SE531860C2 - Impulsalstrande anordning för inducering av en stötvåg i ett verktyg samt bergborrningsrigg innefattande sådan anordning - Google Patents

Impulsalstrande anordning för inducering av en stötvåg i ett verktyg samt bergborrningsrigg innefattande sådan anordning

Info

Publication number
SE531860C2
SE531860C2 SE0702862A SE0702862A SE531860C2 SE 531860 C2 SE531860 C2 SE 531860C2 SE 0702862 A SE0702862 A SE 0702862A SE 0702862 A SE0702862 A SE 0702862A SE 531860 C2 SE531860 C2 SE 531860C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
motor
pressure
tool
valve portion
energy
Prior art date
Application number
SE0702862A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0702862L (sv
Inventor
Fredrik Saf
Original Assignee
Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlas Copco Rock Drills Ab filed Critical Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority to SE0702862A priority Critical patent/SE531860C2/sv
Priority to JP2010539366A priority patent/JP5509095B2/ja
Priority to PCT/SE2008/000717 priority patent/WO2009082322A1/en
Priority to AU2008341197A priority patent/AU2008341197B2/en
Priority to US12/734,815 priority patent/US8720602B2/en
Priority to CN2008801142017A priority patent/CN101842194B/zh
Priority to EP08865915.6A priority patent/EP2222439A4/en
Priority to CA2704173A priority patent/CA2704173C/en
Publication of SE0702862L publication Critical patent/SE0702862L/sv
Publication of SE531860C2 publication Critical patent/SE531860C2/sv

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/06Means for driving the impulse member
    • B25D9/12Means for driving the impulse member comprising a built-in liquid motor, i.e. the tool being driven by hydraulic pressure
    • B25D9/125Means for driving the impulse member comprising a built-in liquid motor, i.e. the tool being driven by hydraulic pressure driven directly by liquid pressure working with pulses
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B1/00Percussion drilling
    • E21B1/12Percussion drilling with a reciprocating impulse member
    • E21B1/24Percussion drilling with a reciprocating impulse member the impulse member being a piston driven directly by fluid pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D17/00Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D17/24Damping the reaction force
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/14Control devices for the reciprocating piston
    • B25D9/16Valve arrangements therefor
    • B25D9/22Valve arrangements therefor involving a rotary-type slide valve
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B1/00Percussion drilling
    • E21B1/12Percussion drilling with a reciprocating impulse member
    • E21B1/24Percussion drilling with a reciprocating impulse member the impulse member being a piston driven directly by fluid pressure
    • E21B1/26Percussion drilling with a reciprocating impulse member the impulse member being a piston driven directly by fluid pressure by liquid pressure
    • E21B1/28Percussion drilling with a reciprocating impulse member the impulse member being a piston driven directly by fluid pressure by liquid pressure working with pulses
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B1/00Percussion drilling
    • E21B1/12Percussion drilling with a reciprocating impulse member
    • E21B1/24Percussion drilling with a reciprocating impulse member the impulse member being a piston driven directly by fluid pressure
    • E21B1/30Percussion drilling with a reciprocating impulse member the impulse member being a piston driven directly by fluid pressure by air, steam or gas pressure
    • E21B1/32Percussion drilling with a reciprocating impulse member the impulse member being a piston driven directly by fluid pressure by air, steam or gas pressure working with pulses
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • E21B44/02Automatic control of the tool feed
    • E21B44/06Automatic control of the tool feed in response to the flow or pressure of the motive fluid of the drive
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2217/00Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D2217/0011Details of anvils, guide-sleeves or pistons
    • B25D2217/0023Pistons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/085Elastic behaviour of tool components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/371Use of springs
    • B25D2250/375Fluid springs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Description

lO l5 20 25 30 511V! 3523 påverkan på den impulsalstrande anordningen och/eller borrsträng och/eller verktyg.
Det finns även en annan typ av impulsalstrande anordningar, där stötvågsenergin i stället för att såsom ovan genereras medelst frigjord kinetisk energi från en frame och återgående kolv i stället genereras genom frigörelse av upplagrad elastisk energi, som överförs till borrsträngen från ett stötorgan och/eller ett energilager via stötorganet, vilket i detta fall endast utför en mycket liten rörelse, dvs. den rörelseenergi som överförs är väsentligt lägre än den överförda elastiska energin.
Sådana lösningar genererar enligt den för närvarande kända tekniken stötvågor med lägre energi jämfört med en sedvanlig slagkolv där, för bibehållande av borrningens effektivitet, den lägre stötvågsenergin kompenseras av att stötvågorna genereras med högre frekvens. /1 // Ett problem med dylika impulsalstrande anordningar är dock att den väsentligt högre stötvågsfrekvens som erfordras för att önskad borrningseffekt ska kunna uppnås i sin tur ställer krav på den mekanism som öppnar respektive stänger kanaler till de på stötorganet vid generering av nämnda stötvågor verkande drivytorna.
