SE538166C2 - Sänkborrmaskin med parallella flöden för rotationsmotor respektive hammare - Google Patents

Abstract

SAMMANDRAG Foreliggande uppfinning avser en sankborrmaskin som via en borrstrang drivs av ett vatskeflode, innefattande ett hus med en slagborrhammare, slagborrhammaren anordnad med en borrkrona monterad i en kronhylsa, en slagkolv med en kolvyta anordnad att sla pa en nacke pa borrkronan, och en ventil for att styra slagkolven fram och Ater, varvid ventilen vaxelvis trycksatter och avlastar ett tryckrum som vid tryckbelastning driver slagkolven framat, huset vidare innefattande en vatskedriven rotationsmotor av vingmotortyp innefattande tryckrum med vingar som vid tryckbelastning roterar borrkronan. Vatskeflodet leds in i huset genom en flodesfordelare och fordelas vidare mellan rotationsmotorns tryckrum och slagkolvens tryckrum.

Description

Sankborrmaskin med parallella floden f6r rotationsmotor respektive hammare TEKNISKT OMRADE Foreliggande uppfinning avser en vatskedriven sankborrmaskin innefattande ett hus, en borrkrona vridfast monterad i en kronhylsa, en slagkolv anordnad att sla pa en nacke pa borrkronan och en till huset anordnad vaskedriven vingmotor for rotation av borrkronan.

BAKGRUND Vatskedrivna sankborrmaskiner av detta slag anvands ofta med borror som skarvas ihop. Vatskan som driver slagen och rotationen leds genom roren. Ett annat satt att leda drivvatskan är genom s.k. coiled tubing, ett flexibelt borthr som hasplas av en rulle. Fordelen med att anvanda ett flexibelt ror är att borrningens riktning kan styras, samt att borrningen gar snabbare tack vare att roret inte behover skarvas.

Nackdelen med denna typ av vatskedrivna sankborrmaskiner är att vatskan leds forst till den del som sitter narmast borrorets ande, exempelvis en motor som driver rotationen. Det tryck och flode som inte anvands for rotationen leds vidare till den andra delen, exempelvis hammaren. Detta innebar att den del som endast har tillgang till overskottsflodet är svar att overvaka, eftersom trycket kan variera beroende pa hur mycket tryck som anvands av den forsta delen. Detta innebar att om borrkronan fastnar 55 stannar rotationsmotorn, varvid inget flode kommer till hammaren.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med den foreliggande uppfinningen är att vid v5tskedrivna sankborrmaskiner av det slag som ha separat rotationsmotor och hammare, pa ett enkelt satt ge bada delarna tillgang till fullt vatsketryck och vatskeflocle. Ett annat syfte är att astadkomma en vatskedriven sankborrmaskin som är lattare att styra vid riktningsstyrd borrning.

Dessa syften astadkommes genom att rotationsmotorn och hammaren är parallellkopplade till flodet. Uppfinningen definieras av de efterfoljande patentkraven. 1 FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar en sammanstallning av en sankborrmaskin med slagverk och rotationsmotor, Figur 2 visar en rotationsmotor i genomskarning, och BESKRIVNING AV UTFORINGSFORMER Den vatskedrivna sankborrmaskinen 1 som visas i figur 1 har ett maskinhus 2 med ett konventionellt slagverk eller slaghammare 3. Vid borrning är s5ledes hela maskinhuset infort i ett borrhAl i berget med slaghammaren riktad mot borrhAlets botten och borrstrangen strackande sig ut ur borrhalet sammankopplad med en ej visad källa for en trycksatt fluid via en anslutning A.

Aven om foreliggande utforingsexempel beskrivs utgaende fran en vatskedriven slaghammare bor det underforsta's att den uppfinningsenliga anordningen inte Jr begransad for tillampning vid hammare av sAdant slag, utan kan arrangeras vid en slaghammare som drivs av vilket som heist lampligt trycksatt medium exempelvis luft eller s.k. mud. Maskinhuset 2 innefattar ett rorformigt maskinror 4, och en borrkrona 6 sticker in i maskinrorets ande med sin nacke 7. Ett slagverk 5 med en slagkolv 8 uppvisande en kolvyta Y är monterad i maskinroret 4 och är axiellt rorligt anordnad att sI5 p5 borrkronans 6 nacke 7. Slagkolven 8 är kopplad till ett vatskeflode som via en ventil V omvaxlande fyller och tommer ett eller flera tryckrum 9, 9a for vatskan under tryck, som via kolvytan Y slar kolven 8 mot borrkronans 6 nacke 7. Ventilen kan innefatta en slidventil, men kan aven innefatta andra ventiltyper. Nar slagkolven 8 utfort sitt slag, sans tryckrummet 9b under I5gt tryck, varvid slagkolven bringas att utfora sitt returslag.

