RO108367B1 - Cap portforeza - Google Patents

Description

Invenția se referă la un cap portforeză, ca parte a unei prăjini de forare pentru un aparat destinat forării unui canal subteran. Dispozitivul cuprinde un cap portforeză care are un canal de-a lungul axei centrale a prăjinii de forare și care se rotește în jurul acestei axe, cel puțin un racord orientat pe direcția înainte pe capul portforeză care comunică cu canalul și a cărui deschidere este excentrică, dar paralelă cu axa centrală.

Astfel de prăjini de forare sunt utilizate la aparate ce servesc la forarea canalelor subterane. Fluidul sub presiune

- de exemplu un lapte de apă și bentonită

- iese prin racordul orientat înainte. Rotind capul portforeză împreună cu prăjina de forare, cu o viteză de rotație constantă în jurul axei, se realizează o forare uniformă într-un pământ care este în mare măsură omogen. Când este necesară o schimbare a direcției, mișcarea de rotație este oprită îndată ce racordul capului portforeză, este situat aproximativ în locul în care se face schimbarea de direcție. Pământul este îndepărtat, de preferință, într-o singură direcție (adică printr-un singur racord), cu jetul de fluid, ce iese prin racord, în corelare cu îndepărtarea efectuată, întreaga prăjină de perforare este răsucită până ajunge pe noua direcție. Această cârmire hidromecanică este adesea facilitată folosind suprafața de control formată prin teșirea capului portforeză pe partea racordului. Se pune apoi din nou capul portforeză în mișcare de rotație, realizându-se o forare liniară pe noua direcție.

Un astfel de cap portforeză, pentru o prăjină de forare, este cunoscut din EP-0 195 559 Al. Pentru a lua în considerare condițiile variate ale terenului, în particular duritatea sa, se alege corespunzător un număr diferit de racorduri. Cu această prăjină de forare pot fi realizate forări suficient de exacte atâta timp cât terenul constă.din pământ relativ moale.

în cazul unui pământ tare apar dificultăți în stabilizarea prăjinii de forare, deoarece partea acesteia opusă racordurilor izbește în roca tare, ceea ce pune probleme în ce privește orientarea prăjinii la avansul relativ lent.

Pentru a putea lucra la fel de ușor și în pământul tare se sugerează, conform US-2324102, utilizarea de substanțe chimice sau acizi, ca fluid de înaltă presiune, care atacă roca. îndată ce acestea slăbesc (înmoaie) roca, lancea dc forare trece prin ea ca prin materialul respectiv moale. Această soluție este adesea de nedorit întrucât prejudiciază mediul sau apa freatică.

Scopul invenției este șă prevadă o prăjină de forare cu care să se poată realiza forări cu direcționare precisă în teren compact, nisipos sau cu pietriș, precum și în teren tare. Acest deziderat este atins cu o prăjină de forare de tipul menționat inițial, având caracteristicile conform revendicării 1. Avantajele realizate sunt descrise în revendicările următoare.

Capul portforeză inventat este caracterizat prin aceea ca se prevede pe el cel puțin un racord orientat pe direcția înainte, al cărui canal comunică ca canalul de-a lungul axei centrale a prăjinii de forare. Un racord orientat astfel, asigură prăjinii un spațiu astfel, încât se poate manevra mai bine la schimbările de direcție. Capacitatea de cârmire a prăjinii este astfel sensibil îmbunătățită.

Conform realizării avantajoase, capul portforeză are o pluralitate de racorduri orientate înapoi, dispuse la aceeași distanță unghiulară unul față de altul, în raport cu axa centrală, deși sunt, de asemenea, posibile realizări cu distanțe unghiulare diferite. S-a stabilit că pentru anumite condiții ale terenului, trei racorduri dispuse la 120° sunt suficiente pentru a da prăjinii de forare suficientă deschidere la schimbările de direcție de orice fel. Alte condiții ale terenului pot necesita un aranjament diferit de patru sau mai multe racorduri orientate înapoi.

