ITVI20110135A1 - Sistema di controllo movimentazione per impianto di trivellazione - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

La presente invenzione à ̈ generalmente applicabile al settore tecnico degli impianti per la perforazione e/o la trivellazione del sottosuolo ed ha particolarmente per oggetto un sistema di controllo movimentazione per un impianto di trivellazione.

Stato della Tecnica

Com’e noto, gli impianti per la trivellazione del sottosuolo comprendono una torre di supporto configurata per sostenere una testa di trivellazione atta a realizzare la perforazione controllata del terreno durante i movimenti di salita e discesa della stessa.

In particolare, possono essere previsti mezzi attuatori di tipo idraulico atti a movimentare la testa regolandone sia la velocità di discesa che quella di salita.

A tal fine, la testa di trivellazione può essere collegata ad uno o più steli di un pistone idraulico in modo tale che ad ogni spostamento predeterminato dello stelo corrisponda una traslazione verticale della testa di trivellazione.

Tra la testa di trivellazione e lo stelo à ̈ spesso interposto un dispositivo di sollevamento a corde configurato per aumentare la forza di trazione prodotta dallo stelo ed agente sulla testa.

Lo spostamento dello stelo à ̈ realizzato mediante l’azione di un fluido contenuto in un circuito idraulico alimentato da una pompa posta in rotazione da un motore elettrico.

Inoltre, durante la fase di trivellazione à ̈ necessario mantenere sostanzialmente costante la velocità di discesa della testa di trivellazione. Tale effetto si ottiene mantenendo tra le due estremità dello stelo un differenziale di pressione sostanzialmente costante in modo da bilanciare la forza di discesa della testa di trivellazione dovuta all’azione del suo peso.

Per generare il differenziale di pressione à ̈ necessario che il fluido presente nel circuito idraulico eserciti sullo stelo un’azione frenante in risposta alla forza peso applicata all’estremità dello stelo collegata alla testa di trivellazione.

Inoltre, il circuito idraulico comprende mezzi di raffreddamento per il fluido formati da uno o più scambiatori di calore atti a raffreddare il fluido prelevando parte del calore assorbito dallo stesso durante la fase di frenatura della testa di trivellazione.

Tuttavia, la regolazione della pressione del fluido nel circuito idraulico, e quindi il corrispondente controllo della variazione della velocità di discesa della testa di trivellazione, à ̈ normalmente realizzata manualmente da un operatore che durante la fase di trivellazione controlla visivamente il funzionamento della testa.

Un primo inconveniente di tale soluzione à ̈ rappresentato dal fatto che i sistemi di movimentazione richiedono un elevato apporto di energia elettrica durante il loro funzionamento.

Infatti, per mantenere particolarmente ridotti i tempi di risposta del sistema à ̈ necessario mantenere costantemente in pressione il circuito idraulico.

Tale richiesta rende necessario un continuo funzionamento del motore elettrico al fine di non interrompere la rotazione della pompa anche quando la testa di trivellazione non sta eseguendo alcuna operazione.

Inoltre, l’elevata quantità di calore assorbita dal fluido durante la fase di trivellazione richiede serbatoi di grande volume e l'utilizzo di scambiatori di calore di dimensioni particolarmente elevate che assorbono una considerevole porzione dell’energia utilizzata dall’impianto durante il funzionamento.

Un ulteriore inconveniente di tale soluzione à ̈ rappresentato dal fatto che l’inerzia globale del sistema non consente una regolazione particolarmente accurata della velocità di trivellazione e riduce sensibilmente la sensibilità della testa di trivellazione.

Inoltre, la realizzazione del circuito idraulico risulta essere particolarmente complessa e richiede tempi di installazione particolarmente lunghi e periodiche e costose operazioni di manutenzione successive.

Ancora, durante la fase di trivellazione à ̈ richiesta la costante presenza di un operatore che controlli e regoli costantemente la velocità di trivellazione della testa in funzione della profondità istantanea raggiunta dalla stessa con un conseguente aggravio sui costi di funzionamento dell’impianto.

