DE2918491A1

DE2918491A1 - Drehsteinmeissel mit unterschiedlicher steigung

Info

Publication number: DE2918491A1
Application number: DE19792918491
Authority: DE
Inventors: Francis Eugene Phelps
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1978-05-12
Filing date: 1979-05-04
Publication date: 1979-11-15
Also published as: JPS6144193B2; NL7903632A; GB2020715B; NO790798L; SE7903964L; CA1113922A; FR2425532A1; FR2425532B1; US4187922A; IT7948855A0; IT1117754B; PL215099A1; PL122483B1; JPS54149303A; MX148390A; GB2020715A

Description

- 4- Drehsteinmeißel mit unterschiedlicher Steigung

Die Erfindung bezieht sich auf das Erdbohren im allgemeinen und auf einen rollenden Drehschneidsteinmeißel mit unterschiedlichen Steigungen zwischen den Zähnen oder Einsätzen des Meißels im besonderen.

Die rasch anwachsende Forderung nach Bodenschätzen wie Öl, Gas und andere Arten von durch die BergwerksIndustrie gewonnenen Erze macht verbesserte Bohrmeißel notwendig. Drehsteinmeißel nach der Erfindung sollen als das unterste Glied eines Drehbohrstrangs verwendet werden. Beim Drehen des Bohrstrangs zerkleinert der Meißel die Erdformationen und bildet ein Erdbohrloch. Die Lebensdauer der Bohrmeißelschneiden und deren Leistung sind von besonderer Bedeutung beim Bohren solcher Bohrlöcher, da die Eindringgeschwindigkeit auf den Zustand des Meißels und auf die Betriebsleistung bezogen ist.

Üblicherweise besitzen rollende Drehschneidsteinmeißel drei individuelle Arme, die winkelig vom Meißelkörper nach unten verlaufen. Das untere Ende besitzt die Form einer Spindel oder eines Tragstifts. Am Tragstift ist ein Rollschneidkonus angebracht, der dort gedreht wird. Jede Schneide enthält mehrere am Rand verteilt angeordnete Reihen von Zähnen oder Einsätzen, die zu den jeweiligen an den anderen Schneiden abgesetzt sind, um die Erdformationen am Grund des Bohrloches zu bohren. Die Teile der Erdformationen, die von der Schneidvorrichtung aufgebrochen werden, werden vom Bohrloch von einer Bohrspülflüssigkeit als Bohrschlamm oder als Luft entfernt. Die Drehsteinbohrer mit rollenden Konussehneiden werden in zwei Hauptklassen eingeteilt. Bei der ersten haben die Zahn-

meißel an den Körper der Konusschneide angeformte, meißeiförmige Zähne. Bei der zweiten sind Einsatz-oder Kompaktmeißel einzeln in Löcher im Konuskörper eingepreßt. Der Kopf ragt aus dem Schneidenkörper heraus und dient zum Aufbrechen der Erdformationen am Grund des Bohrloches.

Die Erfindung kann bei den Meißelklassen verwendet werden.

Ein rollender Schneiddrehsteinmeißel ist so konstruiert, daß die Reiheneinsätze bzw Zähne an der Schneide die Umdrehungen der Schneide in bezug auf die Umdrehungen des Meißels bestimmen. Beim vollständigen Rollen der Schneide würden die Umdrehungen der Schneide gleich dem Umfang des durch den Umfang der Schneide an der Meßspitze geteilten Lochs mal den Umdrehungen des Meißels sein. Die Schneide würde sich etwa 1,7 mal mehr als der Meißel drehen. Die Schneiden sind jedoch nicht für richtiges Rollen bestimmt und die Fläche der Schneiden besitzen herausragende Einsätze bzw. Zahne. Die Sehneiden drehen sich etwa 1,2 bis 1,5 mal schneller als der Meißel. Der Unterschied zwischen den Umdrehungen richtigen Rollens und den tatsächlichen Umdrehungen der Schneide ist der Schlupf oder die Wirkung am

