DE1829010U

DE1829010U - SOLID DRILL BIT.

Info

Publication number: DE1829010U
Application number: DES28008U
Authority: DE
Original assignee: Salzgitter Maschinen AG
Current assignee: Salzgitter Maschinen AG
Priority date: 1958-08-22
Filing date: 1958-08-22
Publication date: 1961-04-06

Description

Vollbohrkrone Das Gebrauchsmuster bezieht sich auf eine Vollbohrkrone mit punktförmig in Arbeitsleisten der Bohrkrone eingesetzten verschleißfesten Schneidkörpern, z.B. Diamanten, für Spülbohrungen in der Erdrinde, insbesondere für das Spülbohren mit Turbinen, bei welcher zwischen den einzelnen entgegengesetzt der Drehrichtung evolventena, rtZr gekrumm- splg ? a ten Arbeitsleisten der Stirnfläche ebenfalls/gekrümmte Spülnuten vorgesehen sind. Bei den bekannten Vollbohrkronen dieser Art sind die Spülnuten im Verhältnis zu den Arbeitsleisten sehr schmal. Außerdem verlaufen sie mit gleicher breite von der Mitte des Bohrers zum Mantel. Hieraus ergeben sich Nachteile insofern, als das Bohrklein in den verhältnismäßig im Querschnitt gleichbleibenden Spülnuten nicht ausreichend abgeführt werden kann ; vielmehr besteht in hohem Maße die Gefahr der Verstopfung und des Zusetzens der Spülkanäle.Full drill bit The utility model refers to a full drill bit with wear-resistant cutting elements, eg diamonds, used punctiformly in the work strips of the drill bit, for flushing bores in the earth's crust, in particular for the Directional drilling with turbines, in which between the individual opposite to the direction of rotation involute, rtZr curved- splg? a th work bars of the face also / curved Flushing grooves are provided. In the known full drill bits of this type are the flushing grooves are very narrow in relation to the work strips. In addition, they run with the same width from the center of the drill to the jacket. This results in disadvantages insofar as the cuttings cannot be sufficiently removed in the flushing grooves, which have a relatively constant cross-section; rather, there is a high risk of clogging and clogging of the flushing channels.

Diese Mängel sind nach dem Gebrauchsmuster dadurch behoben, daß die Spülnuten von der glitte nach außen in der Breite und fiefe zunehmen und an jeder Querschnittsstelle die Spülnuten breiter sind als die Arbeitsleisten. Es ist auf diese Weise erreicht, daß das Bohrklein auf der ganzen Länge der Spülnuten stets ausreichend Raum für seine Abführung hat und die Gefahr einer Verstopfung nicht besteht. According to the utility model, these deficiencies are eliminated in that the Flushing grooves from the slide to the outside in width and depth increase and at each Cross section where the flushing grooves are wider than the work strips. It is open in this way achieved that the cuttings always along the entire length of the flushing grooves has sufficient space for its discharge and does not run the risk of clogging consists.

In den Spülnuten wird neben dem Spüldruck der Spülflüssigkeit eine starke Schubkraft auf das Bohrklein durch die schiebende Seitenwand der Spülnuten ausgeübt. Diese Scnubkraft ist auf jeden Fall immer so groß, daß sie die Adhäsionskraft innerhalb der buten in Verbindung mit der Spülkraft und der Zentrifugalkraft überwinden wird. Es tritt dadurch gewissermaßen eine Selbstreinigung ein, wie sie bei Förderschnecken zwangsläufig eintritt.In addition to the rinsing pressure of the rinsing liquid, a strong thrust on the cuttings through the pushing side wall of the flushing grooves exercised. In any case, this snub force is always so great that it reduces the adhesive force within the buten in conjunction with the Flushing force and centrifugal force will overcome. As a result, a kind of self-cleaning occurs like her inevitably occurs with screw conveyors.

Es sind auch Vollbohrkronen bekannt, bei denen die Spülnuten an Tiefe und Breite von der mitte her nach aussen hin zunehmen. Bei diesen bekannten Bohrkronen verlaufen aber die Spülnuten nicht wie bei dem Gebrauchsmuster gekrümmt, sondern gradlinig radial. Derartig radial gradlinig verlaufende Spülnuten müssen sich zwangsläufig vollsetzen, da das Bohrklein nicht auf kürzestem Wege, sondern auf einem zwangsmäßig vorgeschriebenen gebogenen Wege abgeführt werden muß. Außerdem sind bei diesen bekannten Bohrkronen die Arbeitsleisten um ein mehrfaches breiter als die Spülnuten. There are also full drill bits known in which the flushing grooves at depth and increase in width from the center outwards. With these known drill bits however, the flushing grooves are not curved as in the utility model, but rather straight radial. Such radially straight flushing grooves must inevitably be complete, since the cuttings are not by the shortest route, but by force prescribed curved paths must be led away. In addition, these are known Drill bits make the work strips several times wider than the flushing grooves.

