SE536961C2 - Gripdon till en borrsträngskomponenthanterare, förfarande för manövrering av gripdon, borrsträngskomponenthanterare samtbergborrigg - Google Patents

Description

536961 Bristande precision i detta sammanhang medför risk för skador på gängor mm. hos borrsträngskomponent. Vidare är konstruktionen i behov av specialdetaljer, vilket förväntas resultera i relativt hög kostnad.

Som ett exempel på rörhanteringsanordningar med gripdon, vilka har två på avstånd från varandra anordnade gripklopar kan nämnas WO 2007/115375.

UPPFINNINGENS ÄNDANLÅL ocH vIKTIGAsTE KÄNNETECKEN Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett gripdon av ovannämnt slag, vilket adresserar och åtminstone lindrar problemen med den kända tekniken. Detta uppnås vid ett gripdon av inledningsvis nämnt slag genom att gripelementen är uppburna av och utskjuter från en sida av en stomme, att gripelementen bildar åtminstone ett gripelementpar, varvid åtminstone ett gripelement i ett gripelementpar är svängbart rörligt kring en vridled, mellan ett stängt läge, utgörande gripläge, och ett öppet läge, att varje rörligt gripelement är svängbart i ett respektive griparplan, som bildar rät vinkel med nämnda axiella riktning, och att varje rörligt gripelement är försett med ett påverkningsparti, vilket samverkar med en i riktningar parallella med nämnda axiella riktning rörlig kilanordning för svängning av nämnda rörliga gripelement.

Den valda lösningen ger möjlighet att utforma gripdonet mycket robust och på så sätt att en mycket stor kraft kan påläggas en gripen borrsträngskomponent. Uppfinningen resul- terar även i väsentligt förbättrad precision så att anslut- ningen till en i en borrigg befintlig borrsträng förenklas och snabbas upp. Därutöver kan gripdonet göras kompakt, så att det kan användas på platser där andra typer av gripdon inte kan användas av utrymmesskäl. Vidare kan gripdonet utformas så att 10 15 20 25 30 536 961 det blir starkt, säkert och kan gripa samt leverera gripna bossträngskomponenter med stor precision.

Det föredras att varje rörligt gripelement är utformad med vridleden mellanliggande ett ingreppsparti för samverkan med en gripen borrsträngskomponent och påverkningspartiet.

Det föredras även att påverkningspartiet är ledat förenat med en kontaktback, vilken anligger mot kilanordningen.

Kontaktbacken kan förses med en för samverkan med kilanord- ningen lämpligt utformad glidyta. Denna lösning ger en efter- strävad god ytkontakt med och därmed kraftöverföring från kilanordningen för alla vinkellägen för gripelementet.

Lämpligen är en fjäderanordning inrättad i stommen för påverkan av nämnda rörliga gripelement mot det öppna läget.

Härigenom tillförsäkras att gripelementen öppnar såsom avsett utan att behöva t ex tvångsstyras i en öppnande riktning.

Det föredras att åtminstone två gripelementpar för gripande av en borrsträngskomponent är inrättade på avstånd från varandra på stommen. Med detta avses att gripelementparen är inrättade på avstånd från varandra i en riktning parallell med en axiell riktning för en gripen borrsträngskomponent för att tillförsäkra ökad stabilitet i gripläget och ökad precision i hanteringen.

Det föredras att nämnda kilanordning är ihopkopplad med en hydraulcylinder, varvid lämpligen varje gripelementpar manövreras av en separat kilanordning, vilken är ihopkopplad med en separat tillhörande hydraulcylinder. Det är dock även möjligt att båda gripelementparen manövreras av en gemensam kilanordning, vilken är ihopkopplad med en tillhörande hydraulcylinder.

Lämpligen är varje hydraulcylinder utrustad med ett hydraullàs, vilket förhindrar rörelse hos hydraulcylindern vid bortfall av hydraultryck i anslutande hydraulledningar. 10 15 20 25 30 536 961 Härigenom undviks att gripdonet fallerar med en tappad borrsträngskomponent som följd.

I princip kan dock kilmekanismen utformas att vara självhämmande, dvs. att det behövs en aktiv aktivering i öppnande riktning av kilmekanismen och att vid utebliven aktivering gripdonet blir självlàsande. Detta är en viktig säkerhetsaspekt, vilken förhindrar att en borrsträngskomponent tappas vid kraftbortfall respektive annan typ av haveri.

Kilanordningen är företrädesvis linjärstyrd mellan i stommen inrättade fasta styrelement för tillförsäkrande av förutsägbara gripelementrörelser.