Este avantajos ca axa racordurilor orientate înapoi, să facă un unghi de 15° cu axa centrală a prăjinii de forare.

Deși un singur racord orientat înainte și dispus excentric față de axa prăjinii este, în principiu, suficient pentru a putea, de asemenea, realiza forarea cu schimbări a direcției, capul portforeză poate avea și o pluralitate de racorduri orientate înainte, dispuse simetric, ca distanță unghiulară, față de unul dintre ele. într-o astfel de dispunere, a trei racorduri de exemplu, distanța unghiulară a două dintre ele fața de cel din mijloc, ajunge la 45°. Acestea pot fi orientate înainte sub un unghi de aproximativ 10 până la 15° față de axa centrală a prăjinii, deschiderile racordurilor fiind excentrice în raport cu aceasta, dar orientate paralel cu ea. Este deosebit de eficace dacă axa canalului a cel puțin unui racord orientat înapoi și axa canalului unui racord orientat înainte, sunt situate într-un plan comun cu axa centrală. în acest aranjament special al racordurilor, cu respectarea unghiurilor menționate, cantitatea necesară de bentonită pentru forare este minimă, ceea ce poate fi util în unele aplicații.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare în legătură și cu fig. 1...6, care reprezintă:

- fig. 1, cap portforeză, conform prezentei invenții, în secțiune longitudinală;

- fig.2, vedere frontală a capului portforeză;

- fig.3, vedere a capului portforeză, secționat cu planul A-A, indicat în fig.2;

- fig.4, vedere a capului portforeză, secționat cu planul B-B, indicat în fig.2;

- fig.5, vedere a capului portforeză parțial, secționat cu planul C-C, indicat în fig-2;

- fig.6, vedere a capului portforeză, secționat transversal cu planul D-D, indicat în fig.3.

în fig.l este arătat un cap portforeză.

Fluidul sub presiune înaltă intră prin deschiderea în formă de trunchi de con 13 a canalului central 10 din capul portforeză 1. Canalul central 10 se întinde până aproape de suprafața frontală 14 a capului portforeză 1. Capul portforeză este cuplat cu restul aparatului necesar forării, o pană paralelă 3 fiind prevăzută pentru asigurarea împotriva rotirii. Capul portforeză se termină cu un filet 12 prin care capul portforeză se poate înșuruba la aparatul suplimentar necesar forării. Canalele 21 și 41 ale celor două sisteme de racorduri, intră în zona terminală a canalului central 10, aproape de suprafața frontală 14 a capului portforeză 1. Primul sistem de racorduri constă în racordurile orientate înainte 2 care au ieșiri pe fața frontală 14 a capului portforeză 1, excentric față de axa canalului central 10. Cel de al doilea sistem de racorduri cuprinde racordurile orientate înapoi 4 ale căror respective ieșiri sunt opuse sensului real de avans a forezei, axele lor făcând un anumit unghi cu axa centrală, care poate fi, de exemplu 15°. în capul portforeză 1 este prevăzută o nișă 43 în care este plasat racordul 4. Pentru ambele sisteme de racorduri pot fi utilizate racordurile cunoscute 2 și 4 care sunt prevăzute cu alezajele 22 și 42 durificate. Canalele 21 ale primului sistem de racorduri sunt înclinate față de axa canalului central 10 cu un unghi de 11° de exemplu. Primul sistem de racorduri astfel descris este situat deasupra axei canalului central 10. Partea inferioară este teșită prelung spre fața frontală 14 și formează o suprafață de control 11. La schimbarea direcției de forare, aparatul reazemă pe pământ cu aceasta suprafața de control 11, contribuind la stabilizarea prăjinii de forare.

Fig.2 arată o vedere frontală a capului portforeză. Trei racorduri 2, 2’ și 2” ies pe suprafața frontală 14 a capului portforeză. Două dintre racorduri, 2’ și 2”, sunt dispuse la un unghi față de racordul situat central 2. în planul suprafeței de contrai 11 conturul capului portforeză este eliptic.

