Key information

Title
Anordning ved avviksbor
Application number
19985756
Case type
National
Status
31.12.2006 Ikke betalt årsavgift
Filed
09.12.1998
Effective date
09.12.1998
Publicly available
13.06.2000
Applicant
Devico AS (NO)
Owner
Devico AS (NO)
Inventor
Viktor Tokle (NO)
Agent
CURO AS (NO)
Granted
25.09.2000
Patent number
308552

Abstract and drawing

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.
Styre- og gripeanordning ved awiksbor, for å kunne bore rette eller buete hull med forutbestemt forløp, med en borestreng (11-21) med deler som roterer under boringen, idet den har ei borekrone (11) eller en vannhammer i frontenden og en ikke-roterende pakkerenhet (14) med et pakkerrør (28) som har én eller flere utragende trykkputer (25, 31. 32) plassert bak borekrona (11) eller vannhammeren. Trykkputa eller trykkputene kan presses ut mot borehullets vegg ved hjelp av trykket fra borevæska når dette overstiger et visst nivå. Trykkputa (25 ) eller trykkputene (25A-25C) kan være asymmetrisk plassert og/eller virker asymmetrisk på pakkerrøret (28), for eksempel ved å ha forskjellig høyde. Trykkputene presser føringsribbene på motsatt side inn i hullveggen for å hindre rotasjon av pakkerenheten (14). Trykkputa eller trykkputene kan ved deaktivering trekkes inn for å gjennomføre rettboring.

Publications

B1A
Checking availability of the latest published version...

Documents
Date
Date Doc. No. Process Case number In/Out Journal description To/from
21.08.2007 02-01 Saksbehandling 19985756 UT Patent - grace period is over (SPC and granted) (2007.08.21)
09.02.2007 01-01 Saksbehandling 19985756 UT Grace period has started (Patent) (2007.02.09)