Zweckmäßig sind im Bereich der Kronenmanteliläche in den Spülnuten zusätzliche Arbeitsleisten angeordnet. Auf diese Weise wird zusätzliche Arbeitsfläche gewonnen, ohne daß der Vorteil der breiter werdenden Spülnuten gemindert würde. Dabei bleibt der Grundsatz der schmalen Arbeitsleisten erhalten. Die zusätzlichen Arbeitsleisten fördern ausserdem die Führung der Bohrkronen im bohrbereich. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß diese zusätzlichen Arbeitsleisten mit Schneidkörpern besetzt sind. It is advisable to use the flushing grooves in the area of the crown surface additional work bars arranged. This creates additional work space won without reducing the advantage of the widening flushing grooves. The principle of narrow work strips is retained. The additional Work strips also promote guidance of the drill bits in the drilling area. It is not absolutely necessary that these additional work bars with cutting bodies are occupied.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Gebrauchsmusters verlaufen die Spülnuten und die Arbeitsleisten im Bereich der Mantelfläche des Bohrers schraubenlinienförmig, Dadurch kann erreicht werden, daß die Spülflüssigkeit und das Bohrklein auf kürzestem Wege, d. h. tonne umweg axial aus dem Bereich der Bohrkrone in das Bohrloch eintreten. In a further embodiment of the utility model run the flushing grooves and the work strips in the area of the outer surface of the drill in a helical shape, In this way it can be achieved that the flushing fluid and the cuttings are as short as possible Ways, d. H. ton detour axially from the area of the drill bit into the borehole.

Ein weiterer Vorteil ist nach dem Gebrauchsmuster dadurch erzielt, daß jeder Spülnut ein in die H. uptzuführungsleitung für die Spülflüssigkeit einmündenden dpülkanal zugeordnet ist und die Spülkanäle konzentrisch zur Kernabführungsöffnung angeordnet sind. Es wird dadurch erreicht, daß alle Spülnuten gleichmäßig und zwangsmäßig mit Spülflüssigkeit versorgt werden. Außerdem erfolgt die Versorgung der Spülnuten mit Spülflüssigkeit auf kürzestem Wege ohne unnötigen Verlust. Another advantage of the utility model is achieved by that each flushing groove opens into the H. uptzuführungsleitung for the flushing liquid dpülkanal is assigned and the flushing channels concentric to the core discharge opening are arranged. It is achieved that all flushing grooves are uniform and compulsory be supplied with rinsing liquid. The flushing grooves are also supplied with flushing liquid in the shortest possible way without unnecessary loss.

Bei einer anderen Ausführungsform des Gebrauchsmusters ist mindestens einer der Spülkanäle durch einen Zuleitungskanal mit der Kernabi'ührungsöffnung verbunden. Dadurch ist die Möglichkeit geschaffen, in Gestalt von Kernstücken laufend Materialproben mit der Spülflüssigkeit nach außen zu bringen. Dabei ist dafür Sorge getragen, daß die Kernstücke sich in der notwendigen Länge selbst dadurch bilden, daß sie gegen eine gepanzerte Stelle in dem Abführungskanal laufen und dadurch inden gewünschten Längen abbrechen, In den Zeichnungen ist eihe Ausführungsform des Gebrauchsmusters als Beispiel dargestellt. In another embodiment of the utility model, at least one of the flushing channels through a feed channel with the core discharge opening tied together. Through this the possibility is created in the form of Core pieces to continuously bring material samples with the rinsing liquid to the outside. Care is taken that the core pieces are of the required length themselves form in that they are against an armored point in the discharge duct run and thereby break off in the desired lengths, in the drawings there is a series Embodiment of the utility model shown as an example.

Fig. 1 ist die Draufsicht auf die Stirnfläche der Bohrkrone in Achsrichtung. Fig. 1 is a plan view of the end face of the drill bit in the axial direction.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht senkrecht auf die rtotationsachse. Fig. 2 shows a view perpendicular to the rotation axis.

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. 2. FIG. 3 is a cross section taken along line A-A in FIG. 2.

In diesem Schnitt sind die Spülkanäle und die Arbeitsleisten der besseren Übersicht wegen verkürzt dargestellt. Aus dem gleichen Grunde sind diese - Schnittseiten versetzt zueinander. In this section, the flushing channels and the work strips are the Shown in abbreviated form for a better overview. By the same token, these are - Cut sides offset to one another.

