FI94279C - Poranterä - Google Patents

Poranterä Download PDF

Info

Publication number
FI94279C
FI94279C FI915544A FI915544A FI94279C FI 94279 C FI94279 C FI 94279C FI 915544 A FI915544 A FI 915544A FI 915544 A FI915544 A FI 915544A FI 94279 C FI94279 C FI 94279C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
drill bit
cutting
rotation
main
bit according
Prior art date
Application number
FI915544A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI915544A0 (fi
FI94279B (fi
FI915544A (fi
Inventor
Oscar William Kaalstadt
Original Assignee
Norvic Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Norvic Sa filed Critical Norvic Sa
Publication of FI915544A0 publication Critical patent/FI915544A0/fi
Publication of FI915544A publication Critical patent/FI915544A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI94279B publication Critical patent/FI94279B/fi
Publication of FI94279C publication Critical patent/FI94279C/fi

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F5/00Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
    • E02F5/16Machines for digging other holes in the soil
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/10Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
    • E21B17/1092Gauge section of drill bits
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/02Core bits
    • E21B10/04Core bits with core destroying means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/02Core bits
    • E21B10/06Roller core bits
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/08Roller bits
    • E21B10/12Roller bits with discs cutters
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/08Roller bits
    • E21B10/16Roller bits characterised by tooth form or arrangement
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/08Roller bits
    • E21B10/20Roller bits characterised by detachable or adjustable parts, e.g. legs or axles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/08Roller bits
    • E21B10/22Roller bits characterised by bearing, lubrication or sealing details
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/46Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E21B10/50Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of roller type
    • E21B10/52Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of roller type with chisel- or button-type inserts
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/46Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E21B10/56Button-type inserts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Pens And Brushes (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Dowels (AREA)
  • Sheet Holders (AREA)

Description

94279 PORANTERÄ
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty poranterä.
5 Olemassa oleviin porauslaitteisiin kuuluu poran pää, joka on varustettu kolmella leikkuuelemen-tillä, jotka ovat selvästi kartionmuotoisia tai katkaistun kartion muotoisia ja joita on tunnettu ja käytetty jo 1930-luvulta lähtien. Nämä laitteet vaativat 10 korkean paineen kallion murskaamiseksi sekä samanaikaisesti kappaleiksi leikkaamista ja poishuuhtomista varten. Kallion murskaamiseen tarvittavan suuren paineen johdosta tällaiset laitteet vaikuttavat suurempaan pinta-alaan kuin mihin poraaminen vaikuttaa, aiheuttaen 15 siten epäsäännöllisen porausprofiilin ja epästabiilin pinnan.
Esillä oleva keksintö mahdollistaa porauslait-teen valmistamisen, joka toimii pienellä teholla ja alennetulla alaspäin suunnatulla paineella, käyttää hy-20 väkseen vähintään yhtä poran pään ulkopinnalle asennettua leikkuuelementtiä, jonka pyörimisakseli on sivusuunnassa poikkeutettu taaksepäin pääporakappaleen keskiviivasta suhteessa pääkappaleen pyörimissuuntaan mahdollistaen laitteen tunkeutumisen kallioon ja kalli-25 on poissiirtämisen nopeammin kuin muut tunnetut menetelmät.
Esillä oleva keksintö pyrkii tekemään mahdolliseksi porauslaitteen valmistamisen, joka toimii kevyellä voimalla käyttäen edullisesti hyväkseen kolmea 30 poran päähän helposti asennettavaa leikkuuelementtiä tai kiekkoa ja joka tekee mahdolliseksi suurten massojen pois siirtämisen.
Keksinnön mukaiselle poranterälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 35 1.
Keksinnön mukaiseen poranterään kuuluu: - pääporakappale, joka on järjestetty olennaisesti pys- 2 94279 tysuoran pyörimisakselin ympäri pyöriväksi ja tarkoi-tettu asennettavaksi poratankoon, vähintään yksi olennaisesti pyöreä, pyöritettävä leikkuukiekko, joka on asennettu pääporakappaleen ala-5 osan ulkopuolelle saaden aikaan, että poranterä muodostaa porausreiän, jolla on olennaisesti sylinterinmuotoinen seinäosa ja kovera osa, ja jossa leikkuukiekossa on leikkuuelementtejä, jotka on järjestetty tavallisesti rengasmaisina muodostelmina, joiden pyörimisakseli 10 on järjestetty terävään kulmaan pääkappaleen pyörimisakseliin nähden leikkuukiekon alhaisimman leikkaus-kohdan ollessa säteensuuntaisesti etäällä suhteessa porakappaleen pyörimisakseliin.