Description, claims and drawings

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content. Description
Oppfinnelsen omfatter en gripe og styreanordning ved et awiksbor for grunnboring, særlig bergboring, nærmere bestemt en anordning som angitt i innledningen til patentkrav 1. særlig for awiksboring med stor nøyaktighet i sedimentære bergarter.Fra norsk patentskrift 168962 er det kjent et slikt awiksbor som er forsynt med en låseanordning eller "pakker" som tilføres borevæske under trykk for å skyve ut låseelementer eller trykkputer som kan støte mot hullveggen og låse awiksboret i forhold til denne, slik at en hindrer rotasjon av awiksborets ytterrør. Slike trykkputer kan brukes til å låse et fast eksenter i en gitt posisjon eller brukes til å introdusere en skråstilling på borekrona, for dermed å gjennomføre awiksboring.Fra norsk patentsøknad 962744 er det kjent et styreverktøy for et bergbor, hvor flere trykkputer er anordnet i minst to ringseksjoner slik at trykkputene blir stående på aksielle rekker med utragende sporskjærere som står på linje. Denne løsningen skal redusere friksjonen som virker i aksialretning ved framskyvning av boret, samtidig som det skal sikres' tilstrekkelig dreiefriksjon. for å hindre vridning. Retningsstyringen skapes her av en fast eksenterkobling plassert mellom pakkeren og borkrona kjent fra patentskriftet ovenfor.En vesentlig ulempe ved den kjente løsningen er at den krever flere sett med trykkputer etter hverandre i verktøyets lengderetning. Det kjente bergbor forutsetter sentrisk plassering av pakkeren i borehullet.Det er også kjent awiksbor med flere sensorstyrte trykkputer plassert symmetrisk rundt omkretsen, for å gi såkalt "modulert forspenning". Ved å aktivere trykkputene ulikt kan en oppnå en skjevstilling av borkrona i forhold til hovedaksen og på denne måten styre boringen i en awiksboring, det vil si en forutbestemt krum borebane, Denne løsningen krever imidlertid en komplisert sensorsystem og tilsvarende komplisert styringsmekanisme for tilførsel av trykkmedium til de enkelte trykkputene og er derfor kostbar å realisere og utsatt for svikt.Fra US-patentskrift 5.421.421 er det kjent trykkputer som står i nøyaktig bearbeidete føringer med pakninger som tetter mellom pakkertrykket og trykket i hullet. Denne løsningen forutsetter en viss diameter på hullet og er kostbar å realisere.Hovedformålet med oppfinnelsen er å skape et awiksbor med et gripe- og styresystem som kan gjøres enklere enn kjente gripe- og styresystem og som gir større retningsstabilitet og fleksibilitet ved bruk av awiksboret.Det er et særlig formål å skape et awiksbor som kan retningsstyres og -korrigeres med enklere midler enn ved kjente awiksbor. En ønsker et fleksibelt awiksbor som kan brukes både i hardt fjell og i sedimentære bergarter. Det er ønskelig å kunne bore både med kjernerør med fast eksenter og alternativt med awiksdannelsen i pakkerområdet, det vil si med en aktiv eksenter.Et annet formål er å skape et awiksbor med et gripe- og styresystem, som kan brukes med en vannhammer eller en annen type borhammer eller boreverktøy.Ytterligere formål med oppfinnelsen vil gå fram av detaljbeskrivelsen nedenfor.Oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1. Fordelaktige detaljer ved grunnidéen er angitt i patentkrav 2-10.Dette awiksboret er vesentlig enklere i oppbygning og dermed mer robust i bruk enn tilsvarende kjente awiksbor. Det gir også mulighet for å sikre stabil awiksboring ved hjelp av enkle korrigeringstrinn. Ytterligere detaljer ved oppfinnelsen vil gå fram av eksempelbeskrivelsen.Fig. 1 viser et skjematisk sideriss av et utsnitt av et awiksbor i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 2a og 2b viser tverrsnitt gjennom en utførelsesform av oppfinnelsen, som illustrerer utformingen og plasseringen av trykkpute og føringsribber, med trykkputa i utskjøvet og inntrukket stilling Fig. 3 viser et utsnitt av fig. 2a og 2b i større målestokk, som illustrerer innbyggingen av føringsribbene, Fig. 4a-c viser forskjellige sideriss, delvis gjennomsnittet, en del av et pakkerrør med tre trykkputer,I fig. 1 er det vist et awiksbor med ei borekrone 11 i forenden, som