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Boden«

Bisherige Meißel waren in ihrer Ausbildung wegen des "Kriechens" und 'Btolperns" begrenzt. Beim Drehen des Steinmeißels wird jeder Konus von einer Reihe von (äußeren) Fußeinsätzen oder Zähnen angetrieben, die in Einkerbungen eingreifen, die in den Grund des Bohrlochs von den kombinierten Fußeinsätzen bzw. Zähnen aller drei Konussehneiden eingeschnitten sind. Wenn die Beziehung der Fußeinsätze bzw» Zähne an einer einzelnen Konusschneide zu den kombinierten Fußeinkerbungen am Grund·des Lochs so ist, daß eine innere Reihe von Einsätzen bzw.Zähnen in ihre eigenen vorigen Einkerbungen fallen, ergibt sich ein Kriechen. Da ein Einsatz oder Zahn durch Schlagen

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in seine vorigen Einkerbungen nicht wirksam graben können, muß ein Kriechen vermieden werden. Das Stolpern ist auf Kriechen bezogen, bei dem die antreibenden Zahne an einer Schneide auf den Flanken der Steinzahneindrücke schleifen, die vorher vom kombinierten Fußzahnmuster und durch Schleifen, Gleiten oder "Stolpern" in die Steinzahneinkerbungen gelegt worden sind. Der Grund scheint ungenügendes Verteilen in den Steigungen der antreibenden Zähne zu sein.

Die Steigung zwischen den Steineinsätzen bzw. Zähnen besitzt nicht auf den gemessenen geradlinigen Abstand zwischen den Mittellinien an den Spitzen benachbarter Einsätze bzw. Zähne. Die Steigung zwischen Einsätzen bzw. Zähnen ist beim Vergleichen verschiedener Konstruktionen von Nutzen, weil eine gegebene Steigung in einer Formation bestimmter Härte und/oder Abriebfestigkeit ausreichend schneiden kann und bei einer Formation einer anderen Härte nicht ausreicht. Auch gehen die Steigungen von weit bis eng, wenn die Konstruktion von Meißel für weichen bis harten Formationen bestimmt sind. Bei einer gegebenen Meißelart verlaufen die Steigungen mit dem Durchmesser von Meißel und den Durchmesser von Einsätzen bzw» Zähnen d.h. ein größerer Meißel verlangt gewöhnlich größere Durchmesser und Längen der Zähne. Folglich sind wegen des notwendigen Spiels zwischen größeren Einsätzen bzw. Zähnen größere Steigungen erforderlich. "Steigungen" bewirken manchmal Probleme, die sich auf Kriechen und oder Stolpern beziehen.

Eine Schneide mit gleichmäßig verteilten Einsätzen bzw. Zähnen schneidet mit weiter Steigung ein Grundmuster in den Lochboden« Der Teil des Gesteins oder der Formation zwischen den Schnitten im Boden werden Gesteinszähne genannt. Bei einer Schneide am Meißel werden die Gesteinszähne größer, weil die Einsätze bzw. Zähne an der Schneide auf den Boden zu fallen oder sich zu verzahnen versuchen. Wenn die Schneide richtig ge-

rollt ist, würde sie sich, mit dem Boden verzahnen und der Meißel -würde nicht "bohren. Dies ist kein Kriechen. Da die Schneide nicht richtig rollt, fallen die Einsätze bzw. Zähne nicht ins Kriechen und die Geste ins zähne v/erden entfernt. Durch eine Reihe von Einsätze bzw. Zähnen an jeder Schneide und das Schneiden derselben Spur am äußeren Teil des Lochs werden die Steinzähne entfernt oder verkleinert. Deshalb bohrt der Meißel vorn. Bei zwei Schneiden und einer kleineren Steigung zwischen den Einsätzen bzw. Zähnen versuchen sie mit den großen G-esteinszähnen in die Spur zu fallen. .

