Key information

Title: System og framgangsmåte for sammenkopling og adskillelse av borestrengseksjoner
Application number: 20181652
Case type: National
Status: 29.06.2020 Patent meddelt (B1)
Filed: 19.12.2018
Effective date: 19.12.2018
Publicly available: 22.06.2020
Next annual fee due: 31.12.2026
Applicant: NORHARD AS (NO)
Owner: FORTE ENERGI BERGBORING AS (NO)
Inventor: Per Olav Haughom (NO)
Agent: HÅMSØ PATENTBYRÅ AS (NO)
Granted: 29.06.2020
Patent number: 344923
Expiry date: 19.12.2038

Abstract and drawing

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.

System og framgangsmåte for sammenføyning av en borestrengseksjon (111) med samt adskillelse av borestrengseksjonen (111) fra en seksjonert borestreng (11), og hvor en borestrengskjøt (113c) er tildannet av komplementære endeflenser (113c) på motstående endepartier (112) av to borestrengseksjoner (111, 111a) samt en seksjonert klemring (114) som er innrettet til å kunne omslutte og sammenkople endeflensene (113c), hvor hver endeflens (113c) omfatter en fortannet endeflate (113a) med tenner (113b) som rager ut fra endeflensen (113c) i borestrengseksjonenes (111, 111a) aksielle retning; borestrengseksjonene (111, 111a) er sammenkoplbare med en bakrigg (13) som kan forskyve borestrengen (11) aksielt; bakriggen (13) omfatter en koplingsaksel (1313) som er forsynt med en fortannet andre endeflens (1313a) komplementær til borestrengseksjonenes (111, 111a) endeflenser (113c), og som er valgfritt dreibar om en senterakse; og en kopling (1315) som kan omslutte og sammenkople koplingsakselens (1313) endeflens (1313a) og den tilstøtende borestrengseksjonens (111) endeflens (113c).

Publications

Checking availability of the latest published version...

Documents

Expand

Download files (24)

Date

Date	Doc. No.	Process	Case number	In/Out	Journal description	To/from
12.08.2021	02-01	Overdragelse av søknad/rettighet	2021/11233	UT	GH Forespørsel	ADVOKATFIRMAET GRETTE AS
06.08.2021	01-05	Overdragelse av søknad/rettighet	2021/11233	INN	Følgebrev 04.08.2021	ADVOKATFIRMAET GRETTE AS
06.08.2021	01-04	Overdragelse av søknad/rettighet	2021/11233	INN	Forte Energi Bergboring AS - Overføring Patenter - Begrenset fullmakt (07.07.21)	ADVOKATFIRMAET GRETTE AS
06.08.2021	01-03	Overdragelse av søknad/rettighet	2021/11233	INN	Avtale om virksomhetsoverdragelse 16.11.20_execution version_2330066_1 (002)_Skjult innhold	ADVOKATFIRMAET GRETTE AS
06.08.2021	01-02	Overdragelse av søknad/rettighet	2021/11233	INN	Avtale om virksomhetsoverdragelse 16.11 signaturside_2330212_1	ADVOKATFIRMAET GRETTE AS
06.08.2021	01-01	Overdragelse av søknad/rettighet	2021/11233	INN	Generell henvendelse	ADVOKATFIRMAET GRETTE AS
04.05.2021	09-01	Saksbehandling	20181652(344923)	UT	PT Påminnelse om ikke betalt årsavgift (3329) (PT20181652)
03.11.2020	08-01	Saksbehandling	20181652(344923)	UT	PT Varsel om betaling av første årsavgift (3317) (PT20181652)
01.07.2020	07-01	Saksbehandling	20181652	UT	PT Registreringsbrev Nasjonal Patent (15) (PT20181652)
20.04.2020	06-01	Saksbehandling	20181652	UT	PT Meddelelse om patent	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
28.11.2019	05-04	Saksbehandling	20181652	INN	Beskrivelse merket	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
28.11.2019	05-03	Saksbehandling	20181652	INN	Beskrivelse ren	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
28.11.2019	05-02	Saksbehandling	20181652	INN	Hovedbrev	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
28.11.2019	05-01	Saksbehandling	20181652	INN	Korrespondanse (Hovedbrev inn)	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
08.07.2019	04-02	Saksbehandling	20181652	UT	PT_report 09:58:45
08.07.2019	04-01	Saksbehandling	20181652	UT	Generelt Brev Patent	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
05.07.2019	03-02	Saksbehandling	20181652	UT	PT_report 09:58:45
05.07.2019	03-01	Saksbehandling	20181652	UT	Realitet patent	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
03.01.2019	02-01	Saksbehandling	20181652	UT	Infobrev til oppfinner	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
19.12.2018	01-05	Saksbehandling	20181652	INN	Erklæring Søkers rett til oppfinnelse	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
19.12.2018	01-04	Saksbehandling	20181652	INN	drawings	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
19.12.2018	01-03	Saksbehandling	20181652	INN	Beskrivelse	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
19.12.2018	01-02	Saksbehandling	20181652	INN	Fullmakt	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
19.12.2018	01-01	Saksbehandling	20181652	INN	Søknadsskjema Patent	HÅMSØ PATENTBYRÅ AS

Description, claims and drawings

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.