I WOZOO4/073933 visas ett exempel på en dylik impulsalstrande anordning, där en roterande styrventil används för att åstadkomma snabb öppning respektive stängning av kanaler till en på stötorganet verkande drivyta. Den visade lösningen har dock nackdelen att en drivmotor erfordras för drivning av styrventilen, och denna drivmotor medför att den impulsalstrande anordningen får en större diameter på grund av drivmotorns diameter. Detta förvärras dessutom av det faktum att i synnerhet i de fall en hög rotationsfrekvens önskas måste drivmotorn ha en viss diameter för att inte 15 20 25 30 varvtalsskillnaden mellan ventil och motor ska bli för stor, då en stor skillnad kan medföra att önskad drivmotorhastighet (ventilhastighet) av konstruktionsskäl inte kan erhållas.
Den ökade borrmaskindiametern är vid till exempel tunneldrivning en stor nackdel då en stor diameter på borrmaskinen medför att en onödigt stor mängd material måste bortforslas från gruvan för att en konstant diameter genom tunneln ska kunna bibehàllas. Den större mängden bortforslat material innebär också att en större volym måste ersattningsfyllas med till exempel betong efter borrning.
Det existerar således ett behov av en förbättrad drivmekanism för borrmaskiner avsedda för högfrekvensdrift.
Uppfinningens ändamåls viktigaste kännetecken Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en impulsalstrande anordning som löser, eller åtminstone mildrar ovanstående problem. Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning genom en anordning såsom definierad i patentkrav l.
Enligt föreliggande uppfinning tillhandahålls en impulsalstrande anordning för inducering av en stötvàg i ett verktyg, varvid nämnda impulsalstrande anordning innefattar stötorgan för överföring av energi till en med nämnda verktyg ansluten borrstrang, varvid energiöverföringen ger upphov till nämnda stötvåg, där nämnda energi i huvudsak utgörs av i stötorganet och/eller ett energilager upplagrad elastisk energi. Anordningen innefattar styrorgan för styrning av stötorganets samverkan med borrsträngen, varvid nämnda styrorgan för styrning av stötorganets samverkan med borrsträngen innefattar en motor, varvid nämnda motor är anordnad att genom rotation växelvis öppna kanaler för trycksättning respektive tryckavlastning av åtminstone en på nämnda stötorgan verkande drivyta. Uppfinningen är 10 15 20 25 30 533 BEÜ kännetecknad av att nämnda motors rotationsaxel är anordnad väsentligen koaxiellt med borrsträngen.
Detta har fördelen att med motorns rotationsaxel anordnad väsentligen koaxiellt med borrsträngen kan denna användas för att driva en relativt motorn axiellt förskjuten ventil, vilket i sin tur medför att den impulsalstrande anordningens ytterdiameter kan hållas väsentligt mindre jämfört med en lösning enligt den kända tekniken. Detta har också fördelen att motorns rotationshastighet kan utnyttjas fullt ut, vilket är mycket fördelaktigt vid drivning av impulsalstrande anordningar där energi överförs i form av elastisk energi och därmed väsentligt högre stötvågsfrekvens erfordras.
Föreliggande uppfinning är särskilt fördelaktig vid impulsalstrande anordningar där anordningen innefattar en i riktning från verktyget mot stötorganet verkande tryckkammare, varvid nämnda motor är anordnad att medelst rotation växelvis öppna och stänga kanaler för trycksättning respektive tryckavlastning av nämnda tryckkammare. Detta eftersom i en sådan lösning både ventil och motor bör eller kanske t.o.m. måste anordnas ”nedströms”, dvs. i riktning mot verktyget, sett från stötorganets drivyta, varvid enligt föreliggande uppfinning en motor upp till en relativt stor diameter kan användas utan att behöva avvika från ramen för borrmaskinens övriga konstruktionsmässiga begränsningar, och dessutom utan nedväxling i syfte att hålla ned borrmaskinens ytterdiameter.
Föreliggande uppfinning medför således att borrning kan utföras med högfrekvens med flera typer av borrmaskiner utan avsevärd ökning i generering av överskottsberg.
Uppfinningen hänför sig även till en bergborrningsrigg.
Kort beskrivning av ritningarna Fig. lA-B visar schematiskt borrmaskindiameterns inverkan på mängden borrat material vid till exempel tunneldrivning. 10 15 20 25 30 BEÛ Fig. 2A-B visar en första utföringsform av en impulsalstrande anordning enligt föreliggande uppfinning.
Fig. 3A-C visar en ventilskiva, motorventil respektive en bricka för den i fig. 2A-B visade utföringsformen.
Fig. 4 visar en alternativ exempelutföringsform av föreliggande uppfinning.