Keksinnön mukaisesti leikkuukiekon pyörimisak-15 seli on hiukan sivuttain poikkeutettu taaksepäin pääporakappaleen pyörimisakseliin nähden suhteessa pääporakappaleen pyörimissuuntaan samalla, kun akseleiden väliin jäävät kaikki kulmat ovat muuttumattomia, mikä saa aikaan sen, että koko poranterä asettuu tasapainotto-20 maan tilaan, pääkappaleen pyörimisen mahdollistaessa leikkuukiekon hakeutumisen tasapainoon leikkuuelement-tien tunkeutuessa poranreiän seinään ja leikatessa kalliota, kun yhdistetyt alaspäin suuntautuvat voimat ylittävät vastakkaiset voimat (tehden poranterän itse-25 kuormittuvaksi) alaspäin suuntautuvien voimien ollessa ” olennaisesti keskitetyt matalimpaan leikkuuelementtiin, aiheuttaen poranreiän seinän epävakauttamisen tehden terän leikkuuvaikutuksen helpommaksi.
Edullisesti poranterään kuuluu kolme leikkuu- 30 kiekkoa.
Leikkuuelementti on kiekko, joka on varustettu hyvin tehokkailla leikkuupinnoilla (hampailla).
Koska kiekot vaikuttavat leikattavan seinämän pohjaan ja koveraan osaan ja niillä tavallisesti on 35 rengasmainen pinta, joka on varustettu leikkaavilla välineillä, kiekkojen toiminta ensisijaisesti on leikata kalliota eikä puristaa sitä kokoon sen murskaamisek- 3 94279 si .
Koska kiekkojen pyörimisakselit on poikkeutettu sivuttain taaksepäin suhteessa pääporakappaleen pyörimissuuntaan, kunkin kiekon leikkaava vaikutus 5 saadaan aikaan alemmassa takakvadrantissa olevien hampaiden avulla. Tunkeutuminen kallioon savutetaan helposti, kun alaspäin suunnattu nettovoima (aksiaalipai-ne) on olennaisesti keskitetty jokaisen kiekon kello kuusi asennon ympärille, mikä on tärkeä tekijä kallion 10 epävakaaksi tekemisessä reiän alaosassa.
Maan kuoren liikehdintä monien miljoonien vuosien aikana on pakottanut melkein kaikki kalliot suunnattoman suureen jännitys- ja muodonmuutostilaan. Näitä voimia on vapauttanut pienten halkeamisten ja 15 siirtojen muodostuminen kallioon. Useimmat ennestään tunnetut porauslaitteet puristavat kokoon kalliota, jota ne ovat leikkaavinaan poistaen nämä siirrot ja halkeamat ja jauhavat niitä sitten pyörimisliikkeellä.
Leikkuukiekon tai -kiekkojen pyörimisakselin 20 sivuttainen poikkeutus pääporakappaleen pitkittäisakse-liin nähden asettaa koko terän tasapainottomaan tilaan. Pääporakappaleen pyöriminen saa aikaan, että kiekko tai kiekot hakeutuvat tasapainoon tunkeutumalla kallioon ja leikkaamalla kalliota.
25 Poikkeuttamalla leikkuukiekon pyörimisakselia taaksepäin kiekko liikkuu tasapainoa päin, kun leikkuu-elementit tunkeutuvat kallioon ja leikkaavat kalliota, kun kiekko pyörii akselillaan pääporakappaleen pyörimisen tuloksena. Kun kiekko lähestyy tasapainoa, se este-30 tään jälleen saavuttamasta sitä, kun seuraava hammas työntää kalliota juuri ennen kello kuusi asentoa ja leikkuukierros toistuu.
Miten tämä saavutetaan, on selitetty kuvissa 1 ja 2. Fl (kuormitus alaspäin) muodostuu poran terän pe-35 ruspainon, poran putken ja porausrikin kuormituksesta. Kuormitus alaspäin kohdistuu olennaisesti matalimpaan kohtaan tai matalimpiin kohtiin kello kuusi asemassa, 4 94279 joka maksimoi kallioon tunkeutumista ja epävakaaksi tekemistä.
Kuvassa 1, pääporakappaleen pyöriminen myötäpäivään (rungon päältäpäin katsottuna) aiheuttaa leik-5 kuukiekon tai -kiekkojen pyörimisen vastapäivään (kiekon tai kiekkojen ulkopuolelta katsottuna) niin, että kun leikkuuelementit kerran ovat tunkeutuneet kallioon, ne liikkuvat ylöspäin sen läpi saaden aikaan aksiaali-paineen alaspäin, joka on suurempi kuin vastavoima (Fl 10 + Fs > F0, jossa Fg = EFgi hampaiden yhdistetyt voimat alaspäin leikkaavassa kvadrantissa), siten muodostaen järjestelmästä itsestään kuormittuvan. Kiekko pyrkii siksi ruuvautumaan kallioon, joka on epävakautettu, leikaten sitä nousevalla kierteellä ja tehden itsensä 15 itsepuhdistuvaksi ja sallien FL:n tulla häviävän pieneksi. Tämän olennaisesti aiheuttaa leikkuuelementtien keskirengas tai hampaat (601, kuva 10).
