SE538353C2

SE538353C2 - Drilling rig and procedure

Info

Publication number: SE538353C2
Application number: SE1450277A
Authority: SE
Inventors: Sverker Hartwig; Ulf Kämpe; Camilla Spångberg
Original assignee: Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2016-05-24
Also published as: PL3119989T3; EP3119989A1; EP3119989B1; WO2015137862A1; SE1450277A1; CA2962000A1

Abstract

En borrmodul (1) för utvinningsborrning utgående frän en ort (12) under jord, varvid borrmodulen har två sidoriktningar (S1,S2), och varvid borrmodulen inkluderar: en stomme (4), enborrenhet (5), som har rotations~ och drivorgan för enborrsträng (27) med en borrkrona (6), en första uppsättning inspänningsorgan (13) för verkan nedåt mot ett underlag förborrmodulen, en andra uppsättning inspänningsorgan(31,31',32), vilka är positionerade sidoriktat. En tredjeuppsättning inspänningsorgan (36,36') är fästa på borrenheten(5) och riktade i vinkel mot borrningsriktningen (O) föransättning mot takpartier av nämnda ort för erhållande avdirekt stabilisering av borrenheten (5) gentemot dessa takpartier. Uppfinningen avser även ett förfarande. Fig. 2 ~77659.20140226.2014031208571921516 A drilling module (1) for extraction drilling starting from a location (12) underground, the drilling module having two side directions (S1, S2), and wherein the drilling module includes: a body (4), a drilling unit (5), which has rotary and drive means for a single drill string (27) with a drill bit (6), a first set of clamping means (13) for downward action against a base of the pre-drilling module, a second set of clamping means (31, 31 ', 32), which are positioned laterally. A third set of clamping means (36,36 ') is attached to the drilling unit (5) and directed at an angle to the drilling direction (0) provided on roof portions of said location to obtain direct stabilization of the drilling unit (5) relative to these roof portions. The invention also relates to a method. Fig. 2 ~ 77659.20140226.2014031208571921516

Description

BORRIGG ocH FÖRFARANDE UPPFINNINGENS OMRÅDE Föreliggande uppfinning avser en borrmodul förutvinningsborrning utgående från en ort under jord.Uppfinningen avser även ett förfarande för inställning av en borrmodul samt en borrigg inkluderande en borrmodul. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a drilling module pre-extraction drilling starting from an underground location. The invention also relates to a method for setting a drilling module and a drilling rig including a drilling module.

BAKGRUND TILL UPPFINNINGEN Genom WO2005/049965 är en borrigg för underjordsborrningtidigare känd, varvid, inför drift, ett bärarfordon med en påen stomme ledbar borrenhet stabiliseras i en ort, från vilkenutvinningsborrningen avses utgå. För detta ändamål är såvälhorisontella som vertikala inspänningsorgan inrättade påstommen. Borrenheten uppvisar organ för rotation ochkraftdrivning av en borrsträng med en borrkrona i ändamål atttillhandahålla borrdriften. Som option kan vid den kändaborriggen borrenheten vara försedd med motsatt enborrningsriktning för borriggen verkande inspänningsorgan.BACKGROUND OF THE INVENTION WO2005 / 049965 discloses a drilling rig for underground drilling, in which, prior to operation, a carrier vehicle with an articulated drilling unit is stabilized in a location from which the extraction drilling is intended to start. For this purpose, both horizontal and vertical clamping means are provided. The drilling unit has means for rotation and power driving of a drill string with a drill bit for the purpose of providing the drilling operation. As an option, in the case of the known drilling rig the drilling unit can be provided with the opposite single drilling direction for the clamping means acting on the drilling rig.

Borriggen enligt bakgrundstekniken fungerar väl vid den speciella typ av utvinningsborrning den är avsedd för. ÅNDAMÅL ocH VIKTIGASTE SÄRDRAG Hos UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning utgör en vidareutveckling avdenna kända borrigg, vilken vidareutveckling syftar till attuppnå förbättrade borrningsegenskaper för utvinningsborrning ibegränsade utrymmen.The drilling rig according to the background technology works well for the special type of production drilling for which it is intended. OBJECTS AND MOST IMPORTANT FEATURES OF THE INVENTION The present invention is a further development of these known drilling rigs, which further development aims at achieving improved drilling properties for production drilling in confined spaces.

Uppfinningen avser en borrmodul för utvinningsborrningutgående från en ort under jord, varvid borrmodulen har tvåsidoriktningar, och varvid borrmodulen inkluderar: en stomme,en borrenhet, som har rotations- och drivorgan för enborrsträng med en borrkrona, och som är ledbart fäst vid stommen för inställbarhet i ett tvärplan, vilket är parallellt med nämnda sidoriktningar för inställning av borrenheten i envald borrningsriktning, kraftdon inrättade mellan stommen ochborrenheten för att åstadkomma nämnda inställning av borrenhe-ten, en första uppsättning inspänningsorgan för verkan nedåtmot ett underlag för borrmodulen, en andra uppsättninginspänningsorgan, vilka är positionerade sidoriktat för verkanväsentligen motriktat mot sidoväggpartier av nämnda ort.Uppfinningen utmärks av en tredje uppsättninginspänningsorgan, vilka är fästa på borrenheten och riktade ivinkel mot borrningsriktningen för ansättning mot takpartierav nämnda ort för erhållande av direkt stabilisering avborrenheten gentemot dessa takpartier.The invention relates to a drilling module for extraction drilling starting from an underground location, the drilling module having two-sided directions, and wherein the drilling module includes: a body, a drilling unit, which has rotary and drive means for a single drill string with a drill bit, and which is hingedly attached to the frame. a transverse plane, which is parallel to said lateral directions for setting the drilling unit in a selected drilling direction, power devices arranged between the body and the drilling unit to effect said setting of the drilling unit, a first set of clamping means for downward action against a base of the drilling module, a second set of clamping means positioned laterally for substantially opposite to side wall portions of said location. The invention is characterized by a third set of clamping means, which are attached to the drilling unit and directed at right angles to the drilling direction for application to roof portions of said location to obtain direct stabilization of the drilling unit. against these roof sections.

Genom den direkt på borrenheten inrättade tredjeuppsättningen inspänningsorgan, medges att krafter och momenthärrörande från borrkronans kontakt med berget underborrdriften på ett effektivt sätt överförs direkt frånborrenheten till och tas upp av nämnda takpartier. Dettamedför förbättrad stabilitet för en borrmodul avsedd attplaceras i en relativt trång ort för att utvinna malm frånmalmbärande berg där malmen är närvarande i ett relativt tuntskikt, som sträcker sig genom sagda berg.Through the third set of clamping means arranged directly on the drilling unit, it is permitted that forces and torque arising from the drill bit's contact with the rock during drilling operation are efficiently transmitted directly from the drilling unit to and taken up by said roof portions. This results in improved stability for a drilling module intended to be placed in a relatively narrow location for extracting ore from ore-bearing rocks where the ore is present in a relatively thin layer, which extends through said rock.

Som resultat av uppfinningen behöver således krafter ochmoment genererade vid borrningen inte längre överföras frånborrenheten via fästen och vridleder till stommen för attdärefter vidareöverföras till och tas upp av bergytor intillborriggen. Detta är en stor fördel eftersom sådana bergytorinte sällan uppvisar för kraftupptagning olämpliga egenskaperoch/eller utsträckningar och/eller lokaliseringar.As a result of the invention, forces and torques generated during drilling thus no longer need to be transmitted from the drilling unit via brackets and pivot joints to the body to be subsequently transmitted to and taken up by rock surfaces adjacent to the drilling rig. This is a great advantage because such rock surfaces seldom show properties and / or extensions and / or locations unsuitable for power absorption.

