NO318129B1 - Hydraulisk anordning for rotasjon av et fjellbor - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen tilveiebringer en hydraulisk drivenhet (16) for rotering av et fjellbor i et borehull. En hydraulisk motor med en fast bakre påfølgende ende og en roterende fremre boringsende omdanner hydraulisk kraft til en rotasjonsdrivkraft. Den hydrauliske motoren mottar hydraulisk fluid med høyt trykk gjennom et mottaksinnløp og slipper ut hydraulisk fluid med lavere trykk gjennom et hydraulisk utløp. En drivaksel (52) forbundet til den roterende fremre borenden er anbrakt innen den hydrauliske motoren. En fluidoverføirngsledning (55) innen drivakselen (52) overfører hydraulisk eller pneumatisk borfluid for å drive fjellboret. Fluidoverføringsledningen (55) omgår den hydrauliske motoren for uavhengig tilførsel og drift av fjellboret. Fluidoverføringsledningen (55) mottar borfluid fra overflaten og overfører borfluid mot fjellboret. Drivakselen (52) inneholder en borroterer (44) festet til den fremre borenden tilpasset for å motta og rotere fjellboret.

Description

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Denne oppfinnelsen angår område for fjellboringsoperasjoner. Spesielt angår denne oppfinnelsen fjernstyring av hullrotasjonen til et fjellbor.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

I de senere år, har gruveindustrien under jorden i stor utstrekning benyttet

langhullsproduksjonsmetoder for å øke åreutvinningsmengdene og for å redusere gruvedriftskostnadene. Implementasjonen av disse metoder har basert seg på den nøyaktige boringen av sprengningshull over avstander som varierer fra omkring 70 til 140 m. Konvensjonelt hardfjellsboreutstyr har imidlertid ingen effektiv innretning for å styre banen av boreutstyret. Som et resultat på denne mangelen av retnings-styring, er overflødig avvik av borehullene fra deres beregnede baner en hyppig, og kostbar hendelse. Den resulterende feile plasseringen av sprengstoff forårsaker ofte uforutsettbar og ineffektiv sprengning. Denne ineffektive sprengning resul-terer i dårlig fragmentert fjell som akselerer slitasjehastigheten av årebehand-lingen og knuseutstyret. Videre kan unøyaktig boring medføre uakseptable nivåer av bortkastet stein (fjell) i den utvunnede åren. I sammendrag er hele gruvepro-sessen i negativ retning påvirket på grunn av uttynning og dårlig fragmentering av den utvunnede åren som direkte eller indirekte kommer fra unøyaktig boring.

I dag, representerer i hullet (In-The-Hole) (ITH-) boringer teknikkens stilling i kommersiell tilgjengelig langhullsboreteknologi. For å operere et stor ITH-bor, er dreiemoment og aksielt støt overført til en hammer gjennom en rekke av stålrør eller borstrenger. Borstrengene former en kontinuerlig aksel fra det roterende drivhode ved mansjetten til hullet gjennom hammeren som driver boret. Disse borstrengene har en gjenget forbindelse som tillater de å forbindes i en lang «streng» ettersom det hele går dypere. Det indre av borstrengen fører den komp-rimerte luften eller vannet benyttet i driften av ITH-hammeren. Den ytre diamete-ren av strengen bestemmer det ringformede område av hullet og følgelig hastigheten av den forbrukte luften eller vannet. Borestangen er dimensjonert for å tillate hensiktsmessig fluidstrømning gjennom strengen og for å sørge for tilstrekkelig utslippshastighet for å føre ut avskjæringene fra bunnen av hullet til overflaten. En kraftenhet som består av en drivmotor (diesel, elektrisk eller luft) som driver en eller flere hydrauliske pumper er benyttet for å vende borstrengen fra overflaten. Oljestrømmen som genereres av pumpen (ene) er rettet gjennom passende ven-tilsystem til de forskjellige hydrauliske aktuatorene som styrer funksjonene som er nødvendig i driften av boret fra overflaten. Typiske avvik for ITH-bor er i området på 10% av hele lengden. Følgelig er ITH-bor ekstremt unøyaktig for moderne gru-vedriftsanvendelser.