Description

SYSTEM OG FRAMGANGSMÅTE FOR SAMMENKOPLING OG ADSKILLELSE AV BO-RESTRENGSEKSJONER

Oppfinnelsen vedrører et system for sammenføyning av en borestrengseksjon med en ikke-roterbar, seksjonert borestreng samt adskillelse av borestrengseksjonen fra den seksjonerte borestrengen, hvor borestrengen i et endeparti er sammenkoplet med en boremaskin forsynt med ei roterbar borkrone, og hvor en borestrengskjøt er tildannet av komplementære endeflenser på motstående endepartier av to borestrengseksjoner samt en seksjonert klemring som er innrettet til å kunne omslutte og sammenkople endeflensene. Oppfinnelsen vedrører også en framgangsmåte for sammenføyning av en borestrengseksjon med en ikke-roterbar, seksjonert borestreng samt adskillelse av borestrengseksjonen fra den seksjonerte borestrengen.

Ved retningsstyrt boring av lange borehull i en fjellformasjon hvor det benyttes en ikkeroterende borestreng som strekker seg mellom en bakrigg som er anordnet utenfor borehullet og sørger for aksiell forskyvning av borestrengen, og en boremaskin som er anordnet i borehullet og er forsynt med ei roterbar borekrone, retningsstyringsmidler samt midler for sidestabilisering og frammating av borekrona, benyttes borestrengseksjoner av passende lengder og med koplinger som kan overføre både aksielt trykk og strekk samt et vekslende dreiemoment som måtte oppstå under boring eller når boremaskinen trekkes ut fra eller skyves inn i borehullet. Et system av denne type er beskrevet i norsk patent nr. 334472.

Borehull av denne art kan ha en betydelig lengde, ofte mellom 1000 og 3000 meter, og oppbyggingen og demonteringen av borestrengen er arbeidskrevende. Det er derfor behov for et system og en framgangsmåte for forbedret sammenkopling av borestrengseksjoner ved gradvis forlenging av borestrengen under en boreoperasjon samt adskillelse av borestrengseksjoner ved demontering av borestrengen når boreoperasjonen er utført, eller når det må utføres vedlikehold på boremaskinen eller tilknyttet utstyr som befinner seg i borehullet under boreoperasjonen.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekkene som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkravene.

Oppfinnelsen tilveiebringer et system for sammenføyning av en borestrengseksjon med en borestreng samt adskillelse av en borestrengseksjon fra borestrengen. Hver ende av borestrengseksjonen er forsynt med en fortannet endeflens med tenner som rager ut fra endeflensen i borestrengseksjonens aksielle retning. Tennene har sideflater som er skråstilte i endeflensens periferiretning og konvergerer i retning tennenes endepartier. Når to fortannede endeflenser føres mot hverandre, vil de skråstilte sideflatene på tennene dermed føre til at den ene endeflensen og borestrengseksjonen som endeflensen tilhører, vil dreie om borestrengens senterakse inntil endeflensene ligger i fullstendig inngrep med hverandre.

Endeflensene holdes sammen med en seksjonert klemring som omslutter endeflensene. Klemringen har et innvendig spor med U-formet tverrsnitt.

For å tilveiebringe den aksielle forskyvningen og den samtidige sammenføyningen av to motstående endeflenser, er det en fordel om endeflensene er forsynt med koniske endeflater som vender bort fra de fortannede endeflatene, idet de koniske endeflatene faller radielt utover og mot de fortannede endeflatene. Klemringens U-formede spor er tilsvarende forsynt med innvendige, motstående og koniske ringflater som divergerer i radiell retning mot klemringens senterakse, idet ringflatenes skråstilling korresponderer med endeflensenes koniske flater. Ved å legge klemringen omkring to endeflenser som skal sammenføyes, og deretter klemme klemringens seksjoner sammen, vil klemringens koniske ringflater forskyve seg radielt på endeflensenes koniske endeflater og forårsake en innbyrdes aksiell forskyvning av de respektive borestrengseksjonene. Den minste aksielle avstanden mellom klemringens innvendige ringflater er mindre enn den aksielle utstrekningen av to endeflenser i fullstendig inngrep med hverandre. Klemringens innvendige diameter er samtidig større enn de koniske endeflensflatenes minste diameter for å sikre at det oppnås fullstendig kontakt mellom de koniske ringflatene og de koniske endeflensflatene.

I en foretrukket utførelse er den seksjonerte klemringen todelt. Hver klemringseksjon er forsynt med midler for sammenføyning med en tilstøtende klemringseksjon. Sammenføyningsmidlene kan være tildannet som et festemiddel som går i inngrep med motstående endepartier av to nærliggende klemringseksjoner, for eksempel i form av klemskruer som strekker seg mellom motstående hylser anordnet koaksialt på endepartier av klemringseksjonene.

Av produksjonsmessige årsaker kan det være hensiktsmessig at de fortannede endeflensene er tildannet på endeseksjoner som er forbundet med langstrakte borestrengseksjonsstammer ved hjelp av skrueforbindelser, sveising eller annen hensiktsmessig sammenføyning.

Det er gunstig om et overgangsparti mellom motstående sideflater på tilstøtende tenner på sideflensene, dvs. bunnpartiet mellom to tilstøtende tenner, er utformet som en sirkulær utsparing ved tennenes bunn, idet de to motstående sideflatene strekker seg aksielt utover fra et munningsparti i den sirkulære utsparingen. En slik utforming reduserer faren for utvikling av materialbrudd pga. kjerv. En perifer utstrekning av munningspartiet er fortrinnsvis betydelig mindre enn den sirkulære utsparingens diameter.