Borrkronans 6 hals H har en splineforbindning 10 med en borrkronhylsa 11, vilket ger borrkronan 6 en styrd fram och 5tergAende rorelse enligt pilen i figur 1. Borrkronhylsan 11 är fastskruvad, fastpressad eller p5 annat satt fastsatt i maskinroret 4. Borrkronans 6 nacke 7 monteras i borrkronhylsan 11 varefter en stoppring 13 monteras p5 borrkronans 6 nacke 7 for att forhindra att borrkronan 6 kan falla ut fran hylsan 11. Darefter monteras borrkronhylsan 11 i maskinrorets 4 ande 4a. Borrkronan 6 kan i en annan utforingsform vara forsedd med endast ett sp5r 14 for att styra den fram och AtergAende rorelsen.

Maskinhusets andra ande 4b Jr anordnad med en rotationsmotor 15 enligt figur 2 och 3. Rotationsmotorn 15 innefattar en allmant kand vingmotor av den typ som innefattar ett hus H 2 med radiellt rorliga vingar 16 anordnade p5 en rotoraxel 17 omgiven av ett tryckrum 18. Tryckrummet kan med fordel bildas av husets H insida och rotoraxelns 17 mantel. Rotationsaxeln innefattar en central kanal 21 for ledande av floclet till slaghammaren 3. Tryckrummet 18 är sA utformat att volymen okar i btirjan av rotationsrorelsen, for att minska i slutet av rotationsrorelsen. Tack vare att vingarna 16 är radiellt rorliga foljer vingarna 16 tryckrummets 18 form ochfAr p5 sA satt en okande area for att i slutet av rotationsrorelsen 15 en minskande area. Nar den trycksatta vatskan leds in i tryckrummet 18 trycker den vingen 16 framfor sig varvid rotationen astadkommes. Vid rotationen bringas borrkronan 6 att rotera genom att den medfoljer vingmotorns 15 rotation.

Rotationsmotorn 15 är roterbart monterad till borrstrangen pa sa satt att borrstrangen st5r stilla, dvs den roterar inte, medan hammaren 3 är vridfast monterad till rotationsmotorn 15. Detta innebar att en s.k. coil kan anvandas for att leda vatska till maskinhuset 2, enligt Figur 2, varvid hammaren 3 och rotationsmotorn 15 roterar nar vatskefloclet leds genom coilen eller borrstrangen till maskinhuset 2.

Den trycksatta vatskan leds in i maskinhuset 2 via borroret eller borrstrangen genom en anslutning A i den ande av maskinroret 4b som rotationsmotorn 15 är placerad vid. Nar vatskan kommer in i maskinhuset 2 kommer den forst till en flodesavdelare 19. Flodesavdelaren 19 leder flodet frAn borrstrangens kanal till flodesvagar 20 upptagna i anslutningens A gods.

Flodesvagarna 20 i anslutningens gods leder vatskeflodet bAde till rotationsmotorns tryckrum 18 och till motorns central kanal 21 som forbinder flodet med hammarens 3 tryckrum 9.

Nar flodet fra'n borrstrangen kommer till rotationsmotorn 15 borjar denna rotera medtagande maskinhuset i rotationsrorelsen. Samtidigt star flodet i konstant forbindelse med slaghammaren 3 via den centrala kanalen 21. Tack vare arrangemanget med flodesavdelare 19 och sammankopplingen mellan rotationsmotorn 15 och hammaren 3 f5r 135de hammare 3 och rotationsmotor 15 tillgAng till fullt tryck. Darmed kan trycket over hammaren 3 kontrolleras och styras ph' ett fordelaktigt satt genom att anpassa det flode med vilket vatskan leds genom borrstrangen. 3 Om motst5ndet med vilket borrkronan 6 anligger mot berget i borrhalets botten blir for I5gt, finns risken att rotationsmotorn 15 !polar rotera for fort. For att undvika detta kan inloppet in I maskinhuset 2 anordnas med en flodesreglerande ventil 22. Ventilen 22 stalls infor borrningen in p5 det maximala flodet som den aktuella borrningen Jr avsedd for. Om motstAndet p5 borrkronan 6 blir for 15gt, forhindras sAledes rotationsmotorn 15 frAn att rotera med en hastighet som är storre an den hastighet som floclet medger. Flodesventilen 22 kan i en annan utforingsform vara sA utformad att flodesbegransningen kan regleras under pagaende borrning.