Detaljerad beskrivning av exempelutföringsformer Såsom nämnts ovan utgör borrmaskinens diameter en viktig parameter vid t.ex. tunneldrivning. Detta åskådliggörs i fig. 1A och lB, där i fig. 1A en borrmaskin 100 schematiskt visas sedd bakifrån. Vid tunneldrivning är avståndet D mycket viktigt, då detta avstånd styr den riktning in i berget med vilken borrning måste ske för att en tunnel med jämn diameter skall kunna erhållas.
Detta exemplifieras i fig. lB, där tunnelns önskade diameter indikeras med d, och där den faktiska borrningen visas som ett sågtandsmönster 101, där avståndet ß i huvudsak styrs av borrmaskinens diameter. Ju mindre borrmaskindiametern är, desto mindre vinkelavvikelse V relativt den önskade tunnelperiferin kan användas vid borrningen, vilket medför minskat avstånd ß och därmed också en mindre andel överskottsmaterial (indikerat med streckade linjer) som måste bortforslas för att sedan återfyllas, till exempel vid betonginklädnad.
I fig. 2A-B visas en impulsalstrande anordning 200 som med fördel kan användas vid en bergborrningsanordning, såsom en bergborrningsrigg, och som möjliggör en lägre borrmaskindiameter vid t.ex. maskiner av den i WO2004/073933 visade typen. I drift ansluts den impulsalstrande anordningen 200 till ett borrverktyg (ej visat) såsom en borrkrona via en borrstrång bestående av en eller flera borrsträngkomponenter, 10 l5 20 25 30 53? Eißiiš i figuren indikerad som 202. Vid borrning överförs energi i form av stötvàgor till borrsträngen 202 via ett stötorgan 201.
I den visade anordningen 200 används inte en fram- och återgående kolv för generering av stötvågorna, utan i stället används ett spännbart stötorgan i form av en impulskolv 201.
Anordningar där stötvågsenergin överförs i form av elastisk energi i stället för i huvudsak rörelseenergi från en sedvanlig slagkolv finns tillgängliga enligt ett flertal olika arbetsprinciper, där den i fig. 2A-B visade principen fungerar på så sätt att impulskolven 201 spänns upp mot anordningens från verktyget vända ände 203 genom att spänna impulskolven 201 mot ett utrymme såsom en kammare 204, vilket till exempel kan vara fyllt med en trycksatt fluid, varvid en drivyta 205 verkande i riktning mot kammaren 204 trycksätts så att en kompression av innehållet i kammaren 204 erhålls, varvid sedan trycket verkande mot drivytan 205 hastigt sänks, vilket medför att impulskolven 201 utför en liten rörelse mot borrsträngen 202 för att därmed avge vid uppspänningen i kammaren 204 upplagrad elastisk energi.
Upplagringen av elastisk energi kan åstadkommas på ett flertal olika sätt. Till exempel kan, förutom kompression av innehållet i en kammare såsom ovan, upplagringen av elastisk energi åstadkommas genom att impulskolven genom trycksättning av drivytan 205 trycks ihop och därmed upplagrar energi som sedan avges vid tryckavlastning genom att impulskolven strävar efter att återgå till sin ursprungliga form.
I en exempelutföringsform utgörs i stället kammaren 204 av någon typ av fjädrande material som vid trycksättning av drivytan 205 komprimeras för att sedan vid tryckavlastning av drivytan 205 sträva efter att återgå till ursprunglig form och därmed avge upplagrad energi i form av en puls till verktyget via impulskolven. I en annan exempelutföringsform kan en 10 15 20 25 30 ššï EEÜ kombination av två eller flera av de ovanstående sätten användas.
Såsom nämnts ovan är den energimängd som avges vid varje stötvåg väsentligt lägre vid en anordning av den i fig. ZA-B visade typen jämfört med en anordning innefattande en sedvanlig slagkolv, där den överförda energimängden i huvudsak utgörs av rörelseenergi, varför impulskolven 201 måste arbeta med en jämförelsevis väsentligt högre frekvens jämfört med en sedvanlig slagkolv för att samma totalenergi per tidsenhet skall kunna överföras till verktyget. Som exempel kan nämnas att en typisk arbetsfrekvens för en fram- och återgàende slagkolv av sedvanlig typ uppgår till 50-60 Hz, medan en impulskolv av den i fig. 2A-B visade typen snarare bör arbeta med en frekvens på hundratals Hz, eller t.o.m. med frekvenser på en eller flera kHz, eller ännu högre.
Denna väsentligt högre frekvens ställer i sin tur krav på den mekanism som öppnar/stänger kanaler för trycksättning/tryckavlastning av en för trycksättning/tryckavlastning av impulskolvens drivyta 205 använd tryckkammare 206. Ett sätt att åstadkomma detta är att använda en roterande ventil såsom i WO2004/073933. Såsom visas i de till denna patentskrift hörande figurerna drivs dock denna ventil via en motor, vilken i sin tur driver den roterande ventilen via en kuggkoppling. För att kunna uppnå önskad impulskolvfrekvens måste den roterande ventilen rotera med en hög frekvens, vilket leder till att motorn måste rotera med en än högre frekvens, åtminstone om en motor med lägre diameter än den roterande ventilens diameter skall kunna användas. Eftersom det finns konstruktionsmässiga begränsningar som påverkar den maximala rotationshastighet som kan åstadkommas för en given last innebär detta i praktiken att drivmotorn av nödvändighet måste ha en viss diameter, vid 10 15 20 25 30 531 BEG högre frekvenser sannolikt i storleksordningen halva ventilens diameter eller än större, vilket därmed leder till de i fig. 1A~B visade oönskade effekterna.