Presentazione dell’invenzione

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di superare gli inconvenienti della tecnica nota sopra riscontrati, realizzando un sistema di controllo movimentazione per un impianto di trivellazione che sia particolarmente efficiente e relativamente economico.

Uno scopo particolare del trovato à ̈ quello di mettere a disposizione un sistema che consenta di recuperare almeno in parte energia elettrica durante il funzionamento dell’impianto, consentendo di contenere i consumi globali di energia elettrica.

Un ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello di mettere a disposizione un sistema di controllo che utilizzi mezzi di scambio termico di dimensioni relativamente ridotte per ridurre gli assorbimenti energetici.

Un ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello di mettere a disposizione un sistema di controllo che consenta di regolare in modo particolarmente preciso la velocità di trivellazione e, allo stesso tempo, consenta di operare sulla testa di trivellazione con una elevata precisione.

Uno scopo particolare del trovato à ̈ quello di mettere a disposizione un sistema di controllo che consenta una facile installazione e che preveda ridotte operazioni di manutenzione durante il suo funzionamento.

Non ultimo scopo del presente trovato à ̈ quello di mettere a disposizione un sistema di controllo che consenta di regolare automaticamente la velocità di trivellazione in funzione della profondità senza richiedere il costante controllo visivo da parte dell’operatore.

Tali obiettivi, nonché altri che appariranno più chiaramente in seguito, sono raggiunti da un sistema di controllo movimentazione per un impianto di trivellazione, in accordo con la rivendicazione 1, comprendente almeno un primo circuito idraulico per l’azionamento dei mezzi attuatori con un condotto di ingresso ed un condotto di uscita per un fluido di lavoro, almeno un dispositivo di pompaggio atto a promuovere la circolazione del fluido da detto condotto di ingresso a detto condotto di uscita, almeno una prima macchina elettrica meccanicamente accoppiata a detto almeno un dispositivo di pompaggio per promuovere la movimentazione del fluido all’interno di detto almeno un primo circuito idraulico, in cui detta macchina elettrica à ̈ connessa ad un circuito elettrico collegabile alla rete.

Il sistema si caratterizza per il fatto che detto almeno un dispositivo di pompaggio à ̈ di tipo reversibile, detta almeno una macchina elettrica essendo atta ad operare selettivamente come motore elettrico per promuovere la circolazione del fluido in un primo verso ed azionare i mezzi attuatori nella fase di salita della testa di trivellazione, e come generatore elettrico in seguito alla circolazione del fluido in un secondo verso opposto al primo promossa dai mezzi attuatori nella fase di discesa della testa di trivellazione per iniettare in rete l’energia elettrica prodotta da detta macchina.

Grazie a questa particolare configurazione del trovato, il sistema di controllo consentirà di recuperare almeno parte dell'energia dell’intero impianto di trivellazione ed aumentare il rendimento totale del sistema, ottimizzando il bilancio energetico globale dell’impianto.

Forme vantaggiose di realizzazione del trovato sono ottenute in accordo alle rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite ma non esclusive di un sistema di controllo movimentazione per un impianto di trivellazione secondo il trovato, illustrate a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 Ã ̈ una vista schematica a blocchi di un sistema di controllo movimentazione per un impianto di trivellazione in una prima configurazione;

la FIG. 2 Ã ̈ una vista schematica a blocchi di un sistema di controllo movimentazione in una seconda configurazione;

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferito Con riferimento alle figure citate, un sistema di controllo movimentazione per un impianto di trivellazione, indicato globalmente con 1 , potrà essere associato ad un impianto di trivellazione T, illustrato solo parzialmente nelle figure, comprendente una torre di supporto S atta a contenere una o più teste di trivellazione H.

L’impianto T potrà comprendere una o più teste di trivellazione H inseribili all'interno della torre di supporto S e collegabili a mezzi attuatori A di tipo idraulico.

I mezzi attuatori A potranno essere preferibilmente configurati per promuovere la traslazione della testa di trivellazione H in una direzione sostanzialmente parallela ad un asse verticale V, o leggermente inclinata.