En bakrigg som er innrettet til å forskyve borestrengen aksielt, er forsynt med en koplingsenhet som er innrettet til løsgjørbar sammenkopling av bakriggen og borestrengen ved at en første koplingsflens med utforming tilsvarende endeflensene på borestrengseksjonene, er anordnet på en utragende ende av en hylseformet koplingsaksel. Koplingsakselen er dreibart opplagret i koplingsenheten og er fikserbar i enhver vinkelposisjon rotert om sin egen senterakse, idet en første kopling som omkranser et parti av koplingsakselen, er forsynt med én eller flere koplingsaktuatorer som ved radiell forskyvning mot en andre koplingsflens på koplingsakselen og en tilstøtende tredje koplingsflens dreiestivt fastgjort i bakriggen koaksialt med koplingsakselen, låser koplingsakselen til bakriggen.

Den andre koplingsflensen og den tredje koplingsflensen er fortrinnsvis forsynt med plane, motstående første endeflater og koniske andre endeflater som vender bort fra de plane endeflatene, idet de koniske endeflatene faller radielt utover og mot de plane endeflatene. Koplingsaktuatorene er fortrinnsvis forsynt med endepartier som er innrettet til å kunne gå i inngrep med den andre og tredje koplingsflensens koniske andre flater for derved å klemme koplingsflensenes plane endeflater mot hverandre og derved på kontrollert vis å kunne hindre koplingsakselen i å kunne dreie i forhold til bakriggen.

Koplingsenheten omfatter en andre kopling som er innrettet til å omslutte koplingsakselens første koplingsflens og den tilstøtende borestrengseksjonens motstående endeflens. Den andre koplingen er typisk tildannet som en seksjonert klave med koplingsseksjoner med tilsvarende form som klemringen. Midler for sammenføyning og forskyvning av den den seksjonerte klavens koplingsseksjoner er i en foretrukket utførelse tildannet av lineæraktuatorer, typisk hydrauliske sylindere som forbinder motstående endepartier av to nærliggende klemringseksjoner.

Oppfinnelsen vedrører i en utførelse også et verktøy for automatisert festing og løsgjøring av klemringen til/fra en borestrengskjøt. Til en flerakset manipulator er det tilkoplet et koplingsapparat. Koplingsapparatet er forsynt med midler som er innrettet til å kunne trekke den seksjonerte klemringen sammen omkring endeflensene, eksempelvis i form av skrumaskiner som er festet til ei ramme og er forskyvbare i retning borestrengskjøten og innrettet til å kunne gå i inngrep med klemskruene i klemringen. Det er også en fordel om koplingsapparatet er forsynt med midler som er innrettet til å kunne frigjøre den seksjonerte klemringen fra endeflensene dersom den har bitt seg fast i endeflensene. Disse frigjøringsmidlene er typisk aktuatorbetjente kiler som kan forskyves inn mellom motstående endepartier av nærliggende klemringseksjoner og skyve disse fra hverandre etter at sammenføyningsmidlene i den seksjonerte klemringen har blitt utløst, dvs. løsnet og eventuelt fjernet.

Det er en fordel om midlene for oppspenning og frigjøring av klemringen er fastgjort til en rotor opplagret i ei ramme i koplingsapparatet dreibar om en akse som under koplingsapparatets aktive bruk er sammenfallende med borestrengens senterakse. Dermed kan nevnte midlers arbeidsretning innstilles til nøyaktig å sammenfalle med klemringens vinkel.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en framgangsmåte for sammenføyning av en borestrengseksjon med en ikke-roterbar, seksjonert borestreng samt adskillelse av borestrengseksjonen fra den seksjonerte borestrengen ved anvendelse av systemet beskrevet ovenfor.

Oppfinnelsen er definert av de selvstendige patentkravene. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt et system for sammenføyning av en borestrengseksjon med en ikke-roterbar, seksjonert borestreng samt adskillelse av borestrengseksjonen fra den seksjonerte borestrengen, hvor borestrengen i et endeparti er sammenkoplet med en boremaskin forsynt med ei roterbar borkrone, og hvor en borestrengskjøt er tildannet av komplementære endeflenser på motstående endepartier av to borestrengseksjoner samt en seksjonert klemring som er innrettet til å kunne omslutte og sammenkople endeflensene, kjennetegnet ved at hver endeflens omfatter en fortannet endeflate med tenner som rager ut fra endeflensen i borestrengseksjonenes aksielle retning, og hvor tennene er forsynt med skråstilte tannsideflater som konvergerer i retning mot endepartier på tennene; borestrengseksjonene er sammenkoplbare med en bakrigg som er innrettet til å tilveiebringe en aksiell forskyvning av borestrengen; bakriggen omfatter en koplingsenhet som er forsynt med en koplingsaksel forsynt med en fortannet andre endeflens komplementær til borestrengseksjonenes endeflenser, og som ved deaktivering av en første kopling er dreibar om en senterakse; og koplingsenheten er forsynt med en andre kopling som er innrettet til å kunne omslutte og å sammenkople koplingsakselens endeflens og den tilstøtende borestrengseksjonens endeflens.

Hver endeflens kan være forsynt med en konisk flensflate som vender bort fra tennene og faller radielt utover i retning den fortannede endeflaten. Tilsvarende kan klemringen være forsynt med et innvendig spor avgrenset av sporsideflater som er innrettet til å kunne ligge støttende an mot nevnte endeflensers koniske flensflater for låsende inngrep av nevnte endeflensers fortannede endeflater i hverandre. En fordel med dette er at den ene endeflensen da kan dreie i forhold til den andre etter hvert som klemringen beveger seg innover på endeflensenes koniske flensflater og de skrå tannflatene glir mot hverandre og genererer dreiningen.

Klemringen kan være todelt, idet to klemringseksjoner er sammenføyd av gjengede klembolter anordnet parallelt i endepartier av klemringseksjonene. Dette er en fordel ved maskinell sammenføyning og adskillelse av klemringseksjonene.