Krafter härrörande från borrenhetens axiella drivning iborrningsriktningen av borrsträngen, vilka tenderar att pressaborrenhetens yttre, distala del uppåt, dvs. mot ortens takliksom moment, som tenderar att vrida borrenheten och dess vridleder, kommer nu istället att effektivt motverkas av den tredje uppsättningen inspänningsorgan och i synnerhet avsådana inspänningsorgan ingående i den tredje uppsättningeninspänningsorgan, som är positionerade i området avborrenhetens yttre, från dess ledförbindelse med stommenvända, fria eller distala del. Det är inom ramen föruppfinningen att den tredje uppsättningen inspänningsorganendast omfattar inspänningsorgan, som är positionerade iområdet av borrenhetens yttre, från dess ledförbindelse medstommen vända, fria eller distala del.Forces arising from the axial drive of the drilling unit in the drilling direction of the drill string, which tend to push the outer, distal part of the press drilling unit upwards, i.e. against the roof-like moment of the site, which tends to rotate the drilling unit and its pivot joints, will now instead be effectively counteracted by the third set of clamping means and in particular such clamping means included in the third set of clamping means, positioned in the area of the drilling unit exterior, free or distal part. It is within the scope of the invention that the third set of clamping means only comprises clamping means, which are positioned in the area of the outer part of the drilling unit, facing away from its joint connection, free or distal.

Inspänningsorganen i den tredje uppsättningen förekommerdock normalt i par med ett främre par och ett bakre par sett iborrningsriktningen. Inspänningsorganen i varje par är typisktföredraget separerade från varandra sett tvärsborrningsriktningen. Därmed förbättras motstàndskraften motvridningstendenser på grund av nämnda vridmoment härrörandefrån vriddrivning av borrkronan.The clamping means in the third set, however, normally occur in pairs with a front pair and a rear pair seen in the drilling direction. The clamping means in each pair are typically preferably separated from each other in the transverse drilling direction. Thus, the resistance force improves torsional tendencies due to said torque resulting from rotational drive of the drill bit.

Utöver sålunda förbättrad stabilitet och säkrare och merprecis borrning medför detta de ytterligare fördelarna att deingående komponenterna såsom delar av borrenheten och stommenliksom de mellanliggande vridlederna och fästena kandimensioneras för lägre kraft- och vridmomentpåverkan än vadsom annars skulle vara nödvändigt. Detta medför att en lättareoch enklare konstruktion av borrmodulen blir möjlig attrealisera och därmed att den är framställbar till lägrekostnad.In addition to thus improved stability and safer and more precise drilling, this has the additional advantages that the components included, such as parts of the drilling unit and the body, such as the intermediate pivots and brackets, are dimensioned for lower force and torque than would otherwise be necessary. This means that a lighter and simpler construction of the drilling module becomes possible to realize and thus that it can be manufactured at camp cost.

Det medför även att behovet av långa stöd i form avspännelement utgående från själva stommen, vilka stöd skullevara mer känsliga för knäckning, böjning och vridningförsvinner eller åtminstone reduceras. Detta förbättrarborrmodulens tillförlitlighet och därmed dess ekonomi.It also means that the need for long supports in the form of tensioning elements based on the frame itself, which supports would be more sensitive to buckling, bending and twisting, or at least be reduced. This improves the reliability of the drilling module and thus its economy.

Den malm, som avses brytas med den uppfinningsenligaborrmodulen är ofta närvarande i mycket stora, grunt skålfor- made formationer, varvid utvinning av malmen utförs i rikt- ningar relativt nära horisontalen. För detta ändamål är borr-enheten ledbar för att verka i riktningar i sidled, sett i enhuvudriktning för orten, och ledbar i ett tvärplan vinkelrättmot denna riktning. Borrningsriktningen är därför väsentligenlateralt och inställs i en höjdvinkel i förhållande tillhorisontalen (ett horisontalplan) eller, enklare uttryckt, ärborrningsriktningen inställbar i förhållande till ett basplanför själva riggen.The ore which is intended to be mined with the drilling module according to the invention is often present in very large, shallow bowl-shaped formations, whereby extraction of the ore is carried out in directions relatively close to the horizontal. For this purpose, the drilling unit is articulated to act in lateral directions, seen in the main direction of the locality, and articulated in a transverse plane perpendicular to this direction. The drilling direction is therefore substantially lateral and is set at a height angle in relation to the horizontal (a horizontal plane) or, more simply, the drilling direction is adjustable in relation to a base plane for the rig itself.

Normalt är det tillfredsställande att borrenheten ärledbar över en vinkel av omkring 10° under horisontalen tillen vinkel av omkring 30° över horisontalen även omvinkelställning utanför dessa värden kan komma ifråga.Normally, it is satisfactory that the drilling unit is conductive over an angle of about 10 ° below the horizontal to an angle of about 30 ° above the horizontal, even angular position outside these values can be considered.

Med ”borrningsriktning” avses den riktning borrsträngenutgår från borrenheten. ”borriktning” kan vara i nämndaborrningsriktning (från borrenheten) och motsatt dennaborrningsriktning (mot borrenheten)."Drilling direction" refers to the direction in which the drill string exits the drilling unit. "Drilling direction" can be in the board drilling direction (from the drilling unit) and opposite this drilling direction (towards the drilling unit).

Normalt är infästningen av den tredje uppsättningeninspänningsorgan stel så att ingående inspänningsorgan ärpermanent riktade i en viss bestämd vinkel mot nämndaborrningsriktning. Typiskt är denna vinkel motborrningsriktningen väsentligen rät.Normally, the attachment of the third set of clamping means is rigid so that the included clamping means are permanently directed at a certain fixed angle to the said drilling direction. Typically, this angle of counter-drilling direction is substantially right.

Det utesluts dock inte att i den tredje uppsättningeninspänningsorgan ingående inspänningsorgan permanent bildarrespektive bestämda vinklar med borrningsriktningen, somavviker från 900, t ex för att bättre motverka axiella krafteri borrsträngen. Även inbördes vinklar mellan i den tredje uppsättningeninspänningsorgan ingående enskilda inspänningsorgan kanvariera så att t ex ett främre par av inspänningsorgan kanuppvisa en första vinkel eller vinklar mot borrningsriktningenoch ett bakre par en andra vinkel eller vinklar mot borrningsriktningen. Enskilda inspänningsorgan ingående i ett par kan vara parallella eller vara inrättade med en eventuelltinställbar inbördes vinkel.However, it is not excluded that the clamping means included in the third set of clamping means permanently form determined angles with the drilling direction, which deviate from 900, for example, in order to better counteract axial forces in the drilling string. Mutual angles between individual clamping means included in the third set of clamping means can also vary so that, for example, a front pair of clamping means can have a first angle or angles to the drilling direction and a rear pair a second angle or angles to the drilling direction. Individual clamping means included in a pair may be parallel or arranged with an optionally adjustable mutual angle.

Med termen ”borrmodul” avses här en komponent till enborrigg innefattande en stomme och en på denna pivoterbartanordnad borrenhet. Borrmodulen kan kompletteras med förbergborrningsdrift nödvändiga anordningar för bildande av enuppfinningsenlig borrigg.The term "drilling module" here refers to a component of a single drilling rig comprising a frame and a drilling unit arranged on this pivotable bar. The drilling module can be supplemented with pre-drilling drilling operation necessary devices for forming a drilling rig according to an invention.

Borriggar enligt uppfinningen kan vara av olika slag, tex sådana som är uppbyggda av endast en, två, tre eller flerafordonsdelar. En fordonsdel innefattande en uppfinningsenligborrmodul kan ha eller sakna egen framdrivningsförmàga.Drilling rigs according to the invention can be of different types, for example those which are built up of only one, two, three or several vehicle parts. A vehicle part comprising a drilling module according to the invention may have or lack its own propulsion capacity.