Uskotaan, että operaation aikana tapahtuu seuraavaa. Kallioon tunkeutuminen ja sen epävakaaksi 20 teko saavutetaan nopean leikkuutoiminnan aikana siirtymällä kokoonpuristamisesta aukileikkaavaan leikkaukseen. Kohdasta, jossa kiekon alin hammas tunkeutuu kallioon, kun se saavuttaa kello 6 asennon, kiekon alin hammas kohdistaa kallioon yhdistetyn alaspäin suunnatun 25 aksiaalipaineen ja rotaatioenergian (tai vääntömomen-tin), joka on peräisin pääporakappaleen alaspainautu-misesta ja pyörimisestä. Tämä energia lisääntyy nopeasti, kunnes se saavuttaa maksimin, kun hammas saavuttaa kello 6 asennon, jonka jälkeen se siirtyy leikkaa-auki 30 leikkaustoimintaan. Edullisesti tätä jaksoa täydentää jokainen hammas ennenkuin seuraava työntyy kallioon, mutta toisessa sovellutuksessa yksi tai useampi hammas voi tunkeutua kallioon ennenkuin ensimmäinen hammas on saavuttanut täyden tunkeutumisen.
35 Kun hampaat kerran ovat täysin tunkeutuneet kallioon ja ohittaneet kello 6 asennon, niiden pitää voittaa kallion vastus niin, että aukileikkaava leik- t 5 94279 kaus- tai kaivertamistoiminta voi tapahtua. Kun hampaat liikkuvat ylöspäin kalliossa läpi leikkuukiekon alemman takakvadrantin, niiden kallioon kohdistama energia alaspäin pienenee progressiivisesti suuresta kohdastaan 5 kello 6 asennosta, muuttuen häviävän pieneksi, kun hampaat saavuttavat kello 3 asennon. Kiekon pyörimisakselin sivuttain taaksepäin siirtyminen poran terän pyörimisakseliin nähden tarkoittaa, että hampaat kiekon päällä siirtyvät kauemmas pois poran terän keskiviivas-10 ta, kun ne liikkuvat ylöspäin kello 6 asennosta, kunnes ne saavuttavat maksimi etäisyyden keskiviivasta, sen päällä tai joskus sen jälkeen, jos kiekkoa on kallistettu alaspäin, kun ne ovat ohittaneet kello 3 asennon.
Tämän ulospäin suunnatun liikkeen tulos on, 15 että hampaat kohdistavat kallioon voiman suuntaan, joka on kiekon pyörimisakselin kanssa samansuuntainen. Tämä poikittaisvoima lisääntyy progressiivisesti, kun hampaat siirtyvät kello 6 asennosta poispäin, ja saavuttaa maksimiarvon, kun hampaat saavuttavat pisteen, joka on 20 kaukaisin kohtisuora etäisyys rei'än keskiviivasta. Sen jälkeen voima pienenee nopeasti, kun hampaat vetäytyvät takaisin kalliosta, loppuen täysin pisteessä, jossa ne menettävät kosketuksensa kallioon. Siksi uskotaan, että poikittaisvoima yhdistettynä kiekon terävään kulmaan 25 pääporakappaleen keskiviivaan nähden ja kiekon uloimman ulkopinnan kupera muoto tuovat hampaat ulkoleikkuuren-kaalla toimintaan pakottaen ne tunkeutumaan kallioon ja kaivertamaan sitä aukileikkaavalla toiminnalla.
Kiekon uloimmalla ulkopinnalla olevien ham-30 päiden kohdistama ulospäin suunnattu poikittaisvoi-maelementti on tasapainotettu sisäleikkuurenkaalla olevien hampaiden kohdistaman sisäänpäin kohdistuvan poi-kittaisvoiman avulla, kuva 10, 603. Sisäänpäin suun nattu voima saa aikaan, että hampaat tunkeutuvat, leik-35 kaavat ja kaivertavat kalliota keskialueella rei'än pohjassa, kuva 10, 611, alue jää jäljelle, sillä mata-limmassa pisteessään leikkuukiekon kehällä olevat ham- > 6 94279 paat ovat säteittäisesti kaukana pääkappaleen keskiviivasta .