Den andre koplingen kan være forsynt med et innvendig spor avgrenset av sporsideflater som er innrettet til å kunne ligge støttende an mot nevnte endeflensers koniske flensflater for låsende inngrep av nevnte endeflensers fortannede endeflater i hverandre. En fordel med dette er at den ene endeflensen da kan dreie i forhold til den andre etter hvert som koplingen griper om endeflensene og beveger seg innover på endeflensenes koniske flensflater og de skrå tannflatene glir mot hverandre og genererer dreiningen.

Borestrengseksjonens fortannede endeflenser kan være anordnet på koplingsseksjoner som er løsgjørbart sammenføyd med borestrengseksjonens endepartier. En fordel med dette er at vedlikehold av slitte eller skadede endeflenser kan utføres på enheter med moderat størrelse og vekt.

Koplingsenhetens koplingsaksel kan være dreibart opplagret på et endeparti av ei akselhylse som er dreiestivt forbundet med bakriggen. Den innbyrdes dreiebevegelsen mellom to motstående endeflenser kan dermed tilveiebringes ved dreining av koplingsakselen uten dreiebevegelse på borestrengseksjonen. En annen fordel er at en borestrengseksjon som er tilkoplet bakriggen, kan dreie under sammenføyning med borestrengen mens de skrå tannflatene glir mot hverandre.

Koplingsenhetens første kopling kan være tildannet som et ringformet hus som rommer flere radielt anordnede aktuatorer forsynt med radielt innoverrettede anlegg innrettet til å gå i låsende inngrep med et parti av koplingsakselen og et tilstøtende parti av akselhylsa som tildanner en opplagring for koplingsakselen og er dreiestivt forbundet med bakriggen. En fordel med dette er at det dannes en enkel innfesting av den første koplingen og tilsvarende en enkel opplagring av koplingsakselen som bare skal utføre små dreiebevegelser under koplingsprosessene.

Koplingsenhetens andre kopling kan være tildannet som en todelt klave som omfatter to koplingsseksjoner som i endepartier er innbyrdes forbundet med lineæraktuatorer innrettet til å trekke koplingsseksjonene mot hverandre og å skyve koplingsseksjonene fra hverandre. En benytter dermed det samme koplingsprinsippet som i borestrengskjøtene.

Et koplingsapparat som er tilkoplet en manipulator anordnet i tilknytning til bakriggen, kan være forsynt med midler som er innrettet til å kunne trekke den seksjonerte klemringen sammen omkring endeflensene, samt midler som er innrettet til å kunne frigjøre den seksjonerte klemringen fra endeflensene. Skjøtingen av borestrengen kan dermed skje maskinelt.

Koplingsapparatet kan omfatte en rotor som er opplagret i ei ramme, samt flere skrumaskiner anordnet på et fundament som er fastgjort på rotoren forskyvbart i et plan perpendikulært på rotorens dreieakse, idet skrumaskinene er innrettet til å gå i inngrep med gjengede klembolter for sammenføyning og adskillelse av klemringseksjoner i den seksjonerte klemringen. I tillegg kan flere aktuatoropererte kiler være anordnet på rotoren, forskyvbare i rotorens radielle retning og innrettet til å gå i inngrep mellom nærliggende endepartier av klemringseksjonene. Midlene for tilkopling og løsgjøring av klemringen kan dermed dreies i forhold til borestrengskjøtens klemring for dermed å få en nøyaktig posisjonering og arbeidsretning.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en framgangsmåte for sammenføyning av en borestrengseksjon med en ikke-roterbar, seksjonert borestreng samt adskillelse av borestrengseksjonen fra den seksjonerte borestrengen, kjennetegnet ved at framgangsmåten omfatter trinnene:

a) å tilveiebringe et system ifølge oppfinnelsens første aspekt;

b) å tildanne en borestreng ved å kople en boremaskin til en første borestrengseksjon;

c) å kople borestrengen dreiestivt til en bakrigg ved hjelp av en andre kopling anordnet på bakriggen;

d) å tildanne eller forlenge et borehull ved samtidig å rotere ei borkrone med boremaskinen og å forskyve borestrengen ved hjelp av bakriggen;

e) å stanse boringen av borehullet;

f) å frigjøre borestrengen fra bakriggens andre kopling;

g) å trekke bakriggen bort fra borestrengen;

h) å kople en andre borestrengseksjon til bakriggens andre kopling;

i) å deaktivere en første kopling i bakriggen for å muliggjøre aksiell dreining av den andre borestrengseksjonen;

j) å tilveiebringe en borestrengskjøt ved sammenføyning av motstående fortannede endeflater på borestrengseksjonenes nærliggende endeflenser ved aksiell forskyvning av den andre borestrengseksjonen ved hjelp av bakriggen, og å omslutte de sammenføyde endeflensene med en seksjonert klemring;

k) å repetere trinnene d) - j); og

l) når borehullet har nådd sin fulle lengde, å adskille borestrengseksjoner fra den seksjonerte borestrengen ved å utføre trinnene b) - c) og f) - j) i omvendt rekkefølge og å repetere disse trinnene.

