FI130193B - Drilling device for drilling a hole in the ground - Google Patents
Drilling device for drilling a hole in the ground Download PDFInfo
- Publication number
- FI130193B FI130193B FI20215527A FI20215527A FI130193B FI 130193 B FI130193 B FI 130193B FI 20215527 A FI20215527 A FI 20215527A FI 20215527 A FI20215527 A FI 20215527A FI 130193 B FI130193 B FI 130193B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- channel
- drill
- drilling
- blade
- flushing
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims abstract description 91
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 81
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 18
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 19
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/36—Percussion drill bits
- E21B10/38—Percussion drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/26—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/60—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/64—Drill bits characterised by the whole or part thereof being insertable into or removable from the borehole without withdrawing the drilling pipe
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/12—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor using drilling pipes with plural fluid passages, e.g. closed circulation systems
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Keksintö koskee poralaitetta (100) porareiän (22) poraamiseksi maaperään (102), joka poralaite (100) käsittää useampiosaisen terän (5,9), iskulaitteen (14), pyörityslaitteen (50), ensimmäisen virtauskanavan, suojaputken (3) ja sovitelman (24) suojaputken (3) vetämiseksi porareikään, jossa terään (5,9) kuuluu pilottiterä (9) ja laajennusvälineet (5), pilottiterän (9) käsittäessä - teräpinnan (12), - huuhtelukanavan (4), - ainakin yksi paluukanava (1), - ainakin yksi terähuuhtelukanava (10), jossa paluukanavan (1) tai paluukanavien (1) yhteenlaskettu poikkipinta-ala on suurempi kuin terähuuhtelukanavan (10) tai terähuuhtelukanavien (10) yhteenlaskettu poikkipinta-ala, ja - ainakin yksi poistokanava (7), joka on virtaussuunnassa poikkipinta-alaltaan laajeneva teräpinnalta (12) kohti suojaputken (3) sisätilaa (20), ja poistokanavan (7) syvyys on kasvava poistokanavan (7) leveyssuunnassa terän (5,9) pyörimissuunnalle vastakkaiseen suuntaan, ja laajennusvälineet (5) ulottuvat terän (5,9) pituussuunnassa pilottiterän (9) etupuolelle poraussuunnassa, jolloin terähuuhtelukanavan (10) pää pilottiterän (9) naamalla on terän (5,9) radiaalisuunnassa pilottiterän (9) ja laajennusvälineiden (5) välillä.The invention concerns a drilling device (100) for drilling a borehole (22) in the soil (102), which drilling device (100) comprises a multi-part blade (5,9), an impact device (14), a rotating device (50), a first flow channel, a protective tube (3) and an arrangement ( 24) for pulling the protective pipe (3) into the borehole, where the pilot bit (9) and expansion means (5) belong to the bit (5,9), the pilot bit (9) comprising - the bit surface (12), - the flushing channel (4), - at least one return channel (1 ), - at least one blade flushing channel (10), where the combined cross-sectional area of the return channel (1) or return channels (1) is greater than the combined cross-sectional area of the blade rinsing channel (10) or blade rinsing channels (10), and - at least one outlet channel (7), which in the direction of flow is expanding in its cross-sectional area from the blade surface (12) towards the inner space (20) of the protective tube (3), and the depth of the outlet channel (7) is increasing in the width direction of the outlet channel (7) in the opposite direction to the direction of rotation of the blade (5,9), and the expansion means (5) extend in the longitudinal direction of the blade (5,9) to the front of the pilot blade (9) in the drilling direction, in which case the end of the blade flushing channel (10) on the face of the pilot blade (9) is in the radial direction of the blade (5,9) between the pilot blade (9) and the expansion means (5).
Description
PORALAITE PORAREIÄN PORAAMISEKSI MAAPERÄÄNDRILL DEVICE FOR DRILLING DRILL HOLES IN THE GROUND
Keksinnön kohteena on poralaite porareiän poraamiseksi maape- rään, joka poralaite käsittää useampiosaisen terän, iskulaitteen yhdistettynä terään iskuliikkeen antamiseksi terälle, pyöri- tyslaitteen terän pyörittämiseksi, ensimmäisen virtauskanavan yhdistettynä iskulaitteeseen paineellisen työilmavirtauksen johtamiseksi iskulaitteelle iskulaitteen käyttämiseksi, suojaputken käsittäen etuosan ja sisätilan sovitettuna vedet- täväksi porauksen yhteydessä porattavaan porareikään ja sovitelman suojaputken etuosan ja terän välillä suojaputken vetämiseksi porareikään terän perässä sovitelman välityksellä, jossa terään kuuluu - pilottiterä ja laajennusvälineet, pilottiterän käsittäessä teräpinnan, - huuhtelukanava muodostettuna pilottiterään huuhte- luilmavirtauksen johtamiseksi iskulaitteelta mainitulle terälle, - ainakin yksi paluukanava sovitettuna pilottiterään huuhtelukanavan ja suojaputken sisätilan välille osan huuhte- luilmavirtauksen johtamiseksi suoraan suojaputken sisätilaan, jossa paluukanava haarautuu huuhtelukanavasta, - ainakin yksi terähuuhtelukanava sovitettuna pilotti- — terään huuhtelukanavan ja pilottiterän teräpinnan välille osanThe subject of the invention is a drilling device for drilling a borehole into the ground, which drilling device comprises a multi-part blade, an impact device connected to the blade to give the blade impact movement, a rotation device to rotate the blade, a first flow channel connected to the impact device to conduct a pressurized working air flow to the impact device to use the impact device, a protective tube including the front part and an inner space adapted to pull drilling in connection with the drilled hole and an arrangement between the front part of the protective pipe and the bit for pulling the protective pipe into the drill hole behind the bit via an arrangement, where the bit includes - a pilot bit and expansion means, if the pilot bit includes the bit surface, - a flushing channel formed in the pilot bit to lead the flushing air flow from the impact device to said bit, - at least one return channel adapted to the pilot bit's flushing channel and between the inner space of the protective tube in order to direct the flushing air flow of the part directly to the inner space of the protective tube, where the return channel branches off from the flushing channel, - at least one blade flushing channel fitted between the pilot blade's flushing channel and the blade surface of the pilot blade,
O 25 huuhteluilmavirtauksen johtamiseksi teräpinnalle teräpinnan ro huuhtelemiseksi, jossa paluukanavan tai paluukanavien yhteen- 0 laskettu poikkipinta-ala on suurempi kuin terähuuhtelukanavan = tai terähuuhtelukanavien yhteenlaskettu poikkipinta-ala, jaO 25 for directing the flushing air flow to the blade surface to flush the blade surface ro, where the combined cross-sectional area of the return channel or return channels is greater than the combined cross-sectional area of the blade rinsing channel = or blade rinsing channels, and
N - poistokanava sovitettuna pilottiterään teräpinnan ja io 30 suojaputken sisätilan välille paineilmavirtauksen johtamiseksiN - outlet channel fitted between the blade surface of the pilot blade and the inner space of the io 30 protective tube to conduct compressed air flow
N suojaputken sisätilaan, joka poistokanava on terän cpyöri-N into the interior of the protective tube, which outlet channel is the blade ccircular
N misakselin suuntainen ja sovitettu virtaussuunnassa poikki- pinta-alaltaan laajenevaksi mentäessä teräpinnalta kohti suojaputken sisätilaa, jossa poistokanavalla on terän pituus-N parallel to the misaxis and arranged in the direction of flow to expand in cross-sectional area as it goes from the blade surface towards the inner space of the protective tube, where the discharge channel has the length of the blade
suuntaiset reunat, terän radiaalisuuntainen syvyys ja reunojen välinen leveys, ja poistokanavan syvyys on kasvava poistokanavan leveyssuunnassa terän pyörimissuunnalle vastakkaiseen suuntaan mentäessä porausjätteen siirtymisen helpottamiseksi.parallel edges, the radial depth of the blade and the width between the edges, and the depth of the discharge channel is increasing in the direction of the width of the discharge channel, going in the direction opposite to the direction of rotation of the blade, in order to facilitate the transfer of drilling waste.