er forbundet med en drivaksel 13. Den fremre enden av drivakselen 13 er omgitt av et lagerhus 12, en pakkerenhet 14 og et pakkerrør 28 som i bakkant er koblet til et ytterrør 15.Drivakselen 13, som er rørformet, er bak trustlageret 16 forbundet med en kombinert låse- og koblingsenhet 17 som vil bli beskrevet nærmere nedenfor. Låse- og koblingsenheten 17 er forbundet med en trykkventil og en orienteringsenhet 18 med en elektronisk krets 19 for å gi signal opp til overflata om sin rotasjons vinkel og skråstilling. Orienteringsenheten 18 gir også plass for et batteri 20. Orienteringsenheten 18 er forbundet med ei rørformet borestang 21. Både låse- og koblingsenheten 17 og orienteringsenheten 18 er rørformet og gir gjennomløp for borevæske under trykk.Låse- og koblingsenheten 17 er forsynt med et låsestempel 22. Låsestempelet 22 presses ut i aktiv stilling av ei innvendig skruefjør som gir et trykk PO. Ved et trykk Pl gir fjøra etter for trykket fra vanntilførselen og presses inn i passiv stilling. For å reorientere boret senkes trykket Pl ned til et nivå PO, slik at skruefjøra trykker låsestempelet ut. Trykket vil være stort nok til å ekspandere pakkeren og hindre ytterrøret i å rotere. Ved å rotere sakte rundt vil låsestempelet gå inn i et spor i låserøret (ytterrøret). Sensorene i orienteringsenheten aktiverer denne ved å holde utstyret rolig en viss periode og ny orientering kan utføres.Drivakselen 13 og pakkerenheten 14 er forsynt med en styreventil 23 og en drenerings ventil 24 som vil bli beskrevet nærmere med henvisning til fig. 6. Pakkerenheten 14 har i dette eksemplet ei trykkpute 25 som rager ut gjennom en åpning i pakkerrøret 28 og som står under påvirkning av en pakker 26 i form av en rørformet gummiekspander som er kjent fra norsk patentskrift 168962.En aktuell utforming av trykkputa 25 er vist i fig. 2a og 2b. Her er det brukt ei enkelt trykkpute 25 på ei side av pakkerenheten 14. Symmetrisk til trykkputa 25 er det plassert to langsgåendehardmetallribber 27A, 27B på pakkerrøret 28. Ribbene 27A, 27B vil ved aktivering av pakkerenheten 14 skjære seg inn i hullveggen og hindre rotasjon. Utformingen og plasseringen av ribbene 27A, 27B er vist mer detaljert i fig. 3. Trykkputa 25 har to hardmetallinnlegg 29, 30: som er plassert side om side nedfelt i spor i trykkputeenden, slik at det dannes et spor 31 mellom de to ) hardmetallinnleggene. I sedimentære bergarter vil denne trykkputa 25 styre som ei ski.Trykkputa 25 kan alternativt til hardmetallinnleggene ha én eller flere langsgående V-formete ribber eller kjøler for å skjære et spor i hullveggen og sikre bedre føring i hardt berg. Størrelsen og formen på ribbene kan variere, avhenging av avviksmateriale, men den kan typisk være V-formet.En alternativ, ikke vist utførselsesform har to trykkputer og ei motstående, symmetrisk plassert føringsribbe. Denne løsningen egner seg best ved boring i løse bergformasjoner. Dessuten vil den utformingen gi større spennvidde på trykkputene og større flatetrykk.Trykkputa 25 ligger innvendig an mot en pakkergummi 26 av kjent utforming. Trykkputa 25 er ) langstrakt, og i eksemplet med en lengde som er ca. 3x bredden. Dimensjonene blir tilpasset de formasjonene som awiksboret skal brukes i og kan derfor awike fra det som er vist. Den har avrundete ender for å redusere friksjonen ved bevegelse framover.I fig. 3 er det vist utsnitt av fig. 2A og 2B i større målestokk, som illustrerer innbyggingen av føringsribbene 27A, 27B. De er festet delvis nedfelt i langsgående spor i ei buet bæreplate 32 som j er nedfelt i en utsparing i pakkerrøret 28 og festet til dette med en eller flere skruer 33. Det store arealet på bæreplata hindrer at den trenger for langt inn i massen. Fordelene ved denne løsningen er at hardmetallribbene lettvindt kan skiftes for justering av awiksvinkel eller ved slitasje eller avbrekking, uten demontering av awiksboret. Justeringen av awiksvinkel kan oppnås også ved endring av trykkputenes høyde, eller ved å sette inn stoppskruer for justering av trykkputenens utslag.I fig.4a-c er det vist riss fra tre sider av et trykkelement 42 med tre trykkputer 25A-25C og ei motstående bæreplate 32 med fem festeskruer 