SE536563C2 - Anordning och förfarande för hantering av borrsträngskomponenter samt bergborrigg - Google Patents

Description

536563 Vid nedsänkning av borrsträngen sker arbetsmomenten i omvänd ordning så att nya borrsträngskomponenter i form av rör successivt lyfts till ett läge där de inriktas med borr- strängen och ihopgängas av operatören. Dessa arbetsmoment är belastande för operatören och medför en inte försumbar risk för lyft- och klämskador för operatören. såsom Kärnborrning sker ofta till mycket stora djup, t ex till borrlängder mellan 1 000 - 2 OOO m. På grund av att borrkronan i drift är utsatt för slitage, behöver den bytas ut relativt ofta, vilket medför att hela borrsträngen måste plockas ur borrhålet, demonteras till borrsträngskomponenter, den slitna borrkronan tas bort och ersättas med en ny, varefter borrsträngen ånyo kan sänkas ner i hålet. Därefter borras ytterligare en sträcka tills borrkronan ånyo måste byta ut osv. Vid själva borrningen är en spolvätskesvivel ansluten till borrsträngens övre ände för tillhandahållande av spol- vätska för borttransport av genom borrningen lösgjort berg- material.

UPPFINNINGENS ÄNDAß/:ÅL ocH vIKTIGAsTE KÅNNETECKEN Det år ett ändamål med uppfinningen att tillhandahålla en anordning av ovannämnt slag, vid vilken problemen enligt ovan adresseras och åtminstone delvis löses.

Detta uppnås vid en hanteringsanordning enligt ovan genom en längs en inriktningsbalk drivbart förflyttbar griparvagn, varvid inriktningsbalken är fästbar vid borriggen för att sträcka sig i en riktning ut från matarbalken under bildande av en vinkel med denna, varvid griparvagnen uppvisar en ledbart inrättad styrgripare för att i en första position i ett första, yttre läge av inriktningsbalken gripa ett första ändområde av en för lyftning från ett läge utanför riggen avsedd borrsträngskomponent, vars andra ändområde är avsett att vara i gängingrepp med en lyftplugg eller dylikt för samverkan med nämnda lyftwinch, och varvid griparvagnen i en 10 15 20 25 30 536563 andra position i ett andra, inre läge av inriktningsbalken intill matarbalken är inrättad att med styrgriparen inrikta nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget.

Genom att på inriktningsbalken är inrättad en drivbart förflyttbar griparvagn, vilken uppvisar en ledbart inrättad gripare för gripande av ett första ändomràde av den första borrsträngskomponenten, vars andra ändområde är inrättat att vara i ingrepp med en lyftplugg uppnås flera fördelar. Det underlättar starkt hanteringen såväl under processen att med en lyftwire lyfta och införa en borrsträngskomponent till borrsträngläget som under processen att lyfta och bortföra en borrsträngskomponent från borrsträngläget.

Någon motsvarande styrning sker inte enligt teknikens bakgrund, utan där det är upp till operatörens att se till att i mest upplyfta lägen av en borrsträngskomponent, när denna hänger i lyftwiren, ett korrekt införande till borrsträngsläget sker, respektive ett korrekt bortförande från borrsträngsläget till ett överlämningsläge för bottransport sker.

Arrangemanget med en griparvagn medger i stället säkert och korrekt styrning av en fri ände av en lyft borrsträngskomponent i respektive läge.

Det föredras att inriktningsbalken uppvisar en längsstyrning för griparvagnen utgjord av något av: externa partier på inriktningsbalken, sidokanter av flänsar till en H- balk- eller en I-balkprofil hos inriktningsbalken, mot varandra vända styrlister. Sådana arrangemang är enkelt och kostnadseffektivt framställbara med tillfredsställande precision.

Lämpligen är griparvagnen drivbar via en wire, en kedja, en rem eller en lina av en fast anordnad drivmotor, vilket möjliggör en enkelt hanterad installation för 10 15 20 25 30 536563 drivmotorn. Alternativt uppbär själva griparvagnen en drivmotor för drivning, vilken drivmotor verkar mot längs inriktningsbalken inrättade ingreppsorgan.

Föredraget omfattar anordningen ett styrsystem, vilket är inrättat att drivstyra griparvagnens rörelse korrelerat med vinschens drift så att en kontrollerad överföring av borrsträngskomponenterna erhålls.

I nämnda andra position för griparvagnen är styrgriparen lämpligen inrättad att inrikta nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget genom samverkan med en på matarbalken anordnat inriktningsstyrning för att tillförsäkra att i borrsträngsläget den för införande avsedda borrsträngskomponenten är korrekt positionerad för att kunna gripas på ett säkert sätt för vidarehantering inför efterföljande ihopgängning.

Det föredras att styrgriparen är svängdrivbar mellan ett första svängningsläge vid nämnda första position och ett andra svängningsläge vid nämnda andra position för att säkerställa korrekta inriktningar vid respektive position.

Det är lämpligt att styrgriparen är manövrerbar mellan öppet och stängt läge genom något av: en elmotor, en hydraulmotor, en pneumatisk motor.