Ilmalla toimivien iskevien sekä samalla porareikää putkittavien uppoporauslaitteiden ongelmana on ollut huuhtelun järjestäminen siten, että ilman paineiskut eivät pääse aiheuttamaan haittaa maaperässä oleville vanhoille paaluille tai siellä oleville muille rakenteille. Paineilman aiheuttamat haitat ovat esi- merkiksi sellaisia, että paineilma huuhtelee liikaa materiaalia poratusta porareiästä aiheuttaen siten vaarallista painumaa tai jopa täydellistä luhistumista.The problem with submersible drilling equipment that works with air and at the same time pipes the borehole has been organizing the flushing in such a way that the air pressure shocks cannot cause harm to old piles in the ground or other structures there. Disadvantages caused by compressed air are, for example, such that the compressed air washes too much material out of the drilled borehole, thus causing dangerous subsidence or even complete collapse.
Tekniikan tasosta tunnetaan hakijan oma aiempi julkaisu FI 126918The level of technology is known from the applicant's own previous publication FI 126918
B, jossa ratkaisuna edellä mainittuun ongelmaan on käytetty pilottiterältä putken sisään taaksepäin laajenevia poistoka- navia, joihin johdetaan pääosa huuhteluun tarkoitetusta ilmavirtauksesta teräpintaan johtavien terähuuhtelukanavien ollessa yhteenlasketulta poikkipinta-alaltaan pienempiä kuin suoraan suojaputken sisään taaksepäin johdetut ilmavirtauksen paluukanavat. Tällaisen rakenteen ongelmana on kuitenkin se, että — maaperästä irtoava porausjäte tukkii suojaputken sisäänpäinB, where as a solution to the aforementioned problem exhaust ducts extending backwards from the pilot blade into the tube are used, to which the main part of the air flow intended for rinsing is led, with the blade rinsing ducts leading to the blade surface having a smaller total cross-sectional area than the airflow return ducts led directly back into the protective tube. However, the problem with such a structure is that — the drilling waste released from the soil blocks the protective pipe inwards
O 25 olevia porausjätteen poistokanavia, jolloin paine maaperää ro vasten pääsee kasvamaan. Ongelma pahenee pilottiterän halkai- 0 sijan kasvaessa.O 25 drilling waste removal channels, which allows the pressure against the soil to increase. The problem gets worse as the diameter of the pilot blade increases.
Tr a ~~ Poraushalkaisijan kasvaessa käytetään suurihalkaisijaista io 30 poratankoa nostamaan ilman virtausnopeus sellaiselle tasolle,Tr a ~~ As the drilling diameter increases, a large-diameter io 30 drill rod is used to raise the air flow rate to such a level,
N että se pystyy nostamaan porausjätteen ylös porareiästä. JosN that it can lift the drilling waste up from the borehole. If
N poratut kiven palaset ovat liian suuria, vaikeuttavat ne poratangon cpyöritystä aiheuttaen lisäkitkaa poratangon ja asennettavan suojaputken välillä. Etenkin jos ilman nopeus ei jaksa lainkaan nostaa kappaleita porareiästä, tulee pyöritys jumiutumaan täysin ja keskeyttää koko poraustoiminnan. Tämän vuoksi tulee soija-ura eli poistokanava valmistaa siten, että vain tietyn kokoinen kivi pääsee ylös suojaputken sisälle.The drilled rock pieces are too large, they make it difficult to rotate the drill rod, causing additional friction between the drill rod and the protective pipe to be installed. Especially if the air speed is not able to lift the pieces out of the drill hole at all, the rotation will stop completely and interrupt the entire drilling operation. For this reason, the soy groove, i.e. the outlet channel, must be made in such a way that only a stone of a certain size can go up inside the protective pipe.
Suojaputken sisälle pääsevä materiaali on aina niin suurta kuin on mahdollista kulkea poistokanavasta läpi.The material that gets inside the protective pipe is always as large as it is possible to pass through the outlet channel.
Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tekniikan tason pora- laitteita tehokkaammin toimiva poralaite, jossa poistokanavien tukkeutumista on vähennetty. Tämän keksinnön tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.The purpose of the invention is to provide a drilling device that works more efficiently than state-of-the-art drilling devices, in which the clogging of the discharge channels has been reduced. The characteristic features of this invention are evident from the attached patent claim 1.
Keksinnön mukaisen poralaitteen tarkoitus voidaan saavuttaa poralaitteella, johon kuuluu useampiosainen terä, iskulaite yhdistettynä terään iskuliikkeen antamiseksi terälle, pyöri- tyslaite terän pyörittämiseksi, ensimmäinen virtauskanava yhdistettynä iskulaitteeseen paineellisen työilmavirtauksen johtamiseksi iskulaitteelle iskulaitteen käyttämiseksi, suojaputki käsittäen etuosan ja sisätilan sovitettuna vedet- täväksi porauksen yhteydessä porattavaan porareikään ja sovitelma suojaputken etuosan ja terän välillä suojaputken vetämiseksi porareikään terän perässä sovitelman välityksellä.The purpose of the drilling device according to the invention can be achieved with a drilling device that includes a multi-part blade, an impact device connected to the blade to give impact movement to the blade, a rotation device for rotating the blade, a first flow channel connected to the impact device to lead pressurized working air flow to the impact device to use the impact device, a protective tube including the front part and the inner space adapted to be pulled into the drill hole during drilling and an arrangement between the front part of the casing and the bit for pulling the casing into the borehole behind the bit via the arrangement.
Terään kuuluu pilottiterä ja laajennusvälineet, pilottiterän — käsittäessä teräpinnan, huuhtelukanavan muodostettuna pilot-The blade includes a pilot blade and expansion means, the pilot blade — including the blade surface, the flushing channel formed by the pilot
O 25 titerään huuhteluilmavirtauksen johtamiseksi iskulaitteelta ro mainitulle terälle, huuhtelukanavan haarautuessa paluuka- 0 naviksi, ja ainakin yksi paluukanava sovitettuna pilottiterään = osan huuhteluilmavirtauksen johtamiseksi suoraan suojaputkenO 25 to direct the flushing air flow from the impact device to the said blade, with the flushing channel branching into a return channel, and at least one return channel fitted to the pilot blade = to direct part of the flushing air flow directly to the protective tube
N sisätilaan. Paluukanava haarautuu huuhtelukanavasta. Lisäksi io 30 terään kuuluu terähuuhtelukanava sovitettuna pilottiteräänN to the interior. The return channel branches off from the flushing channel. In addition, the io 30 blade includes a blade rinsing channel fitted to the pilot blade
N huuhtelukanavan ja pilottiterän teräpinnan välille osanN between the flushing channel and the blade surface of the pilot blade
N huuhteluilmavirtauksen johtamiseksi teräpinnalle teräpinnan huuhtelemiseksi, jossa paluukanavan tai paluukanavien yhteen- laskettu poikkipinta-ala on suurempi kuin terähuuhtelukanavan tai terähuuhtelukanavien yhteenlaskettu poikkipinta-ala, ja ainakin yksi poistokanava sovitettuna pilottiterään teräpinnan ja suojaputken sisätilan välille paineilmavirtauksen johta- miseksi suojaputken sisätilaan. Poistokanava on terän pyöri- misakselin suuntainen ja sovitettu virtaussuunnassa poikki- pinta-alaltaan laajenevaksi mentäessä teräpinnalta kohti suojaputken sisätilaa, jossa poistokanavalla on terän pituus- suuntaiset reunat, terän radiaalisuuntainen syvyys ja reunojen välinen leveys, ja poistokanavan syvyys on kasvava poistokanavan leveyssuunnassa terän pyörimissuunnalle vastakkaiseen suuntaan porausjätteen siirtymisen helpottamiseksi. Laajennusvälineet ulottuvat terän pituussuunnassa pilottiterän etupuolelle poraussuunnassa, jolloin terähuuhtelukanavan pää pilottiterän naamalla on terän radiaalisuunnassa pilottiterän ja laajen- nusvälineiden välillä estäen oleellisesti huuhteluvirtauksen painevaikutuksen porareikään pilottiterän poikkisuunnassa.N for directing the flushing air flow to the blade surface for flushing the blade surface, where the combined cross-sectional area of the return channel or return channels is greater than the combined cross-sectional area of the blade flushing channel or blade flushing channels, and at least one outlet channel fitted between the blade surface of the pilot blade and the inner space of the protective tube to lead the compressed air flow to the inner space of the protective tube. The outlet channel is parallel to the axis of rotation of the blade and is adapted to expand in cross-sectional area in the direction of flow, going from the blade surface towards the inner space of the protective tube, where the outlet channel has the longitudinal edges of the blade, the depth in the radial direction of the blade and the width between the edges, and the depth of the outlet channel increases in the direction of the width of the outlet channel in the direction opposite to the direction of rotation of the blade to facilitate the transfer of drilling waste. The expansion means extend in the lengthwise direction of the blade to the front side of the pilot blade in the drilling direction, whereby the end of the blade flushing channel on the face of the pilot blade is in the radial direction of the blade between the pilot blade and the expansion means, essentially preventing the pressure effect of the flushing flow on the drill hole in the transverse direction of the pilot blade.