Mest föredraget är båda gripelementen i varje grip- elementpar svängbart rörliga gripelement, och härvid uppvisar lämpligen kilanordningen två i olika riktningar vända kilytor för samverkan med de rörliga gripelementen i ett gripelement- par.

Det är lämpligt att stommen uppvisar ett skyddshölje för omslutning av respektive pàverkningsparti och associerad rörlig kilanordning för att reducera risken för inträngning av smuts mm.

Uppfinningen avser även ett förfarande för manövrering av ett gripdon enligt ovan till en borrsträngskomponenthanterare vid en bergborrigg, varvid varje rörlig gripelement svängs i ett respektive griparplan, som bildar rät vinkel med nämnda axiella riktning, och varvid ett páverkningsparti på varje rörlig gripelement samverkar med en i riktningar parallella med nämnda axiella riktning rörlig kilanordning för svängning av nämnda gripelement.

Föredragna särdrag för gripdonet är även tillämpliga för varianter av föreläggandet.

Uppfinningen avser vidare en borrsträngskomponent- hanterare till en bergborrigg inkluderande ett uppfinnings- enligt gripdon för att gripa borrsträngskomponenter, en vid 10 15 20 25 30 536 961 bergborriggen anbringbar och gripdonet uppbärande förflytt- ningsmekanism.

Uppfinningen avser även en bergborrigg inkluderande en dylik borrsträngskomponenthanterare.

Ytterligare särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av den efterföljande detaljbeskrivningen.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGAR Uppfinningen ska nu närmare beskrivas med ledning av utföringsexempel och med hänvisning till ritningarna, pà vilka: Fig. 1 visar en bergsborrigg med en borrsträngskompo- nenthanterare utrustad med ett gripdon enligt uppfinningen, Fig. 2 visar en borrsträngskomponenthanterare utrustad med ett gripdon enligt uppfinningen, Fig. 3 visar i detalj ett gripdon enligt uppfinningen i en isärtagen perspektivvy, Fig. 4a och 4b visar en detalj av gripdonet i fig. 2 i olika vyer, och Fig. 5 illustrerar schematiskt en förfarandesekvens enligt uppfinningen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I fig. 1 visas en bergsborrigg för prospekterings- borrning, varvid vid borrningen ett stort antal borrsträngs- komponenter normalt hanteras. Prospekteringsborrningen sker normalt pà stora eller mycket stora djup, varför med jämna mellanrum hela borrsträngen måste tas upp till ytan för byte av borrkrona.

Vid denna process måste först de enskilda i borrsträngen ingående borrsträngskomponenterna lösgöras från borrsträngen, förflyttas från borriggen och placeras i ett magasin ända tills den sista borrsträngskomponenten har tagits upp ur borr- lO 15 20 25 30 536 961 hålet. Därefter sker byte av borrkrona, varefter borrstrången successivt åter sammansätts genom att borrsträngskomponenterna en efter en tillförs borrstrången tills det tidigare djupet nåtts, varefter borrning kan ske ytterligare än viss längd, varefter förfarandet enligt ovan måste upprepas.

Prospekteringsborrning sker i grunden enligt två principer, nämligen genom kärnborrning och s.k. RC-borrning.

Vid kärnborrning plockas en framborrad kärna av bergmaterialet som skall undersökas med jämna intervall upp ur borrhålet. Vid RC-borrning eller RC-prospektering (RC uttyds Reverse Circulation) spolas kontinuerligt vid borrningen lösgjort borrkax upp ut hålet. Borrkaxet tas därefter om hand på ytan, lagras kontinuerligt så att det blir tillgängligt för under- sökning och kan relateras till det borrdjup där det lös- gjordes.

RC-borrningsprospektering sker typiskt på mindre djup än kärnborrningsprospektering_ Föreliggande uppfinning är tillämplig vid borriggar för båda dessa typer av prospekteringsborrning.

Den på riggens matarbalk fästbara hanteringsanordningen Fig. 2 omfattar en linjärstyrning L, på vilken en släde S är drivbart förskjutbar. Via här ej närmare beskrivna vriddon är en svängarm A svängbar och vridbar för att kunna positioneras för att kunna gripa, förflytta och släppa en borrsträngs- komponent i ett borrsträngsläge i riggen respektive ett avlämningsläge i ett magasin eller i ett annat externt läge.

