DE3239757A1

DE3239757A1 - CUTOUT FOR A DIAMOND CUTTING INSERT OF A ROTATING DRILL HEAD

Info

Publication number: DE3239757A1
Application number: DE19823239757
Authority: DE
Inventors: Harry Norris 90815 Long Beach Calif. Ball
Original assignee: Smith International Inc
Current assignee: Smith International Inc
Priority date: 1981-10-29
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1983-06-01
Also published as: GB2108554B; GB2108554A; NL8203750A

Description

-A--A-

Beschreibungdescription

Die Erfindung bezieht sich auf einen rotierenden Bohrkopf mit einem Bohrkörper, der mit einer Vielzahl von einzelnen, in Aufnahmelöcher in der Oberfläche eingesetzten Diamant-Einsätzen bestückt ist, wobei bei jedem dieser über die Oberfläche des Bohrkörpers hinausragender Diamant-Einsätze an einem Ende ein Schaft in das Aufnahmeloch eingesetzt ist und am anderen Ende des Schafts als Schneidende eine diamantene Schneidscheibe aufgebracht ist und wobei zur zusätzlichen Abstützung des Schneidendes des Einsatzes entlang der länglichen Oberfläche des Schaftes, die der diamantenen Schneidscheibe abgewandt ist, ein Teil der Oberfläche des Bohrkörpers an dem Aufnahmeloch von der Oberfläche her ausgespart ist, wobei in den Freiraum an der der OberflächeThe invention relates to a rotating drill head with a drill body with a plurality of is equipped with individual diamond inserts inserted in the mounting holes in the surface, with each of these diamond inserts protruding above the surface of the drill body at one end Shank is inserted into the receiving hole and at the other end of the shank as a cutting end a diamond Cutting disk is applied and wherein for additional support along the cutting end of the insert the elongated surface of the shank facing away from the diamond cutting disc, part of the Surface of the drill body is recessed at the receiving hole from the surface, wherein in the Free space on the surface

des Bohrkörpers zugewandten Kante der diamantenen Schneidscheibe der Schaft tiefer in das Aufnahmeloch einsetzbar ist.the edge of the diamond cutting disc facing the drill body, the shank deeper into the receiving hole can be used.

Es ist bekannt, zum Einsetzen von Stielen der Diamant-Einsätze in die Oberfläche eines rotierenden Bohrkörpers z.B. jedes zum Einpassen vorgesehene Aufnahmeloch in der Oberfläche des Bohrkörpers konzentrisch aufzubohren, so daß ein Bereich um den einzusetzenden Stielkörper ausgespart wird und dadurch die Unterkante eines auf dem Stielkörper aufgebrachten weitgehend kreisförmig ausgebildeten Diamanten frei liegt.It is known to insert stems of diamond inserts into the surface of a rotating drill body, e.g. every receiving hole provided for fitting in the surface of the drill body concentrically drilling, so that a Area around the handle body to be inserted is cut out and thereby the lower edge of one on the handle body applied largely circular diamond is exposed.

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Die US-PS 4 265 324 des Anmelders beschreibt eine Maßnahme, wie die Oberfläche des Bohrkörpers, die sich an die Schneidkante des Diamanten des Einsatzes anschließt, ausgespart wird, während zur Unterstützung des Stiels während des Betriebes des Bohrers die Oberfläche des Schafts, die gegenüber'oder hinter der schneidenden Stirnfläche des Einsatzes liegt, abgestützt wird. Die Abstützung für den Stiel des Einsatzes wird dabei dadurch erreicht, daß das Ausbohren des Aufnahmelochs exzentrisch erfolgt. Durch das Ausbohren wird damit nur eine Aussparung für den Teil der schneidenden Stirnfläche des Diamanten geschaffen, der in die Bohrkörperoberfläche ragt, sowie für einen Teil des ursprünglichen Aufnahmelochs, der. der schneidenden Stirnfläche des Stiels entfernt liegt, so daß die Rückseite des Stiels während des Betriebes des Bohrers abgestützt bleibt.The applicant's US Pat. No. 4,265,324 describes a measure such as the surface of the drill body which adjoins the cutting edge of the diamond of the insert, is recessed while in support of the handle during the operation of the drill, the surface of the shaft opposite or behind the cutting face of the insert is supported. The support for the handle of the insert is achieved in that the receiving hole is bored out eccentrically. By drilling out this only creates a recess for the part of the cutting face of the diamond, which protrudes into the drill body surface, as well as for part of the original receiving hole, the. the cutting one Face of the stem is removed so that the back of the stem during operation of the Drill remains supported.