Ein anderes bei den bisherigen Meißeln auftretendes Problem ist das Vorherrschen der inneren Reihe. Wegen der Kombination der Zahl der Einsätze bzw. Zähne beherrscht anstelle der äußersten Reihen von Einsätzen bzw. Zähnen, die das Antriebsmuster ergeben, bei Gelegenheit eine innere Reihe, gewöhnlich die zweite oder dritte von der Lochwand gerechnet, das Muster und stellt das Antriebsmuster für die jeweilige Konusschneide ο Dieses Antriebsmuster bewirkt das Laufen der äußersten Reihe von Einsätzen bzw. Zähnen in einem anormalen Muster, das an den Einsätzen bzw. Zähnen seitlich Kräfte ausübt und diese zu brechen versucht. Die Erfindung soll ein Vorherrschen der inneren Reihe verhindern und Brüchen der äußeren Reihe zu verbinden versuchen.

Die US-Patentschrift 3.727.705 zeigt einen Bohrmeißel mit einer verbesserten Verbundanordnung. Dieser Bohrmeißel besitzt eine Anordnung, durch die der Widerstand gegen Abnutzung erhöht wird, und die Abnutzung ausgeglichen und die Neigung zur Abnutzung außerhalb der Mitte verringert wird. Die Pußreihenverbünde sind praktisch gleichmäßig verteilt. Jedoch weicht der Zwischenraum zwischen den Fußreihenverbünden von Konus ab und verhindert ein Kriechen der Verbünde in vorher in den Bohrlochgrund eingeformten Einkerbungen. Der Querschnitt von Meß-

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kompakten, die aus der Meßfläche herausragen und diese schützen ist von Konus zu Konus verschieden. Demnach nähert sich die gesamte freie Fläche aller Meßverbünde eines Konus der ganzen freien Fläche aller Meßverbünde jedes anderen Konus.

Die US-Patentschrift 3.726.350 zeigt ein Anti-Kriechen-Erdbohren ist eine Schneide mit Schneidzähnen versehen, die an eine einzelne Ringfläche des Bohrlochbodens bei einem Nichtkriechen angreift und bei der während der Meißeldrehung eine Erosion der Schneidhülle vermieden wird. Das Verteilen der Zähne in den verschiedenen Randreihen der Schneiden wird so geändert, daß ein optimaler Abstand zwischen den Zähnen erhalten wird. Ferner werden die Zähne in Gruppen unterbrochener Verteilung angeordnet und das Unterbrechen der Zähne dient zum selektiven Anordnen des Musters der Zähne, um ein Kriechen und die Erosion der Schneidenhülle zu verhindern.

Die Patentschrift 3.126.973 zeigt eine Drehbohrmeißel, bei dem die Randzahnreihen an den Schneiden entsprechend verteilt und gegenüber den Reihen an benachbarten Schneiden versetzt sind, so daß das Drehen der Konen nicht gestört wird und diese praktisch mit dem Bohrlochboden vollständig in Berührung gelangen. Die Konen sind nicht rund und können dem Bohrmeißel einen Vibrationseffekt bewirken und so die Eindringwirkung vergrößern. Die äußere Zahnreihe ergibt einen nicht runden Rand und die innere Zahnreihe einen runden Rand. Die Außenreihen ergeben ein Vibrieren am Bohrmeißel, wenn dieser gegen die Erde gedreht wird, während die Innenreihen zum Stabilisieren und Halten des Bohrmeißels auf einer geraden Bohrbahn dienen.