Borehastigheten for produksjon for ITH-bor er typisk omtrent 0.3 m pr. minutt, avhengig av typen av åre som det støtes på og borparametere, men den vir-kelige tiden som er påkrevet for å bore et hull er mye større enn denne raten viser. Borstrengarrangementet består typisk av 1,64 m lange borstrenger festet i serier. Etter hver 1,64 m inkrement av boring, må boringen stoppes for å tilføre en ny stang. For å tilføre en ny borstang, frakoples drivhodet fra den tidligere stangen og gjeninnstilles. En ny stang er plassert og forbundet og luften i strengen er brakt tilbake opp til trykket før boringen starter igjen. Denne prosedyren forårsaker en avbrutt boresyklus og reduserer den effektive boringshastigheten betydelig.

Erstatning av en borestreng med en kontinuerlig fleksibel ledning vil eliminere boreoppholdet forbundet med forbindelse og fråkopling av borestrenger. Siden roterende borestrenger er benyttet for å rotere fjellbor fra overflaten, er ikke overflatedrevet rotasjon av et fjellbor praktisk hvis en kontinuerlig fleksibel ledning erstatter borstrengen. Således når en kontinuerlig fleksibel ledning benyttes, er det vesentlig å sørge for ITH-rotasjon av et fjellbor tilstøtende selve fjellboret.

En tidlig hydraulisk drivenhet for et brønnboringsverktøy er beskrevet av M.A. Capeliuschnicoff i US patent no 1.790.460 ('460). '460 patentet omtaler bru-ken av hydraulisk slam som strømmer gjennom skovlene til en hydraulisk motor for å dreie en borkrone. W. Mayall i US patent nr 4.105.377 ('377) omtaler en senere konstruert hydraulisk motor for et fjellbor. Motoren til '377 patentet benytter en rekke av sylindriske valser for å tilveiebringe en positiv forskyvning , hydraulisk motor med konstant hastighet. Ytterligere boreanordninger drevet av skoveldrevne hydrauliske motorer er omtalt av CE. Bannister i US patent nr. 2.002.387, Devine m.fl. i US patent nr 2.660.402 og M.A. Garrison US patent nr 3.076.514. Hoved-ulempen med alle de hydrauliske drivenhetsutformingene ovenfor er at en enkel tilførsel av hydraulisk fluid vender motoren, driver borkronen og fjerner avskjæringene fra borehullet.

Det er et mål med denne oppfinnelsen å tilveiebringe en effektiv lavhastighets hydraulisk motor for rotasjon av et fjellbor.

Det er videre et mål med oppfinnelsen å eliminere behovet for periodisk kopling/fråkopling av borstrenger under operasjon av et langhullsbor.

Det er videre et mål med oppfinnelsen å tilveiebringe en lavhastighets hydraulisk motor som innbefatter en uavhengig innretning for transportering av fluid for drift av et fjellbor.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Oppfinnelsen tilveiebringer en i hullet hydraulisk drivenhet for rotering av et fjellbor. En hydraulisk motor med en fast bakre ende og en roterende fremre borende konverterer hydraulisk kraft til en rotasjonsdrivkraft. Den hydrauliske motoren mottar høytrykkshydraulisk fluid gjennom et mottaksinnløp og slipper ut hydraulisk fluid med lavere trykk gjennom et hydraulisk utløp. En drivaksel forbundet til den roterende fremre borenden er anbrakt innen den hydrauliske motoren. En fluidoverføirngsledning innen drivakselen overfører hydraulisk eller pneumatisk borfluid for å drive fjellboret. Fluidoverføringsledingen går utenom den hydrauliske motoren for uavhengig tilførsel og drift av fjellboret. Fluidoverføringsledningen mottar borfluidet fra overflaten og overfører borfluidet mot fjellboret. Drivakselen inneholder en borroterer festet til den fremre borenden tilpasset for å motta og rotere fjellboret.

BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Fig. 1 er et perspektivriss av et styrt borsystem som inneholder den hydrauliske drivenheten til oppfinnelsen. Fig. 2 er et perspektivriss av en hydraulisk drivenhet til oppfinnelsen med partier delvis brutt bort.

Fig. 3 er et tverrsnitt av den hydrauliske drivenheten til oppfinnelsen.

