SE530946C2

SE530946C2 - Drill support and drill support half

Info

Publication number: SE530946C2
Application number: SE0500467A
Authority: SE
Inventors: Haakan Franzen
Original assignee: Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2008-10-28
Also published as: SE0500467L

Description

30 539 345 2 Vanligtvis innefattar ett borrstöd ett par stödhalvor. Halvorna kan ﬂyttas mot och från varandra för att öppnas respektive stängas kring borrstrången. När stödhalvoma är i sitt stängda läge är de i kontakt med borrstrången via urta- gens ytor, därigenom styrande (centrerande) borrsträngen, men inte fastkläm- mande borrsträngen. 539 345 2 Usually, a drill support comprises a pair of support halves. The halves can ﬂ be moved towards and away from each other to be opened or closed around the drill string. When the support halves are in their closed position, they are in contact with the drill string via the surfaces of the recesses, thereby guiding (centering) the drill string, but not clamping the drill string.

Urtagen i kända borrstödhalvor bildar en öppning anpassad att passa borr- strängen, genom form och dimension. En vanlig urtagsform i stödhalvorna är väsentligen halvcirkulär, vilket skapar en väsentligen cirkulär öppning, anpas- sad att passa borrsträngar med ett církulårt tvärsnitt (visas i Fig. 2A).The recesses in known drill support halves form an opening adapted to fit the drill string, through shape and dimension. A common recess shape in the support halves is substantially semicircular, which creates a substantially circular opening, adapted to fit drill strings with a circular cross-section (shown in Fig. 2A).

Det finns också borrstödhalvor som är speciellt anpassade för borrstrångar med polygonalt tvärsnitt (ex.v. JP 2003 053724). Dessa halvor kan följaktligen en- dast användas för en speciell stångform och dimension.There are also drill support halves that are specially adapted for drill strings with a polygonal cross-section (eg JP 2003 053724). Consequently, these halves can only be used for a special rod shape and dimension.

En stor nackdel med kända borrstödhalvor är att de anpassade att passa en specifik borrstrång av en specifik dimension och form. Ett problem med stöd- halvor som är anpassade för att passa en viss borrsträng är att borrstödet âr utsatt för stora vibrationer, varför borrsträngen och stendamm etc. orsakar för- slitning av borrstödet och speciellt av borrstödhalvorna. Passformen är tillfreds- ställande när halvoma är nya, men alltefter stödhalvorna slits, speciellt av den roterande borrsträngen, försämras passningen mellan stödhalvoma och borr- strängen (visati Fig. 2B), resulterande i sämre styrning. Styrningen blir sämre ju mer halvorna slits. Stödhalvorna måste då bytas ut för att upprätthålla nöj- aktig styrning av borrsträngen. Ofta förekommande byten är tidsödande och ökar utrustningskostnaderna. i Ett annat problem med att använda borrstödhalvor anpassade för att passa en viss borrsträng, är att det resulterar i tidsödande byte av stödhalvor för olika borrsträngar. 10 20 25 30 530 946 Kort beskrivning Huvudsyftet med föreliggande uppfinning är att uppnå en borrstödhalva som kan användas för en längre tidsperiod och för olika stänger, det vill säga en stödhalva som inte behöver bytas så ofta beroende på förslitning eller använd- ning av olika stänger. Detta löses genom egenskaperna framställda i den känne- tecknande delen av det självständigapatentkravet. Föredragna utföringsformer framställs i det osjälvständiga patentkravet.A major disadvantage of known drill support halves is that they are adapted to fit a specific drill string of a specific dimension and shape. A problem with support halves that are adapted to fit a certain drill string is that the drill support is exposed to large vibrations, which is why the drill string and rock dust etc. cause wear of the drill support and especially of the drill support halves. The fit is satisfactory when the halves are new, but as the support halves wear, especially the rotating drill string, the fit between the support halves and the drill string deteriorates (see Fig. 2B), resulting in poorer control. The control gets worse the more the halves wear. The support halves must then be replaced to maintain satisfactory control of the drill string. Frequent replacements are time consuming and increase equipment costs. Another problem with using drill support halves adapted to fit a particular drill string is that it results in time consuming replacement of support halves for different drill strings. Brief Description The main object of the present invention is to achieve a drill support half which can be used for a longer period of time and for different rods, i.e. a support half which does not need to be replaced as often due to wear or use of different rods. . This is solved by the properties presented in the characterizing part of the independent patent claim. Preferred embodiments are set out in the dependent claim.