Die US-Patentschrift 2.994.390 zeigt eine Gesteinsmeißel-

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schneide mit einem konischen Schneidelement, dessen Flache mit mehreren Graten versehen ist. Diese Grate an jeden Schneidelement verlaufen praktisch parallel zum Grundteil des Elements und halb um den Rand des Elements herum. Benachbarte Grate sind von jedem anderen um etwa die halbe Höhe jedes Grates entfernt und verlaufen um entgegengesetzte Halbkreise jedes Elements, so daß der Beginn jedes Grates zwischen den Enden nebeneinander liegender Grate fallen. Somit sind die einzelnen Grate versetzt und die Spuren zwischen den Bahnen werden von den nächsten anliegenden Graten an jeder Seite eingenommen.

In der US-Patentschrift 2.533.260 wird ein Drehbohrmeißel und eine Schneide für diesen mit einem über ihre Tiefe gehenden einheitlichen Querschnitt gezeigt. Diese Elemente laufen an ihren Außenenden in elementare Zähne aus, so daß die auslösende Schneidrate während der Abnutzung dieser Zähne hoch ist. Die Innenteile dieser Elemente dienen zum richtigen Schneiden, wenn die elementaren Zähne abgenutzt sind und bis die Schneidelemente ganz zerstört sind. Es wird ein Satz Schneiden mit segmentalen Schneidelementen gezeigt, die am Rand der Schneidenkörper verteilt und an diesen so versetzt sind, daß die Elemente benachbarter Schneiden zwischen mindestens einige dieser Elemente passen, die an ihrem Gipfel mit elementaren Zähnen versehen sind. Die Elemente ergänzen eine Außenreihe von Fußzähnen und arbeiten mit ihnen zusammen, um die Drehung der Schneide zu gewährleisten.

Die US-Patentschrift 2.533.259 zeigt eine Büschelzahnschneide, wobei ein Drehschneidenbohrer vorgesehen ist, bei dem der Abstand bestimmter aufeinanderfolgender Zähne sich der Summe des Abstandes der übrigen Zähne nähert. Eine Gestteinsschneide ist mit Zähnen versehen, die in Büscheln in Randreihen angeordnet sind, wobei benachbarte Zähne in jedem Bü-

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scher eine verhältnismäßig geringe Steigung aufweisen, so daß die auf dem Boden entstandene Gesteinzahnung in ähnlicher Weise eine geringe Steigung aufweist und somit beim Arbeiten der Schneide leicht zerkleinert werden kann. Ein Zahnbüschel iöt mit einer solchen relativen Steigung zueinander versehen, daß die kombinierten Steigungen aller gebüschelten Zähne eine solche zueinander relative Steigung aufweisen, daß die kombinierten Steigungen aller bebüschelten Zähne niedriger als die Spanne des leeren Raumes an der Schneide zwischen den Enden der Zahnbüschel sind.

Die US-Patentschrift 2.533.258 zeigt eine Bohrschneide, bei der ein rundes flachkuppiges Schneidelement für die konusförmigen Schneiden vorgesehen ist, deren Kuppenflächen nicht so rasch ansteigen, wie sich das Schneidelement abnutzt, so daß der Meißel eine erwünschte Eindringgeschwindigkeit über die ganze Lebensdauer der Schneide beibehält, ohne daß ein ungebührlich hohes Gewicht angelegt werden muß. Es sind eine oder mehrere äußere Reihe von Längszähnen in Kombination mit mehreren inneren Randreihen flachkuppiger Schneidelemente vorgesehen, von denen einige oder mehrere das Drehen der Schneiden unterstützen. Ein Satz konusförmiger Schneiden besitzt kräftige, flachkuppige, am Rand angeordnete segmentale Schneidelemente, die in Längsrichtung einer Schneide verteilt angeordnet sind. Die Summe der Kuppenglieder der Segmente in einer beliebigen Reihe ist kleiner als der ganze Rand der Reihe, so daß das untere Anfangsgewicht bewirkt, daß die Schneidelemente die Formation zur rascheren Aushöhlung des zu bohrenden Materials durchdringt. Ein Satz konusförmiger Schneiden besitzt flachkuppige, um den Rand herumlaufende Segmentschneidelemente, die in Längsrichtung der Schneiden verteilt sind, wobei diese Elemente an benachbarten Reihen in Längsrichtung versetzt sind, während die Schneidelemente an jeder Schneide so am Rand ver-

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setzt angeordnet sind,daß beim Drehen der Schneiden die Gewichte nicht nur besser um jede Schneide verteilt sind, wenn sie auf dem Bohrlochboden rollen, sondern auch dieses Gewicht gleichmäßiger zwischen zusammenarbeitenden Schneiden des Satzes verteilt ist, um besser in der Spur bleiben und eine Überlastung/Überladung vermeiden zu können.