Fig. 4A er et eksplodert perspektivriss av et bakre festet hus (med en rotert topplate) og komponenter festet til eller tilstøtende det bakre festehuset. Fig. 4B er et eksplodert perspektivriss av det fremre festede huset, planet-girsammenstillingen og komponenter festet til eller tilstøtende dertil med partier brukket bort. Fig. 4C er et eksplodert perspektivriss av drivakselen og komponenter festet til eller tilstøtende drivakselen. Fig. 4D er et eksplodert perspektivriss av ringgirsammenstillingen og komponenter festet til eller tilstøtende ringgirsammenstillingen. Fig. 5 er et perspektivriss av den hydrauliske drivenheten til oppfinnelsen. Fig. 6 er et perspektivriss av en sylinderblokkport med hakk.

BESKRIVELSE AV FORETRUKKET UTFØRELSE

Oppfinnelsen tilveiebringer en hydraulisk drivenhet for ITH-rotasjon av bor benyttet for langhullboring. Spesielt tilveiebringer den hydrauliske drivenheten en uavhengig ledning for å tilføre fluid for uavhengig drift av en slaghammer. Den hydrauliske drivenheten kan være drevet av enhver kompakt hydraulisk motor som vender et fjellbor med relativt høyt nivå av moment og ved en relativ lav hastighet. Selv om det er mulig å drive oppfinnelsesgjenstanden med skoveldrevne hydrauliske motorer, er det foretrukket at en stempeldrevet hydraulisk motor vender fjellboret.

Med referanse til fig. 1, er den hydrauliske drivenheten til oppfinnelsen mest fordelaktig benyttet som en komponent til styrt borsystem 10. Det styrte borsystemet 10 består av slaghammer 12, støtdemper 14' hydraulisk drivenhet 16 og traktor 18. Slaghammer 12 er transport og trykksatt med traktor 18. Hydraulisk driven-hetsdrift 16 er benyttet for å rotere slaghammeren 12 ved en relativt lav hastighet. Støtdemper 14 beskytter sensitivt utstyr fra skadelige vibrasjoner som kommer fra slaghammeren 12.1 tillegg lagrer og returnerer støtdemper 14 mekanisk energi for hver kompresjonssyklus med slaghammer 12. Traktoren 18 er styrt og styres med styreseksjon 20. Styreseksjon 20 sørger for nøyaktig boring gjennom en for-håndsbestemt borrute.

En fleksibel navelstrengsledning 22 sørger fordelaktig for krafttilførselsled-ninger og styreledninger til boret. Tilførselslinjene tilfører hydraulisk kraft, pneumatisk kraft eller en kombinasjon derav. Mest fordelaktig er slaghammer 12 drevet med pneumatisk kraft; og traktor 18 er drevet med hydraulisk kraft. Den initielle banen til enheten er etablert med bæreramme 24 og mateblokk 26. Fordelaktig er det styrte borsystemet fremskaffet med innretning for selvdrevet bevegelse slik som motordrevne belter 28. Den fleksible navlestrengsledningen 22 er fordelaktig konstruert med tilstrekkelig fleksibilitet for repeterende å kveiles rundt og spoles av fra matespolen 30.

Med referanse til fig. 2, er hydraulisk drivenhet 16 benyttet for å rotere et bor slik som en slaghammer ved en styrt hastighet. Hydraulisk drivenhet 16 benytter en hydraulisk motor og reduksjonsgir for å vende borrotereren eller drivenden 44. Drivende 44 inneholder en borroterer eller kopling spesifikt konstruert for å motta og rotere en støtdemper og fjellbor. Motstående stempler 46 presser mot bakre kamplate 48 og fremre kamplate 50 for å rotere drivakselen 52. For formålet med denne beskrivelsen definerer betegnelsen front, borenden og den bakre et-terfølgende enden definerer enden som følger etter borenden. De motstående stemplene 46 er lagret innen sylinderboringer 54 til tønne- eller sylinderblokk 56. Fordelaktig er sylindrisk formede sylinderboringer benyttet for å huse sylindriske formede stempler. Mest fordelaktig inneholder stempel 46 tetninger som forhindrer lekkasje av fluid mellom stemplene 46 og sylinderboringen 54. Det er spesielt nyt-tig å minimalisere lekkasje av hydraulisk fluid for å optimalisere effektiviteten av den hydrauliske motoren med lav hastighet.