33 og to hardmetallribber 27a, 27B.I fig. 5 er det vist et forstørret utsnitt som illustrerer trykkputene 25A-25C og deres plassering. Trykkputene 25A-25C rager ut av pakkerrøret 28 gjennom motsvarende åpninger 43-45 .Trykkputene er avrundet ved enden 46 og 47 for å redusere friksjonen ved framføring. I dette tilfellet er hver trykkpute 25A-25C forsynt med ei par hardmetallinnlegg 29, 30 (som i fig. 2a, 2b) som er plassert side om side i trykkputa og som mellom seg danner et styringsspor 31 som minner om sporet i ei ski. Hardmetallinnleggene kan være limet eller loddet fast.I fig. 6 er det vist blokkdiagram for et eksempel på et ventilarrangement for å styre pakkerenheten 14.1 drivakselen 13 er det plassert et ikke vist filter, og fra dette fører en rørledning 50 til en første styreventil 51 for å regulere trykket i pakkeren 14. Ved et trykk P3 vil styreventilenStyreventilen 51 kan være en standard ventil som er tilpasset for vannhydraulikk for automatisk stengning når trykket overstiger et innstillbart og forhåndsbestemt nivå. Når trykket i borestrengen reduseres under det valgte nivået, åpnes ventilen og pakkeren blir deaktivert.Det er mulig å kombinere denne løsningen med en ekstra ventil 52 som sikrer at pakkeren ikke ekspanderer før trykket i borestrengen når et visst nivå. Ventilen 52 er plassert i ledningen inn til styreventilen 51 og åpner ved et lavere trykknivå enn denne. Mellom pakkeren 14 og borestrengen kan det være plassert en tilbakeslagsventil 53 for å drenere pakkeren når trykket i borestrengen avtar.Etter en forboring med konvensjonelt utstyr føres boreenheten inn i hullet. Låsestemplet 22 blir under nedsettingen låst til ytterrøret 15 slik at pakkerenheten 14 og drivakselen holdes sammenkoblet. Dette sikrer at orienteringen av awiksboret, det vil si dreieposisjonen til pakkeren 14 og trykkputene, er kjent og kan danne grunnlag for å bestemme borhullets forløp. Aktiveringstrykkene for låsestempelet 22 og for pakkeren 14 kan tilpasses slik at låsestempelet 22 trekkes inn når trykket stiger over en viss verdi Pl. Drivakselen vil da bli frigjort fra ytterrøret. Det kan da utføres en fullprofilboring eller en kjerneboring. Føringsribbene vil da styre pakkeren og hindre dreining. Så snart pakkerenheten har dreid mer enn en gitt vinkel, kan den reorienteres ved å la låsestempelet 22 gå i inngrep og aktivere orienteringsenheten, for derved å foreta en reorientering.Ved økning av trykket i borevæska (styrt fra overflata) til over aktiveringsnivået for styreventilen 23, som er et høyere trykknivå P3, vil pakkerenheten 14 deaktiveres. Dermed vil trykkputene 25 ikke påføre awiksboret assymetrisk plassering og rettboring kan foretas. Denne vil i dette tilfelle komme i stedet for en awiksboring styrt av et fast eksenterlager. Utslippsventilen 51 har en konstant drenering, slik at pakker-trykket blir borte når styreventilen 23 er deaktivert.Oppfinnelsen kan også nyttes sammen med en vannhammer plassert foran pakkerenheten, med en mellomkobler demper. Demperen vil hindre at vibrasjoner fra vannhammeren påvirker pakkeren til å dreie medurs. Dessuten vil den redusere påkjenningen på sensorelementene i orienteringsenheten.For å aktivere en slik vannhammer må trykket P økes for at ventilen skal gi full gj ennomstrømning.Anordningen kan omfatte to eller flere pakkerenheter i serie, hvor den første er innrettet til å bli aktivert til en viss eksentrisitet ved et visst første trykknivå og den eller de etterfølgende aktiveres til gradvis økende eksentrisitet ved høyere trykknivå i borestrengen Flere pakkerenheter i serie vil øke anleggsarealet ved boring i sedimentære bargarter.Oppfinnelsen kan også brukes ved pakkere hvor trykkputene aktiveres ved hjelp av to sett leddarmer som føres mellom to sentrale glidehylser, enten ved å bruke asymmetriske leddarmer eller ved å brukes asymetriske trykkputer.Ved en alternativ utførelsesform kan en oppnå asymeterisk låsing av borestrengen ved å bruke jevnt fordelte trykkputer med ulikt utstikk. En kan for eksempel ha ei lav og ei høy trykkpute og eller to lave og ei høy trykkpute. En kan oppnå tilsvarende effekt ved å begrense utstikkene til ei eller flere trykkputer ved hjelp av regulerbare stoppeskruer.