Enligt en huvudaspekt hänför sig uppfinningen till en borrstödhalva innefatan- de en yta för direktkontakt med borrsträngen, och att halvan år anordnad med ett urtag i stånd att bilda en borrstrångsöppning med en motsatt borrstödhalva.According to a main aspect, the invention relates to a drill support half comprising a surface for direct contact with the drill string, and that half a year is provided with a recess capable of forming a drill string opening with an opposite drill support half.

Uppﬁnningen kännetecknas av att urtaget är väsentligen V-format, för att tillåta styrning av borrsträngar av olika form och dimension.The invention is characterized in that the recess is substantially V-shaped, in order to allow control of drill strings of different shapes and dimensions.

Med en stödhalva enligt uppfinningen, anordnad med ett väsentligen V-format urtag, kan samma uppsättning halvor användas för borrsträngar av olika di- mension genom att justera avståndet mellan halvoma, medan konstruktionen av halvan hålls enkel ur tillverkningssynpunkt. Dessutom kan halvorna också, vartefter halvorna slits av borrsträngen, bringas samman med fortsatt styrning av borrsträngen.With a support half according to the invention, arranged with a substantially V-shaped recess, the same set of halves can be used for drill strings of different dimensions by adjusting the distance between the halves, while the construction of the half is kept simple from a manufacturing point of view. In addition, as the halves are torn by the drill string, the halves can also be brought together with continued control of the drill string.

Dessa och andra aspekter av och fördelar med föreliggande uppﬁnning kommer att förstås av den detaljerade beskrivningen och de tillhörande ritningarna.These and other aspects of and advantages of the present invention will be understood from the detailed description and the accompanying drawings.

Kort beskrivning av ritningarna I den detaljerade beskrivningen av föreliggande uppfinning görs hänvisning till de tillhörande ritningarna, vari Fig. 1 Fig. 2A visar en schematisk vy av en bergborrmaskin, visar en schematisk vy av ett exempel pä tidigare kända oslitna stöd- halvor med halvcirkulära urtag i ett stängt läge kring en borrstång, 10 15 20 25 30 530 946 4 Fig. 2B visar halvorna i Fig. 2A när halvorna år slitna, Fig. 3A visar en perspektiwy av ett borrstöd med stödhalvor enligt uppfin- ningen i ett stängt läge kring en borrstång med en liten diameter, Fig. 3B visar en schematisk vy av halvoma och borrstången i Fig. 3A, Fig. 4A visar en perspektivvy av ett borrstöd med stödhalvornai Fig. 3A i ett stängt läge kring en borrstång med en större diameter än i Fig. 3A, Fig. 4B visar en schematisk vy av halvorna och borrstången i Fig. 4A, Fig. 5A visar stödhalvoma enligt ytterligare en utföringsform av uppfinning- en, där sidorna i urtagen är konvexa, Fig. 5B visar stödhalvorna enligt ytterligare en utföringsform av uppfinning- en, där sidorna i urtagen år konkava, Fig. 6 visar ett borrstöd enligt ytterligare en utföringsforrn av uppfinning- en, med förskjutna halvor.Brief Description of the Drawings In the detailed description of the present invention, reference is made to the accompanying drawings, in which Fig. 1 Fig. 2A shows a schematic view of a rock drilling machine, showing a schematic view of an example of previously known uncut support halves with semicircular recesses in a closed position around a drill rod, Fig. 2B shows the halves in Fig. 2A when the halves are worn, Fig. 3A shows a perspective view of a drill support with support halves according to the invention in a closed position around a drill rod with a small diameter, Fig. 3B shows a schematic view of the halves and the drill rod in Fig. 3A, Fig. 4A shows a perspective view of a drill support with the support halves in Fig. 3A in a closed position around a drill rod with a larger diameter than in Fig. 3A, Fig. 4B shows a schematic view of the halves and the drill rod in Fig. 4A, Fig. 5A shows the support halves according to a further embodiment of the invention, where the sides of the recesses are convex, Fig. 5B shows the support halves according to Fig. 6 shows a drilling support according to a further embodiment of the invention, with offset halves.