Enligt föreliggande uppfinning kan en borrmaskin med väsentligt lägre diameter jämfört med den kända tekniken tillhandahållas, men som fortfarande är kapabel att öppna respektive stänga kanaler för trycksättning/tryckavlastning av kammaren 206 med samma, eller t.o.m. högre frekvens. Enligt uppfinningen àstadkommes detta med hjälp av en med impulskolven 201 koncentrisk motor, vilken i fig. 2A-B utgörs av en axialkolvmotor 207. Den i fig. 2A-B visade motorn 207 innefattar en snedskiva 208 och ett antal axiella kolvar 222 som genom trycksättning/tryckavlastning via en icke-roterande motorventil 210 (visas även mer i detalj i fig. 3B) trycksätts via kanal 211 respektive tryckavlastas via kanal 212 för att på sedvanligt sätt ge upphov till en rotation av motorn 207.
Snedskivan 208 för axialkolvmotorns 207 kolvar 222 är i rotationsled låst till borrmaskinhuset 213. Likaså är motorventilen låst i rotationsled, i detta fall till en trycköverföringsdel 214 som är låst i rotationsled mot maskinhuset 213, men som är axiellt rörlig relativt detsamma.
Trycköverföringsdelen 214 är i detta exempel utförd på så sätt att den är utförd med två olika diametrar (jfr. 214A, 214B) i syfte att förbättra anordningens trycktätningsegenskaper mellan kanalerna 220, 221 för trycksättning respektive tryckavlastning av impulskolven 201. Uppfinningen är dock inte begränsad till trycköverföringsdelar med flera olika diametrar, utan även trycköverföringsdelar med uniform diameter kan användas där så befinnes tillämpligt. Motorn 207 (motortrumman) är fast förbunden med en hålaxel 215, vilken omkretsligt omger impulskolven 201. Hålaxeln 215 är vid sin från motorn 207 vända ände förbunden, t.ex. medelst en 10 15 20 25 30 BEG splineskoppling eller annat lämpligt förband 223, med ett första ventilparti i form av en ventilskiva 216, av vilken en exempelutföringsform visas i fig. 3A, Såsom visas i fig. 3A innefattar ventilskivan 216 en uppsättning inre hål 217 och en uppsättning yttre hål 218. Den yttre uppsättningen hål 218 är i omkretslig led vinkelmässigt förskjutna relativt den inre uppsättningen hål 217. Den i drift roterande ventilskivan 216 löper mot ett med maskinhuset fast förbundet andra ventilparti, såsom t.ex. en motsvarande ventilskiva eller bricka 219, men där i brickan 219 den yttre uppsättningen hål är anordnad radiellt i linje med den inre uppsättningen hål, det vill säga utan nämnda vinkelförskjutning i omkretslig led (se fig. 3C).
På detta sätt kommer i drift ventilskivans 216 och brickans 219 inre respektive yttre uppsättning hål växelvis att möta varandra, det vill säga antingen öppnas en kanal mot kammaren 206 via den yttre uppsättningen hål 218, alternativt via den inre uppsättningen hål 217. Den ena uppsättningen hål, i denna utföringsform den inre uppsättningens hål 217, används för trycksättning av kammaren 206 via kanalen 220, och den yttre uppsättningen hål används i detta exempel för dränering tryckavlastning av nämnda kammare 206 via kanalen 221.
Den visade anordningen kommer således att för varje av motorn roterat varv trycksätta respektive tryckavlasta kammaren 206 fyra gånger, varför impulskolvens 201 impulsfrekvens kommer att vara fyra gånger motorns 207 rotationsfrekvens. Den visade anordningen har den stora fördelen att borrmaskinens (slagverkets) ytterdiameter kan hållas väsentligt mindre jämfört med den i WOZOO4/073933 visade anordningen, samtidigt som en motor upp till en relativt stor diameter kan användas utan att avvika från ramen för borrmaskinens övriga konstruktionsmässiga begränsningar, såsom diameter på 10 15 20 25 30 BEÜ 10 impulskolv etc. Dessutom kan motorns hela rotationshastighet utnyttjas, dvs. ingen nedväxling i syfte att hålla ned borrmaskinens ytterdiameter behöver ske. Detta har fördelen att borrning kan utföras med högfrekvens utan avsevärd ökning i generering av överskottsberg för bortforsling vid till exempel tunneldrivning, jämfört med en sedvanlig slagkolvslösning.