Fig. 4 ist die Draufsicht auf die Bohrkrone von der Zdpfenseite her gesehen. Fig. 4 is the plan view of the drill bit from the nozzle side seen.

Die Turbinenbohrkronen werden durch vielstufige hochleistungs-Flüssigkeitsturbinen angetrieben ; die Antriebsflüssigkeit muß die Bohrkrone durchströmen, um die Bohrkrone und vor allem alle Schneidkanten zu kühlen sowie das Bohrklein schnellstens auf kürzestem Wege sicher und rasch aus dem Bereich der Schneidkanten bzw. der Bohrkrone zu entfernen. The turbine bits are driven by high-performance, multi-stage fluid turbines driven; the drive fluid must flow through the drill bit to the drill bit and above all to cool all cutting edges and the cuttings as quickly as possible the shortest route safely and quickly out of the area of the cutting edges or the drill bit to remove.

In die rotierende Bohrkrone tritt die Spülflüssigkeit durch die zentrale Bohrung 1 ein und durchströmt sie durch die konzentrisch angeordneten Spülkanäle 2. The flushing fluid enters the rotating drill bit through the central one Bore 1 and flows through it through the concentrically arranged flushing channels 2.

Die Spülkanäle 2 münden in die sich konisch erweiternden Spülnuten 3, die in der Stirnfläche der Bohrkrone mit zunehmendem Querschnitt und zunehmender Breite angeordnet sind. Diese Spülnuten setzen sich am zylindrischen Teil der Bohrkrone schraubeiiförmig fort, wobei der Steigungswinkel verschieden sein kann. Zusätzlich sind je nach Durchmesser am zylindrischen Teil in jeder Spülnute je eine Arbeitsleiste 5 angeordnet. In diesem Falle ist, beispielsweise wie gezeichnet, die Anzahl der Arbeitsleisten am zylindrischen Teil zehn und an der Stirnfläche fünf. The flushing channels 2 open into the conically widening flushing grooves 3, which in the face of the drill bit with increasing cross-section and increasing Width are arranged. These flushing grooves are located on the cylindrical part of the drill bit continued in a screw-shaped manner, whereby the angle of inclination can be different. Additionally Depending on the diameter on the cylindrical part, there is one work bar in each flushing groove 5 arranged. In this case, for example, as shown, the number of Ten work bars on the cylindrical part and five on the face.

Die Steigung der spiraligen Spülnuten hierbei ist abhängig von der Umdrehungszahl. Diese ist grundsätzlich (ca. 3-6fach) höher als z. B. beim herkömmlichen Rotary-Bohrverfahren. Das bewirkt, daß das Bohrgut nicht an die Bohrlochwände angepreßt, sondern durch die höhere Drehzahl mittels der spiraligen Spülnuten herausgescHleudert wird. The gradient of the spiral flushing grooves depends on the number of revolutions. This is basically (approx. 3-6 times) higher than z. B. the conventional rotary drilling method. This means that the cuttings are not pressed against the walls of the borehole, but rather thrown out by means of the spiral flushing grooves due to the higher speed will.

Die Spülnuten 3 werden dadurch gebildet, daß um eine zentrale Kernabführungsöffnung 7 entgegengesetzt der Drehrichtung evolventenartig gekrümmte Arbeitsleisten 6 vorgesehen sind in der Weise, daß die Arbeitsleisten 5 und 6 an jeder Stelle schmaler sind als die Spülnuten 3. The flushing grooves 3 are formed in that around a central core discharge opening 7 opposite to the direction of rotation involute-like curved work strips 6 are provided are in such a way that the work strips 5 and 6 are narrower at each point than the flushing grooves 3.

Die Arbeitsleisten sind punktweise mit verschleißfesten Schneidkörpern 8 (z. B. Diamanten) besetzt. The work bars are punctiform with wear-resistant cutting bodies 8 (e.g. diamonds) set.

Die Breite der Arbeitsleisten muß so weit beschränkt sein, daß dem Durchfluß des Spül-und Kühlmittels zwischen den einzelnen Schneidkörpern 8 nur ein geringer Widerstand entgegengesetzt und hierdurch verhindert wird, daß sich vornehmlich weicheres Bohrklein zwischen den Schneidkörpern 8 festsetzt. Die evolventenartig entgegen der Drehrichtung gekrümmten Arbeitsleisten und Spülnuten bewirken außerdem, daß das Bohrklein im Verlauf der Drehung der Bohrkrone auf kürzestem Wege von der schiebenden Schulter der Arbeitsleisten, unterstützt durch die Zentrifugalkraft annähernd geradlinig radial nach außen geschoben wird. The width of the work strips must be limited to such an extent that the flow of rinsing and coolant between the individual cutting bodies 8 is opposed only by a small amount of resistance and this prevents primarily softer cuttings from sticking between the cutting bodies 8. The involute-like opposite to the direction of rotation curved work strips and flushing grooves also cause the drill cuttings to be pushed almost in a straight line radially outwards in the course of the rotation of the drill bit on the shortest path from the pushing shoulder of the work strips, supported by the centrifugal force will.