I fig. 3 visas att gripdonet l omfattar en långsträckt stomme 2, vilken uppbär gripelementpar i form av två grip- klopar 3, 4 och 3', 4'. Dessa gripklopar är anordnade på avstånd från varandra sett i en axiell riktning R för en gripen (med streckade linjer indikerad) borrsträngskomponent 6. Den axiella separationen av gripelementparen/gripkloparen medför en stabil hantering och att de långa, tunga borr- 10 15 20 25 30 536 961 strängskomponenternas rörelser kan kontrolleras på ett för- delaktigt sätt. Gripkloparen 3, 4 och 3', 4' utskjuter från en sida 5 av den långsträckta stommen 2 och i den visade utföringsformen är i varje gripklopar båda gripklorna i paret svängbart rörliga (antyds med dubbelpilar) i ett griparplan, som bildar rät vinkel med nämnda axiella riktning R.

Gripkloparen är manövrerbara mellan ett stängt läge, vilket är ett gripläge för gripande av borrsträngskomponenten 6 och ett öppet läge, vilket innebär att gripklorna är svängda från varandra så att en gripen borrsträngskomponent frigörs respektive kan införas mellan gripklorna och sedan gripas.

Varje rörlig gripklo 3, 4, 3', 4' är försedd med ett pàverkningsparti 8, vilket samverkar med en kilanordning 9, 9'. Kilanordningen 9 är rörlig i riktningar parallella med nämnda axiella riktning R.

Vidare är pàverkningspartiet 8 på varje gripklo ledat förenat med en kontaktback ll, vilken i sin tur är inrättad att anligga mot kilanordningen 9, och vilken av den anled- ningen uppvisar en kontaktyta i form av en glidstyrning, vars yta förlöper vinklat för överensstämmelse med en vinkel för en samverkande kilyta hos kilanordningen 9.

Varje kontaktback 8 är via en ledtapp 12 (två indikerade) förbunden med en änddel utgörande pàverkningspartiet 8 av respektive gripklo så att en rörelse av kilen 9 initierar en motsvarande rörelse hos kontaktbacken ll, av pàverknings- partiet 8 och därmed av ett ingreppsparti 10 utgörande med en gripen borrsträngskomponent samverkande yta hos respektive gripklo.

Svängningen av gripklon 3, 4, 3', 4' sker kring en respektive vridled 7 utgjord av en vridtapp anbragt i ett därför avsett vridtappssäte på nämnda sida 5 av stommen.

Med 14 indikeras en fjäderanordning, vilken är säkrad i stommen, och vilken kraftpåverkar nämnda rörliga gripklor 3, 4 10 15 20 25 30 536961 i riktning av det öppna läget. Till yttermera visso utgörs fjäderanordningen 14 av en saxartat utformad fjäder, vars skänklar ingriper med på extremändarna av respektive gripklos påverkningsparti 8 inrättade tappar eller skruvar eller dylikt.

Kilanordningarna 9, 9' manövreras av vardera en hydraul- cylinder 15, 15' för sina fram- och återgående rörelser. Varje hydraulcylinder 15, 15' är företrädesvis utrustad med ett hydraullås 16, 16', vilket tillåter hydrauloljepassage och på så sätt endast medger rörelse hos hydraulcylindern 15 vid förekomst av hydraultryck i anslutande hydraulledningar och avbryter hydrauloljepassage och på så sätt förhindrar rörelse vid bortfall av sådant hydraultryck.

Kilanordningen 9 är linjärstyrd i stommen 2 av styr- element 17 i form av hattformade element placerade på ömse sidor av kilanordningen. Styrelementen tillhandahåller en styrning i sidled såväl som i höjdled av kilanordningen.

Fig. 4a och 4b visar ett gripklopar enligt Fig. 3 frilagt från stommen 5 m fl. komponenter för ökad tydlighets skull.

Som komplement till ovanstående beskrivning av Fig. 3, som även är fullt läsbar mot Fig. 4a och 4b framgår tydligare av dessa figurer fästprofiler 18 för vridlederna 7 utgjorda av en respektive vridtapp. 19 indikerar ett fäste på kilanordningen 9 för en kolvstång tillhörande hydraulcylindern 15. Med 20 betecknas glidkuddar fästa på kilanordningens 9 undersida för att underlätta glidning mot en glidbana i stommen. 21 indikerar skruvar för samverkan med omvikta fria ändar av fjädern 14 för öppningspåverkan av gripklorna 3 och 4.

Blockschemat i Fig. 5 illustrerar schematiskt en för- farandesekvens enligt uppfinningen, varvid: Position 22 indikerar sekvensens start.

Position 23 indikerar positionering av gripdonet med öppna gripklopar inför gripande av en borrsträngskomponent. 10 15 20 25 30 536961 Position 24 indikerar att åtminstone en svängbart rörlig gripklo i de båda gripkloparen svängs kring en vridled från det öppna läget till ett stängt läge styrt av en respektive kilanordning för gripande av borrsträngskomponenten.