Den i fig. 2A~B visade utföringsformen har vidare ytterligare fördelar. En av dessa exemplifieras i fig. 2B, där motorkolvarnas 222 returkanal 212 leds till kammarens 206 returkanal, vilket medför att slagverket kan utföras med en enda gemensam returkanal 221. Vidare har den visade utföringsformen fördelen att ingen överföring av fluid sker i radiell led mellan roterande och icke-roterande delar eftersom trycköverföringsdelen 214 är låst i rotationsled mot maskinhuset.
Den i fig. ZA-B visade utföringsformen har även en ytterligare viktig fördel. Genom att trycköverföringsdelen 214, och därmed motorventilen 210, liksom motorhuset 207 och därmed hålaxeln 215 respektive ventilskivan 216, är axiellt rörliga relativt maskinhuset 213 kan lämplig avtätning mellan roterande och icke-roterande ytor, såsom mellan motorhus 207 och motorventil 210, respektive mellan ventilskivan 216 och trycköverföringsdelen 214 respektive brickan 219, åstadkommas med hjälp av de respektive hydraultrycken för motorns drivning respektive impulskolvens drivtryck (via kanalen 220). Dvs. tätningsfunktionen blir beroende av och kan styras med det tryck med vilket de olika delarna anligger mot varandra, vilket i sin tur styrs av de trycknivåer som används för respektive tryckmatning.
Genom reglering av trycken till lämplig nivå, viket företrädesvis utförs under konstruktionsstadiet, kan därför 10 l5 20 25 30 53% ÉEÜ ll önskad Smörjning vid de respektive lagerytorna erhållas genom att styra läckaget vid dessa ytor. Den i Fig. 2A~B visade utföringsformen utgör således en mycket fördelaktig drivmekanism som är särskilt lämplig vid impulsalstrande anordningar där drivmekanismen måste anordnas mellan impulskolvens drivytor och verktyget.
I fig. 4 visas en alternativ utföringsform av föreliggande uppfinning, vilken precis som den i fig. 2 visade utföringsformen innefattar en pà motsvarande sätt arbetande impulskolv 301, respektive en drivmekanism för impulskolven som även i detta fall drivs av en axialkolvmotor 307, vilken med hjälp av en snedskiva 308 bringas i rotation enligt vad som beskrivits ovan.
Anordningen 300 enligt denna utföringsform skiljer sig dock från den i fig. 2 visade utföringsformen i det att i detta fall även trycköverföringsdelen 314 är anordnad att i drift rotera. Dvs. i detta exempel är det inte enbart en hålaxel som drivs till rotation av motorn 307, utan hela trycköverföringsdelen 314. Detta medför vidare att den i fig. la-b visade ventilskivan i denna utföringsform utgör en integrerad del av trycköverföringsdelen 314. Detta kan till exempel åstadkommas genom att trycköverföringsdelen 314 i sin från motorn 307 vända ände utformas med kanaler på ett sådant sätt så att till exempel ett tvärsnitt likt den i fig. 3A visade ventilskivan 216 erhålls, varvid motsvarande funktion som den i fig. 2A-B visade erhålls när trycköverföringsdelen, på motsvarande sätt som det första ventilpartiet ovan (ventilskivan 216) genom rotation samverkar med ett med maskinhuset låst andra ventilparti, såsom en ventilskiva motsvarande ventilskivan 219 ovan.
Den i fig. 4 visade utföringsformen uppvisar inte den med lösningen i fig. 2A-B erhållna fördelen att trycköverföring i 10 15 20 25 30 53? BEG 12 radiell led sker mellan delar som i rotationsled är låsta till varandra, dvs. trycköverföringsdelen 214 är i fig. 2A-B i rotationsled är låst till maskinhuset. I fig. 4, däremot, sker trycköverföringen via radiella kopplingar mellan den roterande trycköverföringsdelen och maskinhuset. I den i fig. 4 visade utföringsformen sker dock fortfarande trycköverföring mellan respektive ventilpartier axiellt.
Föreliggande uppfinning kan även användas tillsammans med impulsalstrande anordning innefattande reglerorgan för reglering av trycksänkningens förlopp i nämnda tryckkammare.
Genom att styra trycksänkningens förlopp, t.ex. medelst en strypventil på returkanalen 221 kan stötvågens form styras.
Exempel på sådan styrning visas i patentskriften WOZOO6/126932.
Uppfinningen kan även användas med lösningar där stötorganets samverkan med verktyget regleras åtminstone delvis baserat på energi som reflekterats vid verktyget/berget och som återförs genom borrsträngen till borrmaskinen. Exempel på sådana lösningar visas i patentskriften WOZOO6/126933.
I ovanstående beskrivning har uppfinningen beskrivits i anknytning till en specifik typ av impulsalstrande anordningar, dvs. impulsalstrande anordningar där en i riktning från verktyget verkande tryckkammare används för att åstadkomma en upplagring av elastisk energi via trycksättning och för frigöring av densamma via tryckavlastning.