Det föredras att inriktningsbalken är ledbart fastsättbar vid borriggen kring en första ledaxel så att den är enkelt omställbar vid olika uppställningspositioner med olika matningsbalksvinklar för riggen.

Föredraget är inriktningsbalken i ett yttre område ledbart fastsättbar vid ett stöd kring en andra ledaxel. Detta stöd kan vara att stativ eller ett magasin eller något annat arrangemang för komponenthantering.

Företrädesvis är en griparenhet anordnad på riggen för att ingripa med nämnda första ändparti av en borrsträngskomponent när nämnda gripna borrsträngskomponent är 10 15 20 25 30 536563 inriktad med styrgriparen i området av borrsträngsläget, varigenom tillförsäkras korrekt övertagande från styrgriparen.

Uppfinningen avser även en bergborrigg inkluderande en för rotation och drivning av en borrsträng avsedd, av en matarbalk fram- och återrörligt uppburen rotatoranordning, vilken den inkluderar en hanteringsanordning enligt ovan.

Uppfinningen avser även ett förfarande för hantering av borrsträngskomponenter vid en borrigg, vilken omfattar en matarbalk, på vilken en matnings- och rotatoranordning förskjuts, samt en första borrsträngskomponent, vilken lyfts och placeras för att sammangängas med en, i ett borrsträngsläge för riggen befintlig andra borrsträngskomponent. Förfarandet utmärks av - att en griparvagn drivbart förflyttas längs en inriktningsbalk, vilken är fästbar vid borriggen för att sträcka sig i en riktning ut från matarbalken under bildande av en vinkel med denna, - att griparvagnen i ett första, yttre läge av inriktningsbalken med en ledbart inrättad styrgripare griper ett första ändomràde av en för lyftning från ett läge utanför riggen avsedd borrsträngskomponent, vars andra ändomràde är i gängingrepp med en lyftplugg eller dylikt för samverkan med nämnda lyftwinch, och - att griparvagnen i ett andra, inre läge av inriktningsbalken intill matarbalken med styrgriparen inriktar nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget.

De fördelar, som anges ovan i samband med den uppfinningsenliga hanteringsanordningen och de denna underordnade särdragen är applicerbara även vid det uppfinningsenliga förfarandet.

I ändamål att pà ett effektivt och säkert sätt tillförsäkra noggrann inriktning mellan griparenheten och den av svängarmen uppburna borrsträngskomponenten utnyttjas lämpligen inriktningsbalken, vilken är så utformad och 10 15 20 25 30 536563 anordnad att den kan bilda mekaniskt stopp för såväl griparenheten som för en svängarm i ett avlämningsläge för en borrsträngskomponent som ska införas till riggen. Detta arrangemang medför att inriktningsbalken kan utgöra dels inställningsreferens genom nämnda mekaniska stopp, dels mer eller mindre automatiskt dessutom tillhandahålla lämplig ändpositionering av den av svängarmen uppburna borrsträngskomponenten i förhållande till griparenheten.

Uppfinningen medför stora hanteringsmässiga fördelar eftersom operatören befrias från ibland påfrestande arbetsmoment. Bättre ekonomi för borrningen kan förväntas eftersom de ingående komponenterna kan utföras i riktning av ökning av rörelsehastigheter vid hanteringen utan att skador på personal riskeras.

Det ska noteras att kraven på inriktning för ihopgängning av borrsträngskomponenter för kärnborrning är mycket strikta. Således tolereras inte en felriktning av komponenter, som ska sammangängas på mer än 10. Större vinkelavvikelser medför med all sannolikhet misslyckad ihopgängning och i allvarligare fall gängskador.

Det föredras att inriktningsbalken är fastsättbar ledbart kring en första ledaxel i anslutning till ett område av en första svängaxel för griparenheten och i synnerhet att den första ledaxeln är åtminstone väsentligen koaxiell med den första svängaxeln. Likaledes föredras att inriktningsbalken är fastsättbar ledbart kring en andra ledaxel i anslutning till ett område av en andra svängaxel för svängarmen och i synnerhet att den andra ledaxeln är åtminstone väsentligen koaxiell med den andra svängaxeln. Dessa arrangemang var för sig underlättar och kan, speciellt i samverkan, till och med eliminera behovet av justering av inriktningsbalken och/eller med denna samverkande organ på griparenheten respektive svängarmen efter omställning av riggen eller tom. vid 10 15 20 25 30 536563 oavsiktlig flyttning av riggen eller av stödet (såsom magasinet) för inriktningsbalkens fràn riggen vända ände.

I ett första läget för griparenheten är denna positionerad för att ingripa med ett ändparti av en första (övre) borrsträngskomponent respektive ett ändparti av en andra (undre) borrsträngskomponent. I det andra läget är griparenheten positionerad för att ingripa inriktat med ett ändparti av en borrsträngskomponent som ska införas till respektive är i processen att uttas från nämnda aktiva borrsträngsläge.

Lämpligen har inriktningsbalken av bl. a. tillverkningsmässiga skäl rätlinjig utsträckning.

Föredraget uppvisar svängarmen och/eller inriktningsbalken inbördes styrelement för sidoinriktning av svängarmen i avlämningsläget för att i viss mån eliminera en effekt av en inbördes sidosnedställning av svängarmen relativt inriktningsbalken.