Drivakselen 52 er anbrakt innen den hydrauliske motoren. Mest fordelaktig er drivakselen sentrisk anbrakt innen den hydrauliske motoren. Drivakselen 52 er hul for å tilveiebringe en fluidoverføringsledning 55 for overføring av hydraulisk eller pneumatisk fluid fra overflaten til et fjellbor festet til frontboreenden av den hydrauliske drivenheten. Mest fordelaktig er drivaksel 52 og fluidoverføringsled-ning 55 konstruert som en enkel komponent. Fluidet som tvinges gjennom fluid-overføringsledning 55 går fullstendig utenom den hydrauliske motoren. Fluidover-føringsledningen 55 kan benyttes for å overføre fluid til fjellboret ved trykk uavhengig av trykket som benyttes for å drive den hydrauliske motoren.

En frontforbindelsesinnretning er benyttet for å feste den roterende enden til fjellboret. Mest fordelaktig består frontforbindelsesinnretningen av en gjenget boltforbindelse. Frontforbindelsesinnretningen kan bestå av en boltet, sporet, flenset, gjenget, sveiset eller alternativ anordning for fast festing av to komponenter. I tillegg er en støtdemper mest fordelaktig plassert mellom frontforbindelsen og fjellboret for å beskytte den hydrauliske drivenheten fra den intense bankingen av fjellboret. En bakre forbindelsesinnretning fester fluidoverføringsakselen til en flu-idkilde fra overflaten. Den bakre forbindelsesinnretningen kan bestå av en boltet, sporet, flenset, gjenget, sveiset eller alternativ anordning for festing av en roterende ledning til en fast ledning. Mest fordelaktig er elastomeriske tetninger benyttet for å tillate den roterende akselen og vende seg innen en fast ledning av en stabi-lisert komponent, slik som en traktorenhet.

For å forlenge stempler 46, beveger hydraulisk fluid seg gjennom sylinderblokkporter 58 under høyt trykk. Mest fordelaktig er sylinderblokkporter 58 radielt sporformet for å tilveiebringe en glatt strømning av hydraulisk fluid. Styringssam-menstilling 60 inneholder innløpsporter 62 og utløpsporter 64. Innløp- og ut-løpsportene 62, 64 er vinklet innover for å krysse sylinderblokkporter 58. Mest fordelaktig er porter 62, 64 sylindrisk sporet ved en maksimal vinkel gjennom sty-ringshylsesarirmenstilling 60. Innløpsspor 66 overfører fluid til innløpsportene 62. Likeledes overfører utløpsspor 68 fluid fra utløpsport 64 for retur til overflaten.

Etter som hydraulisk fluid beveger seg gjennom innløpsport 62, tvinger den mest fordelaktige stempler utover mot bakre kamplate 48 og frontkamplate 50. Etter som stempler 46 presses mot begge kamplater, roteres sylinderblokk 56. Rotasjon av sylinderblokk 56 vender direkte drivaksel 52. Mest fordelaktig er drivaksel 52 forbundet til sylinderblokk 56 med en splintforbindelse. Etter som sylinderblokken fortsetter å rotere, er stemplene innstilt for en annen kraftsyklus. Inn-løps- og retursyklusene veksler for å tilveiebringe en relativt lav hastighet/høy momentrotasjon av drivaksel 52. Frontkamplate 50, bakre kamplate 48 og hylse-sammenstilling 60 forblir festet eller stasjonær under operasjonen av den hydrauliske motoren. Mest fordelaktig er topplate 70 festet til en traktorenhet. Traktoren-heten griper sideveggene av et borehull for å virke mot drivmomentet og forhindre vridning av den fleksible ledningen som tilfører hydraulisk kraft til den hydrauliske motoren.