Durch die Maßnahme nach der US-PS 4 265 324 wird eine ausgebohrte Mulde vor der schneidenden Stirnfläche des Diamant-Einsatzes geschaffen. Während des Betriebes erzeugt das Schaben und Weitein des Einsatzes erhebliche Mengen an zertrümmertem Material, von dem einiges sich in den Ecken der ausgebohrten Aussparung unterhalb der schneidenden Diamant-Stirnfläche des Einsatzes verfängt. Die Bohrabfälle neigen dazu, gegen die schneidende Stirnfläche zu prallen, wodurch die Eindringgeschwindigkeit des Bohrers in das Bohrloch verringert wird.The measure according to US Pat. No. 4,265,324 creates a drilled recess in front of the cutting face of the Diamond insert created. During operation, the scraping and widening of the insert creates considerable Amounts of shattered material, some of which is in the corners of the drilled recess below the cutting diamond face of the insert. The drilling cuttings tend to impact against the cutting face, reducing the rate of penetration of the drill into the borehole is decreased.

Die Erfahrung hat außerdem gezeigt, daß die zielgerichtet angeordneten Stiele der Diamant-Einsätze, die die kreisförmigen Diamanten tragen, während des Be-Experience has also shown that the purposefully arranged stems of the diamond inserts, the wear the circular diamonds while loading

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triebes des rotierenden Bohrkopfs im Bohrloch dazu neigen, oberhalb der Haltelänge der Schaftstiele abzuscheren oder zu brechen, sofern sie nicht ausreichend abgestützt sind.Drive of the rotating drill head in the borehole tend to shear off above the holding length of the shaft stems or break if they are not adequately supported.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen rotierenden Bohrkopf der eingangs angegebenen Art anzugeben, bei dem die Bruch- oder Schergefahr des Schaftes durch eine verbesserte Abstützung vermieden wird und bei dem gewährleistet ist, daß das vom Bohrer zertrümmerte Material nicht gegen die diamantene Schneidfläche des Einsatzes schlägt.The invention is based on the object of specifying a rotating drill head of the type specified above, in which the risk of breakage or shearing of the shaft is avoided through improved support and in which it is ensured that the material shattered by the drill does not go against the diamond The cutting surface of the insert hits.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der ausgesparte Teil an der Oberfläche des Bohrkörpers als kreisförmiger, auf die diamantene Schneidscheibe zulaufender Einschnitt ausgebildet ist, dessen Umfang geringfügig größer als die diamantene Schneidscheibe ist und somit als Freiraum zur Aufnahme des unterhalb der Oberfläche des Bohrkörpers liegenden Teils der Schneidscheibe dient.This object is achieved according to the invention by that the recessed part on the surface of the drill body as a circular, on the diamond cutting disc tapered incision is formed, the circumference of which is slightly larger than the diamond cutting disc is and thus as free space for receiving the part lying below the surface of the drill body the cutting disc is used.

Die Erfindung sieht eine im Querschnitt kreisförmig ausgesparte Rinne vor, die radial von der diamantenen Schneidfläche des Einsatzes weg läuft, wobei die Rinne allmählich tangential in die Oberfläche des Bohrkörpers einmündet. Damit ist sichergestellt, daß sich kein zertrümmertes Material während des Betriebes des Bohrers unterhalb der Schneidfläche in einer ausgebohrten Vertiefung verfangen kann. Die Splitter neigen vielmehr dazu in die kreisförmige Rinne hineinzurollen, um dann durch den Bohrschlamm von der Schneidfläche des Einsatzes hinweg und den Bohrstrang hinauf gespült zu werden.The invention provides a circular recess in cross section, the radially from the diamond Cutting surface of the insert runs away, the trough gradually becoming tangential to the surface of the drill body joins. This ensures that there is no shattered material during the operation of the Drill can get caught in a drilled recess below the cutting surface. The splinters tend rather, to roll it into the circular channel and then through the drilling mud from the cutting surface of the insert and to be flushed up the drill string.