Trinn j) kan utføres ved hjelp av et koplingsapparat som beskrevet ovenfor.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor:

Fig. 1 viser et sideriss av en sammenstilling av en borestreng og en tilknyttet bakrigg under boring av et skrått borehull i en fjellformasjon;

Fig. 2 viser i større målestokk et system for sammenkopling og adskillelse av borestrengseksjoner under en boreoperasjon;

Fig. 3 viser i større målestokk et sideriss av en borestrengseksjon;

Fig. 4 viser et aksialsnitt III-III ifølge figur 3 gjennom borestrengseksjonen;

Fig. 4a viser i større målestokk et utsnitt av figur 4;

Fig. 5 viser i mindre målestokk ei perspektivskisse av to ikke sammenkoplede borestrengseksjoner samt en koplingsenhet for sammenkopling av borestrengen med bakriggen;

Fig. 6 viser i større målestokk et sideriss av en borestrengseksjon tilkoplet koplingsenheten;

Fig. 7 viser et enderiss av koplingsenheten;

Fig. 8 viser et radialsnitt VIII-VIII av koplingsenheten ifølge figur 6;

Fig. 9 viser et aksialsnitt IX-IX av koplingsenheten og den tilkoplede borestrengseksjonen ifølge figur 6, hvor den ene borestrengseksjonens sylindriske kropp for oversiktens skyld ikke er vist;

Fig. 10 viser i mindre målestokk et grunnriss av systemet hvor en borestrengseksjon er under sammenføyning med borestrengen, borestrengseksjonen er holdt fast i koplingsenheten og ei tang er i ferd med å bli ført mot en rørseksjonskopling ved hjelp av en manipulator;

Fig. 11 viser i større målestokk ei perspektivskisse av tanga i inngrep med to borestrengseksjoners koplingsseksjoner, hvor den ene borestrengseksjonens kropp for oversiktens skyld er fjerna;

Fig. 12 viser et enderiss av tanga i begynnende inngrep med en rørseksjonskopling;

Fig. 13 viser et aksialsnitt XIII-XIII gjennom tanga ifølge figur 12 og endepartier av to sammenføyde borestrengseksjoner; og

Fig. 14 viser et radialsnitt XIV-XIV gjennom tanga ifølge figur 12.

Det henvises først til figur 1, hvor et system 1 er arrangert for boring av et borehull 21 i en fjellformasjon 2, idet en borestreng 11 som er sammensatt av flere borestrengseksjoner 111, 111a i en første ende er tilkoplet en boremaskin 12 forsynt med ei roterbar borekrone 121, og i en andre ende er tilkoplet en bakrigg 13 som er anordnet på en base 22 utenfor borehullet 21. Bakriggen 13 kan blant annet sørge for en aksiell forskyvning av borestrengen 11, mens boremaskinen 12 sørger for rotasjon av borekrona 121 ved at trykkfluid eller elektrisk energi er ført fram til boremaskinen 12 via ledninger (ikke vist) som kan være ført fram gjennom et senterløp 14 (se figur 4 og 9) som strekker seg fra bakriggen 13 gjennom borestrengen 11 til boremaskinen 12.

Bakriggen 13 er forsynt med en koplingsenhet 131 innrettet til løsgjørbar sammenkopling av bakriggen 13 og borestrengen 11. På basen 22 er det anbrakt en manipulator 16 som er forsynt med et koplingsapparat 15. Koplingsapparatet 15 er forsynt med midler innrettet til å kunne sammenkople en borestrengseksjon 111 med borestrengen 11, og å adskille borestrengseksjonen 111 fra borestrengen 11.

Ved manipulatoren 16 er det anordnet ei borestrengstøtte 17, på figur 2 og 10 vist som et trau som tilstøtende borestrengseksjoner 111, 111a kan støttes mot ved sammenkopling og demontering.

Det henvises så til figurene 3, 4 og 4a. En borestrengseksjon 111 er her vist med en sylinderformet kropp 111b hvor seksjonsendepartier 112 er forsynt med fortannede endeflater 113a hvor tenner 113b strekker seg i borestrengseksjonens 11 aksiell retning og er jevnt fordelt langs seksjonsendepartienes 112 periferier. For å hindre såkalt kjerv, dvs. bruddanvising i en skarp overgang mellom to flater etter langvarig, vekslende belastning, er det gunstig at et overgangsparti 113f mellom motstående sideflater på tilstøtende tenner 113b på sideflensene, dvs. bunnpartiet mellom to tilstøtende tenner 113b, er utformet som en sirkulær utsparing ved tennenes 113b bunn, idet de to motstående sideflatene strekker seg aksielt utover fra et munningsparti i den sirkulære utsparingen, slik det er tydelig vist blant annet på figur 4a. Seksjonsendepartiene 112 kan være integrert i borestrengseksjonen 111, fortrinnsvis med mindre diameter enn borestrengseksjonens 11 kropp 111b. Av produksjonstekniske og vedlikeholdsmessige årsaker er det en fordel om de fortannede endeflatene 113a er anordnet i koplingsseksjoner 113 som løsgjørbart koplet til borestrengseksjonens 111 endepartier 112, for eksempel ved hjelp av flenskoplinger 113e som vist på figurene. De fortannede endeflatene 113a er tildannet på endeflenser 113c med koniske flensflater 113d vender innover mot borestrengseksjonens 111 kropp 111b og faller mot de fortannede endeflatene 113a i radiell retning utover.