Den hydrauliske motoren kan inneholde ethvert antall av stempler og kam-neser som kontinuerlig kan opereres for å konvertere hydraulisk kraft til rotasjonsbevegelse. Kontinuerlig rotasjonsbevegelse kommer i stand gjennom de geomet-riske forholdene mellom kamplater 48, 50, styringshylseporter 62, 64 og sylin-derblokkportsystem 58. Mest fordelaktig er ni par av stempler 46 benyttet i kombinasjon med bakre kamplate 48 og fremre (front) kamplate 50 for å rotere den hydrauliske motoren. Mest fordelaktig virker ni par av stemplene 46 sammen med syv nese- (knast-) kammer med en kamutslagsdiameter på 10 cm for å tilveiebringe

den jevne, høymomentmotoren. For eksempel kan styringssammenstillingen 60 være fremstilt for konstant å tilveiebringe fire par av stempler som strekker seg i

motsatte retninger i et kraftslag, fire par av stempler som strekker seg tilbake og et par av stempler i en overgangstilstand.

Ettersom den hydrauliske motoren vender aksel 52, roterer den solgir 72, en integral del av aksel 52. Solgir 72 benyttes for å vende fem planetgir 74. Solgir 72 til denne spesifikke utførelsen av oppfinnelsen består av et 25 graders evol-venttannhjul med et utslag på 10,25 tenner og en flatebredde på 3,2 cm. Solgir 72 ble samordnet med fem 25 grader evolventplanettypegir 74 med et utslag på 10, 17 tenner og en flatebredde på 3,5 cm. Til slutt ble planetgirene 74 benyttet for å drive et 25 graders ringgir 78 av evolvent (innvendig) typen med et utslag på 10,6 tenner og en flatebredde på 3,2 cm. Planetgirene 74, montert mellom spindler 76 og spindelbur 77, benyttes for å vende ringgir 78 med en relativt høy grad av vridningsmoment. Spindelburet 77 reduserer effektivt nedbøyningen av planetgir 74. Mest fordelaktig, er alle girene maskineri fra første kvalitet stål med karburerte og slipte tannprofiler. Det erkjennes at girene ovenfor kan varieres for å tilveiebringe den ønskede hastigheten og momentet til drivakselen 52. Reduksjonsforholdet av girene var 60/25 eller 2,4. Denne 2,4 faktoren av reduksjon minsker motorhastig-heten mot klokkeretningen på omkring 48 omdreininger pr. minutt for å drive en drivaksel i klokkeretningen ved omkring 20 omdreininger pr. minutt og øker momentet med det samme forholdet. I den spesifikke utførelsen av den illustrerte oppfinnelsen, er rotasjon i klokkeretningen påkrevet for å holde de høyrehånds-gjengene til støtdemperen og hammeren fra å skru seg av.

Fluidoverføringsledningen 55 roterer med drivaksel 52 i en retning mot klokkeretningen. Fluidoverføringsledningen 55 strekker seg imidlertid gjennom drivakselen 52 og drivenden 44 som roterer i motsatte retninger. En roterende forbindelse er benyttet for å forbinde den fremre i klokkeretningen roterende drivenden 44 til den bakre mot klokkeretning roterende seksjon av fluidoverførings-ledningen 55. Mest fordelaktig er en elastomerisk tetning benyttet for å forhindre fluid fra å slippe igjennom denne forbindelsen.

Hastigheten til den hydrauliske motoren er fordelaktig overvåket med sensor 80. Mest fordelaktig er sensor 80 fast forbundet til styresystemet for overvåk-ning av hastigheten til den hydrauliske motoren. Den hydrauliske strømningshas-tigheten er så lett justert ved styresystemet for å optimalisere rotasjonshastigheten. Den hydrauliske motoren er imidlertid primært konstruert for konstant rotasjon. Siden momentet påkrevet for å vende boret varierer med typen av stein og bor som benyttes, kan strømningen varieres for å rotere den hydrauliske motoren ved en konstant hastighet. Den hydrauliske motoren til oppfinnelsen kan opprettholde minst et 2 030 N-m motormoment ved å opprettholde 17,9 MPa trykkdiffe-rensial mellom det hydrauliske innløpet og returen. Siden en liten mengde av hydraulisk fluid lekker inn i girene, er smøreolje mest fordelaktig benyttet for å drive hydraulisk motor for å forlenge levetiden til den hydrauliske drivenheten.