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Durch die Erfindung wird auch eine zusätzliche Abstützung des Schafts des Einsatzes erreicht, indem nämlich nur allein derjenige Teil des Bohrkopfes ausgespart ist, der unmittelbar unter der unteren Kante der diamantenen Schneidscheibe liegt. Damit bleibt der restliche Teil des Bohrkopfs, der'das Aufnahmeloch begrenzt, erhalten und stützt damit vollständig den vorzugsweise aus Wolframkarbid bestehenden Schaft des Diamant-Einsatzes.The invention also provides additional support for the shaft of the insert by namely only that part of the drill head is recessed that is immediately below the lower edge the diamond cutting disc. This leaves the remaining part of the drill head, which is the receiving hole limits, maintains and thus completely supports the shaft, which is preferably made of tungsten carbide of the diamond insert.

Die Aussparung wird durch das Ausfräsen einer im Querschnitt kreisförmigen Wut in der Oberfläche des Bohrkopfes unter einem Winkel von etwa 9 0° zu der schneidenden Stirnfläche der Schneidscheibe hergestellt, Dadurch, daß der kreisförmige Einschnitt i.i seinem Umfang geringfügig größer ist als der Umfang der diamantenen Schneidscheibe ist eine ausreichende Aussparung für den Teil der Schneidscheibe gegeben, der sich unterhalb der Oberfläche des Bohrkopfs erstreckt.The recess is made by milling a circular cross-section into the surface of the Drill head made at an angle of about 90 ° to the cutting face of the cutting disc, The fact that the circular incision i.i its circumference is slightly larger than the circumference of the diamond cutting disc is given a sufficient recess for the part of the cutting disc that extends below the surface of the drill head.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik wird dadurch erreicht, daß der Schaft des Diamant-Einsatzes innerhalb der Oberfläche des Bohrkörpers abgestützt wird, so daß ein Teil der Oberfläche des Bohrkörpers, der den Einsatz umgibt, zum Freihalten der Diamant-Schneidfläche des Einsatzes entlastet wird.A major advantage of the present invention over the prior art is achieved by that the shank of the diamond insert is supported within the surface of the drill body, so that a Part of the surface of the drill body that surrounds the bit to keep the diamond cutting surface of the Mission is relieved.

Ein weiterer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, daß sich kein zertrümmertes Material im Bereich der Diamant-Schneidfläche während des Betriebs des Bohreinsatzes im Bohrloch einklemmen und verkeilen kann.Another advantage over the prior art is that there is no shattered material pinch in the area of the diamond cutting surface during operation of the drill bit in the borehole and can wedge.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Bohrkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung sind den Merkmalen der Unteransprüche zu entnehmen.Further advantageous configurations of the drill head according to the present invention are the features to be found in the subclaims.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen:The invention is explained below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing will. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einerFig. 1 is a perspective view of a

speziellen Ausbildung eines Bohrkopfes durch die die Lage der Diamant-Einsätze in der Oberfläche und der kalibrierenden Einsätze des Bohrers verdeutlicht wird,special design of a drill head due to the location of the diamond inserts is made clear in the surface and the calibrating inserts of the drill,

Fig. 2 einen teilweise aufgebrochenen Querschnitt durch einen Teil der Bohreroberfläche, der deutlich macht, in welcher Weise der kreisförmige Einschnitt in die Oberfläche des Bohrkopfs eingefräst wird, bevor die Diamant-Einsätze in die Aufnahmelöcher in der Oberfläche des Bohrers eingepaßt werden,Fig. 2 is a partially broken away cross section through a part of the bit surface that shows the way in which the circular incision is made is milled into the surface of the drill head before the diamond inserts into the receiving holes be fitted in the surface of the drill,

Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch den Oberflächenteil des Bohrkopfs, durch den der eingepaßte Diamant-Einsatz in einem Aufnahmeloch in der Oberfläche des Bohrers gezeigt ist, wobei die Längsachse des kreisförmigen Einschnitts in der Oberfläche des Bohrers um etwa 90° gegenüber der schneidenden Stirnfläche des Einsatzes versetzt ist, und3 shows a partial cross-section through the surface part of the drill head through which the fitted diamond insert is shown in a receiving hole in the surface of the drill, the Longitudinal axis of the circular incision in the surface of the drill by about 90 ° with respect to the cutting face of the insert is offset, and