Uppfinningen ska nu närmare beskrivas med ledning av utföringsexempel och med hänvisning till de bifogade ritning- arna .

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGAR Fig. 1 visar i en sidovvy en bergborrigg för kärnborrning försedd med en hanteringsanordning enligt uppfin- ningen och i samband med ett magasin för borrsträngskomponen- ter, Fig. 2 visar i en perspektivvy griparenheten isolerad och i större skala, Fig. 3 visar en sidovvy motsvarande Fig. 1 med organ tillhörande hanteringsanordningen i ett annat läge, Fig. 4 visar i en perspektivvy en till hanteringsanordningen hörande griparvagn, 10 15 20 25 30 536563 Fig. 5a och b visar i större skala perspektivvyer av hanteringsanordningen i huvudsak motsvarande lägena i Fig. 1 och 3, Fig. 6 visar schematiskt ett flödesschema för ett förfarande enligt uppfinningen, och Fig. 7a och b visar i större skala perspektivvyer av hanteringsanordningen i olika lägen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL I Fig. 1 är visad en med varierande lutningsvinkel inställbar matarbalk 2 till en bergborrigg för kärnborrning.

Riggen inkluderar en på matarbalken 2 fram- och återrörligt uppburen en rotatoranordning 4. Under (på bilden) rotatoranordningen 4 är anordnad en rörhållare 5 för temporär fasthållning av borrsträngen då så är behövligt.

Intill matarbalken 2 är inrättat ett (ej visat) kraft- och drivaggregat för tillhandahållande av tryckfluid m m till bergborriggen och en lyftvinsch (ej visad). Ett magasin 6 är anordnat för mottagning av borrsträngskomponenter (indikerat med streckprickad linje vid 8), vilka ska införas till respektive utplockas från bergborriggen på ett sätt som kommer att beskrivas nedan.

Magasinet 6 kan vara utformat på olika sätt men är i Fig. 1 exemplifierat i form av ett i huvudsak horisontellt bord, vilket är lutningsbart så att borrsträngskomponenter 8 kan bringas att rulla mot en för upptagning av en borrsträngskomponent 8 inrättad svängarm 7.

På Fig. 1 är vidare indikerad med en streckprickad linje vid 8” en borrsträngskomponent i ett läge under en lyftningsfas, vilket är ett lutande läge i förhållande till matarbalken 2.

Denna linje vid 8” i Fig. 1 är avsedd att illustrera ett mellanläge under lyftningsfasen, vilket avslutas med att borrsträngskomponenten intar ett läge, som är koaxiellt med 10 15 20 25 30 536563 ett aktivt borrsträngsläge för bergborriggen. Lyftning sker med hjälp av en överst på borrsträngskomponenten 8” ingängad (25 se nedan). lyftplugg Lyftpluggen är under denna process i sin tur förbunden med en (ej visad) lyftwire, vilken i sin tur går över en wiretrissa (ej visad) överst på matarbalken och med sin andra part förlöper i huvudsak parallellt med matarbalken 2 till den i området av kraft- och drivaggregatet 3 inrättade lyftvinschen (ej visad).

Till yttermera visso visas på Fig. 1 en lyftplugg 25 gripen av en griparenhet 11 och fastgängad vid ett ändparti av en i ett borrsträngsläge befintlig borrsträngskomponent 8'.

På Fig. 1 framgår vidare att nämnda ändparti är upp- stickande ur rotatoranordningen 4 så att denna borr- strängskomponent 8' befinner sig i ett aktivt borrsträngsläge A. Borrsträngskomponenten 8' uppvisar en hongänga för ingrepp med en motsvarande hangänga på pluggen 25.

Pàskarvning av en ytterligare, andra, borrsträngskomponent 8” på den första borrsträngskomponenten 8' i ändamål av förlängning av borrsträngen för efterföljande nedsänkning i borrhàlet sker väsentligen motsvarande förfarandet för pàgängning av en lyftplugg. Se nedan.

Griparenheten 11 är visad i ett första läge i Fig. 1, i vilket ett av griparenheten 11 definierat gripläge, vilket uppvisar en griplägesaxel G (se streckad linje i Fig. 1), är koaxiellt med nämnda aktiva borrsträngsläge A.

Vidare framgår mer i detalj i denna figur en inriktningsbalk 19, vilken är anordnad att utgöra stopp för svängarmen 7 i ett uppsvängt avlämningsläge för en uppburen borrsträngskomponent 8. Därutöver utgör inriktningsbalken 19 stopp för griparenheten 11 i det andra läget för denna.

Stödorgan i form av en ränna för uppbärande av en borrsträngskomponent indikeras med 7”.