Inoltre, i mezzi attuatori A potranno regolare sia la traslazione in discesa della testa di trivellazione H durante la perforazione del sottosuolo G che quella in salita, per riportare la testa H in superficie.

Come illustrato in Fig. 1 , il sistema di controllo movimentazione 1 comprenderà un primo circuito idraulico 2 per l’azionamento dei mezzi attuatori A.

II primo circuito 2 comprende un condotto di ingresso 3 ed un condotto di uscita 4 per un fluido di lavoro ed un dispositivo di pompaggio 5 atto a promuovere la circolazione del fluido dal condotto di ingresso 3 al condotto di uscita 4.

II sistema 1 comprende inoltre almeno una prima macchina elettrica 6 meccanicamente accoppiata al dispositivo di pompaggio 5 per promuovere la movimentazione del fluido all'interno del primo circuito idraulico 2.

Inoltre, la prima macchina elettrica 6 Ã ̈ connessa ad un circuito elettrico 7 collegabile ad una rete elettrica N o ad un accumulatore elettrico, non illustrato.

Secondo una prima caratteristica peculiare del trovato, il dispositivo di pompaggio 5 Ã ̈ di tipo reversibile.

La prima macchina elettrica 6 Ã ̈ atta ad operare selettivamente come motore elettrico, per promuovere la circolazione del fluido in un primo verso ed azionare i mezzi attuatori A nella fase di salita della testa di trivellazione H, e come generatore elettrico in seguito alla circolazione del fluido in un secondo verso opposto al primo promossa dai mezzi attuatori A nella fase di discesa della testa di trivellazione H.

In una prima variante, non illustrata nelle figure allegate, la prima macchina elettrica 6 sarà direttamente connessa alla rete N o all’accumulatore, attraverso il circuito elettrico 7, per assorbire energia elettrica quando opera come motore ovvero iniettare l’energia quando opera come generatore.

Inoltre, in tal caso il dispositivo di pompaggio 5 potrà essere del tipo autoregolante in modo da variare la velocità di rotazione della prima macchina elettrica 6 quando quest’ultima opera come generatore.

In una variante preferita, illustrata nelle figure allegate, saranno tuttavia previsti mezzi elettronici di controllo 8 associati al circuito elettrico 7 per controllare la prima macchina elettrica 6.

In particolare, i mezzi di controllo 8 potranno controllare l’alimentazione elettrica della prima macchina 6 quando la stessa opera come motore.

Inoltre, i mezzi di controllo 8 potranno essere configurati per assorbire l’energia elettrica prodotta dalla prima macchina 6 quando essa opera come generatore e per reiniettare tale energia nella rete N o nell’accumulatore, in modo da recuperare parte dell’energia dell’intero impianto di trivellazione T ed aumentare il rendimento totale del sistema 1.

Secondo la configurazione del trovato illustrata nelle figure, i mezzi attuatori A potranno comprendere uno o più martinetti idraulici M del tipo a doppio effetto.

Tuttavia, in alternativa l'impianto T potrà presentare mezzi attuatori A comprendenti mezzi motori di tipo idraulico collegati alla testa H mediante sistemi ad argano, fune o similare.

Nella configurazione illustrata, in maniera nota il martinetto M potrà comprendere una camicia cilindrica C ancorata fissa al telaio portante deirimpianto, non illustrato nelle figure, ed un pistone P scorrevole a tenuta all’interno della camicia C ed avente un’estremità collegata alla testa di trivellazione H.

Inoltre, i mezzi attuatori A potranno comprendere mezzi di sollevamento a corde F interposti tra il pistone P e la testa di trivellazione H e configurati per aumentare la forza agente sulla stessa e trasmessa dal pistone P.

Vantaggiosamente, la testa del pistone P potrà suddividere la camicia C in una prima camera C’ ed una seconda camera C†per la raccolta del fluido.

Le camere C’, C†saranno fluidicamente collegate, rispettivamente, al condotto di ingresso 3 e al condotto di uscita 4 del primo circuito 2 e saranno tra loro fluidicamente isolate dalla testa del pistone P.