Fig. 4 eine Ansicht eines Teils des Bohrkopfs von der Linie 4-4 der Fig. 3, die die relative Lage der schneidenden Stirnfläche des Diamant-Einsatzes im Vergleich zum kreisförmigen Einschnitt in der Bohrkopfoberfläche illustriert.Fig. 4 is a view of a portion of the drill head taken from line 4-4 of Fig. 3 showing the relative position of the cutting face of the diamond insert compared to the circular incision in the drill head surface illustrated.

IAD ORlGIMALIAD ORlGIMAL

3/397b73 / 397b7

Entsprechend der perspektivischen Ansicht, die in Fig. dargestellt ist, besteht der Diamant-Bohrkopf, der allgemein mit 10 bezeichnet i-st, aus einem Bohrkörper 12, einer allgemein mit 14 bezeichneten Schneidoberfläche, den Fluß des Bohrschlamms aufteilende Einrichtungen 20/28 und einem Tragzapfen 24. Unmittelbar anschließend an den Tragzapfen ist ein Paar um 180° gegeneinander versetzter Nuten 26 angeordnet, damit mittels einer Rohrzange der Bohrer vom Bohrgestänge getrennt werden kann. Die den Fluß des Bohrschlamms verteilenden Einrichtungen 20 erstrecken sich radial vom Zentrum des Bohrers über eine konische Oberfläche 18 zum Kaliber' 21 des Bohrers, wo sie auf in Längsrichtung des Bohrkörpers 12 verlaufende Nachräumer-Puffer 28 stoßen.According to the perspective view shown in Fig., There is the diamond drill head, generally denoted by 10 i-st, made of a drill body 12, a cutting surface generally denoted by 14, the flow of drilling mud dividing devices 20/28 and a trunnion 24. Immediately thereafter A pair of grooves 26 offset from one another by 180 ° is arranged on the support pin, thus by means of a Pipe wrench the drill can be separated from the drill pipe. The devices distributing the flow of drilling mud 20 extend radially from the center of the drill over a conical surface 18 to the caliber ' 21 of the drill, where they encounter post-clearing buffers 28 running in the longitudinal direction of the drill body 12.

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Eine Reihe von Düsen 36 ist zielgerichtet auf der Oberfläche 16 des Schneidendes 14 des Bohrkörpers 12 angeordnet. Wässriger Schlamm wird über die Schneidoberfläche 14 geleitet, die eine Vielzahl von Diamant-Einsätzen enthält, die allgemein mit 50 bezeichnet sind. Der Schlamm kühlt und reinigt jeden Einsatz und dient gleichzeitig als Mittel/ um die Bohrsplitter vom Bohrloch während des Betriebes des Bohrers zu entfernen. Der Schlamm wird zwischen den den Schlamm verteilenden Einrichtungen 20 und dem Nachräumer 28 über Schlammflußkanäle 22 und 32 geleitet.A number of nozzles 36 are targeted on the surface 16 of the cutting end 14 of the drill body 12. Aqueous mud is passed over the cutting surface 14 which has a variety of diamond inserts contains, which are indicated generally at 50. The mud cools and cleans each insert and serves at the same time as a means / to remove the drill fragments from the borehole during the operation of the drill. The sludge is over between the sludge distributing devices 20 and the post scraper 28 Mud flow channels 22 and 32 passed.

Die Diamant-Einsätze 50 bestehen aus Diamant-Scheiben 60 und Schäften bzw. Stielen 52. Sie werden z.B. aus einem Wolframkarbidsubstrat hergestellt, wobei ein Diamantbelag auf die Oberfläche des Substrats aufgesintert wird. Der Diamantbelag besteht aus polykristalinem Material. Der synthetische, polykristalline Diamantbelag wird beispielsweise vom Specialty Material Department of General Electric Company of Worthington, Ohio hergestellt. Das vorstehend genannte Bohrschneidwerkzeug ist unter dem Markenzeichen Stratapax Bohrwerkzeug bekannt.The diamond inserts 50 consist of diamond discs 60 and shafts or stems 52. They are e.g. a tungsten carbide substrate, with a diamond coating sintered onto the surface of the substrate will. The diamond coating consists of polycrystalline material. The synthetic, polycrystalline diamond coating is manufactured, for example, by the Specialty Materials Department of General Electric Company of Worthington, Ohio. That The aforementioned drilling cutting tool is known under the trademark Stratapax drilling tool.

Eine Serie von kalibrierenden Einsätzen 38 sind in Löcher eingepaßt, die sich in den den Bohrschlamm verteilenden Einrichtungen 20 und in der äußersten Kante 21 der Schneidoberfläche 14 befinden. Die Einsätze 38 dienen dazu, die Bohrweite (Durchmesser) des Bohrlochs aufrechtzuerhalten. Kalibrierende Nachräumereinsätze 34 sind in Nuten angeordnet, die in die Nachräumersegmente 28 eingeschnitten sind. Die diamantenen Nachräumereinsätze 34 dienen ebenfalls dazu, die Bohrweite für den Bohrer aufrechtzuerhalten, wenn er währendA series of calibrating inserts 38 are fitted in holes which are distributed in the drilling mud Devices 20 and in the outermost edge 21 of the cutting surface 14 are located. The stakes 38 serve to maintain the drilling width (diameter) of the borehole. Calibrating after-clearing inserts 34 are arranged in grooves which are cut into the post-clearing segments 28. The diamond refurbishing inserts 34 also serve to maintain the drilling distance for the drill if it is during

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des Betriebes tiefer in das Bohrloch eindringt. Die Nachräumersegmente 28 weisen eine Vielzahl von Abriebköpfen 30 aus Wolframkarbid auf, die eingesetzt in Löcher dafür sorgen, daß der Abrieb in der Bohrweite des Gesteinsbohrers minimal bleibt.of the operation penetrates deeper into the borehole. The post-clearing segments 28 have a large number of abrasion heads 30 made of tungsten carbide, which is used in Holes ensure that the abrasion remains minimal in the drilling width of the rock drill.

Wie in allen Figuren dargestellt,, ist jeder der Diamant-Einsätze in Aufnahmelöcher 17 in der Schneidoberfläche 14 und in den Nachräumerteilen 28 des Bohrkörpers 12 eingepaßt. Um den einzelnen Einsatz tiefer z.B. in die Schneidoberfläche 14 des Bohrkörpers 12 einsetzen zu können, ist es nötig, daß eine Aussparung unterhalb der Unterkante 6 4 der diamantenen Senneidscheibe 60 vorgesehen ist, so daß der Schaft des Einsatzes tiefer in das Aufnanmeloch /epreßt werden kann. Eine Nut oder ein Einschnitt 70 mit kreisförmigem Querschnitt ist z.B. zu diesem Zweck in die Schneidoberfläche 14 des Bohrkopfs 10 gefräst. Die Lage des Einschnitts 70 hängt von dem speziellen Neigungswinkel der diamantenen Schneidscheibe 60 im Verhältnis zu der Oberfläche 14 des Bohrers ab. Die Neigung des Einschnitts 70 beträgt ungefähr 90° zu dem Winkel der diamantenen Scheibe 60. Der kreisförmige Querschnitt des Einschnitts 70 braucht nur wenig größer im Durchmesser zu sein als der Durchmesser der diamantenen Scheibe 60 (Fig. 4), so daß nur ein Minimum an Material von der Oberfläche 14 des Bonrkörpers 12 entfernt werden muß, wodurch ein Maximum an Abstützung für den Stielteil 52 des Diamant-Einsatzes 50 zur Verfügung gestellt wird.As shown in all of the figures, each of the diamond inserts in receiving holes 17 in the cutting surface 14 and in the post-clearing parts 28 of the Drill body 12 fitted. To get the individual insert deeper, e.g. into the cutting surface 14 of the drill body 12 to be able to use, it is necessary that a recess below the lower edge 6 4 of the diamond Senneid disc 60 is provided so that the shaft of the insert deeper into the receiving hole / epresses can be. For example, a groove or notch 70 of circular cross-section is for this purpose Milled into the cutting surface 14 of the drill head 10. The location of the incision 70 depends on the particular angle of inclination of the diamond cutting disc 60 in the Relation to the surface 14 of the drill. The inclination of the incision 70 is approximately 90 ° to the angle of the diamond disc 60. The circular cross-section of the incision 70 only needs to be slightly larger in diameter than the diameter of the diamond disc 60 (Fig. 4), so that only a minimum of material must be removed from the surface 14 of the bonr body 12, whereby a Maximum support for the stem part 52 of the diamond insert 50 is made available.

Der in Fig. 2 dargestellte Teilschnitt zeigt die Art und Weise, wie der Einschnitt 70 in die OberflächeThe partial section shown in Fig. 2 shows the manner in which the incision 70 in the surface

des Bohrkörpers 12 geschnitten wird. Der Winkel "A" des Fräskörpers 80 (der selbstverständlich den Rampenwinkel der Ausräumung für jeden Einsatz bestimmt) wird durch denjenigen Winkel der auf dem Stielkörper 52 befestigten diamantenen Schneidscheibe 60 vorgegeben, den diese mit der Oberfläche 16 des Bohrkörpers 12 einschließt. Der ideale Rampenwinkel des Einschnitts 70 beträgt 90° zur schneidenden Stirnfläche 60 des Diamant-Einsatzes 50. Vorzugsweise liegt der Neigungswinkel der diamantenen Schneidscheibe zwischen 95° und 110° bezogen auf die Oberfläche des Bohrkörpers. Damit ergibt sich ein Winkel A zwischen 5° und 20°.of the drill body 12 is cut. The angle "A" of the milling body 80 (which of course is the ramp angle the clearance for each use) is determined by the angle on the handle body 52 fixed diamond cutting disc 60 given, which this with the surface 16 of the Drill body 12 includes. The ideal ramp angle of the incision 70 is 90 ° to the cutting End face 60 of diamond insert 50. The angle of inclination of the diamond cutting disk is preferably located between 95 ° and 110 ° based on the surface of the drill body. This results in an angle A between 5 ° and 20 °.

Der Durchmesser der gefrästen Nut braucht nur wenig größer als der Durchmesser der diamantenen Scheibe zu sein, so daß die Stirnfläche 62 der diamantenen Scheibe 60 mit ihrer unteren Kante 64 keine Berührung mit dem kreisförmigen Einschnitt 70 hat, der in die Oberfläche 16 des Bohrkörpers 12 gefräst ist (Fig. 3 und 4). Wie man anhand der Fig. 2 erkennen kann, wird der kreisförmige Einschnitt 70 in die Oberfläche 16 des Bohrkörpers 12 geschnitten, bevor die Einsätze in die Aufnahmelöcher 17 in dem Bohrkörper 12 eingepaßt werden. Die radiale Ausrichtung jeder dieser kreisförmigen Nuten oder Einschnitte 70 innerhalb des schneidenden Endes 14 des Bohrers hängt wiederum von dem Neigungswinkel der Schneidoberfläche der Einsätze bezogen auf die Oberfläche des Gestexnsbohrers 10 ab. Sobald der Neigungswinkel für jeden Einsatz bestimmt ist, kann der Einschnitt zu diesem Neigungswinkel fluchtend vorgenommen werden, indem er auf die Schneidscheibe 60 des Einsatzes 50 orientiert wird.The diameter of the milled groove only needs to be slightly larger than the diameter of the diamond disc to be, so that the end face 62 of the diamond disc 60 with its lower edge 64 is not in contact with the circular incision 70 which is milled into the surface 16 of the drill body 12 (Fig. 3 and 4). As can be seen from FIG. 2, the circular incision 70 is made in the surface 16 of the drill body 12 cut before the inserts fitted into the receiving holes 17 in the drill body 12 will. The radial orientation of each of these circular grooves or cuts 70 within of the cutting end 14 of the drill, in turn, depends on the angle of inclination of the cutting surface of the inserts based on the surface of the Gestexnsbohrer 10. Once the angle of inclination for each use is determined, the incision can be made in alignment with this angle of inclination by pressing on the cutting disk 60 of the insert 50 is oriented.

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Von den Fig. 3 und 4 zeigt Fig. 3 insbesondere die 90°-Ausrichtung des Rampenwinkels des Einschnittes 70 in Bezug auf die schneidende Stirnfläche 62 der diamantenen Scheibe 60. Der Diamant-Einsatz 50 wird in das Aufnahmeloch 17 im Bohrkörper 12 durch Anwendung eines (nicht gezeigten) Spezialwerkzeugs an der oberen Oberfläche 54 des Stielkörpers 52, wobei der Einsatz in das Aufnahmeloch gepreßt wird bis das untere Ende 56 des Einsatzes auf den Boden des Aufnahmelochs aufstößt. Fig. 3 zeigt im einzelnen die Lage des Einsatzes 50 innerhalb der Oberfläche 16 des Borhkörpers 12.3 and 4, FIG. 3 shows in particular the 90 ° orientation of the ramp angle of the incision 70 with respect to the cutting face 62 of the diamond disc 60. The diamond insert 50 is shown in FIG the receiving hole 17 in the drill body 12 by using a special tool (not shown) on the upper Surface 54 of handle body 52, the insert being pressed into the receiving hole to the lower end 56 of the insert hits the bottom of the receiving hole. Fig. 3 shows in detail the position of the insert 50 within the surface 16 of the drill body 12.

Wenn z.B. jeder der Diamant-Einsätze in die Oberfläche 16 des Bohrkörpers 12 eingesetzt ist, ohne daß der ausgesparte Einschnitt 70 vorhanden ist, befindet sich ein mit "B" bezeichneter Teil des Schafts des Einsatzes oberhalb der Oberfläche 16 des Bohrkörpers und ist damit (in Drehrichtung des Bohrers) nicht gestützt. Der Bereich C liegt außerhalb des Loches und der Einsatz läuft Gefahr entlang der Linie entsprechend der Unterkante 6 4 der Diamant-Oberfläche 62 zu brechen. Durch das Ausfräsen des kreisförmig ausgesparten Einschnitts 70 wird die Rückseite 58 des Schaftes 52 (hinter der schneidenden Stirnfläche 62 des Diamantenkörpers 60) über den zusätzlichen Bereich, der als C bezeichnet ist, abgestützt. Damit wird ein guter Rückhalt für die schneidende Stirnfläche 62 jedes der Einsätze bereitgestellt. Mithin verringert sich stark die Neigung der Einsätze* in der Ebene 16 des Bohrkörpers 12 zu brechen. Selbstverständlich hängt der Grad der Abstützung der Rückseite 58 des Stielkörpers 52 von der Tiefe des Einschnitts 70 in die OberflächeFor example, if each of the diamond bits is inserted into the surface 16 of the drill body 12 without the When there is a recessed incision 70, a portion labeled "B" is on the stem of the insert above the surface 16 of the drill body and is therefore not supported (in the direction of rotation of the drill). The area C is outside the hole and the stake is at risk along the line corresponding to the Break the lower edge 6 4 of the diamond surface 62. By milling out the circular cutout 70 becomes the rear side 58 of the shaft 52 (behind the cutting face 62 of the diamond body 60) is supported over the additional area labeled C. This will provide good support for the cutting face 62 of each of the inserts. Hence it is greatly reduced the tendency of the inserts * to break in the plane 16 of the drill body 12. Of course it depends Degree of support of the rear side 58 of the stem body 52 from the depth of the cut 70 in the surface

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16 ab. Der Durchmesser des Einschnitts 70 braucht dagegen nur wenig größer als der Durchmesser der diamantenen Scheibe 60 zu sein. In jedem Falle bestimmt die Tiefe des Einschnitts die Höhe, mit der das schneidende Ende des Einsatzes sich über die Oberfläche 16 des Bohrkörpers 12 erhebt. '16 from. The diameter of the incision 70 needs, however, only slightly larger than the diameter of the diamond disc 60 to be. In any case, the depth of the incision determines the height at which the The cutting end of the insert rises above the surface 16 of the drill body 12. '

Der Rampenwinkel des kreisförmigen Einschnitts 70 berührt die Oberfläche 16 am Punkt D, wobei der Neigungswinkel der schneidenden Stirnfläche 62 größer als 90° bezogen auf die Oberfläche 16 des Bohrkörpers 12 ist. Der Einschnitt 70 dient dazu, zertrümmertes Material das vor der schneidenden Oberfläche 62 der Scheibe 60 anfällt, von dort zu entfernen. Das zertrümmerte Material wird über die Rampe des Einschnitts 7 0 emporgetrieben und verläßt die Oberfläche 16, ohne daß die Gefahr einer Verstopfung vor der schneidenden Stirnfläche 62 besteht. Wie zuvor im Zusammenhang mit der US-PS 4 265 324 z.B. beschrieben wurde, bildet dagegen eine exentrische Ausbohrung einen Kanal, in dem möglicherweise zertrümmertes Gestein vor der schneidenden Oberfläche des Diamant-Einsatzes hängenblexben kann, so daß der Schneidarbeit der Diamant-Einsätze entgegengewirkt wird, wenn der Bohrkopf in einem Bohrloch arbeitet.The ramp angle of the circular incision 70 touches the surface 16 at point D, the angle of inclination of the cutting end face 62 being greater than 90 ° based on the surface 16 of the drill body 12. The incision 70 is used to shatter material that occurs in front of the cutting surface 62 of the disc 60 to be removed from there. The shattered material is propelled up the ramp of the incision 7 0 and leaves the surface 16 without the Risk of clogging in front of the cutting face 62 exists. In contrast, as previously described in connection with U.S. Patent 4,265,324, for example, one eccentric bore a channel in which possibly shattered rock in front of the cutting Surface of the diamond insert can hang flexing so that the cutting work of the diamond inserts is counteracted when the drill head is working in a borehole.

Die kreisförmige Aussparung kann auch in der Bohreroberfläche durch andere Mittel als durch einen Fräsbohrer hergestellt werden. Zum Beispiel kann die Rampe auch in einer Form gegossen werden, worauf die Aufnahmelöcher anschließend für jeden der Diamant-Einsätze in die Bohreroberfläche gebohrt werden.The circular recess can also be made in the drill surface by means other than by a Milling bits are produced. For example, the ramp can also be cast in a mold, on which the receiving holes can then be drilled into the drill surface for each of the diamond inserts.

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Claims

SMITH INTERNATIONAL, INC., 4343 Von Karman Avenue Newport Beach, California 92660, U.S.A. Recess for a diamond cutting insert of a rotary drill head claims

1. Rotating drill head with a drill body that with a multitude of individual diamond inserts inserted into mounting holes in its surface is equipped, with each of these diamond inserts protruding above the surface of the drill body at one end a shank into the Aufnaluneloch is used and applied to the other end of the shaft as a cutting end, a diamond cutting disc is and wherein for additional support of the cutting end of the insert along the elongated

DN / EH / sg / am

.-.- BADLORK3INAL

Surface of the shank that of the diamond cutting disc is turned away, a part of the surface of the drill body at the receiving hole from the surface is recessed forth, with the free space on the surface of the drill body facing edge of the diamond cutting disc, the shank can be inserted deeper into the receiving hole is,

characterized in that the recessed part on the surface (16) of the drill body (12) as a circular, is formed on the diamond cutting disc (60) tapering incision (70), the Circumference slightly larger than the diamond cutting disc (60) and thus as free space to accommodate the The part of the cutting disc (60) located below the surface (16) of the drill body (12) is used.

2. Rotating drill head according to claim 1,

characterized in that the circular incision (70) in the surface (16) of the drill body (12) below at an angle of 90 ° to the cutting end face (62) of the diamond cutting disc (6 0).

3. Rotating drill head according to one of claims .1 or 2,

characterized in that the circular incision (70) has its axis transverse to the cutting face (62) of the diamond cutting disc (60) lies.

4. Rotating drill head according to one of claims 1 to 3,

characterized in that the cutting end face (62) of the cutting disc (60) with the surface (16) of the drill body (12) an angle of more than

ORfQiNAL

90 ° and the circular incision (70) forms the cutting end face (62) of the diamond cutting disc (60) touches the front.

5. Rotating drill head according to one of claims 1 to 4,

characterized in that the cutting end face (62) of the cutting disc (60) with the surface (16) of the drill body (12) encloses an angle between and 110 °.