Griparenheten 11, som visas mer i detalj i Fig. 2, uppvisar en första uppsättning gripare 12 för ingrepp med 10 15 20 25 30 536563 nämnda första borrsträngskomponent 8' (i Fig. 1) och rotationsorgan 14 i form av en rotationsgripenhet, vilken uppvisar drivrullar 20 för ingrepp med en komponent såsom en borrsträngskomponent som ska roteras jämte drivmotorer 21 för dessa drivrullar. Därutöver uppvisar griparenheten 11 en andra uppsättning gripare 13 för samverkan med rotationsgripenheten för ingrepp med en komponent. Varje uppsättning gripare 12 och 13 omfattar ett par gripelement såsom gripklor, vilka lämpligen kan vara individuellt manövrerbara för att kunna fungera även som stopp för en framförd borrsträngskomponent.

Samma gäller för rotationsgripenheten, vilken omfattar ett par rotationsgriporgan.

Den första uppsättningen gripare 12 manövreras av hydraulcylindrar av vilka en indikeras med 15 och den andra uppsättningen gripare manövreras av hydraulcylindrar 17.

Rotationsorganen 14 med drivrullarna är uppburna på svängbara rotationsklämorgan, vilka förs till ingrepp med en komponent som ska roteras med hjälp av hydraulcylindrar, av vilka en visas och indikeras med 16.

En del av griparenheten 11 omfattande rotationsorganen 14 och normalt även den andra uppsättningen gripare 13 är till yttermera visso förskjutbar i en riktning parallellt med nämnda griplägesaxel 3. Se dubbelpil. Syftet med denna förskjutbarhet är att tillägna del av griparenheten 11, och i synnerhet rotationsorganen 14 en axiell rörelse samt en rotation av drivrullarna så att det kompenseras för gängstigningen under rotationsdrivningen av den komponent som roteras.

På Fig. 2 framgår vidare en svängenhet 18, vilken fästs vid riggen och uppbär griparenheten 11 för svängning 1 och 2 visade kring en första svängaxel A1 mellan det i Fig. läget (ett första läge) och ett utfällt läge (ett andra läge), vilket beskrivs nedan. 10 10 15 20 25 30 536563 I Fig. 2 visas uppsättningarna gripare 12 och 13 med den ena respektive gripklon öppen. Allmänt gäller att öppen andra uppsättning gripare och till ingrepp med pluggen eller borrsträngskomponenten infällda rotationsorgan 14 medger rotation av pluggen eller borrsträngskomponenten 8 utan hinder från ingrepp av den andra uppsättningen gripare 13.

Efter anbringning av en ytterligare borrsträngskomponent till ett läge ovanpå en i läge A befintlig (i stället för lyftpluggen 25 i Fig.1) dras således borrsträngskomponenterna ihop av rotationsorganen, varefter skarven på sedvanligt sätt slutdras av rotatoranordningen 4.

Därefter kan borrsträngen sänkas, genom att lyftwiren slackas.

(Naturligtvis sker pàskarvning på samma sätt när borrsträngen sjunkit genom borrning.) Därefter sker sänkning av borrsträngen ner till det läge som visas i Fig. 1, varvid nästa borrsträngskomponent nått det läge som indikeras med 8' med ett ändparti uppstickande ur rotatoranordningen 4 och med lyftpluggen 25 sittande ovanpå denna borrsträngskomponent. Denna lyftplugg ska nu dras loss från borrsträngen.

Lyftpluggen 25 utgörs av en svivelanordning och uppvisar därför två inbördes vridbara delar, vilket framgår av Fig. 2, nämligen en ingreppsdel 26, vilken underst är försedd med en hangänga 26' på sin fria, mot borrsträngskomponenten vända ände och en lyftdel 27, vilken ytterst är försedd med en lyftögla för samverkan med en lyftwire såsom beskrivs ovan.

Rotationsgripenheten hos griparenheten 11 omfattar drivrullarna 20, vilka uppvisar en yta med ingreppsmedel för tillförsäkrande av bra gripingrepp mot en komponent som skall roteras. Drivmotorerna 21 är i det visade exemplet inrättade i sidled av drivrullarna 20 och tillsammans med dessa uppburna på en rotationsorganen 14 bärande svängarmskonstruktion.

När griparenheten 11 aktiveras så att rotationsorganen 14 och den andra uppsättningen gripare 13 11 10 15 20 25 30 536563 förskjuts axiellt i riktning från borrsträngskomponenten 8 sätts drivrullarna 20 i rotation för rotationsdrivning av ingreppsdelen 26. Lyftpluggen 25 förs axiellt i riktning från den borrsträngskomponent den ska dras fri fràn. Lyftdelen 27 är samtidigt hàllen av nämnda andra uppsättning gripare 13 för att förhindra rotation av denna och för att förhindra att oönskad vridning ska fortplanta sig till lyftwiren.

Sålunda har den första uppsättningen gripare 12 gripit ändpartiet av borrsträngskomponenten 8' under det att rotationsorganen 14 har gått i ingrepp med ingreppsdelen hos lyftpluggen 25 och den andra uppsättningen gripare 13 kommit i ingrepp med lyftdelen 27 hos lyftpluggen 25 varefter lösgöring av lyftpluggen 25 genom sker genom rotationsverkan av rota- tionsorganen 14.