Detaljerad beskrivning Fig. 1 visar en schematisk vy av en bergborrmaskin innefattande en flyttbar bä- rare 1, en bom 2 och en matarbalk 4 förbunden till bommen via en matarhållare 3. En borrmaskin 5 är rörligt fäst till matarbalken 4 och är rörlig utmed matar- balken 4 för att påverka borrsträngen 30. Borrsträngen 30 innefattar borrspet- sen (borrkronan) och de förbundna stängema.Detailed description Fig. 1 shows a schematic view of a rock drilling machine comprising a movable carrier 1, a boom 2 and a feed beam 4 connected to the boom via a feed holder 3. A drilling machine 5 is movably attached to the feed beam 4 and is movable along the feed beam. the beam 4 to actuate the drill string 30. The drill string 30 comprises the drill bit (drill bit) and the connected rods.

Matarbalken 4 har en borrände 41 från vilken borrspetsen skjuter fram vid borrning. Vanligtvis är borrmaskiner anordnade med åtminstone ett borrstöd 10 nära matarbalkens 4borrände 41 för att styra borrsträngen 30. Borrmaskinen i Fig. 1 är visad med två borrstöd 10.The feed beam 4 has a drilling end 41 from which the drilling tip protrudes during drilling. Typically, drilling machines are provided with at least one drilling support 10 near the drilling end 41 of the feed beam 4 to guide the drilling string 30. The drilling machine in Fig. 1 is shown with two drilling supports 10.

Fig. 3A och 4A visar borrstöd lO innefattande två borrstödhalvor 20 enligt upp- ﬁnningen. Stödhalvoma 20 är ﬂyttbara mot och från varandra, på ett sätt känt i sig, med hjälp av exempelvis hydrauliska eller pneumatiska cylindrar, mellan ett öppet och ett stängt läge. Med hänvisning till Fig. SB och 4B är de visade borrstödhalvorna 20 i styrande låge med en borrsträng 30 (stängt läge). 10 20 25 30 EBÜ 945 En borrstödhalva 20 enligt uppfmningen innefattar en yta 21 för direktkontakt med borrsträngen 30. Halvan 20 är anordnad med ett urtag 23 i stånd att bilda en borrsträngsöppning 22 med en motsatt borrstödhalva 20. Borrstödhalvan 20 kan vara ord i ett stycke.Figs. 3A and 4A show drilling support 10 comprising two drilling support halves 20 according to the invention. The support halves 20 are superficial towards and away from each other, in a manner known per se, by means of, for example, hydraulic or pneumatic cylinders, between an open and a closed position. Referring to Figs. SB and 4B, the drilling support halves 20 shown are in the control position with a drill string 30 (closed position). EBÜ 945 A drill support half 20 according to the invention comprises a surface 21 for direct contact with the drill string 30. The half 20 is arranged with a recess 23 capable of forming a drill string opening 22 with an opposite drill support half 20. The drill support half 20 can be words in one piece .

Urtaget 23 är väsentligen V-format för att möjliggöra styrning av borrsträngar 30 av olika form och dimension. En borrstödhalva 20 enligt uppfinningen som har ett V-format urtag 23, kan sålunda skapa en borrsträngsöppning 22 med en väsentligen rombisk form, tillsammans med en motsatt halva 20 när halvorna flyttas mot varandra.The recess 23 is substantially V-shaped to enable control of drill strings 30 of different shape and dimension. A drill support half 20 according to the invention having a V-shaped recess 23 can thus create a drill string opening 22 with a substantially rhombic shape, together with an opposite half 20 when the halves are moved towards each other.