Keksinnön mukaisesti poistokanavasta tehdään kallistuva, jolloin pyöritysmomentti ei pääse jarruttamaan kappaleen kulkuprosessia huuhtelukanavan läpi, vaan edesauttaa sen huuhtoutumista ilman mukaan. Jos poistokanava olisi pyörimissuuntaan supistuva, alkaisi pyöritysmomentti jarruttamaan kappaleen kulkua, jolloin ilma ei pysty huuhtelemaan kappaletta poistokanavasta ja perässä — tulevat uudet kappaleet jäävät jumiin edellä kulkevien perään,According to the invention, the removal channel is made inclined, so that the rotational moment cannot brake the passage process of the object through the rinsing channel, but rather helps it to be washed away with the air. If the discharge channel were to contract in the direction of rotation, the rotational torque would start to brake the movement of the piece, so the air would not be able to flush the piece from the discharge channel and behind — the new pieces coming would get stuck behind the ones in front,
O 25 vaikkakin ne olisivat jo jauhautuneet pienemmiksi. Keksinnön ro mukaisella järjestelyllä varmistetaan vain sopivien kallion 0 palasten huuhtelu terän lävitse niin, että ne eivät jarruta, = eivätkä voi jumiutua estäen muiden pienempien porausjätteenO 25 even though they would have already been ground down. The arrangement according to the invention ensures that only suitable pieces of rock 0 are flushed through the blade so that they do not brake, = and cannot get stuck, preventing other smaller drilling waste
N partikkelien ja muun kivimurskan huuhtelua ylös porareiästä. io 30 Poistokanava laajenee pilottiterän naamalta terän taaksepäin,N particles and other rock rubble washed up from the borehole. io 30 The discharge channel expands from the face of the pilot blade to the back of the blade,
N jolloin huuhteluvirtaus pääsee siirtymään koko ajan pienempäänN, when the flushing flow can be continuously reduced
N painetasoon pilottiterältä taaksepäin. Kun laajennusvälineet ulottuvat pilottiterän naamaa pidemmälle, huuhteluvirtauksen painevaikutus kohdistuu terän sivuttaissuunnassa laajennusvä-N to the pressure plane from the pilot blade backwards. When the expansion means extend beyond the face of the pilot blade, the pressure effect of the flushing flow is directed in the lateral direction of the blade to the expansion
lineisiin eikä pääse laajentamaan porareikää sivuttaissuunnassa.lines and cannot expand the drill hole laterally.
Tällöin poralaite on sovitettu poistamaan pääasiassa maaperän materiaalin, joka tunkeutuu poistokanavan suljetulle alueelle pilottiterän ja laajennusvälineiden välille. 5In this case, the drilling device is adapted to remove mainly soil material that penetrates into the closed area of the extraction channel between the pilot bit and the expansion means. 5
Keksinnön mukaisessa poralaitteessa terän pyörimissuunnalle vastakkaiseen suuntaan sekä virtaussuuntaan kohti suojaputken sisätilaa kasvava ainakin yksi poistokanava mahdollistaa tehokkaan porausjätteen poiston teräalueelta. Samalla maaperään kohdistuva paine pysyy pienenä, kun terän taakse suojaputken sisään kohdistuvan paluukanavan tai paluukanavien yhteenlaskettu poikkipinta-ala on suurempi kuin terän teräpintaa kohti suunnattujen terähuuhtelukanavan tai terähuuhtelukanavien yhteenlaskettu poikkipinta-ala. Tällöin kapea terähuuhteluka- nava aiheuttaa riittävän vastapaineen, jotta poralaitteen huuhteluilma kääntyy terän paluukanavaan ja poralaitteen huuhtelu suojaputken sisällä toimii jo ilman maaperästä syntyvää vastapainetta. Poralaitteessa terän pyörimissuunnalle vastak- kaiseen suuntaan kasvava poistokanava mahdollistaa porausjät- teessä olevien kiintoainekappaleiden siirtymisen terän pyöriessä poistokanavassa kohti poistokanavan laajinta reunaa, jossa ne pääsevät vapaasti siirtymään laajenevassa poistokanavassa kohti suojaputken sisätilaa.In the drilling device according to the invention, at least one discharge channel growing in the direction opposite to the direction of rotation of the blade and in the direction of flow towards the inner space of the protective tube enables efficient removal of drilling waste from the blade area. At the same time, the pressure on the soil remains low when the combined cross-sectional area of the return channel or return channels directed behind the blade inside the protective tube is larger than the combined cross-sectional area of the blade flushing channel or blade flushing channels directed towards the blade surface. In this case, the narrow blade flushing channel causes sufficient back pressure so that the flushing air of the drilling rig turns to the return channel of the blade and the flushing of the drilling rig inside the protective tube already works without the back pressure generated from the soil. In the drilling rig, the outlet channel growing in the opposite direction to the direction of rotation of the blade enables solid particles in the drilling waste to move as the blade rotates in the outlet channel towards the widest edge of the outlet channel, where they can move freely in the expanding outlet channel towards the interior of the protective pipe.
O 25 Edullisesti paluukanavia on 2 - 8 kappaletta. Tällöin terä on ro helpompi tasapainottaa ja saadaan riittävän suuri paluuvirtaus 0 suojaputken sisään. x a ~~ Edullisesti terähuuhtelukanavia on 2 - 8 kappaletta. Tällöin io 30 terän teräpinnan huuhtelusta saadaan symmetrinen.O 25 There are preferably 2 to 8 return channels. In this case, the blade is easier to balance and a sufficiently large return flow 0 is obtained inside the protective tube. x a ~~ Advantageously, there are 2 to 8 blade rinsing channels. In this case, rinsing the blade surface of the io 30 blade produces a symmetrical one.
SS
Edullisesti poistokanavia on 2 - 8 kappaletta. Tällöin kunkin terähuuhtelukanavan jatkona voi olla poistokanava ja terä- huuhtelukanava, jolloin huuhtelu on symmetristä.Advantageously, there are 2 to 8 exhaust ducts. In this case, the continuation of each blade rinsing channel can be a discharge channel and a blade rinsing channel, in which case the rinsing is symmetrical.
Edullisesti paluukanava on sovitettu pilottiterään huuhtelu- kanavan ja suojaputken sisätilan välille. Tässä yhteydessä puhuttaessa suojaputkesta tulee ymmärtää, että myös suojaputkeen hitsattu hitsauskenkä tai suojaputken yhteydessä oleva ren- gasterä muodostaa osan suojaputkea siinä mielessä, että suojaputki ja hitsauskenkä tai suojaputki ja rengasterä yhdessä rajaavat sisätilaa, johon porausjäte ja paineellinen huuhte- luvirtaus johdetaan.Preferably, the return channel is fitted between the flushing channel of the pilot blade and the inner space of the protective tube. In this context, when talking about the protective pipe, it should be understood that the welding shoe welded to the protective pipe or the ring bit connected to the protective pipe forms part of the protective pipe, in the sense that the protective pipe and the welding shoe or the protective pipe and the ring blade together delimit the interior space into which the drilling waste and pressurized flushing flow are led.
Edullisesti poistokanava on sovitettu terähuuhtelukanavan jatkeeksi. Tällä tarkoitetaan sitä, että terähuuhtelukanavasta teräpinnalle tuleva teräpintaa huuhteleva paineilmavirtaus johdetaan poistokanavaa pitkin suojaputken sisätilaan.Advantageously, the outlet channel is adapted as an extension of the blade rinsing channel. This means that the compressed air flow that washes the blade surface coming from the blade rinsing channel to the blade surface is led along the exhaust channel into the inner space of the protective tube.