Position 25 indikerar inplacering av borrsträngs- komponenten för addering till en borrsträng i en bergborr- maskin.

Position 27 indikerar att nämnda rörliga gripklo påverkas mot det öppna läget av en i stommen inrättad fjäderanordning i samband med återdragning av respektive kilanordning.

Position 27 indikerar återgång till ett utgångsläge och sekvensens avslutning.

Uppfinningen kan modifieras inom ramen för patentkraven.

Sålunda kan varje gripklopar omfatta en rörlig och en fast gripklo, varvid i så fall en ensidig kilanordning blir nödvändig. Dock behöver normalt den rörliga gripklon förlänas en i sammanhanget relativt betydande svängningsrörelse för att medge lämplig öppning av gripkloparet, vilket medför att en längre kilrörelse kan vara aktuell vid denna variant. Det är även möjligt att tillhandahålla en enda kilanordning försedd med två separerade kilytor, vilken således sträcker sig över en stor del av stommens längd för manövrering av båda gripkloparen, och vilken kilanordning i så fall lämpligen drivs av en hydraulcylinder.

Gripelementen är lämpligen gripklor men kan vara även annorlunda utformade gripelement, såsom gripelement utrustade med plattformiga anliggningsplattor eller dylikt. Det föredras att åtminstone två gripelementpar är inrättade, separerade från varandra, men det utesluts inte att ett enda gripelement- par är inrättat, vilket eventuellt kan ta hjälp av på stommen anordnade styrpartier, mot vilka en borrsträngskomponent trycks av gripelementparet i gripläget för att tillförsäkra 10 536961 stabilitet i detta gripläge. En lösning med ett enda grip- elementpar är dock inte föredragets.

Termen ”gripelementpar” ska tolkas som avseende en enhet innefattande ett första, rörligt, gripelement och ett andra, fast eller rörligt andra gripelement, vilket kan utgöras av ett likadant element, som det första gripelementet eller ett annorlunda utformat element. En utföringsform är t.ex. möjlig, varvid det andra gripelementet är uppdelat i två axiellt separerade mothållselement. En annan utföringsform är också möjlig, varvid ett eller båda gripelementen i ett par har en làngsträckt listform etc. 10

Claims (21)

10 15 20 25 30 536961 PATENTKRAV:

1. Gripdon (1) till en borrsträngskomponenthanterare vid en bergborrigg, varvid gripdonet (1) innefattar: - gripelement (3-4;3'-4') för ingrepp med en borrsträngs- komponent, vilken uppvisar en axiell riktning (R), kännetecknat av - att gripelementen (3-4;3'-4") är uppburna av och utskjuter från en sida av en stomme (5), - att gripelementen (3-4;3'-4') bildar åtminstone ett grip- elementpar, varvid åtminstone ett gripelement i ett grip- elementpar är svängbart rörligt kring en vridled (7), mellan ett stängt läge, utgörande gripläge, och ett öppet läge, - att varje rörligt gripelement (3,4,3',4') är svängbart i ett respektive griparplan, som bildar rät vinkel med nämnda axiella riktning (R), och - att varje rörligt gripelement (3,4,3',4') är försett med ett pàverkningsparti (8), vilket samverkar med en i riktningar parallella med nämnda axiella riktning (R) rörlig kilanordning (9,9') för svängning av nämnda rörliga gripelement (3,4,3',4').

2. Gripdon enligt kravet 1, kännetecknat av att varje rörligt gripelement (3,4,3',4') är utformat med vridleden (7) mellan- liggande ett ingreppsparti (10) för samverkan med en gripen borrsträngskomponent (6) och påverkningspartiet (8).

3. Gripdon enligt kravet l eller 2, kännetecknat av att påverkningspartiet (8) är ledat förenat med en kontaktback (ll), vilken anligger mot kilanordningen (9,9'). 11 10 15 20 25 30 536961

4. Gripdon enligt något av föregående krav, kännetecknat av att en fjäderanordning (14) är inrättad i stommen (5) för påverkan av nämnda rörliga gripelement (3,4,3',4') mot det öppna läget.

5. Gripdon enligt något av föregående krav, kännetecknat av att åtminstone två gripelementpar (3-4;3'-4') för gripande av en borrsträngskomponent är inrättade på avstånd från varandra på stommen.

6. Gripdon enligt något av föregående krav, kännetecknat av att nämnda kilanordning (9, 9') är ihopkopplad med en hydraulcylinder (15,l5').