Sidorna på det väsentligen V-formade urtaget 23 kan vara rundade, ex.v. vä- sentligen konvexa eller konkava (Fig. 5A och 5B, överdriven krökning). Av kon- struktionsmässiga orsaker kan spetsen i Vzet vara något rundad (visat i Fig. SB och 4B).The sides of the substantially V-shaped recess 23 may be rounded, e.g. substantially convex or concave (Figs. 5A and 5B, excessive curvature). For constructional reasons, the tip of the Vzet may be slightly rounded (shown in Figs. SB and 4B).

Ju större vinkel, desto färre antal halvor behöver användas för stångintervallet.The larger the angle, the fewer halves need to be used for the bar interval.

Likväl finns en brytpunkt där en alltför stor vinkel inte längre ger en nöjaktig styrning, beroende på stängemas dimension. Företrädesvis är vinkeln ß mellan sidorna i det V-formade urtaget 23 i intervallet mellan 7 0° och 120°, och mer föredraget mellan 80° och 110°. Ännu mer föredraget är vinkeln ß i intervallet mellan 90° och l00°, och mest föredraget väsentligen 90°.Nevertheless, there is a breaking point where an excessive angle no longer provides a satisfactory guide, depending on the dimension of the rods. Preferably, the angle ß between the sides of the V-shaped recess 23 is in the range between 70 ° and 120 °, and more preferably between 80 ° and 110 °. Even more preferably, the angle ß is in the range between 90 ° and 100 °, and most preferably substantially 90 °.

Med användning av ett par halvor 20, med en vinkel ß som är ca l00° kan ett stångintervall med ytterdiametrar inom ett område från 51 till 178 mm hanteras med endast tre olika par halvor. Som jämförelse behövdes tidigare för samma intervall av ytterdiametrar ca 15 par halvor; och för halvor anpassade att passa specifika stänger, behövdes ett par halvor för varje dimension som användes.Using a pair of halves 20, with an angle ß of about 100 °, a bar range with outer diameters in a range from 51 to 178 mm can be handled with only three different pairs of halves. For comparison, about 15 pairs of halves were previously needed for the same range of outer diameters; and for halves adapted to fit specific rods, a pair of halves was needed for each dimension used.

När borrningen ska börja, bringas borrsträngen 30 ner genom borrstödet 10 mot den yta som ska borras, borrstödhalvorna 20 bringas i kontakt med borr- strängen 30 (stängt läge), att för styra borrsträngen under borrarbetet. 10 15 20 25 30 530 946 6 Avståndet mellan stödhalvoma 20 anordnade i borrstödet 10, år justerbart för att möjliggöra styrning av olika borrsträngar 30 (olika form och/ eller dimen- sion) _ Om stödhalvoma år slitna och ett spel uppstår mellan borrsträngen och ytan, exempelvis beroende på starka krafter, vibration och borrkax, kan stödhalvoma 20 bringas närmare varandra för att fortsätta att vara i kontakt med borr- strängen 30 och fortsätta att styra densamma.When drilling is to begin, the drill string 30 is brought down through the drill support 10 toward the surface to be drilled, the drill support halves 20 are brought into contact with the drill string 30 (closed position), to guide the drill string during drilling work. The distance between the support halves 20 arranged in the drill support 10 is adjustable to enable control of different drill strings 30 (different shape and / or dimension). If the support halves are worn and a play occurs between the drill string and the surface , for example due to strong forces, vibration and drill cuttings, the support halves 20 can be brought closer together to remain in contact with the drill string 30 and continue to guide it.