Uppfinningen är dock även tillämplig vid andra typer av impulsalstrande anordningar för överföring av stötvågor i huvudsak i form av elastisk energi, såsom t.ex. impulsalstrande anordningar visade i ovan nämnda patentskrifter.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 13 Impulsalstrande anordning (200; 300) för inducering av en stötvàg i ett verktyg, varvid nämnda impulsalstrande anordning (200; 300) innefattar stötorgan (20l; 301) för överföring av energi till en med nämnda verktyg ansluten borrsträng (202), varvid energiöverföringen ger upphov till nämnda stötvåg, där nämnda energi i huvudsak utgörs av upplagrad elastisk energi, varvid anordningen (200; 300) innefattar styrorgan för styrning av stötorganets (201; 301) samverkan med borrsträngen (202), och varvid nämnda styrorgan för styrning av stötorganets (201; 301) samverkan med borrsträngen (202) innefattar en motor (207; 307), varvid nämnda motor (207; 307) är anordnad att genom rotation växelvis öppna kanaler för trycksättning respektive tryckavlastning av åtminstone en på nämnda stötorgan (201: 301) verkande drivyta (205), kännetecknad av att - nämnda motors (207; 307) rotationsaxel är anordnad väsentligen koaxiellt med borrsträngen (202). Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att nämnda motor (207; 307) är anordnad att roteras medelst hydrauliskt och/eller pneumatiskt verksamma medel. Anordning enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att nämnda motor (207; 307), i förhållande till åtminstone en på nämnda stötorgan (201; 301) verkande drivyta (205), är anordnad närmare den mot verktyget vända änden av nämnda anordning (200; 300). Anordning enligt krav 1, varvid vid nämnda energiöverföring stötorganet (201; 301) utför en liten rörelse i riktning mot nämnda verktyg. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att nämnda motor (207; 307) är anordnad att rotera ett första ventilparti (216), varvid rotation av nämnda 10 15 20 25 30 10. 11. 53% EEG 14 första ventilparti (216) relativt ett andra ventilparti (219) växelvis öppnar kanaler för trycksättning respektive tryckavlastning av åtminstone nämnda på nämnda stötorgan (201; 301) verkande drivyta (205). Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att nämnda motor (207; 307) är anordnad att rotera en åtminstone en del av nämnda borrsträng (202) och/eller borrsträngkomponent omkretsligt omgivande hålaxel (215), varvid nämnda hàlaxel (215) är anordnad att i drift rotera nämnda första ventilparti. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att nämnda första ventilparti utgörs av en ventilskiva (216). Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att rotation av nämnda första ventilparti (216) relativt nämnda andra ventilparti (219) växelvis öppnar kanaler i väsentligen axiell led för trycksättning respektive tryckavlastning av åtminstone nämnda på nämnda stötorgan (201; 301) verkande drivyta (205). Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att vid att nämnda impulsalstrande anordning (200; 300) innefattar en i riktning från verktyget mot stötorganet (201; 301) verkande tryckkammäre (206), varvid nämnda motor (207; 307) är anordnad att medelst rotation växelvis öppna och stänga kanaler för trycksättning respektive tryckavlastning av nämnda tryckkammare (206). Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att nämnda motor (207; 307) utgörs av en axiälkolvmotor (207; 307). Anordning enligt krav 9, varvid nämnda impulsalstrande anordning (200; 300) innefattar reglerorgan för reglering av trycksänkningens förlopp i nämnda tryckkammare (206). 10 15 12 13 14 15 16. Ü1 M1 nå! IW El Cl 15 .Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att den vidare innefattar en tryckoverforingsdel (214; 314) för överföring av trycksatt fluid till nämnda första ventilparti (216). .Anordning enligt krav 12, kännetecknad av att nämnda tryckoverföringsdel (214; 314) är låst i rotationsled relativt ett omgivande hus. .Anordning enligt krav 12, kännetecknad av att nämnda trycköverföringsdel (214: 314) är axiellt rörlig relativt ett omgivande hus. .Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att nämnda upplagrade elastiska energi i huvudsak utgörs av i stötorganet (201: 301) och/eller ett energilager (204) upplagrad elastisk energi. Bergborrningsrigg, kännetecknad av att den innefattar en anordning (200; 300) enligt något av kraven 1-15.