En uppfinningsenlig borrigg utförd inom ramen föruppfinningen kan även helt sakna egen framdrivningskapacitetoch placeras i så fall på driftstället av ett externt fordoneller på annat sätt med hjälp av externa förflyttningsmedel.A drilling rig according to the invention carried out within the scope of the pre-invention can also completely lack its own propulsion capacity and in that case be placed on the operating site of an external vehicle in another way by means of external means of transport.

Genom att åtminstone ett inspänningsorgan ingående i dentredje uppsättningen inspänningsorgan är fäst vinklingsbart påborrenheten, kan denna/dessa inställas så att i synnerhetkrafter verkande axiellt i borrsträngen motverkas efterberäknade behov. Inställbarheten kan även vara värdefull föratt tillförsäkra inspänning mot ett lämpligt format bergparti.I synnerhet kan vinklar mellan 700 - 1100 motborrningsriktningen komma ifråga, varvid, beroende pådriftslag hos borrmodulen, såväl axiella tryckkrafter somaxiella dragkrafter i borrsträngen vid behov kan motverkas.Lämpligen är inställbarheten garanterad m h a lämpligtplacerade hydraulcylindrar respektive vridmotorer.Because at least one clamping means included in the third set of clamping means is attached angularly to the drilling unit, this / these can be adjusted so that in particular forces acting axially in the drill string counter-calculated needs are counteracted. The adjustability can also be valuable in order to ensure clamping against a suitably shaped rock section. In particular, angles between 700 - 1100 the counter-drilling direction can be considered, whereby, depending on the driving force of the drilling module, both axial compressive forces and axial tensile forces in the drill string can be counteracted. suitably placed hydraulic cylinders and rotary motors respectively.

Inspänningsorgan för verkan i en sidoriktning väsentligenmotsatt borrningsriktningen och ingående i den andrauppsättningen inspänningsorgan kan vara fästa på stommen.Inspänningsorgan för verkan i en sidoriktning väsentligenmotsatt borrningsriktningen och ingående i den andra uppsättningen inspänningsorgan är emellertid företrädesvis fästa på borrenheten. Härigenom medges fördelaktigmedsvängning med borrenheten vid dennas inställning.Clamping means for action in one side direction substantially opposite to the drilling direction and included in the second set of clamping means may be attached to the body. Clamping means for action in one side direction substantially opposite the drilling direction and included in the second set of clamping means are preferably attached to the drilling unit. This allows advantageous oscillation with the drilling unit at its setting.

I synnerhet föredras att nämnda inspänningsorgan förverkan i en sidoriktning väsentligen motsattborrningsriktningen är fästa vinklingsbara i förhållande tillborrningsriktningen för att på så sätt vara inställbara iolika vinklar mot borrningsriktningen. Inspänningsorgan förverkan i en sidoriktning väsentligen motsattborrningsriktningen är då lämpligen åtminstone vinklingsbara iett med tvärplanet parallellt plan.In particular, it is preferred that said clamping means for forfeiture in a lateral direction substantially opposite to the drilling direction are fixed angularly relative to the drilling direction so as to be adjustable at different angles to the drilling direction. Clamping means forfeiting in a lateral direction substantially the opposite drilling direction are then suitably at least angularly parallel to the transverse plane parallel to the plane.

Detta innebär en stor fördel eftersom härigenom deinställbara resp. svängbara inspänningsorganen kan inställaseller svängas för att appliceras mot partier av en i orten, påsidan om boriggen, befintlig vägg, vilka partier uppvisarrelativt hög hållfasthet mot yttryck. Lämpligen är nämndainställbara inspänningsorgan svängdrivbara m h a en respektivehydraulcylinder, eller vridmotor för underlättande avinställningen.This means a great advantage because thereby adjustable resp. pivotable clamping means can be adjusted or pivoted to be applied to portions of an existing wall in the locality, on the side of the bore, which portions exhibit relatively high strength against surface pressure. Suitably, the adjustable clamping means are pivotally drivable by means of a respective hydraulic cylinder, or rotary motor for facilitating the adjustment.

Som inses av det ovanstående skär orten för uppställningav en borrmodul/borrigg enligt uppfinningen genom en tunnmalmkropp, vilken i sig kan uppvisa relativt låg hållfasthetmot yttryck. Av denna anledning är det värdefullt att kunnaapplicera de inställbara inspänningsorganen motortväggpartier, vilka inte är del av malmkroppen och iställettillhör ortväggpartier, vilka uppvisar relativt höghållfasthet mot yttryck.As will be appreciated from the above, the location for setting up a drilling module / drilling rig according to the invention cuts through a thin ore body, which in itself can have a relatively low strength against surface pressure. For this reason, it is valuable to be able to apply the adjustable clamping means motor wall portions, which are not part of the ore body and instead belong to local wall portions, which have a relatively high strength against surface pressure.

Det föredras att borrenheten inkluderar en distal och enproximal ramdel, vilka är separerade genom långsträcktastödorgan utformade för linjärstyrning av nämnda rotations-och drivorgan. Borrenheten är lämpligen ledbart fäst vidstommen för pivoterande rörelse genom ledorgan, vilka är fästa vid den proximala ramdelen. Det är vidare lämpligt att varje ramdel är utgjord av eller innefattar ett stycke avmetallplåt.It is preferred that the drilling unit includes a distal and a proximal frame member, which are separated by elongate support means designed for linear control of said rotation and drive means. The drilling unit is suitably hingedly attached to the frame for pivoting movement through hinge means, which are attached to the proximal frame part. It is furthermore suitable that each frame part consists of or comprises a piece of sheet metal.

Borrenheten är även föredraget vid en övre och proximaldel försedd med spännanordningar för verkan mot en ortväggytai sidled av borrmodulen, väsentligen motsattborrningsriktningen. Spännanordningarna är föredragetsvängbara för att vara vinkelinställbara visavisborrningsriktningen Lämpligen är spännanordningarnasvängdrivbara m h a en respektive hydraulcylinder ellervridmotor för underlättande av inställningen.The drilling unit is also preferred at an upper and proximal part provided with clamping devices for action against a local wall surface laterally of the drilling module, substantially the opposite drilling direction. The clamping devices are preferably pivotable in order to be angularly adjustable in the opposite direction of drilling. Suitably the clamping devices are pivotable with a respective hydraulic cylinder or rotary motor to facilitate the adjustment.

Företrädesvis är åtminstone en del av och mer föredragetsamtliga inspänningsorgan tillhörande borrmodulen hydraulisktverkande kraftdon av kolv-cylindertyp. Det utesluts dock inteatt rent mekaniska motordrivna kraftdon insättes, såsomdomkrafter av skruv-muttertyp.Preferably, at least a part of and more preferably clamping means belonging to the drilling module are hydraulically acting piston-cylinder type actuators. However, it is not excluded that purely mechanical motor-driven power devices are used, such as screws of the screw-nut type.

Borrenheten är lämpligen pivoterbar visavis stommen övervridleder och föredraget finns kraftöverförande organtillhandahållna mellan varje vridled och en intilliggandehållare för ett inspänningsorgan i den andra uppsättningen.The drilling unit is suitably pivotable vis-à-vis the body torsion joints and preferably force-transmitting members are provided between each pivot joint and an adjacent holder for a clamping member in the second set.

En borrigg enligt uppfinningen inkluderar föredraget enstyrenhet för att styra inställning av inspänningsorganen ochför att styra positionering och elevation (inställning avborrningsvinkeln i en vald höjdvinkel) av borrenheten.Styrenheten är lämpligen inrättad att möjliggöra automatiskinställning av inspänningsorganen för att dels inriktaborrmodulen med avseende på ett stödjande underlag, delsombesörja att inspänningsorganen initieras och ansättes medkorrekt tryck mot valda bergytpartier under förutbestämdavinklar. Därutöver är styrenheten lämpligen inrättad attmöjliggöra automatisk inställning av borrenheten för borrningi avsett läge med avsedd riktning.A drilling rig according to the invention preferably includes a control unit for controlling adjustment of the clamping means and for controlling positioning and elevation (setting the drilling angle at a selected height angle) of the drilling unit. The control unit is suitably arranged to enable automatic adjustment of the clamping means. partly ensure that the clamping means are initiated and applied with correct pressure against selected rock surface portions at predetermined angles. In addition, the control unit is suitably arranged to enable automatic adjustment of the drilling unit for drilling intended position with the intended direction.

Borriggen är föredraget inrättad så att stommen med borrenheten ingår i en borrmodul, vilken är förbunden med åtminstone en drivenhet försedd med drivhjul eller -band förframdrivning av borriggen.The drilling rig is preferably arranged so that the body with the drilling unit is included in a drilling module, which is connected to at least one drive unit provided with drive wheels or belts for propelling the drilling rig.

Borrmodulen är mer föredraget förbunden dels med enförsta drivenhet utgörande kraftmodul inkluderande drivmotoroch kraftaggregat för försörjning av riggen, dels med en andradrivenhet utgörande operatörsmodul med gränssnitt för enoperatör, borrsträngskomponentförråd ochborrsträngsföreningsorgan. Härvid omfattar riggen föredragettvå drivenheter med mellanliggande borrmodul.The drilling module is more preferably connected partly to a first drive unit constituting a power module including drive motor and power unit for supplying the rig, partly to a second drive unit constituting an operator module with an interface for one operator, drill string component storage and drill string connecting means. In this case, the rig preferably comprises two drive units with an intermediate drilling module.

Uppfinningen avser även ett förfarande för inställning aven borrmodul för utvinningsborrning utgående från en ort underjord, varvid borrmodulen inkluderar en stomme och enborrenhet, vilken är ledbart fäst vid stommen förinställbarhet i ett tvärplan, vilket är parallellt med nämndasidoriktningar för inställning av borrenheten i en valdborrningsriktning, varvid förfarandet inkluderar stegen:aktivering av en första uppsättning inspänningsorgan nedåt motett underlag för borrmodulen, aktivering av en andrauppsättning inspänningsorgan för verkan väsentligen motriktatmot sidoväggpartier av nämnda ort. En tredje uppsättninginspänningsorgan, vilka är fästa på borrenheten och riktade ivinkel mot borrningsriktningen ansätts mot takpartier avnämnda ort för direkt stabilisering av borrenheten gentemotdessa takpartier.The invention also relates to a method for setting a drilling module for extraction drilling starting from a local underground, the drilling module including a body and a single drilling unit, which is hingedly attached to the body presettability in a transverse plane, which is parallel to said side directions for setting the drilling unit in each selected drilling direction. the method includes the steps of: activating a first set of clamping means downwardly facing the base of the drilling module, activating a second set of clamping means for action substantially opposite to side wall portions of said location. A third set of clamping means, which are attached to the drilling unit and directed at an angle to the drilling direction, is applied to the roof portions of said portion for direct stabilization of the drilling unit relative to these roof portions.

Företrädesvis inställs åtminstone ett inspänningsorganingående i den tredje uppsättningen inspänningsorgan i vinkelmellan 700 - 1100 mot borrningsriktningen.Preferably, at least one clamping member input in the third set of clamping means is set at an angle between 700 - 1100 towards the drilling direction.

Inspänningsorgan ingående i den andra uppsättningeninspänningsorgan för verkan i en sidoriktning väsentligenmotsatt borrningsriktningen vinkelinställs föredraget i ettmed tvärplanet parallellt plan.Clamping means included in the second set of clamping means for action in a lateral direction substantially opposite to the drilling direction are preferably angularly set in a plane parallel to the transverse plane.

Ytterligare särdrag och fördelar förklaras i följande detaljbeskrivning.Additional features and benefits are explained in the following detailed description.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen beskrivs mer i detalj nedan med referenstill de bifogade ritningarna, på vilka: Fig. 1 är en längssektion genom en ort, som sträcker siggenom ett berg och med en borrigg däri, som borrar en serie avöverlappande hål; Fig. 2 är en tvärsektion genom en ort med en borriggenligt uppfinningen; Fig. 3 är en perspektivvy av en borrigg enligtuppfinningen; Fig. 4a och 4b är perspektivvyer av två alternativtutförda borrmoduler enligt uppfinningen, vardera inkluderandeen borrenhet, och Fig. 5 är ett enkelt blockschema över en sekvens av ett förfarande enligt uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a longitudinal section through a locality extending through a rock and with a drilling rig therein drilling a series of overlapping holes; Fig. 2 is a cross-section through a locality with a drilling rig according to the invention; Fig. 3 is a perspective view of a drilling rig according to the invention; Figs. 4a and 4b are perspective views of two alternatively designed drilling modules according to the invention, each including a drilling unit, and Fig. 5 is a simple block diagram of a sequence of a method according to the invention.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Lika element har delvis åsatts sammahänvisningsbeteckningar.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Similar elements have in part been assigned the same reference numerals.

De väsentligen likartat uppbyggda borriggarna i fig.1, 2 och 3 omfattar tre moduler, nämligen en borrmodul 1 meden borrenhet 5 innefattande ett borraggregat som har organ förrotation och framdrivning av en borrkrona 6, en kraftmodul iform av en första drivenhet 2 och en operatörsmodul i form aven andra drivenhet 3. Olika maskindelar, såsom drivorgan,inspänningsorgan, ett borrsträngkomponentförråd ochborrsträngföreningsorgan ingår i borriggarna. Vissa av dessamaskindelar är inte visade pà figurerna. Driften av respektiveborrigg styrs av ett datoriserat styrsystem.The substantially similarly constructed drilling rigs in Figs. 1, 2 and 3 comprise three modules, namely a drilling module 1 while drilling unit 5 comprising a drilling unit having means for rotating and propelling a drill bit 6, a power module in the form of a first drive unit 2 and an operator module in form of second drive unit 3. Various machine parts, such as drive means, clamping means, a drill string component supply and drill string connecting means are included in the drilling rigs. Some of these machine parts are not shown in the figures. The operation of the respective drilling rig is controlled by a computerized control system.

I fig. 1 och 2, betecknar 10 ett berg med en relativttunn malmbärande formation ll, som sträcker sig därigenom. En ort 12 har gjorts genom berget och sträcker sig längs den malmbärande formationen ll. Utsträckningen och denapproximativa tjockleken av den malmbärande formationen ll ärindikerad i fig. 1 och 2 genom två streckade linjer.In Figs. 1 and 2, 10 denotes a rock with a relatively thin ore-bearing formation 11, which extends therethrough. A locality 12 has been made through the rock and extends along the ore-bearing formation 11. The extent and approximate thickness of the ore-bearing formation 11 is indicated in Figs. 1 and 2 by two dashed lines.

Den malmbärande formationen ll är lutande, varförborraggregatet har svängts till en höjdvinkel d.The ore-bearing formation 11 is inclined, so that the drilling unit has been pivoted to a height angle d.

Ett basplan för borrmodulen 1 är betecknat med B.A base plan for the drilling module 1 is denoted by B.

Borrkronan 6, som har en diameter d, typisktöverstigande en approximativ tjocklek t av den malmbärandeformationen 11, är använd för att borra ett första hål H1 längsen axel A1 som sträcker sig längs ett approximativt mittplan Mhos formationen ll (fig. 1).The drill bit 6, which has a diameter d, typically exceeding an approximate thickness t of the ore-bearing formation 11, is used to drill a first hole H1 along the axis A1 extending along an approximate center plane Mh of the formation 11 (Fig. 1).

Efter färdigställande av det första hålet H1 (se Fig.l) borras ett andra hål H2 längs en andra axel A2 ocksåsträckande sig längs det approximativa mittplanet av denmalmbärande formationen ll. Axlarna A1 och A2 kan varaparallella, men de kan också vara ickeparallella omnödvändigt. Avståndet S mellan axlarna A1och A2 är valt så atthålen H1 och H2 skär varandra eller överlappar med varandra somvisas i fig. l.After completion of the first hole H1 (see Fig. 1), a second hole H2 is drilled along a second axis A2 also extending along the approximate center plane of the ore-bearing formation 11. The axes A1 and A2 can be parallel, but they can also be non-parallel unnecessarily. The distance S between the axes A1 and A2 is chosen so that the holes H1 and H2 intersect or overlap with each other as shown in Fig. 1.

Det utborrade sönderdelade materialet uppsamlas tillexempel genom en (ej visad) insatt mekanisk tranportör elleren sugutrustning i anslutning till borrkronan förborttransport av lösgjort material för vidarehantering.The drilled disintegrated material is collected, for example, by a mechanical conveyor (not shown) inserted or suction equipment in connection with the drill bit pre-transport of loose material for further handling.

Borrsträngen består av ett antal axiellt inriktade,med varandra förbundna rörformiga borrsträngskomponenter 28,vilka adderas till borrsträngen.The drill string consists of a number of axially aligned, interconnected tubular drill string components 28, which are added to the drill string.

Borrenheten kan vara inrättad för borrning i riktningav eller motsatt pilen O, dvs. från eller mot borriggen.The drilling unit can be arranged for drilling in the direction of or opposite the arrow 0, ie. from or towards the drilling rig.

Av fig. 3 framgår att borrmodulen 1, vilken uppvisarbasplanet B (se fig 2), har en stomme 4 uppbärande borrenheten5 med rotations- och framdrivningsorgan för borrkronan 6.Borrenheten 5 är i det visade exemplet svängbart inställbar i ett tvärplan (T i fig. 1) till borriggen (sett från ll framdrivningsriktningen för borriggen respektive enhuvudsaklig längdutsträckning av orten där borriggen skauppställas) för borrning i riktningar väsentligen vinkelrätamot en längsriktning L för borrmodulen 1. Tvärplanet T ärparallellt med sidoriktningar S1 och S2 (framgår av fig. 2)för borriggen.From Fig. 3 it appears that the drilling module 1, which has the base plane B (see Fig. 2), has a body 4 supporting the drilling unit 5 with rotating and propulsion means for the drill bit 6. In the example shown, the drilling unit 5 is pivotably adjustable in a transverse plane (T in fig. 1) to the drilling rig (seen from 11 the propulsion direction for the drilling rig and the main longitudinal extension of the place where the drilling rig is set up) for drilling in directions substantially perpendicular to a longitudinal direction L for the drilling module 1. The transverse plane T is parallel to lateral directions Sorr and S2 (Fig. 2). .

Borrmodulen 1 är i denna utföringsform via en förstasvängled 14 ansluten till en första drivenhet 2 utgörandekraftmodul, vilken i ett hölje upptar en kraftenhet,hydraulpumpar etc. för försörjning av borriggen medhydraulolja under tryck. Den första drivenheten 2 uppvisar tvåpå en hjulaxel inrättade individuellt drivstyrbara/drivbarahjul, av vilka ett indikeras med 8 på figuren.In this embodiment, the drilling module 1 is connected via a first swivel joint 14 to a first drive unit 2 constituting a power module, which in a housing receives a power unit, hydraulic pumps etc. for supplying the drilling rig with hydraulic oil under pressure. The first drive unit 2 has two individually steerable / drivable wheels arranged on a wheel axle, one of which is indicated by 8 in the figure.

På motsatta änden av borrmodulen 1 ansluter denna viaen andra svängled 15 till en andra drivenhet 3 utgörandeoperatörsmodul. Denna uppvisar gränssnitt för samverkan med enoperatör i en operatörshytt 29 samt ett förråd avborrsträngskomponenter 28, vilka genom en lämplig ej visadtillförselmekanism görs tillgängliga för borrmodulen 1 isamband med borriggens borrningsdrift.At the opposite end of the drilling module 1, it connects via the second pivot joint 15 to a second drive unit 3 constituting the operator module. This has interfaces for cooperation with one operator in an operator's cabin 29 and a supply of drill string components 28, which are made available to the drilling module 1 in connection with the drilling rig's drilling operation by a suitable supply mechanism.

Den första och den andra svängleden 14 resp. 15 är idet visade exemplet förlagda med svängaxlarna väsentligenvinkelräta mot nämnda basplan B.The first and the second turning path 14 resp. 15, the example shown is located with the pivot axes substantially perpendicular to said base plane B.

I anslutning till den första svängleden 14 är i denförsta drivenheten 2 inrättad en låsbar pendelled 19(indikerad med streckade linjer), vilken tillåter enpendelrörelse av den första drivenheten 2 i förhållande tillborrmodulen 1 och den andra drivenheten 3 för underlättande avkörning på ojämnt underlag. Även den andra drivenheten 3 uppvisar två på enhjulaxel inrättade individuellt drivbara hjul, av vilka ett indikeras med 8 på fig. 3. 12 Borrmodulen 1 uppvisar på dess stomme 4 en förstauppsättning inspänningsorgan 13 för verkan nedåt mot ettunderlag för borriggen, i princip ett inspänningsorgan 13 ivart och ett av stommens 4 fyra hörn, för ansättning mot ettunderlag och stödjande och/eller upplyftande av hela borriggenfrån detta underlag.In connection with the first pivot joint 14, a lockable pendulum joint 19 (indicated by dashed lines) is arranged in the first drive unit 2, which allows single pendulum movement of the first drive unit 2 in relation to the drilling module 1 and the second drive unit 3 for facilitating uneven grounding. The second drive unit 3 also has two individually drivable wheels arranged on a single-axle shaft, one of which is indicated by 8 in Fig. 3. The drilling module 1 has on its body 4 a first set of clamping means 13 for downward action against a base for the drilling rig, in principle a clamping means 13 ivart and one of the four corners of the frame 4, for attachment to a base and supporting and / or lifting the entire drilling rig from this base.

Då hela borriggen lyfts upp av inspänningsorganen 13är drivenheterna 2 och 3 fria att inriktas i linje medborrmodulen 1.When the entire drilling rig is lifted up by the clamping means 13, the drive units 2 and 3 are free to be aligned with the drilling module 1.

På stommen 4 är även en andra uppsättninginspänningsorgan 31 och 32 (se även fig. 4a och 4b) inrättade,vilka är positionerade sidoriktat på stommen för verkan motsidoväggpartier av nämnda ort, vilka vid ansättning kommertill stabiliserande anliggning mot en bergssida i den ort därborriggen är inrättad att verka.A second set of clamping means 31 and 32 (see also Figs. 4a and 4b) is also arranged on the frame 4, which are positioned laterally on the frame for the action of opposite wall portions of said locality, which when applied to stabilizing abutment against a rock side in the locality where the rig is arranged. to seem.

Borriggen har en längsriktning L, vilket är en förstariktning av huvudsaklig förflyttning, (till höger i fig. 1).Driften av borriggen styrs av en datoriserad styrenhet 38.The drilling rig has a longitudinal direction L, which is a first direction of main movement, (to the right in Fig. 1). The operation of the drilling rig is controlled by a computerized control unit 38.

I fig. 4a visas en enhet, vilken i princip är enborrmodul 1 utan framdrivningsförmåga för uppställning medhjälp av ett externt fordon. Den på fig. 4a visade enheten kanäven i princip utgöra en borrmodul 1 för insättning i enborrigg enligt ovan. Borrenheten 5 är här visad uppburen avstommen 4, varav visas två längsgående sidoelement 21 och 22och tvärgående element (ett av två visat).Fig. 4a shows a unit, which is in principle a single-drill module 1 without propulsion capacity for erection with the aid of an external vehicle. The unit shown in Fig. 4a can in principle also constitute a drilling module 1 for insertion into a single drilling rig as above. The drilling unit 5 is shown here supported support body 4, of which two longitudinal side elements 21 and 22 and transverse elements (one of two shown) are shown.

Borrenheten 5 omfattar en distal ramdel 23 och enproximal ramdel 24 sett i borrningsriktningen O. Ramdelarna 23och 24 är åtskilda genom stödorgan 25 i form av separations-och uppstyvningselement och linjära styrorgan för ettborrsträngsrotations- och -drivningsorgan, vilket indikerassom en integrerad enhet med hänvisningsbeteckningen 26.The drilling unit 5 comprises a distal frame part 23 and a proximal frame part 24 seen in the drilling direction O. The frame parts 23 and 24 are separated by support means 25 in the form of separation and stiffening elements and linear guide means for a drill string rotation and drive means, which indicates an integrated unit with the reference numeral 26.

Borrsträngsrotations- och -drivningsorganet 26 är aktivt för att rotera och framtrycka en borrsträng 27, som vid dess 13 distala ände uppbär borrkronan 6, för att erhålla denbergsönderdelande/borrande driften. Borrsträngen 27 består avett antal axiellt inriktade, förbundna rörformigaborrsträngskomponenter 28.The drill string rotation and drive means 26 is active for rotating and pushing a drill string 27, which at its distal end 13 carries the drill bit 6, to obtain the rock disintegration / drilling operation. The drill string 27 consists of a number of axially aligned, connected tubular drill string components 28.

Borrenheten 5 är ledbart förbunden med stommen 4 överledorgan i formen av vridleder (ej visade) mellan denproximala ramdelen 24 och en förstärkning på sidoelementet 22hos stommen 4. I synnerhet är vridleden positionerad vid denundre delen av den proximala ramdelen 24.The drilling unit 5 is articulated to the body 4 upper joint means in the form of pivot joints (not shown) between the proximal frame part 24 and a reinforcement on the side element 22 of the body 4. In particular, the pivot joint is positioned at the lower part of the proximal frame part 24.

Pivoterande rörelse hos borrenheten 5 i nämnda tvärplan Tvinkelrätt till längsriktningen L av stommen (se Fig. 1 och 2)och således nämnda riktning av huvudsaklig förflyttning avborriggen erhålls genom två linjärmotorer 41 (en visad) vilkaverkar på vardera sida av den distala ramdelen 23. I detaljinkluderar varje linjärmotor 41 en rotator, vilken kan vara enhydraulisk, pneumatisk eller elektrisk rotator, vilken ärledbart fäst vid stommen och är arrangerat att rotera engängad stång. Denna är i sin tur i ingrepp med en mutter, somär ledbart fäst vid den distala ramdelen 23. Rotation avlinjärmotorerna 41 resulterar i ändrad elevation avborrenheten med avseende på horisontalen eller basplanet. Detska noteras att linjärmotorerna 41 och den gängade stången kanersättas av något annat slag av linjärmotorer såsom t exhydraulcylindrar.Pivoting movement of the drilling unit 5 in said transverse plane Perpendicular to the longitudinal direction L of the body (see Figs. 1 and 2) and thus said direction of main movement of the drilling rig is obtained by two linear motors 41 (one shown) which act on each side of the distal frame part 23. each linear motor 41 includes in detail a rotator, which may be a hydraulic, pneumatic or electric rotator, which is pivotally attached to the body and is arranged to rotate a single-threaded rod. This in turn engages a nut which is hingedly attached to the distal frame portion 23. Rotation of the linear motors 41 results in altered elevation of the drilling unit with respect to the horizontal or base plane. It is noted that the linear motors 41 and the threaded rod can be replaced by any other type of linear motors such as eg hydraulic cylinders.

Fästa vid riggens stomme är nämnda första uppsättninginspänningsorgan 13. Den första uppsättningen inspänningsorganinkluderar i den visade utföringsformen fyra vertikalainspänningsorgan 13, vilka verkar mot ortgolvet (den fjärde ärinte visad), och vilka kan inställas så att de lyfterborrmodulen i ändamål att medge rätt positionering medavseende på sagda golv, som nämns ovan.Attached to the body of the rig are said first set of clamping means 13. The first set of clamping means includes in the illustrated embodiment four vertical clamping means 13, which act against the locus floor (the fourth is not shown), and which can be adjusted so as to allow proper positioning with respect to said positioning. floor, as mentioned above.

Därutöver är på stommen fastsatt nämnda andra uppsättning inspänningsorgan innefattande väsentligen motsatt 14 borrningsriktningen O riktade inspänningsorgan 31 (eller ivart fall arrangerade på sidan av borrmodulen motsatt sidan,vid vilken borrningen utförs), vilka är fästa i området avborrenhetens proximala, vid stommen ledade, ände. I den andrauppsättning inspänningsorgan ingår även väsentligen iborrningsriktningen O riktade (eller i vart fall arrangeradepå sidan, vid vilken borrningen utförs), vilka benämns 32.Samtliga inspänningsorgan tillhörande den andra uppsättninginspänningsorgan 31 och 32 är i denna utföringsform fastsidoriktade i riktningar parallella med borrmodulenssidoriktningar S1 och S2.In addition, said second set of clamping means is attached to the body, comprising substantially opposite 14 drilling direction O clamping means 31 (or in any case arranged on the side of the drilling module opposite the side, at which drilling is performed), which are attached in the proximal end area of the drilling unit. The second set of clamping means also substantially comprises the drilling direction O directed (or at least arranged on the side at which the drilling is performed), which are called 32. All clamping means belonging to the second set of clamping means 31 and 32 are in this embodiment fixed sideways in directions parallel to drilling module side directions S1 and S1 directions. .

En tredje uppsättning inspänningsorgan i form avinspänningsorgan 36 är inrättade på borrenheten 5. Dessainspänningsorgan 36 är inrättade att ansättas mot ettintilliggande tak av orten 12 för att motverka krafterhärrörande från borrenhetens axiella drivning iborrningsriktningen av borrsträngen, vilka tenderar att vridaborrenheten och att pressa dess yttre, distala del uppåt, dvs.mot sagda tak.A third set of clamping means in the form of clamping means 36 are provided on the drilling unit 5. These clamping means 36 are arranged to be applied to an adjacent roof of the location 12 to counteract forces arising from the axial drive of the drilling unit in the drilling direction of the drill string, which tends to twist the sub-drilling unit and upwards, ie against said roof.

Krafter och moment genererade vid borrningen tas nu uppdirekt från borrenheten och behöver genom uppfinningen intelängre överföras från borrenheten via vridleder till stommenför att därefter vidareöverföras till och först därifrån tasupp av bergytor intill borrmodulen.Forces and torques generated during drilling are now taken directly from the drilling unit and through the invention no longer need to be transferred from the drilling unit via swivel joints to the body to be subsequently transferred to and only from there taken up by rock surfaces next to the drilling module.

Samtliga inspänningsorgan tillhörande den tredjeuppsättning inspänningsorgan 36 är i denna utföringsform fastsidoriktade i valda riktningar i förhållande tillborrningsriktningen O, lämpligen vinklade 900 i förhållandetill borrningsriktningen O. Det kan dock vara arrangerat att iden tredje uppsättningen inspänningsorgan ingåendeinspänningsorgan är permanent vinklade visavisborrningsriktningen O, med en vinkel, som avviker från 900, t ex för att bättre motverka axiella krafter i borrsträngen.All clamping means belonging to the third set of clamping means 36 are in this embodiment fixed sideways in selected directions in relation to the drilling direction 0, suitably angled 900 in relation to the drilling direction O. However, it may be arranged that in the third set of clamping means deviates from 900, for example to better counteract axial forces in the drill string.

En borrmodul 1 (eller del av en borrigg, till vilken t exdrivenheter är/kan vara tillkopplade) liknande den ovan isamband med fig. 4a beskrivna men i vissa avseendenalternativt utförd visas i fig. 4b. Vid denna utföringsform ärnämnda väsentligen motsatt borrningsriktningen O riktadeinspänningsorgan 31' ingående i den andra uppsättningeninspänningsorgan ledat fastsatta på borrenheten 5 försvängning i ett vertikalt plan parallellt med nämnda tvärplanT och vinkelrätt mot basplanet B (fig. 2). Inspänningsorganen31' visas här vara ledat fastsatta på borrenhetens 5 proximalaramdel 24. Inspänningsorganen 31' kan emellertid även varaledat fastsatta på stommen 4.A drilling module 1 (or part of a drilling rig, to which, for example, drive units are / can be connected) similar to the one described above in connection with Fig. 4a, but in some respects alternatively embodied is shown in Fig. 4b. In this embodiment, said substantially opposite drilling direction O directional clamping means 31 'included in the second set of clamping means hingedly attached to the drilling unit 5 is pivoted in a vertical plane parallel to said transverse plane T and perpendicular to the base plane B (Fig. 2). The clamping means 31 'are shown here to be hingedly attached to the proximal frame part 24 of the drilling unit 5. However, the clamping means 31' can also be hingedly attached to the body 4.

Genom denna ledbarhet kan dessa inspänningsorgan 31” varasvängbara och inställbara i olika vinklar motborrningsriktningen O. Detta innebär en stor fördel eftersomhärigenom de svängbara inspänningsorganen kan svängas för attappliceras mot partier av en i orten, på sidan om borriggen,befintlig vägg, vilka partier uppvisar relativt hög ellerhögst möjlig hållfasthet mot yttryck.Due to this conductivity, these clamping means 31 "can be pivotable and adjustable at different angles to the counter-drilling direction O. This means a great advantage because hereby the pivotable clamping means can be pivoted to be applied to portions of an existing wall in the locality, on the side of the drilling rig. or the highest possible strength against surface pressure.

Vanligtvis appliceras (se fig. 2) de vinklingsbarainställbara inspänningsorganen 31' mot ortväggpartier 33 vilkauppvisar relativt hög hållfasthet mot yttryck, och vilkabefinner sig under en skärningsyta 35 i orten av denmalmbärande formationen 11, som har relativt låg hållfasthetmot yttryck. En nedàtsvängning av inspänningsorganen 31 medfördärför att dessa inspänningsorgan kan ansättas mot dessa merhöghàllfasta ortväggpartier 33 medförande stabilare inspänningav borrmodulen.Usually (see Fig. 2) the angle-adjustable clamping means 31 'are applied to local wall portions 33 which have a relatively high strength against surface pressure, and which are located below a cutting surface 35 in the place of the ore-bearing formation 11, which has a relatively low strength against surface pressure. A downward oscillation of the clamping means 31 means that these clamping means can be applied to these higher-strength local wall portions 33, resulting in more stable clamping of the drilling module.

Vid utföringsformen i fig. 4b är även visat attinspänningsorganen 36' ingående i den tredje uppsättningeninspänningsorgan är ledat fastsatta på borrenheten 5 försvängning i ett vertikalt plan parallellt med nämnda tvärplan T och vinkelrätt mot basplanet B (fig. 2). 16 Genom att nämnda inspänningsorgan 36' kan inställas, kankrafter verkande axiellt i borrsträngen motverkas efterberäknade behov. Såsom inses av det ovanstående kan äveninställas för ansättning mot t ex lämpligt formadebergpartier. I synnerhet kan nämnda inspänningsorgan varasvängbara och inställbara i vinklar mellan 700 - 1100 motborrningsriktningen O, varvid såväl axiella tryckkrafter somaxiella dragkrafter i borrsträngen vid behov kan motverkas.In the embodiment in Fig. 4b it is also shown that the clamping means 36 'included in the third set of clamping means are hingedly attached to the drilling unit 5 pivoting in a vertical plane parallel to said transverse plane T and perpendicular to the base plane B (Fig. 2). By the fact that said clamping means 36 'can be adjusted, forces acting axially in the drill string can be counteracted by calculated needs. As will be appreciated from the foregoing, can also be set for application to, for example, suitably shaped rock sections. In particular, said clamping means can be pivotable and adjustable at angles between 700 - 1100 the counter-drilling direction 0, whereby both axial compressive forces and axial tensile forces in the drill string can be counteracted if necessary.

Det är möjligt att arrangera vissa av inspänningsorganeningående såväl i den andra som i den tredje uppsättningenvinklingsbara och andra fast inriktade. Det är även möjligtatt utföra fästena så att de vinklingsbara inspänningsorganenär vinklingsbara även i andra ledder än endast parallellt mednämnda tvärplan T. Lämpligen är de vinklingsbarainspänningsorganen efter inställning låsbara i ett valtvinkelläge.It is possible to arrange some of the clamping means in both the second and the third set angular and other fixedly aligned. It is also possible to design the brackets so that the angled clamping means can be angled even in other joints than only the transverse plane T mentioned only in parallel. Preferably, the angled clamping means can be locked in a selected angle position after adjustment.

Lämpligen uppnås svängdrivbarhet m h a exempelvis enhydraulcylinder eller en vridmotor (ej visat). På fig. 4b ärhydraulcylindrar 30 visade för svängning av inspänningsorganeningående i den andra uppsättningen.Swivel drivability is suitably achieved by means of, for example, a hydraulic cylinder or a rotary engine (not shown). In Fig. 4b, hydraulic cylinders 30 are shown for pivoting the clamping member end in the second set.

För ytterligare stabilisering under borrning kanspännanordningar (ej visade), vilka är positionerade vidöverdelen av borrenheten och motriktat borrningsriktningen O,vara inrättade, avsedda att vara i ingrepp mot en ortvägg föratt motstå axiella krafter i borrsträngen 27.For further stabilization during drilling, clamping devices (not shown), which are positioned at the upper part of the drilling unit and opposite the drilling direction 0, are arranged, intended to be engaged against a local wall to withstand axial forces in the drill string 27.

En datoriserad styrenhet 38 styr med fördel de olikainspänningsorganen och motorerna för att pivotera borrenhetenoch för att positionera både borrmodulen och borrenheten föredrift för att erhålla en höjdvinkel för borrningsändamål.Också organ för framdrivning och styrning av borriggen bidrarvid positionering och inriktning av borrsträngen.A computerized control unit 38 advantageously controls the different clamping means and motors for pivoting the drilling unit and for positioning both the drilling module and the drilling unit preferentially to obtain a height angle for drilling purposes. Means for propelling and guiding the drilling rig also assist in positioning and aligning the drilling string.

Fig. 5 illustrerar en sekvens av ett uppfinningsenligt förfarande, varvid: 17 Position 50 indikerar sekvensens start.Fig. 5 illustrates a sequence of a method according to the invention, wherein: Position 50 indicates the start of the sequence.

Position 51 indikerar uppställning av en borrigg på en valdplats som utgångspunkt för borrsekvensen.Position 51 indicates the installation of a drilling rig at a selection site as a starting point for the drilling sequence.

Position 52 indikerar initiering av en första uppsättninginspänningsorgan för verkan nedåt mot ett underlag förborriggen för inställning av borriggens lutning och höjd.Position 53 indikerar initiering av en andra uppsättning, påstommen fästa inspänningsorgan för verkan mot sidoväggpartierav nämnda ort för stabilisering i sidled, varvidinspänningsorgan ingående i nämnda andra uppsättninginspänningsorgan på åtminstone en sida av stommen svängs ochinställs i bestämda vinklar mot borrningsriktningen föreinitiering.Position 52 indicates initialization of a first set of clamping means for downward action against a base pre-rig for adjusting the inclination and height of the drilling rig. Position 53 indicates initiation of a second set, allegedly attached clamping means for action against side wall portions of said lateral stabilization location, said clamping means included in second set of clamping means on at least one side of the body is pivoted and set at certain angles to the drilling direction pre-initiation.

Position 54 indikerar tillhandahållande av en pivoteranderörelse av borrenheten till en borrningsriktning väsentligenvinkelrätt mot åtminstone en första riktning av huvudsakligförflyttning för borriggen.Position 54 indicates the provision of a pivotal motion of the drilling unit to a drilling direction substantially perpendicular to at least a first direction of major movement of the drilling rig.

Position 55 indikerar initiering av en tredje uppsättninginspänningsorgan, vilka är fästa på borrenheten och riktade ivinkel mot nämnda borrningsriktning, för ansättning mottakpartier av nämnda ort för erhållande av direktstabilisering av borrenheten gentemot nämnda takpartier.Position 56 indikerar sekvensens avslutning.Position 55 indicates initiation of a third set of clamping means, which are attached to the drilling unit and directed at an angle to said drilling direction, for applying receiving portions of said location to obtain direct stabilization of the drilling unit relative to said roof portions. Position 56 indicates the end of the sequence.

Förfarandesekvensen kan kompletteras och varieras ochvissa av stegen kan utföras i annorlunda ordning.Uppfinningen kan modifieras inom ramen för de bifogadekraven. För detta ändamål ska förstås att de olika organen ochelementen kan vara konstruerade annorlunda än vad som visasfigurerna.Borrenheten kan vara konstruerad att ha t ex boxlik struktur istället för den relativa öppna strukturen som visas, i ändamål att separera ramar. 18 Borrenheten kan vara fäst annorlunda vid stommen, t exöver en centralt positionerad vridled istället för en i sidledpositionerad vridled som visas. Som ett alternativ kanborrenheten ha vridlederna fästa vid dess frontområde för attmedge att den pivoteras kring en så placerad led. Detta gerstörre möjligheter att ha elevationsvinklar som är negativaoch att utvinna i riktningar snett nedåt.The process sequence may be supplemented and varied and some of the steps may be performed in a different order. The invention may be modified within the scope of the appended claims. For this purpose, it should be understood that the various members and elements may be constructed differently from those shown in the figures. The drilling unit may be designed to have, for example, a box-like structure instead of the relatively open structure shown, for the purpose of separating frames. 18 The drilling unit can be attached differently to the frame, for example a centrally positioned pivot joint instead of a laterally positioned pivot joint shown. As an alternative, the can drilling unit has the pivot joints attached to its front area to allow it to be pivoted around such a position. This creates greater opportunities to have elevation angles that are negative and to extract in directions obliquely downwards.

Uppfinningen kan vara tillämplig för bergborriggar avandra slag än vad som visas på ritningarna, t ex sådana som äruppbyggda av endast en eller två fordonsdelar. Det är äveninom uppfinningens ram att borriggen enligt uppfinningen saknar egen framdrivningskapacitet.The invention can be applied to rock drilling rigs other than those shown in the drawings, for example those which are built up of only one or two vehicle parts. It is also within the scope of the invention that the drilling rig according to the invention lacks its own propulsion capacity.

Claims

5 19 P A T E N T K R A V

Drilling module (1) for extraction drilling starting from a location (12) underground, the drilling module having two side directions (S1, S2), and wherein the drilling module includes: - a body (4), - a drilling unit (5), which has rotary and drive means for a single drill string (27) with a drill bit (6), and which is hingedly attached to the frame for adjustability in a transverse plane (T), which is parallel to said side directions (S1, S2) for setting the drilling unit in a selected drilling direction (0). ), - power actuators (41) arranged between the body (4) and the drilling unit (5) to effect said adjustment of the drilling unit, - a first set of clamping means (13) for downward action against a base for the drilling module, - a second set of clamping means (31, 31 ', 32), which are positioned laterally for action substantially directed opposite wall portions of said location, characterized by - a third set of clamping means (36, 36'), which are attached to the drilling unit (5) and directed at an angle to the counter-drilling direction (0) for abutment against ceiling portions mentioned location for obtaining direct stabilization of the drilling unit (5) relative to these roof portions.

Drilling module according to claim 1, characterized in that at least one clamping means included in the third set of clamping means (36 ') is attached angularly to the drilling unit.

Drilling module according to claim 2, characterized in that each of said at least one clamping means (36 ') is angular in a plane parallel to the transverse plane (T)

Drilling module according to claim 2 or 3, characterized by said at least one clamping means (36 ') included in the third set of clamping means is adjustable at angles between 700 - 1100 towards the drilling direction.

Drilling module according to one of the preceding claims, characterized by a clamping means (31, 31 ') for action in a lateral direction substantially opposite to the drilling direction (0) and included in the second set of clamping means attached to the body (4).

Drilling module according to one of Claims 1 to 4, characterized by clamping means (31,3l ') for action in a lateral direction substantially opposite to the drilling direction (0) and included in the second set of clamping means are attached to the drilling unit (5).

Drilling module according to claim 5 or 6, characterized by said clamping means (3l ') for action in a lateral direction substantially opposite to the drilling direction are fixedly angular relative to the drilling direction (0).

Drilling module according to claim 7, characterized in that said clamping means (3l ') for angular action in a lateral direction substantially opposite to the drilling direction can be angled in a plane parallel to the transverse plane (T).

Drilling rig, characterized in that the body (4) with the drilling unit (5) is included in a drilling module according to any one of claims 1 - 8, which is connected to at least one drive unit (2,3) for propelling the drilling rig.

Method for setting up a drilling module for production drilling starting from a location (12) underground, II 21 wherein the drilling module includes a body (4) and a drilling unit (5), which is articulated to the body for adjustability in a transverse plane (T) , which is parallel to the side directions (S1, S2) of the drilling module for setting the drilling unit in a selected drilling direction (0), the method including the steps: - activating a first set of clamping means (13) downwards against a base for the drilling module, - activating a second set of clamping means (31,31 ', 32) for action substantially opposite opposite wall portions of said location, characterized by - a third set of clamping means (36,36'), which are attached to the drilling unit (5) and directed at an angle to the counter-drilling direction (0) is applied to roof portions of said locality direct stabilization of the drilling unit (5) relative to these roof portions.

Method according to claim 10, characterized in that at least one clamping means (36 ') included in the third set of clamping means is set at an angle between 700 - 1100 towards the drilling direction.

Method according to claim 10 or 11, characterized by clamping means (31 ') included in the second set of clamping means (31, 32) for action in a laterally substantially opposite direction of the drilling direction in an angle set in a plane parallel to the transverse plane (T).