande en bergborrningsmaskin (36), en matarbalk (37) och en på matarbalken uppburen släde (39) för bergborrningsmaskinen, kännetecknad av att den inklu- derar en borrstödanordning (1) enligt något av kraven l - 13. 74132.dOC: 2006~04~20