När lyftpluggen 25 är lossdragen från (Fig. 1) borrsträngskomponenten 8' svängs den genom svängen- hetens 18, vilken uppbär griparenheten ll, försorg från det första läget i riktning mot nämnda andra läge. För att medge denna svängning har den första uppsättningen gripare 12 öppnat medan fortfarande rotationsorganen 14 liksom den andra upp- sättningen gripare 13 är i ingrepp med lyftpluggen 25.

På Fig. 3 framgår att nämnda svängenhet 18 svängt griparenheten 11 med hàllen lyftplugg 25 till det andra läget där gripläget är inriktat för samverkan med en borrsträngs- komponent 8 uppburen av svängarmen 7 ansluten till nämnda magasin 6. Detta bestämda läge för griparenheten 11 tillförsäkras genom att inriktningsbalken 19 bildar mekaniskt stopp för svängningsrörelsen av griparenheten 11 i nämnda andra läge.

På Fig. 3 visas även att svängarmen 7 har svängts upp kring en andra svängaxel A2 till avlämningsläget, varvid på motsvarande sätt inriktningsbalken 19 utgör ett mekaniskt stopp för svängningsrörelsen av svängarmen 7 i avlämningsläget. 12 10 15 20 25 30 536563 Lämpligen uppbär åtminstone någon av svängarmen 7 och griparenheten 11 i ett respektive distalt område, motsatt ett område av den första respektive andra svängaxeln ett (ej visat) anslagselement för inriktningskontakt med inriktningsbalken, vilken lämpligen här uppvisar ett speciellt (ej visat) anslagsorgan i form av en metallplatta, en mothållsarm eller dylikt. Ett exempel på en mothållsarm för samverkan med den griparenheten ll uppbärande svängenheten 18 framgår av Fig 5a och 5b. Åtminstone ett av nämnda anslagselement och nämnda anslagsorgan är lämpligen inställbart för justering av inriktningläge genom lämpliga i och för sig kända distansjusteringsmedel (ej visat). På svängarmen förefinnes även ett gaffelformat styrelement 30 för sidoinriktning av svängarmen i avlämningsläget genom att detta gaffelartat omgriper om sidokanter av inriktningsbalken i avlämningsläget. Motsvarande kan finnas på inriktningsbalken och även griparenheten kan vara försedd med respektive vara föremål för ingrepp med motsvarande styrelement.

Det inses att nämnda första uppsättningen gripare 12 befinner sig i ett läge för gripingrepp med borrsträngskomponenten 8, då denna nått nämnda avlämningsläge. Änden av borrsträngskomponenten 8 med en hongänga belägen ytterst på den nu i avlämningsläget placerade borr- strängskomponenten 8 blir då tillgänglig för gripande av griparenheten ll.

Lyftpluggen 25 är samtidigt hàllen av den rotationsorganen 14 utgörande rotationsgripenheten och den andra uppsättningen gripare 13 och är då klar för ihopgängning med borrsträngskomponenten 8.

I ändamål att kompensera för gängstigningen vid ingängningen kommer en enhet innefattande rotationsorganen 14 och den andra uppsättningen gripare 13 även i detta fall att förskjutas axiellt i riktning mot borrsträngskomponenten 8 och drivrullarna roteras. 13 10 15 20 25 30 536563 Efter avslutad ingängning av hangängan 26' på ingreppsdelen 26 (se Fig. 2) i hongängan i borrsträngskomponenten 8 frigörs äter den första uppsättningen gripare 12 liksom även rotationsorganen 14 samt den andra uppsättningen gripare 13. Härigenom är borrsträngskomponenten 8 fri att lyftas med hjälp av lyftwiren så att den bl a passerar den position som visas med streckprickad linje (8”) och sedermera hamnar i läget för den andra borrsträngskomponenten längs ”griplägesaxeln” antydd med G i Fig. l.

Innan borrsträngskomponenten 8 gjorts fri från griparna har den i området av den andra änden, motsatt änden, som ihopgängats med en lyftplugg, gripits av en på en griparvagn 40 vid en led 43 ledat fastsatt styrgripare 41, vilken manövreras av en hydraulcylinder. En utföringsform av denna framgår mer i detalj pä Fig. 4. Därefter sänks svängarmen 7 till lastningsläget (i Fig. 1) där den är ur vägen för griparvagnens 40 rörelse.

Inriktningsbalken 19 uppvisar en längsstyrning 42 för den drivbart förflyttbara griparvagnen 40. Leden 43 har en ledaxel väsentligen parallell med den första och den andra svängaxeln Al och A2 för medgivande av svängning i samma plan som upptar borrsträngsläget och avlämningsläget.

Styrgriparen är utformad att efter gripande av nämnda borrsträngskomponent 8 styra den fria änden därav för att kontrollera dess rörelse under lyftningsprocessen och för att styra in denna fria ände till i inriktning med borrsträngsläget A i riggen. Vid aktiverad styrgripare gripande en borrsträngskomponent och löpande griparvagn är det inrättat så att styrgriparen följer med i vridrörelsen utan att vara vridstyrd för sig. För inriktningsändamål för att hamna i rätt position för gripning av en borrsträngskomponent dels i det inre dels i det yttre läget, som visas på Fig. 3, läget intill matarbalken, mäste dock aktiv vridningsinriktning 14 10 15 20 25 30 536563 av styrgriparen ske kring ledens 43 axel. Detta ombesörjs lämpligen genom att griparvagnen är försedd med ett vriddon för styrgriparen 41, vilket vriddon kan vara i form av en hydraulcylinder eller en annan typ av vridaktuator av i och för sig känt slag verkande mellan två ändlägen enligt ovan.