7. Gripdon enligt kravet 6, kännetecknat av att varje grip- elementpar (3-4;3'-4") är inrättad att manövreras av en separat kilanordning (9,9'), vilken är ihopkopplad med en separat tillhörande hydraulcylinder (15,l5').

8. Gripdon enligt kravet 6 då åtminstone två gripelementpar (3-4;3'-4') är inrättade, kännetecknat av att samtliga gripelementpar (3-4;3'-4') manövreras av en gemensam kilanordning, vilken är ihopkopplad med en tillhörande hydraulcylinder.

9. Gripdon enligt något av kraven 6 - 8, kännetecknat av att varje hydraulcylinder (l5,15') är utrustad med ett hydraullås (16,16'), vilket förhindrar rörelse hos hydraulcylindern vid bortfall av hydraultryck i anslutande hydraulledningar.

10. Gripdon enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kilanordningen (9,9') är linjärstyrd mellan i stommen inrättade fasta styrelement (17). 12 10 15 20 25 30 536961

11. ll. Gripdon enligt något av föregående krav, kännetecknat av - att båda gripelementen (3,4,3',4') i varje gripelementpar (3-4;3'-4') är svängbart rörliga gripelement, och - att kilanordningen (9),9') uppvisar två i olika riktningar vända kilytor för samverkan med de rörliga gripelementen i ett gripelementpar (3-4;3'-4').

12. Gripdon enligt något av föregående krav, kännetecknat av att stommen (5) uppvisar ett skyddshölje för omslutning av respektive påverkningsparti och associerad rörlig kil- anordning.

13. Förfarande för manövrering av ett gripdon (1) till en borrsträngskomponenthanterare vid en bergborrigg, varvid gripdonet innefattar: - gripelement (3-4;3'-4") för ingrepp med en borrsträngs- komponent, vilken uppvisar en axiell riktning (R), varvid gripelementen (3-4;3'-4') är uppburna av och utskjuter från en sida av en stomme (5), och gripelementen (3-4;3'-4') bildar åtminstone ett gripelementpar, varvid åtminstone ett grip- element i ett gripelementpar är svängbart rörligt kring en vridled (7), mellan ett stängt läge, utgörande gripläge, och ett öppet läge, - varvid i varje gripelementpar (3-4;3'-4') åtminstone ett svängbart rörligt gripelement (3,4,3',4') svångs kring en vridled, mellan ett stängt läge, utgörande gripläge, och ett öppet läge, - varvid varje rörlig gripelement svängs i ett respektive griparplan, som bildar rät vinkel med nämnda axiella riktning (R), och - varvid ett påverkningsparti (8) på varje rörligt gripelement samverkar med en i riktningar parallella med nämnda axiella 13 10 15 20 25 30 536961 riktning rörlig kilanordning (9,9') för svängning av nämnda rörliga gripelement (3,4,3',4').

14. Förfarande enligt kravet 13, kännetecknat av att en med påverkningspartiet (8) ledat förenad kontaktback (11) anligger mot kilanordningen (9,9').

15. Förfarande enligt kravet 13 eller 14, kännetecknat av att nämnda rörliga gripelement (3,4,3',4') påverkas mot det öppna läget av en i stommen (5) inrättad fjäderanordning (14).

16. Förfarande enligt något av kraven 13 - 15, kännetecknat av att nämnda kilanordning (9,9') drivs av en hydraulcylinder (l5,l5”).

17. Förfarande enligt något av kraven 13 - 16, kännetecknat av att borrsträngskomponenten grips av åtminstone två på avstånd från varandra på stommen inrättade gripelementpar (3-4;3'-4").

18. Förfarande enligt kravet 17, kännetecknat av att varje gripelementpar (3-4;3'-4') manövreras av en separat kilanordning, (9,9') vilken drivs av en separat tillhörande hydraulcylinder (15,15').

19. Förfarande enligt något av kraven 13 - 18, kånnetecknat av - att båda gripelementen (3,4,3',4') i varje gripelementpar svängs, och - att kilanordningen (9,9') samverkar med de rörliga grip- elementen i ett gripelementpar genom två i olika riktningar vända kilytor.

20. Borrsträngskomponenthanterare till en bergborrigg inkluderande ett gripdon för att gripa borrsträngskomponenter, 14 536 961 och en vid bergborriggen anbringbar och gripdonet uppbärande förflyttningsmekanism, kännetecknad av att gripdonet är utformat enligt något av kraven 1 - 12.

21. Bergborrigg inkluderande en borrsträngskomponenthanterare enligt kravet 20. 15