Die Erfindung gibt einen verbesserten Erdbohrmeißel mit rollender Schneide an. Es ist ein Gesteinsdrehmeißel mit mindestens einem Rollschneidenglied zum Ausbilden eines Bohrlochs in der Erde versehen. Zwischen den Einsatz-zähnen der Schneide befinden sich verschiedene Steigungen, Bei, ei- " nem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Steigungen zwischen je zwei Einsätzen bzw. Zähnen so verschieden, daß die Steigungen zwischen keinen zwei Paaren von Einsätzen bzw. Zähnen dieselbe Steigung aufweist und ein Kriechen unwahrscheinlich ist. Dadurch wird die Geschwindigkeit erhöht, bei der der Meißel die Formation durchdringt und ein Bruch von Einsätzen, bzw. Zähnen unwahrscheinlich wird. Die Erfindung verringert ein Kriechen und Stolpern oder beseitigen dieses ganz, wie es bei bisherigen Erdbohrmeißeln vorkommt. Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus- der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser ist:

Figur 1 eine persepktivische Ansicht eines Erdbohrmeißels · nach.der Erfindung;

Figur.2 ein schematischer Aufriß eines Anordnung der bevorzugten Schneideinsätze bzw. Zähne;. und

Figur 3 ein schematischer Aufriß eines bisherigen Anordnung der Schneideneinsätze bzw. Zähne.

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Der Meißel 10 enthält, wie Figur 1 zeigt, einen Meißelkörper 13, der an seinem Stifteine H mit dem unteren Ende eines (nicht dargestellten) Drehbohrstrangs verbunden v/erden soll. Der Meißelkörper 13 enthält eine Innendurchgangsanlage zum Leiten von Bohrflüssigkeiten wie Bohrschlamm oder dergl. die durch den Bohrstrang nach unten hindurchgeht und die Bohrflüssigkeit zum Grund des Bohrlochs gelangen läßt. Die Bohrflüssigkeit führt im Ring zwischen der Wandung des Bohrlochs und dem die Schneiden und mit diesen den Bohrschutt tragenden Bohrrohr nach oben. Vom Meißelkörper gehen drei praktisch identische Arme ab, von denen die Arme 11 und 12 in ^igur 1 zu sehen sind. Das untere Endteil jedes Armes ist mit einem Tragstift versehen. Jeder Arm trägt drehbar ein konisches Schneidenglied 15. Der Tragstift trägt die Schneidenglieder 15 und ergibt die Drehachsen, um die sich die Schneidenglieder 15 drehen. Die Drehachse ist in einem Winkel nach außen und nach innen geneigt.

Jedes Schneidenglied 15 enthält einen Vorsprung 16, der zur Meißeldrehachse ausgerichtet ist, und eine Basis 17, die am Schnittpunkt zwischen der Wandung und dem Bohrlochboden liegt. Jedes Schneidenglied 15 enthält neben der Basis jedes Schneidengliedes eine ringförmige Reihe von Pußeinsätzen oder Zähnen» Die Reihe von Fußeinsätzen oder Zähnen schneidet den Schnittpunkt zwischen der Bohrlochwandung und dem Bohrlochgrund. Jedes Schneidenglied 15 enthält ferner mindestens eine innere Ringreihe von Einsätzen oder Zähnen zum Zerstören des inneren Teils des Bohrlochs. Die Zähne sind am Schneidenglied geieft, während die Einsätze sich in Sockeln befinden die in das Schneidenglied eingebohrt sind.