Med hänvisning äter till Fig. 3, framgår att griparvagnen 40 med sin styrgripare 41 är i en första position (med heldragna linjer) i ett första, yttre läge av inriktningsbalken för att där gripa det första ändomràdet av den för lyftning avsedda borrsträngskomponenten 8, vars andra ändomràde är avsett att vara i gängingrepp med en lyftplugg eller dylikt för samverkan med nämnda lyftvinsch.

I ett mittläge visas tydligare i Fig. 7a griparvagnen indikerad med hänvisningsbeteckning 40' (med streckade linjer i Fig. 1 och 3) styrande borrsträngkomponenten 8”.

Griparvagnen visas också tydligare i Fig. 7b indikerad med hänvisningsbeteckning 40" (med streckade linjer i Fig. 3) i en andra position i ett andra, inre läge av inriktningsbalken intill matarbalken 2. Här är den inrättad att med styrgriparen 41 inrikta nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget. Normalt kan sådan inriktning ske mot ett vid matarbalken standardmässigt inrättat fram- och bortförbart styrande inriktningshjälpmedel (ej visat här) för att styra in den inkommande undre änden av en borrsträngskomponent.

Inriktningsbalken är ledat fäst vid en första ledaxel L1 i anslutning till ett område av den första svängaxeln A1, vilket föredraget är så att den första ledaxeln L1 är koaxiell med den första svängaxeln Al. Inriktningsbalken 19 är även ledat fäst vid en andra ledaxel L2 i anslutning till ett område av den andra svängaxeln A2, vilket föredraget är så att den andra ledaxeln L2 är koaxiell med den andra svängaxeln A2.

Härigenom kan en eftersträvad referens för stopp av svängningsrörelserna för såväl svängarmen som griparenheten 15 10 15 20 25 30 536563 erhållas vid uppställning och vid omställning av riggen på ett enkelt sätt utan att några komplicerade mätmetoder eller dylikt behöver tillämpas eftersom inriktningsbalken efter omställning av riggen automatiskt kommer att anta en adekvat inriktning då ett stöd (såsom ett magasin 6) för inriktningsbalken på den från matarbalken vettande änden därav förankras på ett underlag.

Såsom inses och visas på figurerna svänger svängarmen såväl som griparenheten, i den visade utföringsformen och med den visade uppställningen av bergborriggen, i ett vertikalplan eller i vart fall i ett plan, som inkluderar en axel för borrsträngsläget A i riggen, eller i ett plan som är parallellt med ett sådant plan, varvid axlarna Al och A2 är (väsentligen) horisontella. Om behov skulle finnas att snedställa matarbalken i sidled skulle det givetvis bli aktuellt med motsvarande snedställning av axlarna Al och A2 resp. L1 och L2.

Det föredras således att svängarmen 7 svänger i ett som inkluderar en axel för vertikalplan, eller i ett plan, borrsträngsläget A i riggen, eller i ett plan som är parallellt med ett sådant plan, tills den når det läge där den inriktas av inriktningsbalken. Det utesluts dock inte att svängarmen har en koppling till inriktningsbalken, som medger inriktning i en variant där svängarmen beskriver en annan en kombinatorisk horisontellt och vertikalt rörelse, t ex. förlöpande svängningsrörelse. En (ej visad) variant med två ledaxlar L2' och L2" förlöpande t ex i vinkel till varandra är inte heller utesluten. Detta skulle kunna vara av intresse om det av t ex hanteringsmässiga skäl finns behov av att arrangera lastningsläget annorlunda än vad som visas på figurerna.

Efter inplacering och instyrning av den nya borrsträngskomponenten kan denna dras ihop med borrsträngen såsom beskrivs ovan. 16 10 15 20 25 30 536563 Så långt har beskrivits hanteringsanordningens enligt uppfinningen operativa funktion vid nedsänkning av en borr- sträng efter t ex utbyte av en borrkrona. Vid upptagning av borrsträngen sker i princip det motsatta förfarandet, nämligen fastgängning av lyftpluggen på en i det aktiva borrsträngs- läget sittande borrsträngskomponent, uppdragning av lyftplug- gen med vidhängande borrsträng till ett läge då rotatoranord- ningen pà i och för sig känt sätt är inrättad att dra loss den översta borrsträngskomponenten från efterföljande borrsträngs- komponent.

Därefter sker vidarelyftning av borrsträngen så att nästa borrsträngskomponent med sitt ändparti hamnar i det läge som framgår av Fig. 1, varefter griparenheten 11 träder in och med rotationsorganen 14 griper den översta borrsträngs- komponenten och med den första uppsättningen gripare 12 griper nästa borrsträngskomponent ("den första”) i ändamål av inrikt- ning i samband med att rotationsorganen 14 drivs för kontrol- lerad lossvridning av denna borrsträngskomponent.