Edullisesti kunkin poistokanavan syvyys kasvaa 100 - 150 % poraussuunnalle vastaiseen suuntaan poistokanavan leveyssuun- nassa. Tällöin poistokanava on riittävän suuri, jotta myös suurimmat porausjätteen seassa olevan kiintoainekappaleet saadaan johdettu suojaputken sisään.Preferably, the depth of each outlet channel increases by 100 to 150% in the opposite direction to the drilling direction in the width direction of the outlet channel. In this case, the outlet channel is large enough so that even the largest pieces of solid matter in the drilling waste can be led into the protective pipe.
Edullisesti kunkin poistokanavan syvyys on kasvava koko poistokanavan mitalla terän pyörimisakselin suunnassa. Tällöin — poistokanavaan ei muodostu vastapainetta, mikä vaikeuttaisiAdvantageously, the depth of each outlet channel is increasing along the entire length of the outlet channel in the direction of the rotation axis of the blade. In this case — there is no back pressure in the outlet channel, which would make it difficult
O 25 porausjätteen poistumista ja aiheuttaisi maaperään kohdistuvaa 3 rasitusta.O 25 removal of drilling waste and would cause 3 stress on the soil.
SS
= Edullisesti paluukanava ja terähuuhtelukanava ovat sovitettu= Advantageously, the return channel and the blade rinsing channel are matched
N haarautumaan huuhtelukanavasta oleellisesti samasta kohdasta. io 30 Tällöin terähuuhtelukanavan pienemmän poikkipinta-alan ai-N to branch off from the flushing channel at essentially the same point. io 30 In this case, the smaller cross-sectional area of the blade rinsing channel
N heuttama vastapaine ohjaa huuhteluun käytettävä paineilmaaThe back pressure exerted by N controls the compressed air used for rinsing
N paluukanavaan ja suojaputken sisään.N into the return channel and into the protective pipe.
Edullisesti huuhtelukanavalla on päätyseinä, johon huuhtelu-Advantageously, the flushing channel has an end wall to which the flushing
kanava päättyy pilottiterässä, jonka päätyseinän yhteydessä paluukanava ja terähuuhtelukanava liittyvät huuhtelukanavaan.the channel ends in the pilot blade, at the end wall of which the return channel and the blade flushing channel are connected to the flushing channel.
Päätyseinä ohjaa virtausta vielä tehokkaammin paluukanavaan.The end wall directs the flow even more efficiently to the return channel.
Erään sovellusmuodon mukaan poistokanavaan kuuluu suora osa ja laajeneva osa, ja poistokanavaan yhdistyy yksi paluukanava poistokanavan laajenevalla osalla. Laajenevalle osalle yhdistyvä poistokanava kaappaa mukaansa poistokanavassa olevaa poraus- jätteen virtausta tehostaen porausjätteen poistumista.According to one form of application, the discharge channel includes a straight part and an expanding part, and the discharge channel is connected to one return channel by the expanding part of the discharge channel. The discharge channel connecting to the expanding part captures the flow of drilling waste in the discharge channel, enhancing the removal of drilling waste.
Erään sovellusmuodon mukaan laajeneva osa on tasaisesti laajeneva. Tällöin se on yksinkertainen valmistaa.According to one embodiment, the expanding part is uniformly expanding. In this case, it is simple to prepare.
Edullisesti pilottiterän halkaisija poistokanavan kohdalla pienenee tasaisesti terän poraussuunnalle vastakkaisessa suunnassa kohdassa, jossa paluukanava yhtyy poistokanavaan.Preferably, the diameter of the pilot bit at the outlet channel decreases uniformly in the opposite direction to the drilling direction of the blade at the point where the return channel joins the outlet channel.
Toisin sanottuna poistokanavan kasvaa kohti pilottiterän keskustaa mentäessä poraussuunnalle vastakkaiseen suuntaan kohdassa, jossa paluukanava yhtyy poistokanavaan. Tällöin virtauksen vastus pieneen huuhteluvirtauksen paluun suuntaan.In other words, the outlet channel grows towards the center of the pilot bit while going in the opposite direction to the drilling direction at the point where the return channel joins the outlet channel. In this case, the resistance of the flow in the direction of the return of the flushing flow is small.
Erään toisen sovellusmuodon mukaan poistokanava on tasaisesti laajeneva koko poistokanavan matkalla.According to another form of application, the discharge channel is evenly expanding along the entire length of the discharge channel.
O 25 Erään sovellusmuodon mukaan laajeneva osa on sovitettu laaje- ro nemaan 30 — 100 % laajenevan osan terän pyörimisakselin 0 suuntaisella pituudellaan.O 25 According to one form of application, the expanding part is adapted to expand 30 — 100% along its length parallel to the rotation axis 0 of the blade of the expanding part.
Tr a ~~ Edullisesti paluukanavan tai paluukanavien yhteenlaskettu io 30 poikkipinta-ala on 20 — 80 % suurempi kuin terähuuhtelukanavanTr a ~~ Advantageously, the total cross-sectional area of the return channel or return channels is 20 to 80% larger than the blade rinsing channel
N tai terähuuhtelukanavien yhteenlaskettu poikkipinta-ala.N or the total cross-sectional area of the blade flushing channels.
N Tällöin huuhteluun käytettävä paineilmavirtaus ohjautuu tehokkaasti paluukanavaan ja terähuuhtelukanavaan kulkeutuva paineilmavirtaus on pienempi vähentäen porareikää laajentavaa vaikutusta.N In this case, the compressed air flow used for flushing is efficiently directed to the return channel and the compressed air flow to the blade flushing channel is smaller, reducing the effect of expanding the drill hole.
Erään sovellusmuodon mukaan laajennusvälineet ovat rengasterä.According to one embodiment, the expansion means is a ring blade.
Rengasterän avulla pilottiterän tekemää porareikdd saadaan laajennettua vedettävän suojaputken edessä rengasterän jäädessä porareikään porauksen loputtua.With the help of the ring bit, the drill hole made by the pilot bit can be expanded in front of the protective pipe to be pulled, while the ring bit remains in the drill hole after the drilling is finished.
Erään toisen sovellusmuodon mukaan Jlaajennusvälineet ovat avarrinterä. Avarrinterä voidaan poistaa porauksen jälkeen porareiästä pilottiterän mukana.According to another embodiment, the expansion means is a reamer blade. After drilling, the reamer bit can be removed from the drill hole together with the pilot bit.
Edullisesti poistokanava on pilottiterän pintaan tehty ura.Advantageously, the outlet channel is a groove made on the surface of the pilot blade.
Tällöin poistokanava on helppo valmistaa ja poistokanavassa kulkeva paineilma huuhtelee samalla terän ja suojaputken väliä.In this case, the exhaust duct is easy to prepare and the compressed air passing through the exhaust duct flushes the gap between the blade and the protective tube at the same time.
Edullisesti sovitelmaan kuuluu hitsauskenkä putken liittämiseksi terään suojaputken vetämiseksi hitsauskengän avulla terän perässä porareikään.Advantageously, the arrangement includes a welding shoe for connecting the pipe to the bit in order to pull the protective pipe behind the bit into the drill hole with the help of the welding shoe.
Vaihtoehtoisesti suojaputki voidaan syöttää myös muuten kuin hitsauskenkää käyttäen porareikään.Alternatively, the protective pipe can also be fed into the drill hole using a welding shoe.
Edullisesti terähuuhtelukanava aukeaa suoraan maaperää kohti. — Tällöin huuhteluun käytettävä paineilma pääsee huuhtelemaanAdvantageously, the blade rinsing channel opens directly towards the soil. — In this case, the compressed air used for rinsing can be rinsed
O 25 teräpintaa tehokkaasti. Toisin sanottuna tällä tarkoitetaan ro sitä, että paineilmavirtauksen poistuessa terähuuhtelukanavasta 0 se törmää edullisesti suoraan porareiän maaperään eikä erilliseen = terään kuuluvaan pintaan, kuten tekniikan tason mukaisissaO 25 blade surface efficiently. In other words, this means that when the compressed air flow leaves the blade flushing channel 0, it preferably collides directly with the soil of the drill hole and not with a separate = surface belonging to the blade, as in state-of-the-art
N ratkaisuissa, joissa maaperään kohdistuvaa painetta pyritään io 30 pienentämään törmäyttämällä paineilmavirtaus ensiksi terään jaIn solutions where the pressure on the soil is io 30 reduced by first impinging the compressed air flow on the blade and
N sitä kautta maaperään.N through it to the soil.
NOF
Edullisesti poistokanava voi olla laajeneva terän radiaali- suunnassa mentäessä teräpinnalta kohti suojaputken sisätilaa.Advantageously, the outlet channel can be expanded in the radial direction of the blade as it goes from the blade surface towards the inner space of the protective tube.