En seksjonert klemring 114 som er tildannet av to klemringseksjoner 114a som er sammenføyd ved hjelp av gjengede klembolter 114b anordnet parallelt gjennom boringer i klemringseksjonenes 114a endepartier 114e, er forsynt med et innvendig spor avgrenset av koniske sporsideflater 114c med en vinkel i det vesentlige lik vinkelen til borestrengseksjonens 111 koniske flensflater 113d. Ved å la klemringen 114 omslutte to borestrengseksjoners 111, 111a motstående endeflenser 113c og stramme klemboltene 114b, vil de koniske, innvendige anleggsflatene 114c i klemringseksjonene 114a presse borestrengseksjonenes 111, 111a motstående fortannede endepartier 113a til låsende inngrep med hverandre. Klemboltene 114b går inngrep med gjengepartier 114f i den ene av klemrings eksjonene 114a. Det er en fordel om det er anordnet elastiske elementer (ikke vist), typisk fjører, på klemboltene 114b mellom klemringseksjonene 114a for å lette demonteringen av klemringen 114. Det er også en fordel om klemringen 114 er festet til den respektive borestrengseksjonen 111, for eksempel ved at i det minste én av klemringseksjonene 114a er fastgjort i seksjonsendepartiet 112 ved hjelp av et elastisk element, for eksempel et plateformet, fjørende element (ikke vist), slik at klemringen 114 følger borestrengseksjonen 111 under forflytting og er tilstrekkelig nøyaktig posisjonert aksielt før sammenføyningen av borestrengseksjonen 111 og borestrengen 11 starter.

To motstående, komplementære endeflenser 113c og en omsluttende klemring 114 tildanner en borestrengskjøt 111c (se figur 5).

Det henvises så til figurene 5-9. Bakriggens 13 koplingsenhet 131 er forsynt med en hylseformet koplingsaksel 1313 som er dreibart opplagret på ei akselhylse 1312 som er spent fast i bakriggen 13, for eksempel via en festeflens 1312b som vist på figurene 6 og 9. Koplingsakselen 1313 strekker seg ut fra et endeparti av akselhylsa 1312 og er forsynt med en endeflens 1313a med et fortannet endeparti 1313c tilsvarende de fortannede endepartiene 113a på borestrengseksjonene 111. I motsatt ende er koplingsakselen forsynt med en første koplingsflens 1313d som er innrettet til å kunne ligge støttende an mot en andre koplingsflens 1312a anordnet på et midtparti av akselhylsa 1312, idet hver av koplingsflensene 1312a, 1313d har en plan, radiell anleggsflate. På motsatt side er koplingsflensene 1312a, 1313d avgrenset av koniske flensflater 1312b, 1313e. Koplingsflensene 1312a, 1313d er omsluttet av et ringformet hus 1311 som sammen med flere lineæraktuatorer 1314a, typisk hydrauliske sylindere, anordnet radielt i huset 1311 tildanner en første kopling 1314. Lineæraktuatorene 1314a ligger på linje fordelt langs husets 1311 omkrets og er i et innovervendende endeparti, for eksempel i et endeparti av et sylinderstempel, forsynt med anlegg 1314b som er innrettet til å ligge an mot koplingsflensenes 1312a, 1313d koniske flensflater 1312b, 1313e for derved å kunne låse koplingsakselen 1313 til akselhylsa 1312 i en hvilken som helst rotasjonsvinkel.

Koplingsenheten 131 er forsynt med en andre kopling 1315 innrettet til å kunne løsgjørbart sammenkople koplingsakselen 1313 og en tilstøtende borestrengseksjons 111 fortannede endeparti 113a på tilsvarende vis som borestrengens 11 klemringer 114 holder tilstøtende borestrengseksjoners 111, 111a fortannede endepartier 113a sammen, idet koplingsenhetens 131 andre kopling 1315 er tildannet som en seksjonert klave 1315a, på figurene vist som to koplingsseksjoner 1315b med koniske, innvendige anleggsflater. Koplingsseksjonene 1315b er innbyrdes forbundet med andre lineæraktuatorer 1315c, typisk tildannet som hydrauliske sylindere.

Senterløpet 14 (se figur 4 og 9) strekker seg sammenhengende fra bakriggen 13 gjennom koplingsenheten 131 og borestrengen 11 til boremaskinen 12 og er innrettet til å romme ledninger (ikke vist) for framføring av trykkfluider, elektrisk energi, styresignaler m.m.

Det henvises så til figurene 10-14. Koplingsapparatet 15, som er fastgjort til manipulatoren 16 og kan posisjoneres i forhold til borestrengen 11 ved hjelp av manipulatoren 16, omfatter ei ramme 151 hvor en rotor 152 er dreibart opplagret. Ramma 151 og rotoren 152 er U-formet for å kunne delvis omslutte tilstøtende borestrengseksjoners 111, 111a endepartier 112. En dreieaktuator 153, typisk en hydraulisk eller elektrisk motor, er fastgjort i ramma 151 og er i inngrep med rotoren, typisk ved at et tanndrev 153a anordnet på motoren 153 går i inngrep med en fortanning 152a på rotoren 152. På rotoren 152 er det anordnet flere skrumaskiner 154 innrettet til å kunne gå i inngrep med den førte klemringens 114 klembolter 114b for å spenne fast klemringen 114 til, henholdsvis løsne klemringen 114 fra låsende inngrep med borestrengseksjonenes 111, 111a endepartier 112. Skrumaskinene 154 er typisk anordnet forskyvbare på rotoren 152, her vist festet til et forskyvbart fundament 154a tilkoplet en skrumaskinaktuator 155, typisk i form av en hydraulisk sylinder.

For å frigjøre klemringen 114 fullstendig fra borestrengseksjonenes 111, 111a flenser 113c, dersom klemringens 114 sporsideflater 114c har bitt seg fast i flensflatene 113d, er det på koplingsapparatets 15 rotor 152 fastgjort aktuatoropererte kiler 156 som er innrettet til å kunne skyves inn mellom klemringseksjonenes 114a endepartier.