Därefter grips den sålunda lossdragna borrsträngskomponenten av nämnda styrgripare 41 och förs genom griparvagnens 40 rörelse bort från matarbalken 2 ut från läget parallellt med det aktiva borrsträngsläget med dess undre ände, samtidigt som lyftwiren kontrollerat slackas, så att borrsträngskomponenten slutligen hamnar i avlämningsläget. Här kan den och lyftpluggen då gripas av griparenhetens 11 gripare för urgängning av den senare. Upplyftning av svängarmen 7 för mottagning av borrsträngskomponenten sker nu, och då urgängningen är avslutad kan svängarmen sänkas för bortförande av den uppburna borrsträngskomponenten till ett magasin eller liknande. Därefter kan processen upprepas så många gånger som är nödvändigt.

På Fig. 5a och 5b visas i förtydligande syfte delvyer i de lägen av delarna, som motsvarar respektive Fig. 1 och Fig. 3 i perspektiv i förstorad skala. 17 10 15 20 25 30 536563 Med 44 betecknas ett stöd för en till griparvagnen 40 hörande kabel-/ledningskedja (ej visad). 7' indikerar V- formiga stöd för en av svängarmen 7 upptagen borrsträngskomponent. 7" indikerar en vid svängarmens fria ände anordnad V-formad inriktningsgaffel för borrsträngskomponenter.

I Fig. 6 illustreras schematiskt en förfarandesekvens innefattande ett förfarande enligt uppfinningen avseende upp- tagning av en borrsträng i en bergborrigg, t ex för utbyte av borrkrona, varvid: Position 31 indikerar sekvensen start.

Position 32 indikerar att en griparvagn drivbart förflyttas längs en inriktningsbalk, vilken är fästbar vid borriggen för att sträcka sig i en riktning ut från matarbalken under bildande av en vinkel med denna, Position 33 indikerar att griparvagnen i ett första, yttre läge av inriktningsbalken med en ledbart inrättad styrgripare griper ett första ändomràde av en för lyftning från ett läge utanför riggen avsedd borrsträngskomponent, vars andra ändomràde är i gängingrepp med en lyftplugg eller dylikt för samverkan med nämnda lyftwinch.

Position 34 indikerar att griparvagnen i ett andra, inre läge av inriktningsbalken intill matarbalken med styrgriparen inriktar nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget.

Position 35 indikerar aktivering av griparenheten för att gripa nämnda borrsträngskomponent för korrekt inriktning till borrsträngsläget inför ihopgängning.

Position 36 indikerar lösgöring av styrgriparens grepp.

Position 37 indikerar återgång av griparvagnen till det yttre läget.

Position 38 indikerar inställning av styrgriparen för gripande av nästa borrsträngskomponent.

Position 39 indikerar sekvensens avslutning. 18 10 15 20 25 30 536563 Denna sekvens är avsedd att upprepas så många gånger det behövs. Då det i stället handlar om upptagning av en borr- sträng, t ex inför ett utbyte av borrkrona sker stegen i huvudsak i omvänd ordning, vilket inses mot bakgrund av figurerna.

Uppfinningen har beskrivits mot bakgrund av en berg- borrigg för kärnborrning, men den är tillämplig även för andra typer av riggar såsom sådana för oljeborrning och liknande.

Uppfinningen kan modifieras inom patentkravens definitioner.

Inriktningsbalken kan vara fäst med ledaxeltappar, som är gemensamma element med tappar för nämnda svängaxlarna.

Fästen mot riggen/matarbalken respektive stöd/magasin kan vara anordnade med skruvdon, svetsning etc. Längsstyrningen kan utgöras av externa partier på inriktningsbalken, såsom sidokanter av flänsar till en H-balk, en I-balk eller dylikt.

Griparvagnen drivs lämpligen via en wire eller dylikt av en drivmotor. Griparvagnen kan även uppbära drivmotor, vilken verkar mot inriktningsbalken.

Svångarmen kan vara utformad på olika sätt och såsom av uppvisa olika organ av i och för sig känt slag, rännform, gaffelform etc. för samverkan med en uppburen borrsträngskomponent. För anpassning till olika långa borrsträngskomponenter förses lämpligen stödorganet 7' med justerbara eller utbytbara ändstopp.

Det föredras att griparenheten år försedd med sagda första uppsättning gripare för gripning av nämnda ändparti av den första borrsträngskomponenten. Det utesluts dock inte att den första uppsättningen gripare byts ut mot en styrande inriktningsanordning utan griparfunktion. 19

Claims (17)

10 15 20 25 30 536563 Patentkrav:

1. Hanteringsanordning för hantering av borrsträngskomponenter (8, 8',8”) vid en borrigg, vilken omfattar en matarbalk (2), på vilken en matnings- och rotatoranordning (4) är förskjutbart lagrad, samt en lyftwinch för lyftning av en första borrsträngskomponent, vilken ska sammangängas med en andra, i ett borrsträngsläge för riggen befintlig andra borrsträngskomponent, kännetecknad av en längs en inriktningsbalk (19) drivbart förflyttbar griparvagn (40), varvid inriktningsbalken (19) är fästbar vid borriggen för att sträcka sig i en riktning ut från matarbalken under bildande (40) av en vinkel med denna, varvid griparvagnen uppvisar en ledbart inrättad styrgripare (41) för att i en första position i ett första, yttre läge av inriktningsbalken gripa ett första ändomràde av en för lyftning från ett läge utanför riggen (8), avsett att vara i gängingrepp med en lyftplugg eller dylikt avsedd borrsträngskomponent vars andra ändomràde är för samverkan med nämnda lyftwinch, och varvid griparvagnen (40) i en andra position i ett andra, inre läge av inriktningsbalken intill matarbalken (2) är inrättad att med styrgriparen (41) inrikta nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget.