Toisin sanottuna poistokanava on syvempi terän radiaalisuunnassa lähempänä suojaputkea kuin teränpinnan läheisyydessä.In other words, the discharge channel is deeper in the radial direction of the blade, closer to the protective tube, than in the vicinity of the blade surface.
Pilottiterän teräpinnan yhteydessä poistokanavan syvyys voi olla 3 - 15 %, edullisesti 5 - 10 % poistokanavan pituudesta poistokanavan siinä reunassa, joka on terän pyörimissuunnassa ensimmäisenä. Pilottiterän teräpinnan yhteydessä poistokanavan syvyys voi olla 15 — 30 %, edullisesti 18 - 25 % poistokanavan pituudesta poistokanavan siinä reunassa, joka on terän pyöri- missuunnassa jälkimmäisenä.In connection with the blade surface of the pilot blade, the depth of the discharge channel can be 3 to 15%, preferably 5 to 10% of the length of the discharge channel at the edge of the discharge channel which is the first in the direction of rotation of the blade. In connection with the blade surface of the pilot blade, the depth of the discharge channel can be 15 to 30%, preferably 18 to 25% of the length of the discharge channel at the edge of the discharge channel which is the latter in the direction of rotation of the blade.
Kunkin poistokanavan syvyys voi kasvaa 100 - 150 % terän pyörimisakselin radiaalisuuntaan poistokanavan leveyssuunnassa mentäessä pilottiterän teräpinnalta suojaputken sisätilaan.The depth of each discharge channel can increase by 100 - 150% in the radial direction of the axis of rotation of the blade in the direction of the width of the discharge channel, when going from the blade surface of the pilot blade to the inner space of the protective tube.
Suojaputken sisällä poistokanavan syvyys voi olla 6 - 25 %, edullisesti 10 - 15 % poistokanavan pituudesta poistokanavan siinä reunassa, joka on terän pyörimissuunnassa ensimmäisenä.Inside the protective tube, the depth of the discharge channel can be 6 to 25%, preferably 10 to 15% of the length of the discharge channel at the edge of the discharge channel which is the first in the direction of rotation of the blade.
Suojaputken sisällä poistokanavan syvyys voi olla 30 - 50 %, edullisesti 35 - 40 % poistokanavan pituudesta poistokanavan siinä reunassa, joka on terän pyörimissuunnassa jälkimmäisenä.Inside the protective tube, the depth of the discharge channel can be 30 to 50%, preferably 35 to 40% of the length of the discharge channel at the edge of the discharge channel which is the latter in the direction of rotation of the blade.
Poistokanavien edullisesti monisuuntaisen laajenemisen tar- koituksena on varmistaa se, että terän teräpinnalle ja sitä kautta — porareikään syötettävän paineellisen ilmavirtauksen kulkemi-The purpose of the preferably multi-directional expansion of the discharge channels is to ensure that the passage of the pressurized air flow fed to the blade surface and through it — to the drill hole
O 25 selle poistokanavassa ei ole esteitä, jolloin teräpintaa ro huuhteleva paineilmavirtaus pääsee kulkemaan porausjatetta 0 siirtäen laajentamatta porareikää. x a ~~ Edullisesti poistokanavan leveys on tasaisesti kasvava. Tällöin io 30 maaperästä irtoavat kivet pääsevät siirtymään terän pyöriessäO 25 there are no obstacles in this outlet channel, so the compressed air flow flushing the blade surface ro can pass through the drilling waste 0 without expanding the drill hole. x a ~~ Advantageously, the width of the outlet channel is steadily increasing. In this case, io 30 stones coming off the soil can move when the blade rotates
N kohti laajempaa poistokanavan reunaa ja lopulta sitä kauttaN towards the wider edge of the outlet channel and finally through it
N suojaputken sisään.N inside the protective tube.
Vaihtoehtoisesti poistokanavan leveys voi olla myös portaittain kasvava. Tällöin portaan on oltava suojaputken etuosan kohdalla.Alternatively, the width of the outlet channel can also be gradually increasing. In this case, the step must be at the front of the protective pipe.
Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirroksiin, joissaThe invention is described in detail in the following by referring to the accompanying drawings depicting some applications of the invention, in which
Kuva 1 esittää keksinnön mukaisen poralaitteen koko- naisuuden sivusta päin,Figure 1 shows the entire drilling device according to the invention from the side,
Kuva 2 esittää keksinnön mukaisen poralaitteen terän ja iskulaitteen periaatekuvana sivusta päin,Figure 2 shows the blade and impact device of the drilling device according to the invention as a principle view from the side,
Kuva 3 esittää leikkauskuvana keksinnön mukaisen poralaitteen terän sivulta päin,Figure 3 shows a side view of the drill bit of the invention as a cut-away view,
Kuva 4 esittää poralaitteen terän pilottiterän erillään teräpinnan suunnasta kuvattuna,Figure 4 shows the pilot blade of the drill bit, depicted separately from the direction of the blade surface,
Kuva 5 esittää poralaitteen terän pilottiterän erillään sivusta kuvattuna,Figure 5 shows the pilot bit of the drill bit, viewed separately from the side,
Kuva 6a esittää poralaitteen ensimmäisen sovellusmuodon mukaisen terän erillään teräpinnan suunnasta kuvattuna,Figure 6a shows the blade according to the first application form of the drilling device, depicted separately from the direction of the blade surface,
Kuva 6b esittää poralaitteen toisen sovellusmuodon mukaisen terän erillään teräpinnan suunnasta kuvattuna,Figure 6b shows the blade according to the second application form of the drilling device, depicted separately from the direction of the blade surface,
Kuva 7 esittää poralaitteen terän pilottiterän erillään — sivusta kuvattuna hitsauskengän kanssa,Figure 7 shows the drill bit with the pilot bit apart — viewed from the side with the welding shoe,
O 25 Kuva 8 esittää poralaitteen terää aksonometrisesti ro kuvattuna erillään pilottiterän erillään. 2 = Kuvassa 1 on esitetty keksinnön mukainen poralaite 100 koko-O 25 Figure 8 shows the drill bit axonometrically ro depicted separately, pilot bit separately. 2 = Figure 1 shows the drilling device 100 according to the invention in
N naisuutena. Poralaite 100 voi olla siirrettävissä esimerkiksi io 30 tuettuna runkoon, jossa on tela-alusta ja torni, johon itseN as a woman. Drilling device 100 can be movable, for example io 30, supported on a frame with a track base and a tower, to which the
N poralaite 100 on tuettu. Poralaitteen 100 terää 5,9 pyöritetäänN drill rig 100 is supported. The 100 blades of the drill 5.9 are rotated
N pyörityslaitteen 50 avulla poratangon 52 välityksellä. Pai- neellinen huuhteluilma toimitetaan terälle 5,9 paineilmaväli- neiltä 54. Keksinnön mukainen poralaite on tarkoitettu put-N by means of the rotation device 50 via the drill rod 52. Pressurized flushing air is supplied to the blade 5.9 from compressed air tools 54. The drilling device according to the invention is intended for
kittavaan poraukseen, jossa terän 5,9 perässä syötetään suojaputkea 3, joka on kuvassa 1 esitetty yksinkertaistuksen vuoksi lyhennettynä. Poralaitteen iskulaitteisto, pyöritys- laitteisto, paineilmavälineet ja muu oheislaitteisto voi olla täysin tekniikan tason mukaisia. Keksinnön mukaisella pora- laitteella poratessa terä 5,9 pyörii suojaputken seuratessa terän 5,9 perässä pyörimättömästi.for grouting drilling, where a protective pipe 3 is fed after the blade 5,9, which is shown shortened for the sake of simplification in Figure 1. The drill rig's impact equipment, rotation equipment, compressed air equipment and other peripheral equipment can be fully state-of-the-art. When drilling with the drilling device according to the invention, the blade 5.9 rotates non-rotatingly while the protective tube follows behind the blade 5.9.
Kuvan 2 mukaisesti keksinnön mukaiseen poralaitteeseen 100 kuuluu tekniikan tason mukaisesti iskulaite 14, käsittäen edullisesti männän 56, joka iskee ja pyörittää terää 5,9, joka poraa maaperään 102 porareikää 22 vetäen perässään suojaputkea 3.According to Figure 2, the drilling device 100 according to the invention includes, in accordance with the state of the art, an impact device 14, preferably comprising a piston 56, which strikes and rotates the blade 5,9, which drills a drill hole 22 into the soil 102, pulling the protective pipe 3 behind it.