Når borestrengen 11 skal forlenges, stanses boremaskinens 12 rotasjon og bakriggens 13 aksielle forskyvning av borestrengen 11. Borestrengen 11 frigjøres fra bakriggen 13 ved at koplingsenhetens 131 andre kopling 1315 løsner grepet om koplingsakselens 1313 fortannede endeflens 1313a og den tilstøtende borestrengseksjonens 111 fortannede endeflens 113c. Borestrengens 11 frie endeparti understøttes midlertidig av borestrengstøtta 17. Bakriggen 13 trekkes bort fra borestrengen 11. En andre borestrengseksjon 111a føres til anlegg i borestrengstøtta 17 og koples sammen med bakriggens 13 koplingsenhet 131. Ved å deaktivere koplingsenhetens 131 første kopling 1314 kan koplingsakselen 1313 og den tilkoplede andre borestrengseksjonen 111a dreie om sin felles senterakse slik at de nå tilstøtende første og andre borestrengseksjonenes 111, 111a motstående fortannede endeflenser 113c kommer i fullstendig inngrep med hverandre når bakriggen 13 skyver den andre borestrengseksjonen 111a mot borestrengen 11, slik at koplingsapparatets 15 skrumaskiner 154 kan spenne klemringen 114 fast omkring endeflensene 113c. Koplingsenhetens 131 første kopling 1314 aktiveres deretter slik at den forlengede borestrengen 11 blir dreiestivt forbundet med bakriggen 13. Manipulatoren 16 trekker koplingsapparatet 15 bort fra borestrengen 11. Boreoperasjonen gjenopptas ved at boremaskinen 12 settes i rotasjon og bakriggen 13 gjenopptar den aksielle forskyvningen av borestrengen 11.

Ved demontering av en borestrengseksjon 111 fra borestrengen 11, reverseres prosessen.

Manipulatoren, maskiner og aktuatorer i koplinger og koplingsapparat drives med trykkfluid og/eller elektrisk energi som tilføres fra egnede kilder. Slike løsninger er nærliggende for en fagperson og er derfor ikke beskrevet eller vist på tegningene.

Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformene illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de vedlagte kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende.

Bruken av verbet "å omfatte" og dets ulike former ekskluderer ikke tilstedeværelsen av elementer eller trinn som ikke er nevnt i kravene. De ubestemte artiklene "en", "ei" eller "et" foran et element ekskluderer ikke tilstedeværelsen av flere slike elementer.

Claims

Patentkrav

1. System for sammenføyning av en borestrengseksjon (111) med en ikke-roterbar, seksjonert borestreng (11) samt adskillelse av borestrengseksjonen (111) fra den seksjonerte borestrengen (11), hvor borestrengen (11) i et endeparti er sammenkoplet med en boremaskin (12) forsynt med ei roterbar borkrone (121), og hvor en borestrengskjøt (113c) er tildannet av komplementære endeflenser (113c) på motstående endepartier (112) av to borestrengseksjoner (111, 111a) samt en seksjonert klemring (114) som er innrettet til å kunne omslutte og sammenkople endeflensene (113c), k a r a k t e r i s e r t v e d at

hver endeflens (113c) omfatter en fortannet endeflate (113a) med tenner (113b) som rager ut fra endeflensen (113c) i borestrengseksjonenes (111, 111a) aksielle retning, og hvor tennene (113b) er forsynt med skråstilte tannsideflater (113g) som konvergerer i retning mot endepartier (113h) på tennene (113b); borestrengseksjonene (111, 111a) er sammenkoplbare med en bakrigg (13) som er innrettet til å tilveiebringe en aksiell forskyvning av borestrengen (11);

bakriggen (13) omfatter en koplingsenhet (131) som er forsynt med en koplingsaksel (1313) som er forsynt med en fortannet andre endeflens (1313a) komplementær til borestrengseksjonenes (111, 111a) endeflenser (113c), og som ved deaktivering av en første kopling (1314) er dreibar om en senterakse; og koplingsenheten (131) er forsynt med en andre kopling (1315) som er innrettet til å kunne omslutte og å sammenkople koplingsakselens (1313) endeflens (1313a) og den tilstøtende borestrengseksjonens (111) endeflens (113c).

2. System i henhold til krav 1, hvor hver endeflens (113c) er forsynt med en konisk flensflate (113d) som vender bort fra tennene (113b) og (113d) faller radielt utover i retning den fortannede endeflaten (113a).

3. System i henhold til krav 2, hvor klemringen (114) er forsynt med et innvendig spor (114d) avgrenset av sporsideflater (114c) som er innrettet til å kunne ligge støttende an mot nevnte endeflensers (113c) koniske flensflater (113d) for låsende inngrep av nevnte endeflensers (113c) fortannede endeflater (113a) i hverandre.

4. System i henhold til krav 1, hvor klemringen (114) er todelt, idet to klemringseksjoner (114a) er sammenføyd av gjengede klembolter (114b) anordnet parallelt i endepartier (114e) av klemringseksjonene (114a).

5. System i henhold til krav 1, hvor den andre koplingen (1315) er forsynt med et innvendig spor (1315d) avgrenset av sporsideflater (1315e) som er innrettet til å kunne ligge støttende an mot nevnte endeflensers (1313a, 113c) koniske flensflater (1313b, 113d) for låsende inngrep av nevnte endeflensers (1313a, 113c) fortannede endeflater (1313c, 113a) i hverandre.

6. System i henhold til krav 1, hvor borestrengseksjonens (111) fortannede endeflenser (113c) er anordnet på koplingsseksjoner (113) som er løsgjørbart sammenføyd med borestrengseksjonens (111) endepartier (112).