SE0702862A 2007-12-21 2007-12-21 Impulsalstrande anordning för inducering av en stötvåg i ett verktyg samt bergborrningsrigg innefattande sådan anordning SE531860C2 (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0702862A SE531860C2 (sv) 2007-12-21 2007-12-21 Impulsalstrande anordning för inducering av en stötvåg i ett verktyg samt bergborrningsrigg innefattande sådan anordning
JP2010539366A JP5509095B2 (ja) 2007-12-21 2008-12-17 脈動発生装置及びかかる装置を備えた削岩装置
PCT/SE2008/000717 WO2009082322A1 (en) 2007-12-21 2008-12-17 A pulse generating device and a rock drilling rig comprising such a device
AU2008341197A AU2008341197B2 (en) 2007-12-21 2008-12-17 A pulse generating device and a rock drilling rig comprising such a device
US12/734,815 US8720602B2 (en) 2007-12-21 2008-12-17 Pulse generating device and a rock drilling rig comprising such a device
CN2008801142017A CN101842194B (zh) 2007-12-21 2008-12-17 脉冲发生装置以及包括该装置的岩石钻机
EP08865915.6A EP2222439A4 (en) 2007-12-21 2008-12-17 PULSE GENERATION DEVICE AND ROCK DRILLING APPARATUS COMPRISING SUCH A DEVICE
CA2704173A CA2704173C (en) 2007-12-21 2008-12-17 A pulse generating device and a rock drilling rig comprising such a device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0702862A SE531860C2 (sv) 2007-12-21 2007-12-21 Impulsalstrande anordning för inducering av en stötvåg i ett verktyg samt bergborrningsrigg innefattande sådan anordning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0702862L SE0702862L (sv) 2009-06-22
SE531860C2 true SE531860C2 (sv) 2009-08-25

Family

ID=40801447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0702862A SE531860C2 (sv) 2007-12-21 2007-12-21 Impulsalstrande anordning för inducering av en stötvåg i ett verktyg samt bergborrningsrigg innefattande sådan anordning

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8720602B2 (sv)
EP (1) EP2222439A4 (sv)
JP (1) JP5509095B2 (sv)
CN (1) CN101842194B (sv)
AU (1) AU2008341197B2 (sv)
CA (1) CA2704173C (sv)
SE (1) SE531860C2 (sv)
WO (1) WO2009082322A1 (sv)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI125179B (sv) * 2009-03-26 2015-06-30 Sandvik Mining & Constr Oy Tätningsarrangemang i en tryckvätskedriven slaganordnings roterande styrventil
US20130037292A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-14 Riyan Pneumatic Co., Ltd. Reversing actuating module for a reciprocating pneumatic tool
AT511810B1 (de) * 2011-09-27 2013-03-15 Tmt Bbg Res And Dev Gmbh Schlagwerk für eine hammereinrichtung und verfahren zum offenstellen einer abstichöffnung
GB2515569A (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Mincon Internat Multi-accumulator arrangement for hydraulic percussion mechanism
DE102014108848A1 (de) * 2014-06-25 2015-12-31 Construction Tools Gmbh Vorrichtung zur Drucküberwachung
EP3034242A1 (de) * 2014-12-18 2016-06-22 HILTI Aktiengesellschaft Handwerkzeugmaschine
US20160340849A1 (en) * 2015-05-18 2016-11-24 M-B-W, Inc. Vibration isolator for a pneumatic pole or backfill tamper
US20170157759A1 (en) * 2015-12-08 2017-06-08 Caterpillar Inc. Dust Clearing Tool
FR3057483B1 (fr) * 2016-10-14 2019-04-19 Montabert Appareil a percussions pourvu d’un palier de guidage equipe d’un dispositif de centrage
WO2019022021A1 (ja) 2017-07-24 2019-01-31 古河ロックドリル株式会社 液圧式打撃装置
CN110410444B (zh) * 2019-07-22 2021-02-05 中国铁建重工集团股份有限公司 主动受冲缓冲装置及冲击设备

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3741316A (en) * 1968-01-16 1973-06-26 Forges Et Atellers De Meudon S Fluid operated percussion tool
US3525404A (en) 1968-02-23 1970-08-25 Hughes Tool Co Rotary drilling rig with direct power drive and simplified controls
US3612191A (en) 1970-03-11 1971-10-12 Leo Andrew Martini Percussion drilling tool
US3768576A (en) * 1971-10-07 1973-10-30 L Martini Percussion drilling system
CH559088A5 (sv) 1971-12-23 1975-02-28 Sig Schweiz Industrieges
NL7305839A (sv) * 1973-04-26 1974-10-29
DE2916191A1 (de) 1979-04-21 1980-10-23 Horst Knaebel Krafteinheit als antriebsvorrichtung, z.b. zum umformen, verformen, verdichten, schlagen und antreiben