Claims
1. Styre- og gripeanordning ved awiksbor, særlig for awiksboring med høy presisjon i awiksstyringen, for å kunne bore rette eller buete hull med forutbestemt forløp, med en borestreng (11-21) med deler som roterer under boringen, idet den har ei borekrone (11) eller en vannhammer i frontenden og en pakker (14) med et pakkerrør (28) som har én eller flere trykkputer (25. 25A-25C) som er assymetrisk plassert bak borekrona (11) idet de rager ut gjennom et føringshull i pakkerrøret, idet trykkputa eller trykkputene kan presses ut mot borehullets vegg ved hjelp av trykket fra borevæska når dette overstiger et visst nivå (P3),karakterisert ved at trykkputa (25 ) eller trykkputene (25A-25C) er forsynt med en indre kantutkraging (fig. 5) som har en radial utstrekning hovedsakelig lik veggtykkelsen på pakkerrøret og danner ei utvidet anleggsflate mot et pakkerelement (26) anbragt innvendig i pakkerrøret, idet kantutkragingen danner begrensing for utskyving av trykkputa eller trykkputene i forhold til pakkerrøret (28).2. Anordning i samsvar med patentkrav 1,karakterisert ved at det på motsatt side i forhold til trykkputa eller trykkputene. er anordnet én eller flere langsgående føringsribber (26, 27) anbragt på eller i pakkerrørets (28) vegg3. Anordning ved awiksbor i samsvar med patentkrav 2,karakterisert ved at det er anordnet ei trykkpute (25) og to føringsribber (26, 27) eller to trykkputer og ei føringsribbe montert på en utskiftbar bærer.4. Anordning i samvar med et av patentkrav 1 og 3,karakterisert ved at trykkputa eller trykkputene er langstrakte og omfatter flere trykkputer .etter hverandre, plasset på en felles bærer.5. Anordning ved awiksbor i samsvar med et av patentkravene 1-3,karakterisert ved at trykkputa eller trykkputene har ei overflate som er sirkulær i et snitt normalt på hullaksen, med en radius som er dimensjonert mellom radius for omskrevet sirkel i ytre og indre posisjon.6. Anordning ved awiksbor i samsvar med et av patentkravene 1-5,karakterisert ved at låse- og koblingsenheten (17) i en bestemt vinkelposisjon i forhold til trykkputa eller trykkputene har et radialt låsestempel som påvirkes av borevæska slik at det ved boring og tilstrekkelig hydraulisk trykk trekkes inn, mens det ved redusert borevæsketrykk presses ut av ei trykkfjør e.l. for å gå i låseinngrep med ytterrøret (15) som er forbundet med pakkerrøret (28).7. Anordning i samsvar med et av patentkravene 1-6,karakterisert ved at den omfatter en trykkventil (51) som stenger for tilstrømming av bore væske til pakkeren når trykket i borevæska overstiger en viss verdi, idet pakkeren har en utslippsventil (53) for drenering av trykket i pakkeren til borestrengen eller ringrommet i pakkeren.8. Anordning i samsvar med patentkrav 2,karakterisert ved at den er innrettet for å kunne endre høyde på føringsribbe og/eller ribbens bæreplate.9. Anordning i samvar med patentkrav 1,karakterisert ved at asymmetrien oppnås ved at ei eller flere trykkputer har forskjellig høyde i forhold til de øvrige.10. Anordning i samsvar med patentkrav 9,karakterisert ved at pakkerenheten har symmetrisk fordelte trykkputer hvor utslaget kan reguleres med stoppskruer.
Drawings

Priority

No priority

Patent classes

IPC classesE21B 7/06E21B 7/04E21B 7/10E21B 17/10E21B007/06

Citations

US 5421421 (B1)US 5220963 (B1)EP Al 15137 (B1)NO 168962 (B1)

Applicants, owners and inventors

Owners
Devico AS
Postboks 206 7224 MELHUS NO (MELHUS Municipality, Trøndelag county)Org. number: 947402633Inventors
Viktor Tokle
TRONDHEIM NO

Agent

CURO AS
CURO AS

Org. number: 936803911

Name and address are automatically synchronized with the Brønnøysund Register Centre.

Open in The Brønnøysund Register Centre
Vestre Rosten 81 7075 TILLER NO (TRONDHEIM Municipality, Trøndelag county)
Org. number: 936803911
Reference:

Status history

Payment history

No payment history after 2015

Oppositions and appeals

No oppositions or appeals

Administrative limitation

No administrative limitation

Liens and licences

No liens or licenses registered

Gazette entries

No Gazette entries foundOnly events from 2024.03.04 and onwards are shown.