Die nach außen sich ständig erweiternden Spülnuten 516 bewirken, daß die darin sich radial zunehmen bildenden Bohrklein-Ansammlungen immer in einem sich erweiternden Raum, bei sich verringerndem Widerstand sich weiterbewegen und leicht weitergeführt werden können. The effect of the flushing grooves 516, which are constantly widening outwards, that the drill cuttings accumulating in it, which increases radially, are always in one expanding space, moving further with decreasing resistance and can easily be continued.

Um die Struktur der durchbohrten Gebirgsformation besser erkennen zu können, ist im Zentrum die bereits erwähnte verhältnismäßig kleine Kernabführungsöffnung 7 vorgesehen. Die Kernabführungsöffnung 7 ist zentral so angeordnet, daß sie sich nach hinten erweitert, und in kurzem Abstand seitlich schräg durch einen Kanal 9 nach außen gefuhrt wird. To better recognize the structure of the pierced mountain formation to be able to, is the already mentioned relatively small core discharge opening in the center 7 provided. The core discharge opening 7 is arranged centrally so that they widened to the rear, and at a short distance laterally obliquely through a channel 9 is led to the outside.

Oberhalb der Kernabführungsöffnung 7 ist in der Ablenkungskurve ein verschleißfester Brech-insatz 10 (z. B. Hartmetall) angeordnet, der den beim bohren entstehenden Kern in kurzen Stücken abbricht. Above the core discharge opening 7 is a in the deflection curve wear-resistant breaker insert 10 (e.g. hard metal) arranged, which breaks off the core created during drilling in short pieces.

Diese werden durch den schrägen Kernabführungskanal 9, welcher in einem im Durchmesser abgesetzten Teil 11 des Kronenkörpers 12 mündet, aus dem Kronenkörper heraus-und mit der Spülflüssigkeit nach oben geführt. These are through the inclined core discharge channel 9, which in a part 11 of the crown body 12 which is offset in diameter opens out of the crown body out-and up with the rinsing liquid.

Die Abführung der Kernbruchstücke 13 erfolgt durch einen Zweigstrom der Spülflüssigkeit, der durch den Druck der konzentrisch angeordneten Spülkanäle 2 über Zuleitungskanäle 14 in die Kernabführungsöffnung 7 fließt. The core fragments 13 are carried away by a branch flow the flushing liquid, which is created by the pressure of the concentrically arranged flushing channels 2 flows into the core discharge opening 7 via supply ducts 14.

Die Turbinenbohrkrone ist, wie beispielsweise dargestellt, über einen Gewindekonus 15 mit der Turbinenwelle verbunden. The turbine drill bit is, as shown for example, via a Threaded cone 15 connected to the turbine shaft.

Claims

Protection claims 1. Full drill bit with punctiform in work ledges wear-resistant cutting bodies used in the drill bit, e.g. B. diamonds, for Flush drilling in the earth's crust, especially for flush drilling with turbines between the individual involute-like curved work strips of the end face also spirally curved flushing grooves are provided, characterized in that that the flushing grooves (3) increase in width and depth from the center outwards and the flushing grooves are wider than the work strips at each cross-section (5.6).

2. full drill bit according to claim 1, characterized in that im Area of the crown surface in the flushing grooves (3) additional work strips (5) are arranged.

3. Full drill bit according to claims 1 and 2, characterized in that that the flushing grooves (3) and the work strips (5, 6) in the area of the lateral surface lines of the drill run helically.

4. Full drill bit according to claims 1 to 3, characterized in that that each flushing groove (3) into the main supply line (1) for the flushing liquid opening flushing channel (2) is assigned and the flushing channels are concentric to the core discharge opening (7) are arranged.

5. Full drill bit according to claims 1 to 4, with a core discharge opening, characterized in that at least one of the flushing channels (2) is provided by a feed channel (14) is connected through to the core discharge opening (7).

6. Full drill bit according to claims 1 to 5, characterized in that that the cross section of the core discharge opening (7) widens inwards and opens laterally in the borehole via an inclined channel (9).

7. full drill bit according to claim 6, characterized in that the Inclined channel (9) is bent laterally just behind the core discharge opening (7).

8. full drill bit according to claims 6 and 7, characterized in that that the inclined channel (9) at the point at which the core starts when drilling, with a wear-resistant hard metal body (10) is armored.