^igur 2 zeigt ein verteilt angeordnetes Muster einer Reihe von Einsätzen bzw. Zähnen eines Gesteinsdrehmeißels mit

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rollendem Konus nach der Erfindung, wie des Meißels 10 nach Figur 1. Diese Reihe enthält siebzehn einzelne Einsätze 18. Die normale Winkelneigung wird durch Teilen von 360° durch

17 errechnet oder ist gleich 21.176°, -wenn die Einsätze gleichmäßig angeordnet sind. Die Erfindung benutzt eine Art von Füllkorp-Bohren-Fräsen zum Aufbrechen des darunterliegenden Musters durch vorhergehendes Umdrehen des Meißels. Keine zwei Steigungen sind dieselben und sie sind willkürlich angeordnet. Da keine zwei Paare von Einsätzen dieselbe Steigung aufweisen, wird ein Kriechen unmöglich. Dadurch wird die Geschwindigkeit erhöht, bei der der Meißel die Formation •durchdringt, und es ist erheblich unwahrscheinlicher, daß Einsätze infolge des Kriechens brechen. Der Zwischenraum zwischen den Einsätzen wird durch Verwendung einer Tabelle willkürlicher Zahlen oder eines Generators zum Beiordnen einer Stellung jeder aufeinanderfolgenden Steigung erhalten. Die folgende Tabelle zeigt die Winkelsteigung der Einsätze

18 des Zahnverteilungsmusters nach Figur 2. ·

Tabelle (Figur 2)

Igung Steigung Winkelsteigung

Steigung	Winkels
^P1	18.47°
^P2	20.10°
^P3	. . 22.28°
^P4	23.91°
^P5 -	20.65°
V"'	22.83°
^P7	23.83°
^P8	17.93°

^P9	25.26°
^P10	21.19°
^P11	16.84°
^P12	21.74°
P₁₃	19.02°
^P14	24.46°
^P15	17.38°
^P16	25.00°
JT-1 π	19.56°

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Die -willkürliche Verteilung der Einsätze oder Zähne auf den inneren Reihen verkleinert den Gesteinszahn, der von diesen Reihen geschnitten wird, und ergibt ein größeres Eindringen. Es "beseitigt die Möglichkeit des Kriechens des Gesteinsmeißels und unterstützt das Bohren des Meißels vorn. Diese Art Fräsen hält eine innere Reihe vom Antreiben der Schneide oder Festlegen der Umdrehungszahl der Schneide ab, die die Meßzähne abnutzen oder abbrechen würde. Dies erhöht auch die Eindringgeschwindigkeit und die Lebensdauer der Schneidenkonstruktion. Das willkürliche Anordnen der Zähne oder der Einsätze auf der Schneide bewirkt, daß der Meißel den Boden mit den kleinstmöglichen Gesteinszähnen rein schneidet, und erhöht insgesamt die Eindringgeschwindigkeit.

Das willkürliche Anordnen von Zähnen oder Einsätzen auf einer Schneide ist schwierig. Das Fräsen der Zähne oder das Bohren der löcher für die Einsätze muß gut kontrolliert werden. Mit Bandsteuergeräten ist diese Art des Fräsens möglich. Mit einer willkürlichen Anordnung von Zähnen oder Einsätzen haben keine zwei benachbarten Zähne oder Einsätze dieselbe Steigung zwischen sich. Die Steigung zwischen ihnen würde von einer Grundsteigung von 25 mm wie folgt variieren: 25.4 mm, 23,8 mm, 22,2 mm,27 mm, und 28,6 mm Steigung, -^ies ergibt ein Muster von sechs Zähnen. Wenn der Schneidkopf 18 Zähne aufweist würden sich solche Muster auf einer Reihe von Zähnen ergeben. Die Anordnung könnte in Gruppen von mehreren Zähnen liegen oder jeden Weg um die Schneide herum verändern. Bei dieser Verteilung auf alle drei Schneiden wurden die Zähne nicht kriechen oder auf den Gesteinszähnen am Boden einschneiden. Dadurch werden die ^esteinszähne kleiner und somit wird die Eindringgeschwindigkeit größer. Die willkürliche Anordnung überwindet die Neigung zum Zurückfallen der Zähne ins Krie-chen wie bei einem Förderkorbfräsverfahren.