La circolazione del fluido nel primo verso all'interno del primo circuito 2 riempirà la prima camera C’ e svuoterà la seconda camera C†, provocando lo scorrimento del pistone P al’interno della camicia C in un primo senso di scorrimento ti tale da determinare la salita della testa di trivellazione H .

Viceversa, la discesa della testa H provocherà lo scorrimento del pistone P all’interno della camicia C in un secondo senso opposto al primo ti in modo da promuovere la circolazione del fluido nel secondo verso all’interno del primo circuito 2, svuotando la prima camera C’ e riempendo la seconda camera C†.

Opportunamente, il fluido di lavoro potrà essere sia del tipo comprimibile che del tipo incomprimibile e il dispositivo di pompaggio 5 sarà configurato per promuovere la circolazione dello stesso all’interno del primo circuito idraulico 2 con una pressione variabile ed inferiore ad un valore massimo predeterminato.

Secondo una prima configurazione esemplificativa e non limitativa del trovato, il fluido di lavoro potrà essere olio lubrificante di origine minerale, sintetica o di altro tipo.

La prima macchina elettrica 6 potrà essere del tipo rotante e presenterà una potenza elettrica nominale predeterminata tale da porre in rotazione il dispositivo di pompaggio 5 con una coppia rotante massima atta a portare il fluido all’interno del primo circuito 2 alla massima pressione.

Inoltre, durante il funzionamento della prima macchina elettrica 6 operante come generatore, la potenza elettrica reiniettata nella rete N o nell’accumulatore potrà sostanzialmente corrispondere alla sua potenza elettrica nominale.

Opportunamente, come illustrato in Fig. 1 , la prima macchina elettrica 6 potrà comprendere un primo motore elettrico 9 e i mezzi di controllo 8 potranno comprendere un primo inverter 10 elettricamente connesso al primo motore 9.

Il primo motore 9 sarà preferibilmente alloggiato in prossimità del dispositivo di pompaggio 5 e potrà comprendere un primo albero di potenza 1 1 meccanicamente associato allo stesso per trasferirgli o ricevere da esso una coppia dinamica.

Inoltre, il primo inverter 10 potrà essere elettricamente collegato al circuito elettrico 7 connesso alla rete N o all’accumulatore e potrà essere alloggiato in prossimità del primo motore 9 all’interno di un involucro 12 distinto e separato dall’involucro 13 del primo motore 9.

Inoltre, in una configurazione alternativa non illustrata nelle figure, il primo inverter 10 potrà essere alloggiato in un ambiente distinto e separato da quello in cui sono alloggiati il dispositivo di pompaggio 5 ed il primo motore 9 al fine di agevolarne l’installazione e consentire facilmente ad un operatore di accedere allo stesso per svolgere operazioni di manutenzione.

Opportunamente, il primo inverter 10 potrà essere configurato per variare i parametri elettrici di alimentazione del primo motore 9 ed adattare le grandezze elettriche dell’energia elettrica generata dallo stesso con quelle presenti nella rete N o nell’accumulatore .

Il primo inverter 10 potrà comprendere una porzione elettronica, non illustrata nelle figure, atta a controllare il funzionamento del primo motore 9 quando lo stesso à ̈ alimentato elettricamente dalla rete N o dall’accumulatore attraverso il circuito elettrico 7.

Tuttavia, il primo inverter 10 potrà anche comprendere un convertitore elettronico, non illustrato nelle figure, atto ad adattare le grandezze elettriche dell’energia prodotta dal primo motore 9 quando lo stesso opera da generatore.

Opportunamente, il dispositivo di pompaggio 5 potrà comprendere una o più pompe 14 volumetriche, che, in maniera esemplificativa potranno essere del tipo a lobi, ad ingranaggi, a pistoni assiali o radiali, a palette o similari, eventualmente del tipo autoregolante.

La pompa 14 potrà essere collegata al primo albero di potenza 11 del primo motore 9 mediante un giunto meccanico di collegamento, non illustrato nelle figure, in modo da poter essere facilmente disconnessa dal primo circuito 2 nel caso in cui sia richiesta la sua manutenzione o la sua sostituzione.

In Fig. 2 à ̈ illustrata una seconda configurazione, preferita ma non limitativa del trovato, in cui à ̈ previsto che il sistema 1 comprenda una pluralità di circuiti idraulici 15, 15’, 15",... distinti tra loro e fluidicamente collegati in parallelo al condotto di ingresso 3 e al condotto di uscita 4 .

Ognuno di tali circuiti idraulici 15, 15’, 15†,... potrà essere collegato ad un rispettivo dispositivo di pompaggio 5, 5’, 5",... e ad una rispettiva prima macchina elettrica 6, 6’, 6†,....

Inoltre, ciascun dispositivo di pompaggio 5 potrà comprendere una rispettiva pompa 14, 14’, 14†,... e ciascuna prima macchina elettrica potrà comprendere un rispettivo primo motore 9, 9’, 9†,... connesso ad un corrispondente primo inverter 10, 10’, 10†.

Nella configurazione illustrata, il sistema 1 comprenderà quattro circuiti idraulici 15, 15’, 15†, 15’†distinti, ciascuno comprendente una pompa 14, 14’, 14†, 14†’ di tipo reversibile, un primo motore 9, 9’, 9†, 9†’ ed un primo inverter 10, 10’, 10†, 10†’ quest’ultimo collegato alla rete N o all’accumulatore mediante un rispettivo circuito elettrico 7, 7’, 7†, 7†’.

Le pompe 14, 14’, 14†,... potranno presentare stesse dimensioni e potranno essere configurate per avere lo stesso valore di portata massima del fluido.

Inoltre, ciascuna pompa 14, 14’, 14†,... potrà essere collegata ad un primo motore 9, 9’, 9†,... ed a un primo inverter 10, 10’, 10†,... aventi ingombri e caratteristiche elettriche uguali tra loro.

Resta inteso che tale configurazione à ̈ puramente esemplificativa ed il sistema potrà comprendere un numero diverso di circuiti idraulici 15, 15’, 15†,... con due o più pompe 14, 14’, 14†,... aventi differenti valori di portata massima e due o più primi motori 9, 9’, 9†,... e/o primi inverter 10, 10’, 10†,... aventi caratteristiche elettriche differenti tra loro.

Opportunamente, il sistema 1 potrà comprendere un’unità elettronica di controllo 16 collegata ad ognuno dei primi inverter 10, 10’, 10",....

L’unità elettronica di controllo 16 sarà configurata per azionare selettivamente uno o più dei primi motori 14, 14’, 14†,... collegati ai primi inverter 10, 10’, 10†,... controllandone la velocità di rotazione.

In questo modo, la portata istantanea del fluido presente all’interno del primo circuito 2 potrà essere variata in funzione della quantità di fluido richiesta dallo stesso e necessaria ad azionare i mezzi attuatori idraulici A.

Quando l'impianto T richiederà la massima velocità di azionamento per i mezzi attuatori A, ad esempio durante la fase di salita della testa di trivellazione H, l’unità elettronica di controllo 16 sarà configura per alimentare elettricamente il primo motore 9, 9’, 9†,... ed il primo inverter 10, 10’, 10†,... di ogni circuito 15, 15’, 15†,... in modo che gli stessi iniettino nel primo circuito 2 la massima portata di fluido secondo il primo verso di circolazione.

Durante la fase di discesa della testa di trivellazione H l’unità elettronica di controllo potrà essere configurata per azionare l’inverter 10, 10’, 10†,... in modo da connettere o disconnettere selettivamente dalla rete N o dall’accumulatore uno o più dei primi motori 9, 9’, 9†,... dei circuiti idraulici 15, 15’, 15†,... operanti da generatori e posti in rotazione dalla rispettiva pompa 14, 14’, 14†,....

In entrambe le configurazioni illustrate, il sistema 1 potrà comprendere un secondo circuito idraulico 17 fluidicamente collegato al primo circuito 2 e comprendente mezzi di scambio termico 18 per il raffreddamento del fluido di lavoro.

I mezzi di scambio termico 18 potranno comprendere uno o più scambiatori di calore, non illustrati nelle figure, e mezzi di recupero del calore, anch’essi non illustrati, atti a convogliare il calore prelevato durante lo scambio termico per riscaldare liquidi di servizio, ad esempio acqua, utilizzati in altri dispositivi termici preseti nell’impianto T.

Inoltre, il secondo circuito idraulico 17 potrà comprendere un serbatoio 19 del fluido per l'immissione controllata di una quantità predeterminata dello stesso nel primo circuito idraulico 2 durante l’azionamento dei mezzi attuatori A in modo da riempire completamente i rispettivi circuiti idraulici.

Il fluido prelevato dal serbatoio 19 potrà essere convogliato attraverso i mezzi di scambio termico 18 prima di raggiungere il primo circuito 2 in modo che lo stesso presenti una temperatura inferiore a quella assunta dal fluido di lavoro nel primo circuito 2.

In questo modo durante il funzionamento dei mezzi attuatori A si potrà mantenere sostanzialmente controllata la temperatura del fluido all'interno del primo circuito 2 attraverso il mescolamento di flussi aventi una temperatura differente tra loro.

Inoltre, l'immissione controllata del fluido proveniente dal serbatoio 19 potrà anche consentire di ricevere la quantità di fluido aggiuntiva necessaria a riempire completamente la camicia C, compensando così l’eventuale differenza volumetrica esistente tra la prima camera C’ e la seconda camera C†.

Opportunamente, il sistema 1 potrà comprendere una seconda macchina elettrica 20 accoppiabile alla testa di perforazione H ed atta a promuoverne la rotazione della stessa attorno all’asse V sostanzialmente verticale.

La seconda macchina elettrica 20 potrà essere alloggiata in prossimità della testa di trivellazione H e potrà essere vincolata alla stessa, in modo da muoversi anch'essi in discesa o in salita, ovvero ancorata alla torre di supporto S in maniera fissa.

Inoltre, la seconda macchina elettrica 20 sarà configurata per promuovere la rotazione della testa di trivellazione H con una coppia motrice ed una velocità di rotazione predeterminate.

Vantaggiosamente, la seconda macchina elettrica 20 potrà comprendere un secondo motore elettrico 21 ed un secondo inverter 22 atto a controllarne la velocità di rotazione.

Il secondo motore 21 comprenderà un secondo albero di potenza 23 collegato alla testa di trivellazione H mediante un giunto di collegamento, non illustrato nelle figure. Il secondo inverter 22 inoltre potrà controllare parametri elettrici o elettromeccanici del secondo motore 21, quale ad esempio la coppia motrice associata alla rotazione del secondo albero di potenza 23.

In questo modo la coppia motrice impressa dal secondo albero di potenza 23 alla testa di trivellazione H potrà sempre essere inferiore ad un valore predeterminato corrispondente a quello massimo sopportabile dall’utensile inserito nella testa di trivellazione H.

Opportunamente, il secondo inverter 22 potrà comprendere mezzi sensori 24 atti a misurare una caratteristica elettrica o meccanica associata al secondo motore 21 per retroazionare la velocità di rotazione della testa H in funzione del valore misurato della caratteristica.

Preferibilmente, i mezzi sensori 24 potranno misurare la coppia motrice istantanea erogata dal secondo motore 21 e associata alla testa di trivellazione H e retroazionare la velocità di rotazione della stessa in funzione del valore misurato della coppia motrice.

Vantaggiosamente, i mezzi sensori 24 potranno comprendere una porzione elettronica 25 associata al secondo motore 21 e configurata per ricavare la coppia motrice erogata dallo stesso mediante il rilevamento istantaneo di alcuni parametri elettrici di alimentazione ad esso associati.

In questo modo sarà possibile regolare la velocità di rotazione del secondo motore 21 senza ricorrere all’utilizzo di mezzi sensori 24 posti esternamente al secondo inverter 22 o direttamente collegati al secondo albero di potenza 23 del secondo motore 21.

Inoltre, il sistema 1 potrà comprendere una unità centrale 26 collegata al primo inverter 10, o a all’unità elettronica di controllo 16, e al secondo inverter 22 per variare l’azionamento dei mezzi attuatori A in funzione del valore della coppia motrice istantanea rilevata.

L’unità centrale 26 potrà essere alloggiata in prossimità dell’impianto T in una zona accessibile dall’utente e potrà comprendere mezzi di interfaccia e di visualizzazione, non illustrati nelle figure, atti a permettere all’operatore di rilevare ed impostare i parametri di funzionamento della prima macchina elettrica 6 e della seconda macchina elettrica 20.

Secondo un’ulteriore configurazione del trovato, l’unità centrale 26 potrà comprendere un processore, non illustrato nelle figure, e potrà essere anche del tipo remoto.

L’unità centrale 26 potrà essere configurata per controllare la prima macchina elettrica 6 in modo tale da sincronizzare l’azionamento dei mezzi attuatori A in funzione della coppia motrice istantanea rilevata sul secondo motore 21 durante la fase di discesa della testa di trivellazione H.

L’unità centrale 26 potrà controllare la seconda macchina elettrica 20 in modo da mantenere sostanzialmente costante la velocità di rotazione della testa di trivellazione H. Inoltre, l'unità centrale 26 potrà controllare la prima macchina elettrica 6 o l’unità elettronica di controllo 16 in funzione del solo valore di coppia motrice rilevata nel secondo motore 21.

In questo modo si potrà controllare l’azionamento dei mezzi attuatori A e la conseguente velocità di discesa della testa di trivellazione H in funzione della coppia resistente prodotta dal sottosuolo G sull’utensile durante la trivellazione.

Opportunamente, il primo 9 ed il secondo 21 motore elettrico potranno presentare una tipologia costruttiva nota come, ad esempio, quella utilizzata nei motori sincroni o asincroni.

Secondo un aspetto particolarmente vantaggioso, il primo 9 ed il secondo 21 motore elettrico potranno essere del tipo sincrono a riluttanza in modo da aumentare il rendimento, rispettivamente, della macchina elettrica 6 e dei mezzi motori 20 mantenendo inoltre relativamente ridotti gli ingombri degli stessi.

Inoltre, la prima macchina elettrica 6 e la seconda macchina elettrica 20 potranno comprendere rispettivi circuiti di raffreddamento, non illustrati nelle figure, contenenti un liquido di raffreddamento e configurati per prelevare il calore generato dai primi 9 e secondi 21 motori e/o dai primi 10 e dai secondi 22 inverter durante il loro funzionamento.

Da quanto sopra descritto appare evidente che il trovato raggiunge gli scopi prefissati ed in particolare quello di realizzare un sistema per il controllo movimentazione di impianti di trivellazione che permetta il recupero almeno parziale dell’energia per reimmettere la stessa in rete.

Il sistema secondo il trovato à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito del trovato.

Anche se il sistema à ̈ stato descritto con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento sono utilizzati per migliorare l'intelligenza del trovato e non limitano l'ambito di tutela rivendicato.

Claims (12)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Un sistema di controllo movimentazione per un impianto di trivellazione (T), in cui l'impianto (T) comprende una testa di trivellazione (H) azionata in salita e discesa da mezzi attuatori (A) di tipo idraulico, in cui il sistema comprende: - almeno un primo circuito idraulico (2) per l’azionamento dei mezzi attuatori (A) con un condotto di ingresso (3) ed un condotto di uscita (4) per un fluido di lavoro; - almeno un dispositivo di pompaggio (5) atto a promuovere la circolazione del fluido da detto condotto di ingresso (3) a detto condotto di uscita (4); - almeno una prima macchina elettrica (6) meccanicamente accoppiata a detto almeno un dispositivo di pompaggio (5) per promuovere la movimentazione del fluido all’interno di detto almeno un primo circuito idraulico (2), in cui detta prima macchina elettrica (6) à ̈ connessa ad un circuito elettrico (7) collegabile alla rete (N) o ad un accumulatore elettrico; caratterizzato dal fatto che detto almeno un dispositivo di pompaggio (5) à ̈ di tipo reversibile, detta almeno una prima macchina elettrica (6) essendo atta ad operare selettivamente come motore elettrico per promuovere la circolazione del fluido in un primo verso ed azionare i mezzi attuatori (A) nella fase di salita della testa di trivellazione (H), e come generatore elettrico in seguito alla circolazione del fluido in un secondo verso opposto al primo promossa dai mezzi attuatori (A) nella fase di discesa della testa di trivellazione (H) per iniettare nella rete (N) o nell’accumulatore l’energia elettrica prodotta da detta prima macchina (6), in modo da recuperare parte dell’energia dell’intero impianto di trivellazione (T) ed aumentare il rendimento totale del sistema.
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi elettronici di controllo (8) associati a detto circuito elettrico (7) per controllare l’alimentazione elettrica di detta prima macchina (6) quando opera come motore, rispettivamente per assorbire l’energia elettrica prodotta da detta prima macchina (6) quando opera come generatore.
3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta prima macchina elettrica (6) comprende un primo motore elettrico (9) e detti mezzi di controllo (8) comprendono almeno un primo inverter (10) elettricamente connesso a detto primo motore (9).
4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto primo inverter (10) à ̈ atto a variare i parametri elettrici di alimentazione di detto primo motore (9) ed adattare le grandezze elettriche dell’energia elettrica generata dallo stesso con quelle presenti nella rete (N) o nell’accumulatore.
5. 5. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 2 alla 4, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di circuiti idraulici (15, 15’, 15†,...) distinti tra loro e fluidicamente collegati in parallelo a detto condotto di ingresso (3) e detto condotto di uscita (4), ognuno di detti circuiti idraulici (15, 15’, 15†,...) essendo collegati ad un rispettivo dispositivo di pompaggio (5, 5’, 5†,...) ed a rispettive prime macchine elettriche (6, 6’, 6†,...) connessa a rispettivi mezzi elettronici di controllo (8).
6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elettronici di controllo (8) comprendono rispettivi primi inverter (10, 10’, 10†,...), essendo prevista una unità elettronica di controllo (16) collegata ad ognuno di detti primi inverter (10, 10’, 10†,...) e configurata per azionare selettivamente uno o più di dette prime macchine elettriche (6, 6’, 6†,...) controllandone la velocità di rotazione.
7. 7. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un secondo circuito idraulico (17) fluidicamente collegato a detto primo circuito (2) e comprendente mezzi di scambio termico (18) per il raffreddamento del fluido di lavoro.
8. 8. Sistema secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto secondo circuito idraulico (17) comprende un serbatoio di fluido (19) per l'immissione controllata di una quantità predeterminata dello stesso in detto primo circuito idraulico (2) durante l’azionamento dei mezzi attuatori (A) in modo da riempirne completamente i rispettivi circuiti idraulici.
9. 9. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una seconda macchina elettrica (20) accoppiabili alla testa di trivellazione (H) ed atti a promuoverne la rotazione della stessa attorno ad un asse sostanzialmente verticale (V).
10. 10. Sistema secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detta seconda macchina elettrica (20) comprende un secondo motore elettrico (21) ed un secondo inverter (22) atto a controllare la velocità di rotazione di detto secondo motore (21).
11. 11. Sistema secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto secondo inverter (22) comprende mezzi sensori (24) atti a misurare una caratteristica elettrica o meccanica di detto secondo motore (21) e retroazionare la velocità di rotazione dello stesso in funzione del valore misurato di detta caratteristica.
12. 12. Sistema secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto di comprendere una unità centrale (26) collegata ad uno o più di detti primi inverter (10) e a detto secondo inverter (22) per variare l’azionamento dei mezzi attuatori (A) in funzione del valore misurato di detta caratteristica.