JPH0626446A (ja) * 1992-07-10 1994-02-01 Kayaba Ind Co Ltd 斜板型ポンプ・モータ
DE19728729C2 (de) * 1997-07-04 2000-11-09 Wacker Werke Kg Luftfeder-Schlagwerk mit Luftausgleich
US6315063B1 (en) * 1999-11-02 2001-11-13 Leo A. Martini Reciprocating rotary drilling motor
DE10111717C1 (de) * 2001-03-12 2002-10-24 Wacker Werke Kg Luftfederschlagwerk mit bewegungsfrequenzgesteuertem Leerlaufzustand
CN1422730A (zh) * 2001-12-06 2003-06-11 陈秀如 气动工具的减震装置
FI116513B (sv) * 2003-02-21 2005-12-15 Sandvik Tamrock Oy Slaganordning
DE602004026134D1 (de) * 2003-04-01 2010-05-06 Makita Corp Kraftwerkzeug
DE602004026243D1 (de) * 2003-05-09 2010-05-12 Makita Corp Elektrowerkzeug
US7082078B2 (en) * 2003-08-05 2006-07-25 Halliburton Energy Services, Inc. Magnetorheological fluid controlled mud pulser
FI116124B (sv) * 2004-02-23 2005-09-30 Sandvik Tamrock Oy Tryckmediumdriven slagmaskin
US7258167B2 (en) * 2004-10-13 2007-08-21 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for storing energy and multiplying force to pressurize a downhole fluid sample
GB0428210D0 (en) * 2004-12-23 2005-01-26 Black & Decker Inc Mode change mechanism
US8505798B2 (en) * 2005-05-12 2013-08-13 Stanley Fastening Systems, L.P. Fastener driving device
SE528859C2 (sv) * 2005-05-23 2007-02-27 Atlas Copco Rock Drills Ab Styranordning
SE528650C2 (sv) * 2005-05-23 2007-01-09 Atlas Copco Rock Drills Ab Impulsgenerator och förfarande för impulsgenerering
SE529036C2 (sv) * 2005-05-23 2007-04-17 Atlas Copco Rock Drills Ab Metod och anordning
DE102005036560A1 (de) * 2005-08-03 2007-02-08 Wacker Construction Equipment Ag Bohr- und/oder Schlaghammer mit Linearantrieb und Luftkühlung
SE529415C2 (sv) * 2005-12-22 2007-08-07 Atlas Copco Rock Drills Ab Pulsgenerator och impulsmaskin för ett avverkande verktyg
SE530467C2 (sv) * 2006-09-21 2008-06-17 Atlas Copco Rock Drills Ab Förfarande och anordning för bergborrning
US7600420B2 (en) * 2006-11-21 2009-10-13 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and methods to perform downhole measurements associated with subterranean formation evaluation
DE102006060320A1 (de) * 2006-12-20 2008-06-26 Robert Bosch Gmbh Schlagwerk für eine Handwerkzeugmaschine
SE532483C2 (sv) * 2007-04-11 2010-02-02 Atlas Copco Rock Drills Ab Metod, anordning och bergborrningsrigg för styrning av åtminstone en borrparameter
US7861799B2 (en) * 2008-03-21 2011-01-04 Makita Corporation Impact tool
DE102009026542A1 (de) * 2009-05-28 2010-12-09 Hilti Aktiengesellschaft Werkzeugmaschine
US8215529B2 (en) * 2010-05-31 2012-07-10 De Poan Pneumatic Corp. Pneumatic device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5509095B2 (ja) 2014-06-04
WO2009082322A1 (en) 2009-07-02
CA2704173C (en) 2016-03-22
EP2222439A4 (en) 2016-03-02
US8720602B2 (en) 2014-05-13
AU2008341197A1 (en) 2009-07-02
AU2008341197B2 (en) 2014-07-31
EP2222439A1 (en) 2010-09-01
CN101842194B (zh) 2013-04-24
JP2011507709A (ja) 2011-03-10
CA2704173A1 (en) 2009-07-02
CN101842194A (zh) 2010-09-22
US20110000695A1 (en) 2011-01-06
SE0702862L (sv) 2009-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE531860C2 (sv) Impulsalstrande anordning för inducering av en stötvåg i ett verktyg samt bergborrningsrigg innefattande sådan anordning
EP1603711B1 (en) Impact device with a rotatable control valve
NO20110518A1 (no) Pulsgenerator
AU2008353952A1 (en) Drilling unit, method for slot drilling and slotting device
CN208220629U (zh) 一种井下降摩低频冲击钻具
CN1193160C (zh) 在地层内产生井眼的钻井装置
CN206592072U (zh) 一种高效三维冲击钻井提速装置
CN206530284U (zh) 旋挖桩机注水穿岩筒钻
JP2527674B2 (ja) 地盤穿孔装置
EP2744966B1 (en) High frequency fluid driven drill hammer percussion drilling in hard formations
CN115874934A (zh) 一种涡轮式振荡冲击器
CN115012809B (zh) 一种具有液压振动冲击功能的钻机动力头
KR101684908B1 (ko) 바이브레이션 햄머
CN110344753A (zh) 一种凿岩机
US3463254A (en) Drilling apparatus
CN108678659A (zh) 一种井下降摩低频冲击钻具
CN118582158A (zh) 一种矿山井下冲击旋转联合钻进设备
RU2181851C2 (ru) Роторный двигатель
JP2002295160A (ja) 地盤穿孔機の穿孔装置
CN116136150A (zh) 一种圆柱凸轮深井提速工具
CN108252654A (zh) 一种套管钻具

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed