WO2022027147A1 - Plataforma para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje de diferentes diámetros y largos - Google Patents

Plataforma para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje de diferentes diámetros y largos Download PDF

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WO2022027147A1
WO2022027147A1 PCT/CL2020/050084 CL2020050084W WO2022027147A1 WO 2022027147 A1 WO2022027147 A1 WO 2022027147A1 CL 2020050084 W CL2020050084 W CL 2020050084W WO 2022027147 A1 WO2022027147 A1 WO 2022027147A1
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drilling
platform
handling
rods
lifting
Prior art date
Application number
PCT/CL2020/050084
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tomas BUTTAZZONI FONTAINE
Eugenio FIERRO AHUMADA
Original Assignee
SAFEDRILL SpA
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/14—Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
    • E21B19/15—Racking of rods in horizontal position; Handling between horizontal and vertical position
    • E21B19/155—Handling between horizontal and vertical position
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/20—Combined feeding from rack and connecting, e.g. automatically

Definitions

  • Platform for the storage, transport and handling of drilling or drilling rods of different diameters and lengths.
  • the present invention falls within the field of equipment used in drilling or drilling in mineral exploration processes. Specifically, the invention relates to an autonomous platform for the transport and handling of drilling rods.
  • Drilling or drilling defines one of the final stages of a mineral exploration process, providing most of the information for the final evaluation in order to determine if the prospect is economically exploitable.
  • the optimization of drilling tasks is essential to achieve lower costs with respect to more meters of progress, fewer personnel in operations to reduce occupational risks, increase equipment availability and eliminate long maintenance trips.
  • the lifting device includes a lifting actuator that lifts a stack of drill pipes and the system further includes a controller that interprets a control support status including actuator positions and a position index value, records a position description including the control support status corresponding to the position index value, the controller interprets a position request signal, provides actuator control signals in response to the position request signal, and the position description.
  • the document CN 105569584 (China Petroleum & Chem Corp.) with publication date 05/11/2016, describes a device and a method for the automatic discharge of oil pipes.
  • the device mainly comprises a set of discharge pipes that have a support frame for said set and a gripping hand, where the support frame for the set of discharge pipes is provided with linear operating mechanisms in three directions X, Y, and Z.
  • the rear end of the Z axis is provided with a rotation mechanism, the grasping hand is connected with this mechanism at the tail end of the Z axis and can make a rectilinear movement along the three directions of X, Y, and Z as well as rotate a certain angle under the action of the rotating mechanism.
  • the discharge tube assembly is also provided with a cross-arm cabinet which is used to stack the cross-arms.
  • the solutions proposed and currently used for the handling and manipulation of bars in an automatic way allow to provide storage platforms for drilling bars that allow them to be transported with their maximum capacity of bars, being able to self-load and unload from a transport truck at full capacity. . They also have elements that allow the lashing of the stored bars, minimizing the possibility of their movement or fall.
  • the platforms disclosed in the state of the art comprise systems that allow remote control, as well as have robotic arms that have means that allow covering all the rotation possibilities to feed the drilling equipment, and where the clamp means that secure and fix the bar in the tube holder allow each bar to be taken from the platform to the tower or vice versa, through a repetitive movement that requires to be operated by qualified personnel.
  • the primary object of the invention corresponds to providing a drilling rod platform, whose configuration allows to accommodate drilling rods of different diameters and lengths, according to a specific drilling program, which allow said rods to be safely transferred to the tower. of drilling, and whose configuration allows autonomous loading and unloading of the platform, giving greater possibilities and versatility of location contiguous and/or adjacent to the drilling tower, without the need to use additional equipment for its location.
  • Another objective of the invention is to provide a drilling rod platform, the configuration of which allows automatic, autonomous and remote handling, without the direct intervention of operators, of the drilling rods from said platform to be fed to a drilling tower and vice versa. , in such a way as to reduce the risks of the personnel, as well as to make the operation more versatile and efficient, and to reduce the operating times.
  • the invention relates to a drilling rod platform, whose configuration allows it to be adjusted to accommodate drilling rods of different diameters and/or lengths, according to a drilling program, allows it to be manipulated in its position adjacent to the drilling tower in safely and autonomously, and comprising a means for grasping, moving and/or delivering a drill rod to a rod handling arm, so that it can be delivered and/or withdrawn from a drilling rig, without the direct intervention of operators in its handling, managing to automate and remotely activate said operation.
  • Figure No. 1 corresponds to a top perspective view of the drilling rod platform according to the invention.
  • Figure No. 2 corresponds to a side perspective view of the drilling rod platform according to the invention.
  • Figure No. 3 corresponds to a perspective view of a cross section that shows in detail a lateral end of the drilling rod platform according to the invention.
  • Figure No. 4 corresponds to a front view of Figure No. 3.
  • Figure No. 5 corresponds to a perspective view of the drilling rod platform displacement carriage, according to the invention.
  • Figure No. 5A corresponds to an exploded perspective view of the drilling rod platform displacement carriage, according to the invention.
  • Figure No. 6 corresponds to a perspective view showing an exploded detail of the different elements that comprise the drilling rod platform displacement carriage, according to the invention.
  • Figure No. 7 corresponds to a perspective view of the drilling rod platform located on one side of the drilling tower with the handling arm.
  • the invention corresponds to a platform for the transport and handling of bars (1) for drilling or probing, as illustrated in figures No. 1 and 2, comprising a chassis or structure (2) that has a container-type base (3) , side walls (4) and end walls (5), and with an open upper side (6), defining a drill rod housing (7).
  • the chassis or structure (2) of the platform comprises a framework of profiles joined together, which can be configured as an open framework or closed by a mesh or other closing element, where in addition its base, side walls and/or walls end can be found open.
  • the base comprises at least one support bracket (8), such as an extensible and/or movable leg (9), which allows the platform to be arranged in different positions with respect to a horizontal height, so that it can be loaded and/or autonomously unloaded on a means of transport.
  • said at least one extensible leg (9) allows leveling horizontally at different heights, as well as allowing the platform to be adjusted to the different unevenness that the terrain where the drilling platform is located could comprise.
  • Said extensible legs (9) can be actuated manually and/or automatically, such as, for example, through a hydraulic, mechanical and/or electrical actuator, among others.
  • the drilling rods (A) are stocked inside the platform in multiple rows and columns, (figures N° 3 and 4), where columns or rows of drill rods of different diameters can be stocked, according to a program default perforation.
  • One of the end walls comprises at least one dividing element (10) of columns of bars of different diameters, which are adjustable in their horizontal distance, which are configured in at least one of the end walls (5) of the chassis ( 2) of the platform (1).
  • At least one of the end walls (5) is configured as an element of the chassis (2) with profiles or beams that slide with respect to the beams or profiles of the base (3) of the chassis, in such a way as to be able to move said at least an end wall (5), longitudinally with respect to the opposite end wall, to thus widen the longitudinal distance between end walls, to house bars of different lengths.
  • the dividers or separators (10) of the columns of drilling rods housed in the platform can be moved one with respect to the other to increase their opening between adjacent dividers, so as to be able to enlarge the space between said adjacent dividers (10) to define a space that can accommodate bars of larger diameters or vice versa.
  • the at least one dividing element (10) comprises a core (11) that extends vertically through said at least one end wall (5) and comprises a fixing means (12), such as , for example, a pinion, which allows said dividing element to move through, for example, a longitudinal toothed means (13) arranged in at least one beam or other element of the structure of at least said end wall (5), in order to configure columns of drill rods of different diameters.
  • the platform also comprises at least one mechanism for gripping, lifting and/or moving (14) the drilling rods, contained within the platform (1), (figures No. 1, 5, 5A, 6), and that are arranged in the different columns of bars that form the dividers (10).
  • the gripping, lifting and/or displacement mechanism (14) is configured as a movable and/or movable support carriage (15), which is arranged horizontally on the upper opening of the platform (1), above the set of stored bars.
  • the support carriage (15) is made up of a framework of profiles joined together, which form a structure (16) that can be moved in relation to the chassis or structure (2) of the platform.
  • Said structure (16) comprises at least two side profiles (17) parallel and spaced apart, and at least two end profiles (18) parallel and spaced apart. At least one of the lateral profiles (17) is configured as a displacement guide (19) formed by at least two parallel adjacent elements separated from each other.
  • At least one lifting means (20) for drilling rods which is configured as a lifting scissor (21) formed by articulation plates (22) , joined together through at least one central axis (23), where at one of its ends (24) said lifting scissor (21) is attached and/or movably fixed through an axis (25) to said displacement guide (19), and where the opposite end (24) comprises a displacement means (26), which is attached to said displacement guide (19), said displacement means (26) being formed by a carriage (27) with wheels (28) and a lug (29) that is attached through a shaft (30) to the end of at least one of the articulation plates (22) of the lifting scissor (21).
  • the displacement means (26) is moved by the actuation of a mechanical, hydraulic and/or electrical actuator, so that it moves through said displacement guide (19), and allows the lifting scissors (21) to be deployed in the form perpendicular to the support carriage (15).
  • the opposite ends (31) of said articulation plates (22) are attached and/or fixed to a lifting bar support (32) through a displacement means (33) that is attached to at least one sliding guide (34) fixed to the lifting bar (32), said means of displacement (33) being formed by a carriage (35) with wheels (36) and an ear (37) that is attached through an axis (38) to the end of the articulation plates (22) of the scissors (21), and on the opposite side, the articulation plates are joined to said lifting bar (32) through a rotatable axis (39).
  • the lifting bar (32) at its ends, comprises sliding lifting clamps (40), which are actuated through an actuator (41), whether mechanical, hydraulic and/or electrical, attached to said lifting bar ( 32), which allows said lifting clamp (40) to be moved
  • the end profiles (18) that form part of the movable structure (16) of the support carriage (15), comprise displacement means (42) that allow the support carriage (15) to be moved or slid laterally from its location on the platform (1), in which the drill rod columns are contained.
  • the at least one displacement means (42) comprises a drive motor (43), a drive pinion (44) that is connected to at least one pulley element (45), which transmits a movement by a pinion shaft (46), towards a displacement means (42') located in the opposite end profile (18), in such a way as to ensure that the support carriage (15) moves evenly.
  • the entire assembly is movably attached to a guide element (47) (see figure No. 1) that protrudes vertically from the upper open surface of the platform.
  • the support carriage (15) comprises a movement stop element that allows the precise positioning of said support carriage (15) on the column of bars (A), in order to take a bar through the actuation of the lifting bar ( 32) comprising the lifting scissors (21).
  • the platform for the transport and handling of rods (1) for drilling or drilling is filled with drill rods (A) of different diameters according to a pre-established drilling program, filling rods of different diameters in a predetermined location and defined by the space that is generated between two adjacent dividers (10), with which drill rod columns of different diameters are created, based on the drilling program.
  • the platform is raised autonomously through its legs. Slides (9) to place the platform at, at least, a height such that the ramp of a truck passes under it. Subsequently, again, the sliding legs (9) are actuated until the platform is lowered so that it rests at its base (3) on the ramp of the truck to be transported to the drilling platform on the ground.
  • the configuration and shape of the bar platform (1) allows it to be positioned contiguous and/or adjacent to the drilling tower (TP), in any direction and/or location, (see figure No. 7), since the fact that it comprises said sliding legs (9) on one side of the platform structure, which protrude from the sides of a truck, allow it to be unloaded autonomously, so that the truck can be positioned for unloading adjacently and/or adjacent to the drilling tower, the legs (9) of the platform (1) are moved so as to raise it above the truck ramp, so that the truck can leave from that position, leaving the platform adjacent to the drilling tower, without the need for it to be manipulated by a crane or through another means to locate it adjacent to the drilling tower, as is normally practiced in the art. Subsequently, the legs (9) of the platform are activated again to be located at a desired height.
  • the drilling rods (A) are fed to the drilling tower, for which, according to a drilling program, an operator activates the drilling carriage.
  • the lifting scissor (21) is located on the side of the platform (1) it is activated again, either by hydraulic, mechanical and/or electrical means, unfolding it, lowering the lifting bar (32) that carries the drill rod (A) to be delivered to a rod handling arm (48) which grips the drill rod (A).
  • the way of functioning, described above, can also be carried out in the opposite way, that is, to house a drilling rod (A) in the drilling platform (1) when the drilling work has finished, and the drilling rods are withdrawn from the borehole.
  • the drilling rod handling arm (48) is attached to the drilling tower, through at least one base (49), whose configuration allows to locate said manipulation arm in different orientations or directions, so that it can be located adjacent to the bar platform (1) to move the bars towards the tower or towards the bar platform (1).
  • the platform (1) comprises an adjustable rod separation system, such as dividing elements (10) for columns of drill rods (A), as well as a remote handling, gripping and/or lifting system, such as the movable carriage (15) and lifting scissor assembly (21), allows to arrange and handle drilling rods of different sizes and/or diameters for feeding to a drilling tower, according to a predetermined drilling program, in the form automatically and remotely, without direct manipulation of the drilling rods (A) by personnel, since from the need to take a drilling rod (A) to feed it to the drilling tower, as well as from the need to take the drilling rod from the drilling tower to be stored in said rod platform, the intervention and/or manipulation of the operators is not required, since the entire process is carried out automatically and remotely, by means of controller systems.
  • This configuration allows you to do more the process more efficient, by making the procedure more agile, faster and safer, thus optimizing the drilling process in general, reducing operating costs.

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Abstract

Plataforma de barras de perforación que permite alojar barras de diferentes diámetros y largos, cargar y descargar autónomamente la plataforma, manipular automáticamente, autónomamente y remotamente las barras, comprende un chasis o estructura (2) que posee una base tipo contenedor (3) con un lado superior abierto (6), definiendo un alojamiento de barras (7), posee al menos un soporte de apoyo (8) extensible y/o desplazable para disponer la plataforma en diferentes posiciones horizontalmente, comprende elementos divisores o separadores (10) de columnas de barras (A) configurados para, al menos uno, ser movido respecto de otro para aumentar su abertura entre divisores adyacentes para ampliar el espacio entre dicho divisores (10) adyacentes y definir un espacio que aloje barras de diámetros mayores o viceversa, y un mecanismo de manipulación, agarre y/o izaje remoto (14), tal como un conjunto de carro desplazable (15) y tijera de izaje (21).

Description

Plataforma para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje de diferentes diámetros y largos.
CAMPO DE LA INVENCIÓN.
La presente invención se enmarca dentro del campo de los equipos utilizados en la perforación o sondaje en los procesos de exploración de minerales. De forma específica, la invención se refiere a una plataforma autónoma para el transporte y manipulación de barras de perforación.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN.
La perforación o sondaje definen una de las etapas finales de un proceso de exploración de minerales, proporcionando la mayor parte de la información para la evaluación final con el fin de determinar si el prospecto es explotable económicamente. La optimización de las labores de perforación es fundamental para lograr menos costos respecto a más metros de avances, menor cantidad de personal en las operaciones para reducir riesgos laborales, aumentar la disponibilidad de los equipos y eliminar los traslados prolongados de mantención.
La manipulación de barras en los procesos de perforación implica una serie de riesgos operacionales, que requiere además de un gran número de operarios por la falta de automatización de las labores que involucran dicho proceso, donde se requiere personal para cargar las barras a una tolva o plataforma, en la selección y fijación de las barras en las plataformas de perforación, y posteriormente desensamblar y acopiar las barras utilizadas.
En la actualidad, si bien existen tecnologías que permiten automatizar ciertas etapas relacionadas con la manipulación de las barras en un proceso de perforación, que solucionan en parte los problemas y necesidades existentes, como soluciones automatizadas para tomar y trasladar las barras hasta los equipos de perforación, o acoplar las barras, aún no existe en la técnica una autonomía de las todas las operaciones que involucran la manipulación y gestión de barras en todo el proceso de perforación.
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HOJAS DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Actualmente, el procedimiento más tradicional utilizado en la manipulación y alimentación de barras de perforación comprende un proceso semi-manual, donde las barras de perforación se almacenan y transportan en tolvas desde la cual deben ser movilizadas hacia la máquina de perforación, lo cual es llevado a cabo mediante tecles o brazos robóticos, que mediante la asistencia de una serie de operarios permiten llevar a cabo dicha operación.
Actualmente, en la técnica se han desarrollado una serie de equipos y tecnologías que permiten automatizar ciertas etapas en la manipulación de las barras de perforación, tal como el descrito en el documento US 2010104401 (Hopkins James, et al) publicado con fecha 29/04/2010, que describe un sistema que incluye un estante con filas para almacenar tuberías de perforación, una estructura móvil que tiene un soporte de control acoplado a una porción superior y un dispositivo de elevación acoplado a una porción inferior. La estructura móvil viaja a lo largo de una guía para posicionarse de forma adyacente a cualquiera de las filas, el soporte de control incluye un actuador pivotante, un actuador giratorio, un brazo de extensión que tiene un actuador de captura de tubería de perforación y un actuador de extensión. El dispositivo de elevación incluye un actuador de elevación que eleva una pila de tubos de perforación y el sistema incluye además un controlador que interpreta un estado de soporte de control que incluye posiciones de actuador y un valor de índice de posición, registra una descripción de posición que incluye el estado de soporte de control correspondiente al valor de índice de posición, el controlador interpreta una señal de solicitud de posición, proporciona señales de control del actuador en respuesta a la señal de solicitud de posición y la descripción de la posición.
El documento CN 105569584 (China Petroleum & Chem Corp.) con fecha de publicación 11/05/2016, describe un dispositivo y un método para la descarga automática de tuberías de aceite. El dispositivo comprende principalmente un conjunto de tuberías de descarga que poseen un marco de soporte de dicho conjunto y una mano de agarre, donde el marco de soporte del conjunto de tuberías de descarga está provisto de mecanismos de operación lineal en tres direcciones X, Y, y Z. El extremo posterior del eje Z está provisto de un mecanismo de rotación, la mano que agarra está conectada con este mecanismo en el extremo de la cola del eje Z y puede hacer un movimiento rectilíneo a lo largo de las tres direcciones de X, Y, y Z como también puede rotar un cierto ángulo bajo la acción del mecanismo de rotación. El conjunto del tubo de descarga también está provisto de un gabinete de brazos cruzados que se utiliza para apilar los brazos cruzados.
Las soluciones propuestas y actualmente utilizadas para el manejo y manipulación de barras en forma automática, permiten proporcionar plataformas de acopio de barras de perforación que permiten ser transportadas con su capacidad máxima de barras, pudiendo auto cargarse y descargarse de un camión de transporte a plena capacidad. Además poseen elementos que permiten el trincado de las barras acopiadas, minimizando la posibilidad de movimiento o caída de éstas. Las plataformas divulgadas en el estado de la técnica comprenden sistemas que permiten el control remoto, así como poseen brazos robóticos que poseen medios que permiten cubrir todas las posibilidades de giro para alimentar el equipo perforador, y donde los medios de mordaza que aseguran y fijan la barra en el porta-tubo permiten llevar cada barra de la plataforma a la torre o viceversa, mediante un movimiento repetitivo que requiere ser operado por personal calificado.
Los documentos del estado de la técnica consideran soluciones automáticas para la manipulación de barras, sin embargo, dichos equipos o plataformas no tienen la capacidad por sí solas de seleccionar barras de diferentes diámetros, así como tampoco permitir el acople y alineación automático de las barras entre sí en el equipo de perforación.
Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica de proporcionar una plataforma para el transporte y manipulación de barras de perforación minera, cuya configuración permita el transporte y manipulación de barras de diferentes diámetros en forma automática, la cual permita transportar, alimentar y alinear las barras de diferentes diámetros que se requieren en una máquina de perforación de manera autónoma, automática, remota, y sin la manipulación directa de operarios de las barras. RESUMEN DE LA INVENCIÓN.
El objeto primario de la invención, corresponde a proporcionar una plataforma de barras de perforación, cuya configuración permita alojar barras de perforación de diferentes diámetros y largos, de acuerdo a un programa de perforación determinado, que permitan trasladar en forma segura dichas barras hacia la torre de perforación, y cuya configuración permita cargar y descargar en forma autónoma la plataforma, dando mayores posibilidades y versatilidad de ubicación en forma contigua y/o adyacente a la torre de perforación, sin la necesidad de utilización de equipos adicionales para su ubicación.
Otro objetivo de la invención es proporcionar una plataforma de barras de perforación, cuya configuración permita manipular en forma automática, autónoma y remota, sin la intervención directa de operarios, las barras de perforación desde dicha plataforma para ser alimentadas hacia una torre de perforación y viceversa, de forma tal de disminuir los riesgos del personal, así como hacer más versátil y eficiente la operación, y disminuir los tiempos de operación.
La invención se refiere una plataforma de barras de perforación, cuya configuración permite ser ajustada para alojar barras de perforación de diferentes diámetros y/o largos, de acuerdo a un programa de perforación, permite ser manipulada en su posicionamiento adyacente a la torre de perforación en forma segura y autónoma, y que comprende un medio que permite agarrar, desplazar y/o entregar una barra de perforación a un brazo de manipulación de barras, para que sea entregada y/o retirada desde una torre de perforación, sin la intervención directa de los operarios en su manipulación, logrando automatizar y accionar en forma remota dicha operación. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN.
Se describirán diversas modalidades no limitantes de la presente invención para proporcionar una comprensión general de sus principios de función estructural, fabricación y uso de los aparatos, métodos y artículos descritos en la presente descripción. Uno o más ejemplos de estas modalidades no limitantes, se ilustran en las figuras adjuntas. Los expertos en la materia entenderían que los aparatos y métodos específicamente descritos en la presente descripción, e ilustrados en las figuras adjuntas, son modalidades ilustrativas no limitantes y que el alcance de las diversas modalidades no limitantes de la presente invención se define, únicamente, por las reivindicaciones. Las características ilustradas o descritas en conjunto con una modalidad no limitante pueden combinarse con las características de otras modalidades no limitantes. Dichas modificaciones y variaciones tienen el propósito de estar incluidas en el alcance de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS.
Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de la realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de la descripción un juego de dibujos, con carácter ilustrativo y no limitativo, donde se ha representado la invención.
La figura N° 1 corresponde a una vista en perspectiva superior de la plataforma de barras de perforación de acuerdo a la invención.
La figura N° 2 corresponde a una vista en perspectiva lateral de la plataforma de barras de perforación de acuerdo a la invención.
La figura N° 3 corresponde a una vista en perspectiva de un corte transversal que muestra en detalle un extremo lateral de la plataforma de barras de perforación de acuerdo a la invención. La figura N° 4 corresponde a una vista frontal de la figura N° 3.
La figura N° 5 corresponde a una vista en perspectiva del carro de desplazamiento de la plataforma de barras de perforación, de acuerdo a la invención.
La figura N° 5A corresponde a una vista en perspectiva de un despiece del carro de desplazamiento de la plataforma de barras de perforación, de acuerdo a la invención.
La figura N° 6 corresponde a una vista en perspectiva que muestra un detalle en despieces de los diferentes elementos que comprende el carro de desplazamiento de la plataforma de barras de perforación, de acuerdo a la invención.
La figura N° 7 corresponde a una vista en perspectiva de la plataforma de barras de perforación ubicada a un costado de la torre de perforación con el brazo de manipulación.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN.
La invención corresponde a una plataforma para el transporte y manipulación de barras (1 ) para perforación o sondaje, como ilustrada en las figuras N° 1 y 2, que comprende un chasis o estructura (2) que posee una base tipo contenedor (3), paredes laterales (4) y paredes de extremo (5), y con un lado superior abierto (6), definiendo un alojamiento de barras de perforación (7). El chasis o estructura (2) de la plataforma comprende un armazón de perfiles unidos entre sí, que pueden estar configurados como un entramado abierto o bien cerrado por una malla u otro elemento de cierre, donde además su base, paredes laterales y/o paredes de extremo se pueden encontrar abiertas.
La base comprende al menos un soporte de apoyo (8), tal como una pata extensible y/o desplazable (9), que permite disponer la plataforma en diferentes posiciones respecto a una altura horizontal, de forma que pueda ser cargada y/o descargada en forma autónoma sobre un medio de transporte. Además, dicha al menos una pata extensible (9), permite nivelar en forma horizontal a diferentes alturas, así como permiten ajustar la plataforma a los diferentes desniveles que pudiera comprender el terreno en donde se encuentra la plataforma de perforación. Dichas patas extensibles (9) pueden ser accionadas en forma manual y/o automática, tal como, por ejemplo, a través de un actuador hidráulico, mecánico y/o eléctrico, entre otros.
Las barras de perforación (A) son acopiadas dentro de la plataforma en múltiples hileras y columnas, (figuras N° 3 y 4), en donde se pueden acopiar columnas o bien hileras de barras de perforación de diferentes diámetros, de acuerdo a un programa perforación predeterminado. Una de las paredes de extremo comprende al menos un elemento divisor (10) de columnas de barras de diferentes diámetros, que son ajustables en su distancia horizontal, que se encuentran configurados en al menos una de las paredes de extremo (5) del chasis (2) de la plataforma (1). Al menos una de las paredes de extremo (5) se encuentra configurada como un elemento del chasis (2) con perfiles o vigas deslizantes respecto de vigas o perfiles de la base (3) del chasis, de forma tal de poder desplazar dicha al menos una pared de extremo (5), en forma longitudinal respecto de la pared de extremo opuesta, para ampliar así la distancia longitudinal entre paredes de extremo, para alojar barras de diferentes largos.
Los divisores o separadores (10) de las columnas de barras de perforación alojadas en la plataforma, pueden ser movidos uno respecto de otro para aumentar su abertura entre divisores adyacentes, de forma de poder ampliar el espacio entre dichos divisores (10) adyacentes para definir un espacio que pueda alojar barras de diámetros mayores o viceversa. El, al menos, un elemento divisor (10) comprende un alma (11 ) que se extiende en forma vertical a través de dicha, al menos, una pared de extremo (5) y comprende un medio de fijación (12), tal como, por ejemplo, un piñón, que permite que dicho elemento divisor se pueda desplazar a través de, por ejemplo, un medio dentado longitudinal (13) dispuesto en, al menos, una viga u otro elemento de la estructura de, al menos, dicha pared de extremo (5), para así poder configurar columnas de barras de perforación de diferentes diámetros. La plataforma comprende, además, al menos un mecanismo de agarre, ¡zamiento y/o desplazamiento (14) de las barras de perforación, contenidas dentro de la plataforma (1), (figuras N° 1 , 5, 5A, 6), y que se encuentran dispuestas en las diferentes columnas de barras que forman los divisores (10). Tal como se ilustra en las figuras N° 5, 5A, 6, el mecanismo de agarre, ¡zamiento y/o desplazamiento (14) se encuentra configurado como un carro soporte (15) movible y/o desplazable, que se encuentra dispuesto horizontalmente sobre la abertura superior de la plataforma (1), por sobre del conjunto de barras almacenadas. El carro de soporte (15) se encuentra formado por una armazón de perfiles unidos entre sí, que configuran una estructura (16) desplazable con relación al chasis o estructura (2) de la plataforma. Dicha estructura (16) comprende, al menos dos perfiles laterales (17) paralelos y distanciados entre sí, y al menos dos perfiles de extremo (18) paralelos y distanciados entre sí. Al menos uno de los perfiles laterales (17) se encuentra configurado como una guía de desplazamiento (19) formados por, al menos, dos elementos adyacentes paralelos y separados entre sí. A dicha guía de desplazamiento (19) se encuentra unida y/o fijada, al menos un medio de izaje (20) de barras de perforación, que se encuentra configurado como una tijera de izaje (21 ) formada por pletinas de articulación (22), unidas entre sí a través de al menos un eje central (23), donde en uno de sus extremos (24) dicha tijera de izaje (21 ) se encuentra unida y/o fijada en forma movible a través de un eje (25) a dicha guía de desplazamiento (19), y donde el extremo opuesto (24) comprende un medio de desplazamiento (26), que se une a dicha guía de desplazamiento (19), estando formado dicho medio de desplazamiento (26) por un carro (27) con ruedas (28) y una oreja (29) que se une a través de un eje (30) al extremo de, al menos, una de las pletinas de articulación (22) de la tijera de izaje (21). El medio de desplazamiento (26) es movido por el accionamiento de un actuador mecánico, hidráulico y/o eléctrico, para que se desplace a través de dicha guía de desplazamiento (19), y permita desplegar la tijera de izaje (21 ) en forma perpendicular respecto del carro de soporte (15). Los extremos opuestos (31 ) de dichas pletinas de articulación (22) se encuentran unidos y/o fijados a un soporte de barra de izaje (32) a través de un medio de desplazamiento (33) que se une a, al menos, una guía de desplazamiento (34) fijada a la barra de izaje (32), estando formado dicho medio de desplazamiento (33) por un carro (35) con ruedas (36) y una oreja (37) que se une a través de un eje (38) al extremo de las pletinas de articulación (22) de la tijera de izaje (21), y por el lado opuesto, las pletinas de articulación se encuentran unidas a dicha barra de izaje (32) a través de un eje rotable (39). La barra de izaje (32), en sus extremos, comprende pinzas de izaje (40) deslizables, que son accionadas a través de un actuador (41 ), ya sea mecánico, hidráulico y/o eléctrico, unido a dicha barra de izaje (32), que permite desplazar dicha pinza de izaje (40) desde los extremos.
Los perfiles de extremo (18) que forman parte de la estructura (16) desplazadle del carro de soporte (15), comprenden medios de desplazamiento (42) que permiten mover o deslizar el carro de soporte (15) en forma lateral desde su ubicación sobre la plataforma (1), en la cual se encuentran contenidas las columnas de barras de perforación. El, al menos, un medio de desplazamiento, (42) comprende un motor de accionamiento (43), un piñón de accionamiento (44) que se conecta a, al menos, un elemento de poleas (45), que trasmite un movimiento mediante un eje piñón (46), hacia un medio de desplazamiento (42’) ubicado en el perfil de extremo opuesto (18), de forma tal de lograr que el carro de soporte (15) se mueva en forma pareja. Todo el conjunto se encuentra unido en forma desplazadle a un elemento guía (47) (ver figura N° 1 ) que sobresale verticalmente desde la superficie abierta superior de la plataforma. El carro de soporte (15) comprende un elemento de tope de desplazamiento que permite ubicar en forma precisa dicho carro de soporte (15) sobre la columna de barras (A), para tomar una barra a través del accionamiento de la barra de izaje (32) que comprende la tijera de izaje (21).
En funcionamiento, la plataforma para el transporte y manipulación de barras (1 ) para perforación o sondaje, es llenada con las barras de perforación (A) de diferentes diámetros de acuerdo a un programa de perforación preestablecido, llenando de barras de diferentes diámetros en una ubicación predeterminada y definida por el espacio que se genera entre dos divisores (10) adyacentes, con lo cual se crean columnas de barra de perforación de diferentes diámetros, en base al programa de perforación. Una vez realizada dicha operación la plataforma es levantada en forma autónoma través de sus patas deslizables (9) para ubicar la plataforma a, al menos, una altura tal que la rampa de un camión pase por debajo de ésta. Posteriormente, nuevamente, son accionadas las patas (9) deslizables hasta bajar la plataforma para que descanse por su base (3) sobre la rampa del camión para ser transportada hacia la plataforma de perforación en terreno.
La configuración y forma de la plataforma de barras (1) permite que sea posicionada en forma contigua y/o adyacente a la torre de perforación (TP), en cualquier dirección y/o ubicación, (ver figura N° 7), ya que el hecho que comprende dichas patas deslizables (9) en un costado de la estructura de plataforma, que sobresalen por los lados de un camión, permiten que sea descargada en forma autónoma, de forma que el camión se puede posicionar para su descarga en forma adyacente y/o contigua a la torre de perforación, se desplazan las patas (9) de la plataforma (1) de forma de elevarla por sobre la rampa del camión, para que éste pueda salir desde dicha posición quedando la plataforma en forma adyacente a la torre de perforación, sin necesidad de que sea manipulada por una grúa o bien a través de otro medio para ubicarla contigua a la torre de perforación, como normalmente es llevado a la práctica en la técnica. Posteriormente, las patas (9) de la plataforma nuevamente son accionadas para ser ubicada a una altura deseada.
Una vez realizadas las operaciones de posicionamiento de la plataforma en su lugar adecuado, se realiza la alimentación de barras de perforación (A) hacia la torre de perforación, para lo cual, de acuerdo a un programa de perforación, un operario acciona el carro de soporte (15) hasta la posición de una columna de barras (A) de una diámetro predefinido, accionando la tijera de izaje (21 ) para que ésta pueda ser desplegada hasta que la barra de izaje (32) descanse sobre una barra, donde por medios automáticos y/o manuales sean accionadas las pinzas de izaje (40) para ser introducidas en los extremos de la barra de perforación (A) que está siendo tomada, de forma que una vez que se encuentran aseguradas las pinzas de izaje (40), nuevamente la tijera de izaje (21 ) es accionada para retraerse hacia el carro de soporte (15), levantando la barra de perforación (A), encontrándose firmemente sostenida a través de las pinzas de izaje (40) y la barra de izaje (32), trasladándola posteriormente mediante el accionamiento deslizable del carro de soporte (15) hacia uno de los costados de la plataforma de barras (1 ). Una vez ubicada la tijera de izaje (21) en el costado a la plataforma (1 ) nuevamente es accionada, ya sea por medios hidráulicos, mecánicos y/o eléctricos, desplegándola, haciendo descender la barra de izaje (32) que lleva consigo la barra de perforación (A) para ser entregada a un brazo de manipulación de barras (48) que agarra la barra de perforación (A).
La forma de funcionamiento, descrita precedentemente, también puede ser realizada en forma inversa, es decir, para alojar una barra de perforación (A) en la plataforma de perforación (1 ) cuando la faena de perforación ha terminado, y las barras de perforación son retiradas desde el pozo de perforación.
Tal como se puede observar en la figura N° 7, el brazo de manipulación de barras de perforación (48) se encuentra unido a la torre de perforación, a través de, al menos, una base (49), cuya configuración permite ubicar dicho brazo de manipulación en diferentes orientaciones o direcciones, para que pueda ser ubicado adyacente a la plataforma de barras (1) para trasladar las barras hacia la torre o hacia la plataforma de barras (1 ).
El hecho que la plataforma (1 ) comprende un sistema de separación de barras ajustable, tal como elementos divisores (10) de columnas de barras de perforación (A), así como un sistema de manipulación, agarre y/o izaje remoto, tal como el conjunto de carro desplazadle (15) y tijera de izaje (21 ), permite disponer y manipular barras de perforación de diferentes tamaños y/o diámetros para su alimentación a una torre de perforación, de acuerdo a un programa de perforación predeterminado, en forma automática y remota, sin manipulación de las barras de perforación (A) en forma directa por el personal, ya que desde la necesidad de tomar una barra de perforación (A) para su alimentación hacia la torre de perforación, así como desde la necesidad de tomar la barra de perforación desde la torre de perforación para ser almacenada en dicha plataforma de barras, no se requiere la intervención y/o manipulación de los operarios, ya que todo el proceso es llevado en forma automática y remota, mediante sistemas controladores. Esta configuración permite hacer más eficiente el proceso, al hacer el procedimiento más ágil, más rápido y más seguro, optimizando así el proceso de perforación en general, disminuyendo los costos operacionales.
Si bien la forma de la plataforma de barras de perforación (1 ) aquí descrita constituye una inclusión preferida de esta invención, se debe entender que la invención no se limita a esta forma precisa de la plataforma, y que se pueden hacer cambios en ésta sin apartarse del alcance de la invención, que se definen en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES.
1.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A) de diferentes diámetros y largos, CARACTERIZADA porque comprende un chasis o estructura (2) que posee una base tipo contenedor (3), paredes laterales (4) y paredes de extremo (5), y con un lado superior abierto (6), definiendo un alojamiento de barras de perforación (7), posee al menos un soporte de apoyo (8) extensible y/o desplazable que permite disponer la plataforma en diferentes posiciones respecto a una altura horizontal, y comprende elementos divisores o separadores (10) de columnas de barras de perforación (A) configurados para, al menos uno, ser movido respecto de otro para aumentar su abertura entre divisores adyacentes, de forma de poder ampliar el espacio entre dicho divisores (10) adyacentes para definir un espacio que pueda alojar barras de diámetros mayores o viceversa, así como un mecanismo de manipulación, agarre y/o izaje remoto (14), tal como el conjunto de carro desplazable (15) y tijera de izaje (21 ).