Kuvan 3 mukaisesti poralaite 100 käsittää useampiosaisen terän 5,9, johon tuodaan huuhteluilmavirtaus iskulaitteen 14 kautta ensimmäistä virtauskanavaa pitkin (ei kuvissa). Terään 5,9 kuuluu edullisesti pilottiterä 9 ja laajennusvälineet 5. Terän 5,9 perässä tuotavaan suojaputkeen 3 kuuluu etuosan 18 ja suojaputken 3 sisään muodostuu sisätila 20 suojaputken 3 ja terän 5,9 varren välille. Suojaputki 3 yhdistetään etuosastaan 18 terän 5,9 yhteyteen sovitelman 24 avulla. Sovitelma 24 on edullisesti hitsauskenkä 11, jonka avulla suojaputki 3 on kytketty pilot- titerän 9 ulkoreunaan. Hitsauskenkä on suojaputkea maahan vetävä — olake ja sen käyttö ei ole välttämätöntä, jos syöttölaite kykeneeAccording to Figure 3, the drilling device 100 comprises a multi-part blade 5, 9, to which the flushing air flow is introduced via the impact device 14 along the first flow channel (not shown). The blade 5,9 preferably includes a pilot blade 9 and expansion means 5. The protective tube 3 brought after the blade 5,9 includes a front part 18, and an inner space 20 is formed inside the protective tube 3 between the protective tube 3 and the stem of the blade 5,9. The protective tube 3 is connected from its front part 18 to the connection of the blade 5,9 by means of an arrangement 24. The fitting 24 is preferably a welding shoe 11, by means of which the protective tube 3 is connected to the outer edge of the pilot blade 9. The welding shoe is a protective pipe to the ground Pulling — shoulder and its use is not necessary if the feeder is capable
O 25 esimerkiksi työntämään suojaputkea syntyneeseen porareikään 3 terän perässä.O 25, for example, to push the protective tube into the resulting drill hole 3 behind the blade.
SS
= Pilottiterään 9 kuuluu keksinnön mukaisessa poralaitteessa 100= The pilot bit 9 belongs to the drilling device 100 according to the invention
N teräpinta 12 ja huuhtelukanava 4 huuhteluilmavirtauksen io 30 johtamiseksi iskulaitteelta 14 ensimmäisen virtauskanavan kauttaN blade surface 12 and flushing channel 4 for conducting the flushing air flow io 30 from the impact device 14 through the first flow channel
N mainitulle terälle 5,9. Iskulaite 14 on edullisesti välittömästiN for said blade 5.9. The impact device 14 is preferably immediate
N pilottiterän 9 varren yhteydessä. Huuhtelukanavalla 4 on edullisesti päätyseinä 30, jonka yhteydessä huuhtelukanava 4 edullisesti haarautuu eteenpäin teräpinnalle 12 johtaviin terähuuhtelukanaviin 10 ja poispäin teräpinnasta 12 kohti suojaputken 3 sisätilaa 20 johtaviin paluukanaviin 1. Paluu- kanavat 1 on sovitettu huuhtelukanavan 4 ja suojaputken 3 sisätilan 20 välille pilottiterään 9 osan huuhteluilmavirtauksen johtamiseksi suoraan suojaputken 3 sisätilaan 20 sen huuhte- lemiseksi. Terähuuhtelukanavat 10 on taas sovitettu johtamaan huuhteluun käytettävää paineilmaa huuhtelukanavalta 4 pilot- titerän 9 teräpinnalle 12 teräpinnan 12 huuhtelemiseksi porausjätteestä, jota syntyy pilottiterän 9 ja laajennusväli- neiden 5 pyöriessä porareiässä 22 samalla iskien. Paluukanavien 1 yhteenlaskettu poikkipinta-ala on suurempi kuin terähuuhte- lukanavien 10 yhteenlaskettu poikkipinta-ala, jolloin terä- huuhtelukanavat 10 muodostavat riittävän suuren virtausvastuksen paineilmavirtauksen ohjaamiseksi suoraan paluukanavia 1 pitkin suojaputken 3 sisätilaan 20 sen huuhtelemiseksi ilman maaperän aiheuttamaa vastapainetta. Tällä ratkaisulla huuhtelukanavasta 4 tuleva paineilmavirtaus saadaan jaetuksi niin, että ainakin suurin osa virtauksesta kääntyy takaisin paluukanavia 1 pitkin suojaputken 3 sisätilaan 20 ja pienempi osa johdetaan pilot- titerän 9 teräpintaan 12 suorittamaan teräpinnan 12 huuhtelu.N in connection with the stem of the pilot blade 9. The flushing channel 4 preferably has an end wall 30, in connection with which the flushing channel 4 preferably branches forward to the blade flushing channels 10 leading to the blade surface 12 and away from the blade surface 12 to the return channels 1 leading towards the inner space 20 of the protective tube 3. The return channels 1 are arranged between the flushing channel 4 and the inner space 20 of the protective tube 3 for the flushing airflow of the pilot blade 9 for leading directly into the inner space 20 of the protective tube 3 to flush it. The blade flushing ducts 10 are again adapted to lead the compressed air used for flushing from the flushing duct 4 to the blade surface 12 of the pilot bit 9 in order to rinse the blade surface 12 from drilling waste, which is generated when the pilot bit 9 and the expansion tools 5 rotate in the drill hole 22 while striking. The combined cross-sectional area of the return ducts 1 is larger than the combined cross-sectional area of the blade flushing ducts 10, whereby the blade flushing ducts 10 form a sufficiently large flow resistance to direct the compressed air flow directly along the return ducts 1 into the inner space 20 of the protective pipe 3 to flush it without the back pressure caused by the soil. With this solution, the compressed air flow coming from the flushing channel 4 can be divided so that at least most of the flow turns back along the return channels 1 to the inner space 20 of the protective tube 3 and a smaller part is led to the blade surface 12 of the pilot blade 9 to perform the flushing of the blade surface 12.
Vaikka keksinnön yksityiskohtaisen selityksen yhteydessä on puhuttu usean paluukanavan, terähuuhtelukanavan ja poistokanavan — käytöstä, on tämä vain keksinnön edullinen toteutusmuoto. TuleeAlthough in connection with the detailed explanation of the invention, there has been talk about the use of several return channels, a blade rinsing channel and a discharge channel, this is only a preferred embodiment of the invention. Will come
O 25 ymmärtää, että keksinnön mukainen poralaite voidaan toteuttaa ro myös käyttäen ainoastaan yhtä paluukanavaa, yhtä terähuuhte- 0 lukanavaa ja yhtä poistokanavaa. x a ~~ Terähuuhtelukanavien 10 kautta pilottiterän 9 teräpinnalle 12 io 30 johdettu paineilmavirtaus johdetaan terähuuhtelukanavien 10O 25 understands that the drilling device according to the invention can also be realized using only one return channel, one blade rinsing channel and one outlet channel. x a ~~ The compressed air flow directed to the blade surface 12 io 30 of the pilot blade 9 through the blade flushing channels 10 is led through the blade flushing channels 10
N jatkoksi muodostettuja poistokanavia 7 pitkin suojaputken 3N along the outlet channels 7 formed as a continuation of the protective pipe 3
N sisään käyttäen edullisesti ensiksi terän 5,9 radiaalisuuntaista vinokanavaa 7.1 paineilman johtamiseksi kohti pilottiterän 9 ulkoreunaan ja sieltä poistokanavaan 7 kuuluvaa suoraan osaa 26 pitkin poistokanavaan 7 kuuluvalle laajenevalle osalle 8. Toisin sanottuna poistokanavat 7 on sovitettu pilottiterään 9 terä- huuhtelukanavien 10 jatkeeksi paineilman johtamiseksi suoja- putken 3 sisätilaan 20. Poistokanavat 7 ovat sovitettu vir- taussuunnassa poikkipinta-alaltaan laajeneviksi mentäessä teräpinnalta 12 kohti suojaputken 3 sisätilaa 20. Edullisesti laajeneminen tapahtuu terän 5,9 pyörimisakselin radiaalisuun- nassa kuvan 3 mukaisesti. Toisin sanottuna mitä lähempänä suojaputkea 3 ollaan, sitä syvempiä poistokanavat 7 ovat.N in, preferably using first the radially inclined channel 7.1 of the blade 5,9 to conduct compressed air towards the outer edge of the pilot blade 9 and from there along the straight part 26 belonging to the exhaust channel 7 to the expanding part 8 belonging to the exhaust channel 7. In other words, the exhaust channels 7 are adapted to the pilot blade 9 as an extension of the blade flushing channels 10 in order to conduct compressed air to the protection - into the inner space 20 of the tube 3. The exhaust ducts 7 are adapted to expand in cross-sectional area in the flow direction when going from the blade surface 12 towards the inner space 20 of the protective tube 3. Preferably, the expansion takes place in the radial direction of the axis of rotation of the blade 5,9 as shown in Figure 3. In other words, the closer you are to the protective tube 3, the deeper the outlet channels 7 are.