Fig.3 arată capul portforeză al prăjinii ca în fig. 1, secționat cu planul A-A, indicat în fig.2. Această vedere în secțiune arată clar că axele canalelor 21 și 41 și axa canalului central 10 sunt situate în același plan.

Fig.4 arată prăjina de forare în secțiunea B-B, indicată în fig.2. Canalul 41’ al celui de al doilea racord 4’ al sistemului al doilea de racorduri care sunt orientate înapoi, adică în sens invers sensului de avans la forare, intră la capătul canalului central 10. Secțiunea transversală, de formă eliptică, a capului portforeză presupune că suprafața de control 11 apare ca o suprafață teșită abrupt pe această direcție de secționare. O astfel de fasonare a suprafeței de control 11 realizează o direcție preferențială în timpul forării.

Fig.5 arată prăjina în vedere parțială și în secțiune cu planul C-C, indicat în fig.2. Prăjina de forare este asigurată împotriva rotirii prin pana paralelă 3 așezată într-un canal de pană. Ca și în cazul canalelor racordurilor primului sistem de racorduri, canalul de racord 21’ intră în regiunea inferioară a canalului central 10, dar nu la capătul lui.

Fig.6 arată capul portforeză, conform fig.3, secționat cu planul B-B indicat în fig.2, în care trei racorduri 4, 4’ și 4” sunt dispuse la o distanță unghiulară de 120° unul față de altul, la periferia capului portforeză 1. Acest aranjament al celor trei racorduri 4,4’ și 4” este satisfăcător pentru a asigura o suficientă manevră de ocolire a prăjinii de forare, când se efectuează o schimbare de direcție.

Claims (8)

1. Revendicări

   1. Cap portforeză, pentru un aparat de forare a unui tunel subteran, care are un canal întinzându-se de-a lungul axului sau central și este rotativ în jurul axului, prevăzut cu cel puțin un racord orientat înainte ce comunică cu canalul și a cărui ieșire este dispusă excentric față de axul central, caracterizat prin aceea că este prevăzut cel puțin un racord orientat înapoi (4, 4’ și 4”) al cărui canal comunică cu canalul (10).
2. 2. Cap portforeză, confonn revendicării 1, caracterizat prin aceea că el cuprinde o pluralitate de racorduri orientate înapoi (4,4’ și 4”) care sunt dispuse la aceeași distanță unghiulară unul față de altul în raport cu axul central.
3. 3. Cap portforeză, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că are trei racorduri orientate înapoi (4, 4’ și 4”).
4. 4. Cap portforeză, confonn uneia din revendicările 1...3, caracterizat prin aceea că racordurile (4, 4’ și 4”) sunt orientate înapoi sub un unghi de aproximativ 15° fața de axul central al capului portforeză.
5. 5. Cap portforeză, conform uneia din revendicările 1...4, caracterizat prin aceea că are o pluralitate de racorduri orientate înainte (2, 2’ și 2”) care sunt aranjate simetric în ce privește distanța unghiulară față de unul din aceste racorduri (2).
6. 6. Cap portforeză, conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că are trei racorduri orientate înainte (2,2’ și 2”), distanța unghiulară a două racorduri (2’ și 2”) față de cel central (2) fiind de 45°.
7. 7. Cap portforeză, conform uneia din revendicările 1...6, caracterizat prin aceea că racordurile (2, 2’ și 2”) sunt orientate înainte la un unghi de aproximativ 10 până la 15°, față de axul central al capului portforeză, ieșirile racordurilor (2, 2’ și 2”) fiind excentrice față de axul central (10), dar orientate paralel cu acesta.
8. 8. Cap portforeză, confonn uneia din revendicările 1...7, caracterizat prin aceea că axul canalului de racord (41) al cel

   7 8 puțin unuia din racordurile orientate înapoi (4) și axa canalului de racord (21) a unuia din racordurile orientate înainte (2) se află într-un plan comun cu axul central (10).