2.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A), de acuerdo a la reivindicación 1 , CARACTERIZADA porque dicho al menos un elemento divisor (10) se encuentra configurado en al menos una de las paredes de extremo (5) del chasis (2), y donde al menos una de las paredes de extremo (5) se encuentra configurada como un elemento del chasis (2) con perfiles o vigas deslizantes respecto de vigas o perfiles de la base (3) del chasis, de forma tal de poder desplazar dicha al menos una pared de extremo (5) en forma longitudinal respecto de la pared de extremo opuesta, para ampliar así la distancia longitudinal entre paredes de extremo, para alojar barras de diferentes largos.
3.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A), de acuerdo a las reivindicaciones 1 y/o 2, CARACTERIZADA porque el al menos un elemento divisor (10) comprende un alma (11) que se extiende en forma vertical a través de dicha al menos una pared de extremo (5) y comprende un medio de fijación (12), tal como por ejemplo un piñón, que permite que dicho elemento divisor se pueda desplazar a través de por lo menos un medio dentado longitudinal (13) dispuesto en al menos una viga u otro elemento de la estructura de al menos dicha pared de extremo (5).
4.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A), de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADA porque el mecanismo de agarre, izamiento y/o desplazamiento (14) se encuentra configurado como un carro soporte (15) movible y/o desplazable, que se encuentra dispuesto horizontalmente sobre la abertura superior de la plataforma (1), por sobre del conjunto de barras almacenadas.
5.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A), de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADA porque el carro de soporte (15) se encuentra formado por un armazón de perfiles unidos entre sí, que configuran una estructura (16) desplazable con relación al chasis o estructura (2) de la plataforma y comprende al menos dos perfiles laterales (17) paralelos y distanciados entre sí, y al menos dos perfiles de extremo (18) paralelos y distanciados entre sí.
6.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A), de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADA porque los perfiles de extremo (18) comprenden medios de desplazamiento (42) que permiten mover o deslizar el carro de soporte (15) en forma lateral desde su ubicación sobre la plataforma (1 ).
7.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A), de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADA porque al menos uno de los perfiles laterales (17) se encuentra configurado como una guía de desplazamiento (19) formado por al menos dos elementos adyacentes paralelos y separados entre sí.
8.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A), de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADA porque a dicha guía de desplazamiento (19) se encuentra unida y/o fijada al menos un medio de izaje (20) de barras de perforación, que se encuentra configurado como dicha tijera de izaje (21).
9.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A), de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADA porque dicha tijera de izaje (21) comprende al menos una barra de izaje (32) que en sus extremos comprende pinzas de izaje (40) deslizables que son accionadas a través de un actuador (41 ), ya sea mecánico, hidráulico y/o eléctrico, unido a dicha barra de izaje (32) que permite desplazar dicha pinza de izaje (40) desde los extremos.
10.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A), de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADA porque dicha tijera de izaje (21 ) se encuentra configurada por pletinas de articulación (22) unidas entre sí a través de al menos un eje central (23), donde en uno de sus extremos (24) dicha tijera de izaje (21 ) se encuentra unida y/o fijada en forma movible a través de un eje (25) a dicha guía de desplazamiento (19) y donde el extremo opuesto (24) comprende un medio de desplazamiento (26) que se une a dicha guía de desplazamiento (19), estando formado dicho medio de desplazamiento (26) por un carro (27) con ruedas (28) y una oreja (29) que se une a través de un eje (30) al extremo de al menos una de las pletinas de articulación (22) de la tijera de izaje (21 ).
11.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A), de acuerdo a la reivindicación 10, CARACTERIZADA porque el medio de desplazamiento (26) es movido por el accionamiento de un actuador mecánico, hidráulico y/o eléctrico.
12.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A), de acuerdo a la reivindicación 10, CARACTERIZADA porque los extremos opuestos (31 ) de dichas pletinas de articulación (22) se encuentran unidos y/o fijados a un soporte de barra de izaje (32) a través de un medio de desplazamiento (33) que se une a al menos una guía de desplazamiento (34) fijada a la barra de izaje (32), estando formado dicho medio de desplazamiento (33) por un carro (35) con ruedas (36) y una oreja (37) que se une a través de un eje (38) al extremo de las pletinas de articulación (22) de la tijera de izaje (21) y por el lado opuesto las pletinas de articulación se encuentran unidas a dicha barra de izaje (32) a través de un eje rotable (39).
13.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A), de acuerdo a las reivindicaciones 6 a 12, CARACTERIZADA porque el al menos un medio de desplazamiento (42) comprende un motor de accionamiento (43), un piñón de accionamiento (44) que se conecta a al menos un elemento de poleas (45), que trasmite un movimiento mediante un eje piñón (46) hacia un medio de desplazamiento (42’) ubicado en el perfil de extremo opuesto (18), de forma tal de lograr que el carro de soporte (15) se mueva en forma pareja, y donde todo el conjunto se encuentra unido en forma desplazadle a un elemento guía (47) que sobresale desde la superficie abierta superior de la plataforma.
14.- Plataforma (1 ) para el almacenaje, transporte y manipulación de barras de perforación o sondaje (A), de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADA porque el carro de soporte (15) comprende un elemento de tope de desplazamiento que permite ubicar en forma precisa dicho carro de soporte (15) sobre la columna de barras (A), para tomar una barra a través del accionamiento de la barra de izaje (32) que comprende la tijera de izaje (21).
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