Kullakin poistokanavalla 7 on kuvan 4 mukaisesti terän 5,9 radiaalisuuntainen syvyys d ja poistokanavaan 7 kuuluvien reunojen 44 välinen leveys 1. Keksinnön mukaisesti kunkin poistokanavan 7 syvyys on kasvava terän 5,9 pyörimissuunnalle vastakkaiseen suuntaan poistokanavan 7 leveyssuunnassa po- rausjätteen siirtymisen helpottamiseksi. Kunkin poistokanavan 7 syvyys voi kasvaa 100 — 150 % poraussuunnalle vastaiseen suuntaan poistokanavan 7 leveyssuunnassa. Pilottiterän 9 teräpinnan 12 yhteydessä poistokanavan 7 syvyys d voi olla 3 — 15 %, edullisesti 5 — 10 % poistokanavan 7 pituudesta 1 poistokanavan 7 siinä reunassa, joka on terän 5,9 pyörimissuunnassa ensimmäisenä.According to Figure 4, each discharge channel 7 has the radial depth d of the blade 5.9 and the width between the edges 44 belonging to the discharge channel 7 is 1. According to the invention, the depth of each discharge channel 7 is increasing in the direction opposite to the direction of rotation of the blade 5.9 in the direction of the width of the discharge channel 7 to facilitate the transfer of drilling waste. The depth of each outlet channel 7 can increase by 100 — 150% in the direction opposite to the drilling direction in the width direction of the outlet channel 7. In connection with the blade surface 12 of the pilot blade 9, the depth d of the discharge channel 7 can be 3 — 15%, preferably 5 — 10% of the length of the discharge channel 7 1 at the edge of the discharge channel 7 which is first in the direction of rotation of the blade 5.9.
Pilottiterän 9 teräpinnan 12 yhteydessä poistokanavan 7 syvyys d voi olla 15 - 30 %, edullisesti 18 - 25 % poistokanavan 7 — pituudesta 1 poistokanavan 7 siinä reunassa, joka on terän 5,9In connection with the blade surface 12 of the pilot blade 9, the depth d of the outlet channel 7 can be 15 to 30%, preferably 18 to 25% of the length 1 of the outlet channel 7 at the edge of the outlet channel 7, which is the edge of the blade 5.9
O 25 pyörimissuunnassa jälkimmäisenä. Keksinnön mukaisessa pora- ro laitteessa terää 5,9 pyöritetään siten, että poistokanavan 7 0 syvyydeltään matalampi reuna kohtaa maaperän ensiksi ja syvempi = reuna jälkimmäisenä eli terä pyörii myötäpäivään katsottaessaO 25 in the direction of rotation in the latter. In the auger device according to the invention, the blade 5,9 is rotated so that the shallower edge of the outlet channel 70 meets the soil first and the deeper edge meets the soil last, i.e. the blade rotates clockwise when viewed
N terää ylhäältä alaspäin. Kuvassa 4 on esitetty oikea pyöri- io 30 missuunta viitenumerolla 42.N blades from top to bottom. Figure 4 shows the correct direction of rotation 30 with reference number 42.
SS
Kunkin poistokanavan 7 syvyys voi kasvaa 100 - 150 % terän pyörimisakselin radiaalisuuntaan poistokanavan 7 leveyssuun- nassa mentäessä pilottiterän 9 teräpinnalta 12 suojaputken 3 sisätilaan. Suojaputken 3 sisällä poistokanavan 7 syvyys d voi olla 6 — 25 %, edullisesti 10 - 15 % poistokanavan 7 pituudesta 1 poistokanavan 7 siinä reunassa 44, joka on terän 5,9 pyöri- missuunnassa ensimmäisenä. Suojaputken 3 sisällä poistokanavan 7 syvyys d voi olla 30 - 50 %, edullisesti 35 — 40 % poistokanavan 7 pituudesta 1 poistokanavan 7 siinä reunassa, joka on terän 5,9 pyörimissuunnassa jälkimmäisenä. Poistokanavien 7 edullisesti monisuuntaisen laajenemisen tarkoituksena on varmistaa se, että terän 5,9 teräpinnalle 12 ja sitä kautta porareikään 22 syötettävän paineellisen ilmavirtauksen kulkemiselle poisto- kanavassa 7 ei ole esteitä, jolloin teräpintaa 12 huuhteleva paineilmavirtaus pääsee kulkemaan porausjätettä siirtäen laajentamatta porareikää 22.The depth of each outlet channel 7 can increase by 100-150% in the radial direction of the rotation axis of the blade in the width direction of the outlet channel 7 when going from the blade surface 12 of the pilot blade 9 to the inner space of the protective tube 3. Inside the protective tube 3, the depth d of the outlet channel 7 can be 6 to 25%, preferably 10 to 15% of the length of the outlet channel 7 in the edge 44 of the outlet channel 7 which is first in the direction of rotation of the blade 5.9. Inside the protective tube 3, the depth d of the outlet channel 7 can be 30 to 50%, preferably 35 to 40% of the length of the outlet channel 7 in the edge of the outlet channel 7 which is the latter in the direction of rotation of the blade 5.9. The purpose of the preferably multi-directional expansion of the discharge channels 7 is to ensure that there are no obstacles in the discharge channel 7 for the passage of the pressurized air flow fed to the blade surface 12 of the blade 5,9 and through it to the drill hole 22, so that the compressed air flow flushing the blade surface 12 can pass, moving the drilling waste, without expanding the drill hole 22.
Kuvasta 5 nähdään kuinka paluukanavat 1 liittyvät poistokanavaan 7 edullisesti sen laajenevalla osalla 8 ja edullisesti lähelle poistokanavan 7 sitä päätä, joka on suojaputken 3 sisätilassa 20 kuvan 3 mukaisesti. Kuvassa 5 viitenumerolla 36 on esitetty rengasterän bajonetti-lukitusta varten oleva ura.Figure 5 shows how the return channels 1 connect to the outlet channel 7 preferably with its expanding part 8 and preferably close to the end of the outlet channel 7 which is in the inner space 20 of the protective tube 3 as shown in Figure 3. In Figure 5, reference number 36 shows the groove for the bayonet locking of the ring blade.
Keksinnön mukaisella poralaitteella voidaan porata maata ja kalliota ja poralaitteen huuhtelu putkielementin sisällä toimii jo ilman maasta syntyvää vastapainetta, koska huuhtelukanavaan — liittyvien paluukanavien yhteinen poikkipinta-ala on suurempiThe drilling device according to the invention can be used to drill soil and rock, and the flushing of the drilling device inside the pipe element already works without the back pressure generated from the ground, because the common cross-sectional area of the return channels connected to the flushing channel is larger
O 25 kuin huuhtelukanavasta terälle suunnattujen virtauskanavien ro yhteinen poikkipinta-ala. Poistokanavat 7 on muodostettu kuvan 0 3 mukaisesti taaksepäin (suunta 2) laajeneviksi, joten ne eivät = pyri pakottamaan huuhteluilman virtausta poraussuuntaan (suuntaO 25 as the common cross-sectional area ro of the flow channels directed from the flushing channel to the blade. The exhaust ducts 7 are formed as shown in figure 0 3 to expand backwards (direction 2), so they do not = try to force the flow of flushing air in the direction of drilling (direction
N 6), jonka maaperän 102 muodostama vastapaineen on voitettava io 30 huuhtelun mahdollistamiseksi, kuten tavanomaisilla porausjär-N 6), whose back pressure formed by the soil 102 must be overcome io 30 to enable flushing, as with conventional drilling rigs
N jestelmillä Elemex ja Stable-X. Koska poistokanavat 7 ovatWith N systems Elemex and Stable-X. Because the exhaust ducts 7 are
N muodostettu taaksepäin laajenevaksi, ei vahingollisia ilman- purkauksia maaperään ole mahdollista tapahtua. Edelleen poralaitteen pilottiterän rakenteesta johtuen poralaite poistaa käytännössä ainoastaan materiaalin, joka tunkeutuu poistokanavan suljetulle alueelle ja eliminoi täten ylihuuhtelemisilmiön, jota mammutoinniksikin kutsutaan. Näin ollen keksinnön mukaisella poralaitteella on mahdollista porata suuria paaluja hyvin lähelle mahdollisesti vahingoittuvia kohteita, koska paineiskuja ei ole mahdollista tapahtua, eikä järjestelmä ylihuuhtele porareikää.N designed to expand backwards, no harmful air discharges into the soil are possible. Furthermore, due to the structure of the drill's pilot blade, the drill practically only removes material that penetrates the closed area of the discharge channel and thus eliminates the phenomenon of overflushing, which is also called mammothing. Thus, with the drilling device according to the invention, it is possible to drill large piles very close to potentially damaged objects, because pressure shocks are not possible, and the system does not overflush the drill hole.