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Wenn die Zähne auf der Schneide mit gleichmäßiger Steigung zwischen sich, ausgenommen für zwei Stellen, mit einer Steigung gleich 38,1 mal der GrundSteigung, der sogenannten Springfr.äsen, angeordnet -werden, würden die Zähne aus der Spur je einmal bei den weiten Steigungen ausgeworfen werden, die den Loehgrund passieren. Dieses Fräsen oder dieses Zahnmuster verringert das Entstehen des Gesteinszahns "besser und vergrößert die Eindringgeschwindigkeit. Wenn eine Schneide zwei Gruppen von Zähnen mit großer Steigung zwischen sich aufweist, und sich mehr als vier Zähne in einer Gruppe befinden, dann .würden die Zähne in der Spur zurückzufallen versuchen und den Zahn auf beiden Seiten abnutzen. Dieser Verschleiß würde die Lebensdauer der Schneidenkonstruktion verringern. Wenn die Zähne in Gruppen von vier auf einer Schneide mit 16 Zähnen angeordnet werden, ergeben sich vier große -Steigungen. Dies würde den Meißel roh laufen und die Zähne brechen lassen. Das Springfräsverfahren begrenzt die Zähnezahl, die auf einer Schneide angebracht werden kann, oder bei einer Gruppe von mehr als vier Zähne würde es in die Spur zurückfallen. Dieses Fräsen oder Einsatzverschieben wird in der bisherigen Technik zum besseren Entfernen des Gesteinszahns verwendet. Das Springfräsen kann mit einer, mit zwei oder allen mit drei Schneiden angewendet werden.

Figur 3 zeigt das Anordnen eines Einsatz- oder Zähnemusters bisheriger Technik mit einem Drehkonussteinmeißel. Das Verteilen des bisherigen Technik ist gleich. Die Steigung P zwischen den Einsätzen 19 sind durchweg dieselben. Das Material der Erdformationen wird mit dieser Verteilung nicht mit optimalen Geschwindigkeiten durchdrungen, weil die Steinmeißeleinsätze oder-Zähne in vorher ausgebildeten Einkerbungen kriechen und brechen, sich stark abnutzen oder eine neuen Einkerbungen schneiden. Dieser Meißel ist sowohl dem Problem des "Kriechens" als auch dem erwähnten "Stolpern" ausgesetzt« ■

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- 16 Zusammenfassung

Ein Drehgesteinsmeißel besitzt rollende Schneideglieder zum Ausbilden eines Erdbohrlochs. Jedes rollende Schneidenglied enthält eine Ringreihe von Schneidelementen zum Schneiden von Teilen des Bohrlochs. Diese Elemente enthalten Schneidezähne und Schneideinsätze„ Zwischen diesen "befinden sich verschiedene Steigungen. Die Steigungen zwischen Paaren von Einsätzen oder Zähnen sind so verschieden, daß die Steigungen zwischen keinen zwei Paaren in einer Reihe oder Gruppe dieselben sind. Da keine zwei Paare von Einsätzen oder Zähnen dieselbe Steigung aufweisen, ist ein Kriechen unwahrscheinlich. Dadurch wird die Geschwindigkeit mit der der Meißel in die Formation eindringt, erhöht und die Wahrscheinlichkeit eines Bruches von Einsätzen oder Zähnen verringert. Die Erfindung verringert oder beseitigt das Kriechen oder Stolpern, das bei bisherigen Erdbohrmeißeln auftritt.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines G-esteinsdrehmeißels mit mindestens einem rollenden Schneidenglied zum Ausbilden eines Erdbohrlochs j wobei das Schneidenglied mindestens eine Ringreihe von Schneidenelementen am Schneidenglied zum Schneiden von Teilen des Bohrlochs aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidenelemente (18) auf dem Schneidenglied (15) in der Ringreihe so angeordnet wird, daß die Schneidenelemente praktisch ungleich voneinander entfernt sind.

2* Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Gesteinsdrehmeißel einen rollenden Konus und drei rollende Konusschneiden aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidene.lemente (18) am Schneidenglied (15) in mindestens einer Reihe so angeordnet ist, daß der Zwischenraum zwischen den

* Zweigstelle (§ 28 PaO) TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO:' München: 1 - 856 44 INVENTION BERLIN BERLINER BANK AG. W. MEISSNER, BLN-W St. ANNASTR. 11 INVEN d DERLIN 030/891 60 37 - BERLIN 31 122 82 -109 8000 MÖNCHEN 22 030/892 23 82 3695716000 TEL.: 089/22 35 44

Schneidenelementen (18) in der Ringreihe praktisch ungleich sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hingreihe Sockel für harte Einsätze (18) so gebohrt werden, daß die Zwischenräume zwischen ihnen praktisch ungleich sind, und daß die harten Einsätze (18) in diese Sockel eingesetzt werden.

4.' Verfahren nach den Anspruch 1, dadurch gekennz e i c h ne t, daß die Schneidelemente in der ftingreihe ungleich voneinander entfernt sind«

5. Bohrmeißel zur Verwendung bei Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Schneidelemente im Konusschneider ungleich voneinander entfernt sind»

ο Bohrmeißel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das rollende Schneidenglied mindestens eine Ringreihe von Einsätzen aufweist, die in Sockeln im Schneidenglied eingesetzt sind, und daß die Sockel, die sich in der Ringreihe befinden und die Einsätze (18) aufnehmen, in jeder Ringreihe praktisch ungleich voneinander entfernt sind.

ο Bohrmeißel nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockel zwischen einem Vorsprung (16) der rollenden Schneide und einer Konusbasis (17) eingesetzt und die Einsätze (18) praktisch ungleich voneinander entfernt sind.

8. Bohrmeißel nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennze i chnet, daß ein konischer Körper (13)» eine Reihe von Pußschneidenelemente am Körper, min-

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destens eine Randreihe von Schneidelementen, die an der Randfläche des konischen Körpers von den Fußschneidelementen nach innen in Längsrichtung verteilt angeordnet sind und ungleich voneinander entfernte Schneidelemente vorgesehen sind, und daß die Schneidelemente schneiden und das Kriechen und Stolpern verringern oder ganz aufheben.

Bohrmeißel nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rolle mehrere nahezu konische Rollenschneider auf dem Bohrlochboden angebracht sind, daß die Sohneidelemente an jeder Schneide in Reihen um die Schneiden herum vom Fuß nach innen gerichtet angeordnet sind, und daß der Zwischenraum zwischen den Sehneidelementen in den Reihen praktisch ungleich sind.

10. Bohrmeißel nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß sieh am Körper (13) drei rollende Schneiden angebracht sind, daß jede Schneide eine konische Schneidenhülle besitzt, und abgestumpft ist und so einen Vorsprung und einen Fuß mit dazwischenliegenden Reihen von Sohneidelementen an der Schneidenhülle ergibt, die an der Randfläche an der Schneidenhülle vom Fuß aus nach innen gerichtet sind, und daß die Zwischenreihen aus ungleich verteilt liegenden Sehneidelementen bestehen, so daß die Schneidelemente jeder Reihe schneiden und ein Kriechen und Stolpern verringern oder ganz aufheben