DE55982C - Core bit for deep emery drilling to extract rock cores - Google Patents
Core bit for deep emery drilling to extract rock coresInfo
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Description
KAISERLICHESIMPERIAL
PATENTAMT.PATENT OFFICE.
PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING
KLASSE 5: Bergbau.CLASS 5: Mining.
Patentirt im Deutschen Reiche vom 28. März 1890 ab.Patented in the German Empire on March 28, 1890.
Diese Bohrkrone bezweckt, mittelst eigenartiger Anwendung von Schmirgel Bohrlöcher von 15 bis 1000 mm in hartem Gestein unter Gewinnung von Gesteinskernen zu bohren. Sie soll demnach trotz viel geringerer Gestehungskosten einen vollständigen Ersatz der Diamantbohrkronen bilden unter Vermeidung der denselben anhaftenden Uebelstände, als da sind: Unterbrechung des Bohrbetriebes bei dem verhältnifsmäfsig häufig vorkommenden Ausbrechen der Djamanten, Unmöglichkeit, Bohrlöcher unter 25 mm und über 500 mm zu bohren u. s. w. ■The purpose of this drill bit is to drill holes by means of a peculiar application of emery from 15 to 1000 mm in hard rock below Extraction of rock cores to drill. It should therefore despite much lower production costs form a complete replacement of the diamond drill bits while avoiding the same Adhering evils, such as: Interruption of the drilling operation with the relative frequent eruption of the Djamanten, impossibility, boreholes to drill less than 25 mm and more than 500 mm, etc. ■
Da man aufserdem der vorliegenden Bohrkrone eine drei- bis viermal gröfsere Umdrehungsgeschwindigkeit geben kann, so ist klar, dafs, obgleich Schmirgel, d.h. Korund, um einen Grad weicher ist als Diamant, die Schnelligkeit des Niederbringens des Bohrloches doch eine erheblich gröfsere sein wird.Since you also have a three to four times greater speed of rotation of the present drill bit can give, it is clear that although emery, i.e. corundum, is one degree softer than diamond, the speed of bringing the borehole down will be a considerably larger one.
Die Schmirgelbohrkrone besteht aus einem hohlen, mit Riefen versehenen Cylinder aus weichem Metall (ζ. Β. weichem Eisen), in welches während des Bohrens die lose auf die Bohrlochsohle geschütteten Schmirgelkörner sich eindrücken, so dafs nicht dieser, sondern das harte Gestein ringförmig ausgeschliffen wird.The emery bit consists of a hollow, grooved cylinder soft metal (ζ. Β. soft iron), in which the loose on the Emery grains poured into the bottom of the borehole are pressed in, so that not this, but that hard rock is ground out in a ring.
Anstatt dieser losen Befestigung der Schmirgelkörner kann man sie auch mit der Bohrkrone durch Klebmittel oder Kitt verbinden.Instead of this loose attachment of the emery grains you can also use the drill bit connect with glue or putty.
Ferner kann man direct aus Schmirgelmasse Bohrkronen von der geeigneten Form herstellen. Auf der beiliegenden Zeichnung ist in Fig. ι bis 8 eine Bohrkrone der ersten Art, in Fig. 9, 10 und 11 eine solche der letzten Art dargestellt. Fig. 12 ist eine Einrichtung zum Durchbohren von Gesteinsschichten mittelst der vorliegenden Bohrkronen. Dieselbe weicht von dem Diamantbohrverfahren nur unwesentlich ab. Fig. 13 ist eine Einzelheit aus Fig. 12.Furthermore, drill bits of the appropriate shape can be produced directly from emery material. On the accompanying drawing is in Fig. Ι to 8 a drill bit of the first type, in Figs. 9, 10 and 11 show one of the last kind shown. Fig. 12 is a device for drilling through rock layers by means of the present drill bits. It deviates only insignificantly from the diamond drilling process away. FIG. 13 is a detail from FIG. 12.
Die Bohrkrone (Fig. 1, 2, 3 und 4) besteht aus einem starkwandigen Hohlcylinder K aus weichem Eisen, Kupfer, Zink, Blei u. s. w. oder auch Hartgummi und ähnlichen Stoffen, welcher auf seiner äufseren und inneren Mantelfläche mit sechs bis acht breiten Längsriefen RR1R2 bezw. r r1 r2 versehen ist. Zwischen diesen Riefen befindet sich der das Anschleifen des Gesteins bewirkende Schmirgel, am besten Naxos-Schmirgelkörner von etwas über Stecknadelkopfgröfse. ' .The drill bit (Fig. 1, 2, 3 and 4) consists of a thick-walled hollow cylinder K made of soft iron, copper, zinc, lead, etc. or hard rubber and similar materials, which on its outer and inner surface with six to eight wide longitudinal grooves RR 1 R 2 or r r 1 r 2 is provided. Between these grooves is the emery that grinds the rock, preferably Naxos emery grains of a little over the size of a pinhead. '.
In etwas mehr als der mittleren Höhe der Bohrkrone sind innerhalb der Riefen Löcher L Ll durch die Kronenwand gebohrt und vor diese Löcher ist von innen aus ein ringförmiges Drahtsieb S, Fig. 5 und 6, gelegt, von solcher Feinheit, dafs durch denselben wohl Wasser und ganz feines Bohr- und Schmirgelmehl, aber keine irgendwie noch brauchbaren Schmirgelkörner hindurchgehen können.In slightly more than the average height of the drill bit are drilled within the grooves holes LL l through the crown of the wall and in front of these holes is the inside of a ring-shaped wire screen S, Fig. 5 and 6 set, of such fineness, that through the same well water and very fine boring and emery dust, but no grains of emery that can still be used.
Das Siebgewebe ist der gröfseren Steifigkeit und besseren Befestigung wegen über einen kräftigen, mit correspondirenden Löchern versehenen 'Metallring m aufgespannt, und dieser legt sich auf einen Vorsprung im Innern der Bohrkrone und wird durch das mit der Bohrkrone verschraubte Kernfängerrohr F und diesen Vorsprung . in der richtigen Stellung festgeklemmt. Die innere Mantelfläche des Kernfängerrohres ist in bekannter Weise nachFor greater rigidity and better fastening, the screen mesh is stretched over a strong metal ring m provided with corresponding holes, and this rests on a projection inside the drill bit and is passed through the core catcher tube F screwed to the drill bit and this projection. clamped in the correct position. The inner surface of the core catcher tube is in a known manner
unten konisch verjüngt, und hier sitzt der aufgeschlitzte und federnde Kernfängerring G, Fig. 7 und 8, welcher beim Hochziehen des Bohrgestänges nach unten geht, den ausgeschliffenen Gesteinskern kräftig mit seinen Vorsprüngen umfafst und schliefslich beim Weiterhochheben von seiner Wurzel abreifst.conically tapered at the bottom, and here sits the slit and resilient core catcher ring G, Fig. 7 and 8, which goes down when pulling up the drill string, the ground Rock core strongly embraced with its protrusions and finally when lifting further ripens from its roots.
Soll nun mit Hülfe dieser Bohrkrone gebohrt werden, so wird so viel Schmirgel auf die Sohle des Bohrloches gebracht, ' dafs die Rillen innen und aufsen bis etwa zu ihrer halben Höhe ausgefüllt sind, ebenso die Ausfräsung f am unteren Ende der Bohrkrone, welche im übrigen die Bohrlochsohle möglichst dicht abzuschliefsen hat.If it is now to be drilled with the aid of this drill bit, so much emery is applied to the bottom of the borehole that the grooves inside and outside are filled up to about half their height, as is the milled-out f at the lower end of the drill bit, which is otherwise the bottom of the borehole has to be sealed off as tightly as possible.
Es mufs nun bei der starken Reibung des Bohrers einerseits für Kühlung, andererseits für Entfernung des Bohrmehles gesorgt werden. Dies geschieht in bekannter Weise durch einen Wasserstrom, welcher zwischen Bohrgestänge und Bohrloch bezw. Futterrohrwandung niedergeht, dann durch die oben erwähnten, durch Siebe verschlossenen Löcher in das Innere der Bohrkrone und des Hohlgestänges gelangt und schliefslich hier hochgedrückt wird, um an der Oberfläche wieder auszutreten. Die unterhalb der Sieblöcher befindlichen schleifenden Schmirgelkörner selbst werden also von dem SpUlstrom nicht berührt; sie befinden sich gewissermafsen in einer ruhenden Wasserschicht, deren Temperatur durch Wärmeabgabe an das Wasser des Spülstromes stets der gleich niedrige sein wird. Sollten übrigens bei einer neuen Aufschüttung von Schmirgel einzelne Körner bis oberhalb der Löcher kommen, so werden die Siebe ihr Mitreifsen durch den Spülstrom verhindern. Dieser wird also lediglich das feine Bohrmehl, welches zwischen Krone und Bohrlochwand sich bildet, soweit es der Maschenweite des Siebes entspricht, hinausbefördern können; ebenso den Bohrschmand zwischen Gesteinskern und Krone, sobald derselbe oberhalb der Sieblöcher in den Spülstrom gelangt.With the strong friction of the drill, it has to be used for cooling on the one hand and for Removal of the drill cuttings. This is done in a known manner by a Water flow, which BEZW between the drill pipe and borehole. Casing wall goes down, then through the above-mentioned holes closed by sieves into the interior of the Drill bit and the hollow rod arrives and is finally pushed up here to get to the Surface again to exit. The abrasive emery grains located below the sieve holes themselves are therefore not affected by the flushing current; they are to a certain extent in a dormant layer of water, the temperature of which is always the same low due to heat transfer to the water of the flushing flow will be. Incidentally, individual grains should be used for a new emery pile until they come above the holes, the sieves will be dragged along by the flushing flow impede. So this is only the fine drill dust, which between the crown and Borehole wall is formed, as far as it corresponds to the mesh size of the sieve, convey it out can; likewise the drilling mud between the rock core and the crown, as soon as it is the same enters the flushing stream above the sieve holes.
In Fig. 12 ist ein Bohrthurm nebst den für Bohrung und Spülung nothwendigen Einrichtungen dargestellt. Die Drehung des Bohrgestänges geschieht durch Riemenübertragung von dem Schwungrad D einer Dampfmaschine aus und durch konische Zahnradübersetzung ZZ1 auf das Hohlgestänge H. Die Pumpe P sorgt für die Beschaffung und den nöthigen Druck des Spülwassers, welches bei A in das Bohrloch tritt und durch den Hahn C das Hohlgestänge verläfst. In dem zweiten Stockwerk des Bohrthurmes befindet sich ein kleiner Behälter V, welcher durch das Steigerohr F gefüllt wird und mit Hülfe dessen man von Zeit zu Zeit einen entgegengesetzten Wasserstrom durch Gestänge und Bohrloch gehen läfst, um das abgeriebene Schmirgelmehl und den zurückgebliebenen Bohrschmand herauszuspülen. Zu diesem Zwecke hebt man dann das Bohrgestänge von der Bohrlochsohle um einige Millimeter ab.. Um nun den zermahlenen Schmirgel wieder zu ersetzen, kann man für die inneren Riefen die Schmirgelkörner direct durch das Hohlgestänge H hineinwerfen; allein für die äufseren Riefen ist dies nicht möglich und es mufs für eine andere Zuführung gesorgt werden. Es ist in dem von der Pumpe ausgehenden Rohr ein Behälter B, Fig. 13, eingeschaltet, welcher sowohl gegen die äufsere Luft als gegen das Rohr durch Hähne m und η abgeschlossen werden kann. In dieses Gefäfs wird Schmirgelbrei von der bestimmten Korngröfse eingeschüttet, der obere Hahn geschlossen, der untere geöffnet, und nun reifst der durch die konische Verengung e des Druckrohres injectorartig wirkende Wasserstrahl Schmirgel aus dem Gefäfs B nach der Bohrlochsäule. Die kleinen verschliefsbaren Bohrungen y am Behälter B lassen während des Sinkens des Schmirgelbreies die nothwendige Luft herein und vermeiden die schädliche Luftverdünnung. In Fig. 12 a drill rig is shown together with the devices necessary for drilling and flushing. The rotation of the drill rod is done by belt transmission from the flywheel D of a steam engine and through conical gear transmission ZZ 1 to the hollow rod H. The pump P provides for the procurement and the necessary pressure of the flushing water, which enters the borehole at A and through the tap C leaves the hollow rod. On the second floor of the drill tower there is a small container V, which is filled through the riser pipe F and with the help of which from time to time an opposite flow of water is allowed to pass through the rods and the borehole in order to wash out the rubbed-off emery dust and the remaining drillings. For this purpose the drill pipe is lifted from the bottom of the borehole by a few millimeters. In order to replace the ground emery again, the emery grains for the inner grooves can be thrown in directly through the hollow pipe H ; This is not possible for the outer grooves alone and another feed must be provided. There is a container B, Fig. 13, switched on in the pipe going out from the pump, which can be closed against the external air as well as against the pipe by taps m and η . Emery pulp of the specified grain size is poured into this vessel, the upper tap is closed, the lower one is opened, and now the water jet emery, acting like an injector through the conical constriction e of the pressure pipe, ripens from the vessel B after the borehole column. The small closable bores y on the container B let in the necessary air while the emery sinks and avoid the harmful dilution of the air.
. Man kann übrigens in. Bezug auf die Spülung auch den entgegengesetzten Weg einschlagen, d. h.- den Wasserstrom durch das Bohrgestänge eintreten und aus dem Futterrohr austreten lassen. Man wird dann das Ende des Steigerohres Y mittelst Kugelgelenkes mit dem rotirenden Hohlgestänge H in Verbindung setzen und den Stopfen aus dem Stutzen X des Stopfbüchsenrohres M herausschrauben. Ebenso wird natürlich die Einführung des · Bohrschmirgels eine umgekehrte sein.. Incidentally, one can also take the opposite path with regard to the flushing, that is to say the water flow can enter through the drill rods and exit the casing. The end of the riser pipe Y is then connected to the rotating hollow rod H by means of a ball joint and the plug is unscrewed from the socket X of the stuffing box pipe M. Likewise, the introduction of the drill emery will of course be reversed.
In Fig. 9, 1 ο und 11 ist eine aus Schmirgelmasse hergestellte Bohrkrone zur Darstellung gebracht.In Fig. 9, 1 o and 11 is made of emery produced drill bit brought to the display.
Wie ersichtlich, hat dieselbe ebenfalls innen und aufsen Riefen R und r, welche einerseits zur besseren Abführung des Bohrschmandes und abgeriebenen Schmirgelmehles dienen, andererseits aber scharfe Kanten t entstehen lassen, welche die Bohrwirkung der Krone ganz bedeutend erhöhen und den Widerstand bezw. Kraftbedarf herabdrücken. Das Spülwasser circulirt durch die Aussparungen u am untersten Rande der Bohrkrone. Um eine gute Verbindung der Schmirgelbohrkrone mit dem Kernfängerrohr zu erreichen, sowie ferner, um dem Schmirgelcylinder mehr Festigkeit zu geben, besitzt derselbe einen Kerncylinder aus Metall, am besten. Kupfer oder Eisen. Die. Durchbrechungen b in demselben gewährleisten' eine innige Verbindung der mit Cement oder anderen erhärtenden Bindemitteln angerührten Schmirgelmasse sowohl unter sich, als auch mit dem Kerncylinder.As can be seen, the same also has grooves R and r on the inside and on the outside, which on the one hand serve to better remove the drilling dust and abraded emery flour, but on the other hand create sharp edges t , which significantly increase the drilling effect of the crown and significantly increase the resistance. Press down the power requirement. The flushing water circulates through the recesses u at the lowest edge of the drill bit. In order to achieve a good connection between the emery drill bit and the core catcher tube, as well as to give the emery cylinder more strength, the same has a core cylinder made of metal, preferably. Copper or iron. The. Openings b in the same ensure an intimate connection of the emery compound mixed with cement or other hardening binding agents, both among themselves and with the core cylinder.
Claims (1)
2. Bei der unter ib) gekennzeichneten Bohrkrone die Zuführung von Schmirgel zu den äufseren Riefen dadurch, dafs in das Druckrohr der Spülwasserleitung ein Gefäfs B eingeschaltet wird, aus welchem der durch eine konische Verengung e geprefste Wasserstrom Schmirgelbrei nach der Bohrlochsohle mitreifst.b) from a hollow cylinder K made of soft metal or hard rubber, in the inner and outer grooves R respectively. There are grains of emery which, as it rotates, press into the soft metal and grind away the surrounding rock, whereby the water flow necessary for flushing out the borehole and cooling the drill bit passes through the holes L in the drill bit wall, the latter through metal mesh 5 are closed in such a way that drill dust and finely ground emery dust can pass through, but sandable emery grains are retained.
2. In the case of the drill bit marked under ib), the supply of emery to the outer grooves in that a vessel B is switched into the pressure pipe of the flushing water line, from which the water flow of emery pulp, pressed through a conical constriction e, rises to the bottom of the borehole.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0351699A2 (en) * | 1988-07-20 | 1990-01-24 | HILTI Aktiengesellschaft | Core drill bit |
| WO2003011545A1 (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Schraml Glastechnik Gmbh | Diamond hollow drill |
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- DE DENDAT55982D patent/DE55982C/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0351699A2 (en) * | 1988-07-20 | 1990-01-24 | HILTI Aktiengesellschaft | Core drill bit |
| EP0351699A3 (en) * | 1988-07-20 | 1990-06-20 | HILTI Aktiengesellschaft | Core drill bit |
| WO2003011545A1 (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Schraml Glastechnik Gmbh | Diamond hollow drill |
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