Om dimensionen för borrsträngen 30 minskas, eller de respektive ytorna 21 på stödhalvoma 20 slits, kan stödhalvoma 20 också bringas samman för att bibe- hålla passningen med borrsträngen 30, och på samma sätt bringas isär för att passa en borrsträng 30 med en större dimension.If the dimension of the drill string 30 is reduced, or the respective surfaces 21 of the support halves 20 are torn, the support halves 20 can also be brought together to maintain the fit with the drill string 30, and similarly brought apart to fit a drill string 30 with a larger dimension.

Vanligtvis är de motsatta halvorna 20 ordnade i samma plan i borrstödet 10.Usually, the opposite halves 20 are arranged in the same plane in the drill support 10.

Alternativt, och såsom visas i Fig. 6, kan de anordnas i olika parallella plan i borrstödet 10 för att tillåta stödhalvoma 20 att skjutas ihop ännu mer, vilket tillåter hantering av ännu mindre dimensioner.Alternatively, and as shown in Fig. 6, they may be arranged in different parallel planes in the drill support 10 to allow the support halves 20 to be pushed together even more, allowing handling of even smaller dimensions.

Stödhalvan, och speciellt dess yta för kontakt med borrsträngen, är företrädes- vis tillverkad av ett material med avsevärd slitstyrka och låg friktion mot borr- strängen, såsom plåt, gjutgods eller något annat lärnpligt material.The support half, and in particular its surface for contact with the drill string, is preferably made of a material with considerable wear resistance and low friction against the drill string, such as sheet metal, castings or any other learnable material.

Det är också möjligt att förse halvorna med inlägg (ex.v. svetsade in i halvkrop- pen eller fästade på något annat lämpligt sätt) av något lämpligt slitstarkt mate- rial, såsom stål, keramer, polyrnerer och liknande, fortfarande upprätthållande den i väsentliga V-formen på urtaget. Inläggen kan vara utbytbara.It is also possible to provide the halves with inserts (e.g. welded into the half-body or attached in some other suitable manner) of any suitable durable material, such as steel, ceramics, polymers and the like, still maintaining it substantially V-shape on the recess. The posts can be interchangeable.

Utföringsformerna visade i ritningarna och framförda i beskrivningen ska inte ses som begränsande utan snarare som exempliﬁerande.The embodiments shown in the drawings and presented in the description are not to be construed as limiting but rather as exemplary.

Claims

5. 0 15 20 25 30 530 * 945 7 * CLAIMS Drilling support (10) comprising means capable of surface two opposite drill support halves (20), each drill support half comprising a surface (21) for direct contact with the drill string (30), and provided with a recess (23) capable of forming a drill string opening (22) with an opposite drill support half (20), the recess (23) being substantially V-shaped, to allow control of drill strings (30) of various shapes and dimensions, characterized by the drill support halves (20) are slidable towards and away from each other, to be in contact with the drill string (30). Drilling support (10) according to claim 1, characterized in that the drilling support halves (20) are arranged in different parallel planes. Drilling support (10) according to claim 1, can be characterized in that the drilling support halves (20) are arranged in the same plane. Drill support half (20) for use in a drill support according to claim 1, comprising a surface (2 1) for direct contact with the drill pipe (30), and the half is arranged with a recess (23) capable of forming a drill pipe opening (22) with a opposite drill support half (20), the recess (23) being substantially V-shaped, to allow control of drill strings (30) of different shape and dimension, characterized in that the angle (ß) between the sides and the V-shaped recess (23) is in the interval between 70 ° and 120 °. Drill support half (20) according to claim 4, characterized in that the drill support half (20) is capable of creating a drill string opening (22) with a substantially rhombic shape. Drilling support half (20) according to claim 4 or 5, characterized in that the angle (ß) between the side-side V-shaped recess (23) is substantially 100 °. Drill support half (20) according to any one of claims 4-6, characterized in that the sides of the substantially V-shaped recess (23) are convex. Drill support half (20) according to any one of patent laws 4-6, characterized in that the sides of the substantially V-shaped recess (23) are concave. Drill support half (20) according to one of Claims 4 to 8, characterized in that the drill support half (20) is ordinately spaced.