2. Hanteringsanordning enligt kravet 1, kännetecknad av att inriktningsbalken (19) uppvisar en längsstyrning för griparvagnen utgjord av något av: externa partier på inriktningsbalken, sidokanter av flänsar till en H-balk- eller en I-balkprofil hos inriktningsbalken, mot varandra vända styrlister.

3. Hanteringsanordning enligt kravet 1 eller 2, kännetecknad av att griparvagnen (40) är drivbar via en wire, en kedja, en rem eller en lina av en fast anordnad drivmotor. 20 10 15 20 25 30 536563

4. Hanteringsanordning enligt kravet l eller 2, kännetecknad av att griparvagnen (40) uppbär en drivmotor för drivning, vilken drivmotor verkar mot längs inriktningsbalken (19) inrättade ingreppsorgan.

5. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den omfattar ett styrsystem (CU), vilket är inrättat att drivstyra griparvagnens rörelse korrelerat med vinschens drift.

6. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att i nämnda andra position för griparvagnen (40), styrgriparen (41) är inrättad att inrikta nämnda gripna borrstrångskomponent i området av borrsträngsläget genom samverkan med en på matarbalken anordnat inriktningsstyrning.

7. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att styrgriparen (41) är svängdrivbar mellan ett första svängningsläge vid nämnda första position och ett andra svängningsläge vid nämnda andra position.

8. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att styrgriparen (41) är manövrerbar mellan öppet och stängt läge genom något av: en elmotor, en hydraulmotor, en pneumatisk motor.

9. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kânnetecknad av att inriktningsbalken (19) är ledbart fastsättbar vid borriggen kring en första ledaxel (Ll).

10. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att inriktningsbalken (19) i ett yttre område 21 10 15 20 25 30 536563 är ledbart fastsättbar vid ett stöd (6) kring en andra ledaxel (L2).

11. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att en griparenhet (11) är anordnad pà riggen för att ingripa med nämnda första ändparti av en borrsträngskomponent när nämnda gripna borrsträngskomponent är inriktad med styrgriparen i området av borrsträngsläget.

12. Bergborrigg inkluderande en för rotation och drivning av av en matarbalk (2) fram- och (4), en borrsträng avsedd, återrörligt uppburen rotatoranordning kännetecknad av att den inkluderar en hanteringsanordning enligt något av kraven 1 - 11.

13. Förfarande för hantering av borrsträngskomponenter (8, 8',8”) vid en borrigg, vilken omfattar en matarbalk (2), på vilken en matnings- och rotatoranordning (4) förskjuts, samt en första borrsträngskomponent, vilken lyfts och placeras för att sammangängas med en, i ett borrsträngsläge för riggen befintlig andra borrsträngskomponent, kännetecknat av - att en griparvagn (40) drivbart förflyttas längs en inriktningsbalk (19), vilken är fästbar vid borriggen för att sträcka sig i en riktning ut från matarbalken under bildande av en vinkel med denna, (40) i ett första, - att griparvagnen yttre läge av inriktningsbalken med en ledbart inrättad styrgripare (41) griper ett första ändomràde av en för lyftning från ett läge utanför riggen avsedd borrsträngskomponent, vars andra ändomràde är i gängingrepp med en lyftplugg eller dylikt för samverkan med nämnda lyftwinch, och - att griparvagnen (40) i ett andra, inre läge av inriktningsbalken intill matarbalken (2) med styrgriparen (41) 22 10 15 20 25 536563 inriktar nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget.

14. Förfarande enligt kravet 13, kännetecknat av att griparvagnen (40) längsstyrs genom av något av: externa partier på inriktningsbalken (19), sidokanter av flänsar till en H-balk- eller en I-balkprofil hos inriktningsbalken, mot varandra vända styrlister.

15. Förfarande enligt kravet 13 eller 14, kännetecknat av att griparvagnens (40) rörelse drivstyrs korrelerat med vinschens drift.

16. Förfarande enligt något av kraven 13 - 15, kännetecknat av att i nämnda inre läge för griparvagnen (40) intill matarbalken (2) styrgriparen (41) inriktar nämnda gripna borrsträngskomponent i området av borrsträngsläget genom samverkan med en på matarbalken (2) anordnad inriktningsstyrning.

17. Förfarande enligt något av kraven 13 - 16, kännetecknat av att styrgriparen (41) svängdrivs mellan ett första svängningsläge vid nämnda yttre läge och ett andra svängningsläge vid nämnda inre läge. 23