Nar den trycksatta vatskan i tryckrummen 9, 18 har bringat motorn 15 att rotera och hammaren 3 att slA p5 borrkronan 6 sa leds floclet vidare till utlopp 23, 24 som mynnar utanfor maskinroret 4. Motorn 15 och hammaren 3 har separata utlopp, hammarens utlopp 23 langst in i borrhAlet via en kanal genom borrkronans hals och en kanal K strackande sig genom slagkolven, och rotationsmotorns utlopp 24 narmare hAlets mynning. Detta ger fordelen att borrkaxet forflyttas effektivt bort frAn borrkronans 6 omr5de. Under det att returflodet med borrkax forflyttas genom borrhAlet mot borrhAlets mynning s5 avtar flodet. Nar returflodet nAr rotationsmotorns 15 utlopp, s5 f5r utloppsvatskan ett tillskott b5de i flode och i tryck, varvid borrhAlet rensas p5 ett effektivt satt. En ej visad kanal leder en del av returflodet genom borrkronan, och mynnar ut i borrkronans 6 centrum for att spola rent borrkronan 6.

Foreliggande uppfinning är inte begransad till det ovan beskrivna utan kan andras och modifieras p5 en rad olika satt inom ramen for den i de efterfoljande patentkraven angivna up pfi n ni ngsta nken. 4

Claims (8)

1. PATE NTKRAV 1. Sankborrmaskin (1) som via en borrstrang drivs av ett vatskeflocle (FL), innefattande ett hus (2) med en slagborrhammare (3), slagborrhammaren (3) anordnad med en borrkrona (6) monterad i en kronhylsa (11), en slagkolv (8) med en kolvyta (Y) anordnad att sla pa en nacke (7) pa borrkronan (5), och en ventil (V) for att styra slagkolven (8) fram och Ater, varvid ventilen (V) vaxelvis trycksatter och avlastar ett tryckrum (9) som vid tryckbelastning driver slagkolven (8) framAt, huset (2) vidare innefattande en vatskedriven rotationsmotor (15) av vingmotortyp innefattande tryckrum (18) med vingar (16) som vid tryckbelastning roterar borrkronan (6), kanne tecknad av att vatskefloclet leds in i huset (2) genom en flodesfordelare (19) och fordelas vidare mellan rotationsmotorns (15) tryckrum (18) och slagkolvens (8) tryckrum (9).

2. Sankborrmaskin enligt patentkrav 1, varvid vatskeflodet Jr parallellkopplat till slagkolvens (8) tryckrum (9) och rotationsmotorns (15) tryckrum (18).

3. Sankborrmaskin enligt patentkrav 1, varvid vatskeflodet leds in till rotationsmotorn (15) frAn borrstrangen och avdelas till kanaler (20) som leder vatskan till rotationsmotorns (15) respektive slagkolvens (8) tryckrum (9, 18).

4. Sankborrmaskin enligt patentkrav 1, varvid flodet leds till slagkolvens (8) tryckrum (9) via en kanal (21) upptagen i rotationsmotorn (15).

5. Sankborrmaskin enligt patentkrav 4, varvid kanalen (21) stracker sig axiellt genom rotationsmotorns (15) rotoraxel (17).

6. Sankborrmaskin enligt nAgot av foregAende patentkrav, varvid rotationsmotorn (15) och hammaren (2) innefattar separata utlopp (23, 24) for utledande av returflode frAn tryckrummen (9, 18).

7. Sankborrmaskin enligt patentkrav 1, varvid en ventil (22) for begransning av floclet Jr anordnad mellan borrstrangen och huset (2).

8. Sankborrmaskin enligt patentkrav 1, varvid floclet genom ventilen (22) Jr reglerbart. Veld afr >16E L 9 L 281- \ • ' 'N------- p ,, vi\ V '03 61. 81-t7Z "fr se 2/2 F1G.2 18