Hylsesammenstillingen inneholder mest fordelaktig gjengede hull for for-enklet fjerning fra dens hus. Alternativt kan hylsesammenstillingen enkelt være presstilpasset i huset. Åpningen 86 deler de stasjonære eller faste husene 88, 89 fra roterende hus 90 og ringgir 78. For å tilrettelegge den kompakte konstruksjo-nen, er fremre faste hus 89 og spindler 76 mest fordelaktig maksimert som en enkel komponent. Likeledes er roterende hus 90 og ringgir 78 mest fordelaktig maskineri: som en enkel komponent.

Med referanse til fig. 3, tillater en rekke av lågere og tetninger den hydrauliske motoren å rotere drivende 44 under store trykk uten binding eller bøyning. De ytre konede lageme 100 er benyttet for å bære det nedadrettede støtet av faste hus 88, 89 mot et bor forbundet til drivende 44. Fremre konet rullelager 102 og ytre konet rullelager 100 kombineres for å støtte bøyningsmomentet. Videre er det fremre konede lageret 102 fordelaktig kombinert med bakre lager 104 for å bære den aksielle separasjonskraften som kommer fra oljetrykk i girkammeret. Mest fordelaktig er bakre lager 104 konstruert med et konet rullelager (fig. 2 og 4A) i steden for et sfærisk rullelager i fig. 3. Videre er det bakre konede lager 104 og det sylindriske lager 106 kombinert for å bære belastningen som kommer fra be-vegelsen rundt drivakselen 52. Til slutt tjener en eller flere sylindriske rullelager 106 og lager 104 til å sentralisere drivakselen 52. Tetning 110 forhindrer strøm-men av høytrykkshydraulisk fluid fra å strømme inn i drivaksel 52.1 tillegg forhindrer en annen tetning (ikke illustrert) tilstøtende lagermutter 103 strømmen av høy-trykkshydraulisk fluid fra å gå inn i den fremre enden av drivaksel 52.

Med referanse til fig. 4A, er hus 88 festet til topplate 70 med seks bolter som er forbundet gjennom platehull 130 og hushull 132. Innretningstapp 134 er festet gjennom innretningshull 136 og 138 for å sikre riktig innretning av den hydrauliske motoren. Hele topplaten 70 er tettet mot bakre faste hus 88 med O-ring 135.

Under drift beveger hydraulisk fluid seg gjennom innløp 144 og overførings-ledning 146. Mest fordelaktig er O-ringer 148 benyttet for å forhindre lekkasje mellom forbindelser av de hydrauliske ledningene som går inn i og returnerer fra den hydrauliske drivenheten. Det hydrauliske fluidet beveger seg gjennom overførings-ledning 146, som er delt i flere separate ledninger innen bakre faste hus 88. De mange separate ledningene går ut i fremre faste hus 89 (fig. 4B) for drift av en hydraulisk motor. Det hydrauliske fluidet returnerer gjennom en hydraulisk retur-ledning 150 til returutløp 152 for retur til en overflatedrevet hydraulisk pumpe for kontinuerlig operasjon av den hydrauliske motoren. Returledningen 150 mottar fluid fra flere ledninger som er kombinert i en enkel ledning innen bakre faste hus 88 for overføring til overflaten. Hastighetssensor 80, forbundet med låsemuttere 154 og 156, overvåker mest fordelaktig rotasjonshastigheten av motoren.

Lagerskålen 158 til det bakre konede lageret sørger for jevn rotasjon av akselen innen bakre faste hus 88. Den bakre kammen 48 er fordelaktig festet med innretningstapper 160 gjennom kamforbindelseshull 162. Mest fordelaktig er minst fem innretningstapper benyttet for å feste kammene til det faste huset. En bron-seslitasjering 164 er festet innen huset 88 for å redusere eller eliminere stål på stålfriksjon.

Med referanse til fig. 4B, benytter styringshylsen 60 O-ringer 170,172 og 174 i kombinasjon med holderinger 176 og 178 for å adskille innløpsspor 66 og fra utløpsspor 68. Boltene 180 er fordelaktig benyttet for å sikre topplaten 70, (fig. 4A), bakre faste hus 88 (fig. 4A) og fremre faste hus 89. Boltene 180 er forbundet gjennom hull 182 til fremre faste hus 89. Innretningshull 184 er benyttet i kombinasjon med en tapp for å sikre riktig innretning av det faste huset. Mest fordelaktig er bolter 180 benyttet for å feste det faste huset til en traktor.

Under drift beveger hydraulisk fluid seg fra det bakre faste huset inn i flere innløpsledninger 186 tettet med O-ringer 188. Høytrykkshydraulisk fluid beveger seg gjennom innløpsledningen 186 til innløpssporet 66. Fluidet beveger seg så gjennom styringshylseinnløp 62 til sylindeblokkporter 58. Innløpsportene skyver de øvre stemplene 46 mot kammene i fig. 2. Tetninger 190,192 er mest fordelaktig benyttet for å tette hvert stempel 46. (For kun illustrasjonsformål er en av åtte stempler synlig i fig. B). De nedre stemplene presser mot fremre kam 50 for å rotere indre rillet sylinderblokk 56. Slitasjering 196 er kombinert med slitasjering 164 (fig. 4A) for å redusere slitasje mellom hus 88, 89 og sylinderblokken. Mest fordelaktig er slitasjeringene konstruert med et lavfriksjonsmateriale slik som bronse. Returfluidet beveger seg gjennom returporter 64, til returspor 68 inn i returled-ninger 194 til hus 89. Det hydrauliske fluidet returnerer gjennom flere returled-ninger 194 til returledningen til hus 89 for retur til overflaten.

Planetgirene 74 er festet til hus 89 på spindler 76. Avstandsstykker 198 og bushinger (ikke illustrert) er benyttet for å forhindre planetgir 74 fra å skure mot huset. Spindelbur 77 er fordelaktig forbundet tii hus 89 med tre bolter 200 og mut-tere 202. Lagerskål 204 til det ytre rullelager 100 (fig. 3) er også synlig i fig. 4B.

Med referanse til fig. 4C, vender den hydrauliske motoren den rillede forbindelsen 220 til drivaksel 52. Det bakre konede rullelager inneholder konus 222, kileskive 224 og lagertåsemuttere 226. Likeledes inneholder det fremre konede rullelager konus 228, kileskive 230 og lagerlåsemuttere 232. Mest fordelaktig er de konede rullelagerne av en skål og konuskonstruksjon. (Ruller og bur er ikke illustrert på hver konus i tegningene). Snepperingen 234 er benyttet for å feste sylindriske lågere 106A og 106B i posisjon. Mest fordelaktig virker sylindriske rullelager 106A og 106B sammen som et enkelt sylindrisk rullelager. Styrings- (stil-lings-) gir 236 festet til drivaksel 52 er benyttet i kombinasjon med hastighetssen-soren for å måle hastigheten av drivakselen.

Med referanse til fig. 4D er ringgiret 78 benyttet for å dreie hammeren. Skå-len 240 til det ytre konede rullelageret passer innen den øvre fordypningen av ringgir 78. Forbindelsesbolter 242 er mest fordelaktig benyttet for å forbinde en støtdemper og en støtdempertilpasser 244 for å rotere hus 90. Støtdempertilpas-seren 244 virker som en drillrotasjonsforbindelse ved å rotere både støtdemperen og boret. Avstandsringen 246 er benyttet for å beskytte elastomerisk skrapetet-ning 250 mellom roterende hus 90 og støtdempertilpasser 244. Alternativt kan ringgiret være festet direkte til en slaghammer. Det er imidlertid foretrukket at en støtdemper benyttes for å minimalisere slitasje av etterfølgende komponenter. Tetningsringen 248 tillater at drivakselen roterer innen støtdempertilpasseren 244. Den elastomeriske slepetetningen 250 vender utover for å forhindre skitt fra å gå inn mellom det vibrerende partiet av støtdemperen og støtdempertilpasseren 244.

Med referanse til fig. 5 tilveiebringer hele den hydrauliske drivenheten en kompakt, tett forseglet ITH kraftenhet for et fjellbor. Det sylindriske ytre huset tilrettelegger fjerning av fjellavskjæringer mellom borehullet og den hydrauliske drivenheten. Mest fordelaktig er steinavskjæringer pneumatisk fjernet mellom motorhu-set og borehullveggen med pneumatisk fluid som først drev et slagfjellbor.

Med referanse til fig. 6 inneholder de sylindriske blokkportene 58 til sylinderblokk 56 mest fordelaktig små relieffhakk 260, 262 ved de førende og bakre ender. De små relieffhakkene 260, 262 skaper en glatt overgang mellom motta-kende fluid gjennom innløpsporter og utløpsfluid gjennom utløpsporter til styringshylsen. Denne glatte overgangen mellom sykluser tilrettelegger opprettholdelsen av et relativt konstant hastighetsforhold ved et vesentlig konstant vridningsmoment.

Oppfinnelsen tilveiebringer en hydraulisk motor som inneholder en drivaksel og en separat fluidoverføringsledning for tilførsel av fluid for å drive et fjellbor. Den hydrauliske drivenheten sørger for driften av et pneumatisk eller hydraulisk fjellbor. I tillegg tillater den hydrauliske drivenheten til oppfinnelsen separate fluidhastighe-ter for samtidig å operere en hydraulisk motor og et fjellbor. De separate drift-strømningsmengder tilrettelegger uavhengig optimalisert rotasjonshastighet av den hydrauliske drivenheten og hammerhastigheten til et slagbor. Den hydrauliske drivenheten sørger for høyt vridningsmoment, lavhastighetsrotasjon av fjellboret ved en relativt konstant hastighet. Hvis fjellboret er forbundet til en lang fleksibel ledning, eliminerer dets hydrauliske kraft eliminerer byrden av periodisk å forbinde og frakople borstrenger.

Det er heri illustrert og beskrevet spesifikke utførelser av oppfinnelsen i henhold til oppfinnelsens område. De som er faglært på området vil forstå at for-andringen kan gjøres i form av oppfinnelsen dekket av kravene og at visse trekk av oppfinnelsen kan noen ganger gjøres fordelaktig uten en tilsvarende bruk av andre trekk.

Claims (9)

1. Hydraulisk drivenhet for rotasjon av et fjellbor, karakterisert ved at den omfatter: en hydraulisk motor, nevnte hydrauliske motor har en fast bakre etterføl-gende ende og en roterbar fremre borende, nevnte hydrauliske motor har et hydraulisk innløp for å motta hydraulisk fluid og et hydraulisk utløp for å slippe ut hydraulisk fluid, en drivaksel anbrakt innen nevnte hydrauliske motor, nevnte drivaksel er forbundet til nevnte roterende fremre borende av nevnte hydrauliske motor, en fluidoverføirngsledning innen nevnte drivaksel, nevnte fluidoverførings-ledning omgår nevnte hydrauliske motor for den uavhengige tilførselen av et borfluid for å drive fjellboret ved å motta borfluidet og å overføre borfluid mot fjellboret, og en borroterer festet til nevnte fremre boringsende av nevnte drivaksel for rotering av fjellboret.

2. Hydraulisk drivenhet ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte hydrauliske motor inneholder stempler for å drive nevnte hydrauliske motor.

3. Hydraulisk drivenhet ifølge krav 1, karakterisert ved at motstående stempler driver nevnte hydrauliske motor.

4. Hydraulisk drivenhet ifølge krav 3, karakterisert ved at nevnte stempler har kuleender som presser mot kammer for å drive nevnte hydrauliske motor.

5. Hydraulisk drivenhet ifølge krav 1, karakterisert ved at et solgir, planetgir og ringgir er forbundet mellom nevnte hydrauliske motor og nevnte drivaksel for å minske rotasjonshastigheten til nevnte drivaksel og å øke vridningsmomentet til nevnte drivaksel.

6. Hydraulisk drivenhet ifølge krav 1, karakterisert ved at et lager er benyttet for å bære lasten som oppstår fra støting av den hydrauliske drivenheten mot fjellboret.

7. Hydraulisk drivenhet ifølge krav 1, karakterisert ved at et slagbor er forbundet til nevnte drivforbindelse.

8. Hydraulisk drivenhet ifølge krav 7, karakterisert ved at en fleksibel ledning sørger for fluid til bakre etterfølgende ende av nevnte fluidoverføringsledning.

9. Hydraulisk drivenhet ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte fluidoverføringsledning er forbundet til en kilde av pneumatisk kraft for driving av nevnte slagbor.