7. System i henhold til krav 1, hvor koplingsenhetens (131) koplingsaksel (1313) er dreibart opplagret på et endeparti av ei akselhylse (1312) som er dreiestivt forbundet med bakriggen (13).

8. System i henhold til krav 1, hvor koplingsenhetens (131) første kopling (1314) er tildannet som et ringformet hus (131) som rommer flere radielt anordnede aktuatorer forsynt med radielt innoverrettede anlegg (1314b) innrettet til å gå i låsende inngrep med et parti (1313d) av en koplingsaksel (1313) og et tilstøtende parti (1312a) av ei akselhylse (1312) som tildanner en opplagring for koplingsakselen (1313) og er dreiestivt forbundet med bakriggen (13).

9. System i henhold til krav 1, hvor koplingsenhetens (131) andre kopling (1315) er tildannet som en todelt klave (1315) som omfatter to koplingsseksjoner (1315b) som i endepartier (1315e) er innbyrdes forbundet med lineæraktuatorer (1315c) innrettet til å trekke koplingsseksjonene (1315b) mot hverandre og å skyve koplingsseksjonene (1315b) fra hverandre.

10. System i henhold til krav 1, hvor et koplingsapparat (15) som er tilkoplet en manipulator (16) anordnet i tilknytning til bakriggen (13), er forsynt med midler (154) som er innrettet til å kunne trekke den seksjonerte klemringen (114) sammen omkring endeflensene (113c), samt midler (154, 156) som er innrettet til å kunne frigjøre den seksjonerte klemringen fra endeflensene (113c).

11. System i henhold til krav 10, hvor koplingsapparatet (15) omfatter en rotor (152) som er opplagret i ei ramme (151), samt flere skrumaskiner (154) anordnet på et fundament (154a) som er fastgjort på rotoren (152) forskyvbart i et plan perpendikulært på rotorens (152) dreieakse, idet skrumaskinene (154) er innrettet til å gå i inngrep med gjengede klembolter (114b) for sammenføyning og adskillelse av klemringseksjoner (114a) i den seksjonerte klemringen (114).

12. System i henhold til krav 11, hvor flere aktuatoropererte kiler (156) er anordnet på rotoren (152), forskyvbare i rotorens (152) radielle retning og innrettet til å gå i inngrep mellom nærliggende endepartier (114e) av klemringseksjonene (114a).

13. Framgangsmåte for sammenføyning av en borestrengseksjon (111) med en ikkeroterbar, seksjonert borestreng (11) samt adskillelse av borestrengseksjonen (111) fra den seksjonerte borestrengen (11), k a r a k t e r i s e r t v e d at framgangsmåten omfatter trinnene:

a) å tilveiebringe et system ifølge krav 1;

b) å tildanne en borestreng (11) ved å kople en boremaskin (12) til en første borestrengseksjon (111);

c) å kople borestrengen (11) dreiestivt til en bakrigg (13) ved hjelp av en andre kopling (1315) anordnet på bakriggen (13);

d) å tildanne eller forlenge et borehull (21) ved samtidig å rotere ei borkrone (121) med boremaskinen (12) og å forskyve borestrengen (11) ved hjelp av bakriggen (13);

e) å stanse boringen av borehullet (21);

f) å frigjøre borestrengen (11) fra bakriggens (13) andre kopling (1315); g) å trekke bakriggen (13) bort fra borestrengen (11);

h) å kople en andre borestrengseksjon (111a) til bakriggens (13) andre kopling (1315);

i) å deaktivere en første kopling (1314) i bakriggen (13) for å muliggjøre aksiell dreining av den andre borestrengseksjonen (111a);

j) å tilveiebringe en borestrengskjøt (111c) ved sammenføyning av motstående fortannede endeflater (113a) på borestrengseksjonenes (111, 111a) nærliggende endeflenser (113c) ved aksiell forskyvning av den andre borestrengseksjonen (111a) ved hjelp av bakriggen (13), og å omslutte de sammenføyde endeflensene (113c) med en seksjonert klemring (114);

k) å repetere trinnene d) - j); og

l) når borehullet (21) har nådd sin fulle lengde, å adskille borestrengseksjoner (111) fra den seksjonerte borestrengen (11) ved å utføre trinnene b) - c) og f) - j) i omvendt rekkefølge og å repetere disse trinnene.

14. Framgangsmåte ifølge krav 13, hvor trinn j) utføres ved hjelp av et koplingsapparat (15) ifølge krav 10.

Drawings

Priority

No priority

Patent classes

IPC classes

E21B 17/046

E21B 7/02

E21B 19/16

F16L 37/12

CPC classes

E21B 17/046

E21B 7/025

E21B 19/164

F16L 37/12

Citations

WO 2013162377 A1 (A1)

WO 2015152729 A1 (A1)

US 2008230218 A1 (A1)

Applicants, owners and inventors

Owners

FORTE ENERGI BERGBORING AS

c/o Forte Vannkraft AS, Postboks 1424 Vika

0115 OSLO

NO (OSLO Municipality, Oslo county)

Org. number: 923381589

Inventors

Per Olav Haughom

Nedre Høgåsen 18

4440 TONSTAD

NO (SIRDAL Municipality, Agder county)

Agent

HÅMSØ PATENTBYRÅ AS

Postboks 9

4068 STAVANGER

NO (STAVANGER Municipality, Rogaland county)

Org. number: 918752900

Reference: P28757NO00

Status history

Payment history

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 found

Only events from 2024.03.04 and onwards are shown.

System og framgangsmåte for sammenkopling og adskillelse av borestrengseksjoner