Edullisesti keksinnön mukaisen poralaitteen pilottiterässä on vähintään kaksi poistokanavaa, mutta niitä voi olla myös kolme tai jopa neljä, mikäli pilottiterän halkaisija on suuri.Preferably, the pilot bit of the drilling device according to the invention has at least two discharge channels, but there can also be three or even four if the diameter of the pilot bit is large.
Paluukanavia ja terähuuhtelukanavia on kutakin edullisesti vastaava lukumäärä kuin poistokanavia eli jos poistokanavia on kaksi kappaletta, tällöin paluukanavia on kaksi kappaletta ja terähuuhtelukanavia kaksi kappaletta.The number of return channels and blade rinsing channels is preferably the same as the removal channels, i.e. if there are two removal channels, then there are two return channels and two blade rinsing channels.
Kuvien 6a ja 6b mukaisesti pilottiterän 9 yhteydessä laajen- nusvälineinä 5 voidaan käyttää kuvan 6a mukaisesti rengasterää 28 tai kuvan 6b mukaisesti avarrinterää 32. Nämä ovat vaihto- ehtoisia ratkaisuja pilottiterän 9 kanssa käytettäviksi laajennusvälineiksi 5. Kun suojaputki on porattu kallioon tai tavoitetasolle, pyöritetään pilottiterää vastakkaiseen suuntaan porauksen aikana käytettyyn suuntaan nähden. Tällöin pilottiterä 6 vapautuu bajonettikiinnityksen avulla sovitelmasta, jota — voidaan kutsua myös nimellä maakenkä, ja voidaan nostaa ylösAccording to Figures 6a and 6b, in connection with the pilot bit 9, the expansion means 5 can be used as the ring bit 28 according to Figure 6a or the spacer bit 32 according to Figure 6b. These are alternative solutions for the expansion means 5 to be used with the pilot bit 9. When the protective pipe has been drilled into the rock or to the target level, the pilot bit is rotated in the opposite direction direction compared to the direction used during drilling. In this case, the pilot blade 6 is freed from the arrangement by means of the bayonet attachment, which — can also be called a ground shoe, and can be lifted up
O 25 porareiästä. Sovitelma 24 ja laajennusvälineet 5, mikäli ro laajennusvälineet 5 ovat kuvan 6a mukainen rengasterä 28, jäävät 0 porareikään 22. Mikäli laajennusvälineet ovat kuvan 6b mukainen = avarrinterä 32, voidaan avarrinterä 32 myös nostaa poisO from 25 boreholes. The fitting 24 and the expansion means 5, if the ro expansion means 5 are the ring bit 28 according to figure 6a, remain 0 in the drill hole 22. If the expansion means are according to figure 6b = reamer bit 32, the reamer bit 32 can also be lifted out
N porareiästä porauksen päätteeksi. io 30N from the borehole at the end of the drilling. on the 30th
N Kuvassa 7 on esitetty keksinnön mukaisen poralaitteen 100N Figure 7 shows the drilling device 100 according to the invention
N pilottiterä 9 suojaputken 3 kiinnittävänä sovittimena 24 toimivan hitsauskengän 11 kanssa. Viitenumerolla 34 esitetään kuvissa 3 ja 6a - 8 teräpaloja ja viitenumerolla 33 teräpalojen 34 syvennyksiä, jotka näkyvät kuvissa 4 ja 5. Kuvissa 5 ja 8 näkyy ylimääräinen paluukanava 38, joka voidaan tehdä suojaputken 3 sisätilan 20 ja huuhtelukanavan 4 välille paluuvirtauksen tehostamiseksi.N pilot blade 9 with the welding shoe 11 that acts as an adapter 24 for securing the protective tube 3. The reference number 34 shows the blade pieces in Figures 3 and 6a to 8, and the reference number 33 shows the recesses of the blade pieces 34, which can be seen in Figures 4 and 5. Figures 5 and 8 show an additional return channel 38, which can be made between the inner space 20 of the protective tube 3 and the flushing channel 4 to enhance the return flow.
Huuhtelukanavan 4 halkaisija voi olla esimerkiksi 30 mm, jolloin terähuuhtelukanavien halkaisija voi olla 9 mm. Keksinnön mukaista poralaitetta voidaan käyttää maaputkien poraamisessa porapaa- lujen muodostamista varten 2 - 100 m syvyyteen, edullisesti 5 - m syvyyteen saakka.The diameter of the rinsing channel 4 can be, for example, 30 mm, in which case the diameter of the blade rinsing channels can be 9 mm. The drilling device according to the invention can be used for drilling ground pipes for the formation of drill piles to a depth of 2 to 100 m, preferably to a depth of 5 to 10 m.
NOF
OO
NOF
LÖLÖ
<Q wn<Q wn
OO
I a aI a a
RR
NOF
OO
00
NOF
OO
NOF
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20215527A FI130193B (en) | 2021-05-05 | 2021-05-05 | Drilling device for drilling a hole in the ground |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20215527A FI130193B (en) | 2021-05-05 | 2021-05-05 | Drilling device for drilling a hole in the ground |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI130193B true FI130193B (en) | 2023-04-13 |
Family
ID=85802981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20215527A FI130193B (en) | 2021-05-05 | 2021-05-05 | Drilling device for drilling a hole in the ground |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI130193B (en) |
-
2021
- 2021-05-05 FI FI20215527A patent/FI130193B/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6182776B1 (en) | Overburden drilling apparatus having a down-the-hole hammer separatable from an outer casing/drill bit unit | |
CN111119727B (en) | Multifunctional drilling machine suitable for sludge stratum and construction method thereof | |
EP2382368B1 (en) | Method and apparatus for down-the-hole drilling | |
SE501282C2 (en) | Compressed air driven impact drill device | |
AU2012214033B2 (en) | Annulus ring hole drill | |
KR100461525B1 (en) | Bit with enlargable diameter | |
JP4607974B2 (en) | Drilling screw | |
JP5783561B2 (en) | Excavation apparatus and excavation method | |
KR102143681B1 (en) | Down the Hole Excavation Equipment | |
FI130193B (en) | Drilling device for drilling a hole in the ground | |
EP3060742B1 (en) | Drilling device | |
JP2006283546A (en) | Shield machine | |
JP6348753B2 (en) | Relief method from collapse accident and double pipe horizontal excavator used for relief | |
FI128450B (en) | Drilling device for installing underground pipes in the ground | |
CN103189589B (en) | An attachment for percussion drill tools | |
JP3833165B2 (en) | Drain pipe and drain method | |
CN212536917U (en) | Underground pipeline laying device with soil discharging function | |
FI128818B (en) | Method in down-the-hole drilling and a down-the-hole drilling device | |
FI126918B (en) | Method for drilling a hole and a drill | |
JP3376519B2 (en) | Muddy water hammer | |
CN108756752A (en) | The casing bit and multifunctional drill of multifunctional drill | |
JP2020094433A (en) | Groundwater information acquisition method | |
CN210977475U (en) | Shaftless high-efficiency drainage well drilling machine | |
KR101290376B1 (en) | A rock mass boring rock apparatus | |
CN217761009U (en) | Horizontal high-pressure rotary spraying construction device |