Sisäleikkuurenkaalla olevat hampaat kaivertavat keskialuetta ja lakkaavat olemasta kosketuksessa 5 kallion pinnan kanssa ennen kuin ulkorenkaalla olevat hampaat lakkaavat olemasta kosketuksessa kaivon seinän kanssa. Tämä tarkoittaa, että saadaan äkillinen sisäänpäin suunnatun sivupaineen poisputoaminen samaan aikaan kun ulkoinen sivupaine lisääntyy. Tuloksena saadaan 10 sisäänpäin suunnattu vääntövoima leikkuukiekon alemmassa takakvadrantissa.
Vääntöenergia, joka tarvitaan voittamaan kallion vastus näitä toisiinsa vaikuttavien alaspäin ja poikittaisvoimien yhdistettyjä vaikutuksia vastaan, 15 lisääntyy nopeasti, kun hampaat ensin tunkeutuvat kallioon saavuttaen huipun kello 6 asennossa, ja vähenee sitten hitaasti, kun lisääntyvä (mutta sekundaarinen) poikittaisvoima siirtää sivuun pienentyvän (primaarisen) alaspäin suunnatun voiman vain pienentyäkseen no-20 peasti heti, kun alaspäin suunnattu voima on tullut häviävän pieneksi ja hampaat alkavat vetäytyä kalliosta .
Koska leikkuukiekko pyörii akselinsa ympäri samalla kun se pyörii pääkappaleen keskiviivan ympäri, 25 nopeus, jolla leikkaavat hampaat pyörivät keskiviivan ympäri, vaihtelee verrattuna pääporakappaleen pyörimisnopeuteen. Tämän vaihtelun suuruusluokkaan vaikuttaa se etäisyys, jossa korkein piste kiekon kehällä säteen-suuntaisesti on kauimpana matalimmasta pisteestä 30 kiekon pystynousukulman määrä.
Kun hammas on kello 9 asemassa kiekolla, kiekko pyörii samalla nopeudella kuin porakappale. Kun se siirtyy taaksepäin suhteessa porakappaleen pyörimissuuntaan, sen oma pyörimisnopeus pienenee saavuttaen 35 matalimman nopeutensa kello 6 asennossa - piste, jossa sen liike alaspäin muuttuu liikkeeksi ylöspäin - sen nopeus lisääntyy taas, kun se liikkuu matalamman taka- i 7 94279 kvadrantin läpi, kunnes se kello 3 asennossa taas kerran liikkuu samalla nopeudella kuin pääkappale. Kun hammas ohittaa kello 3 asennon, se jatkaa pyörimisnopeuden lisäämistä suhteessa pääkappaleen nopeuteen 5 saavuttaen sen korkeimman nopeuden kello 12 ennenkuin se pienenee, kunnes molemmat nopeudet taas kello 9 asemassa sopivat yhteen.
Siten uskotaan, että lisääntyvän hampaan vauhdin ja pienentyvän ulkosivupaineen yhdistelmä, kun ham-10 paat vetäytyvät kalliosta, saa aikaan, että hampaat ylemmässä takakvadrantissa lopettavat kallion leikkuun ja kaivertamisen ja silottavat rei'än seinää. Koska tässä kvadrantissa vielä on olemassa ulospäin poikit-taisvoima, sen vaikutuksen oletetaan olevan tiivistävä, 15 joka puristaa yhteen kaiken irtonaisen kallion ja tasoittaa rei'än seinämää.
Jos leikkuukiekkoa tämän jälkeen kallistetaan pääporakappaleen kiertosuuntaan, ulkokaivertavat hampaat puristuvat lisäksi kallioon lisäten ulkokaiverta-20 vien hampaiden työtä ja vähentäen sitä työtä, jota tunkeutuvat epävakaaksitekevät hampaat tekevät, tämä lisää tunkeutuvien epävakaaksitekevien hampaiden elinikää. Ulkokaivertavien hampaiden elinikää voidaan pidentää käyttämällä hyvin kulumista kestäviä irto-osia, 25 kuten esim. timanttikarbidi irto-osia, siten lisäten terän elinikää. Tämä on erityisen arvokasta, kun porattava kaivonreikä on hyvin syvä, koska se vähentää kuluneen terän pintaan nostamisesta vaihtamista varten aiheutuvaa seisonta-aikaa.
30 Koska alaspäin vaikuttava nettovoima terässä olennaisesti on keskitetty yhteen ainoaan pisteeseen, leikkuukiekolla olevaan hampaaseen kohdassa kello 6, tunkeutuminen kallioon on helposti aikaansaatavissa melkein jokaiseen tunnettuun kallioon. Koska terä po-35 rautuu pienellä aksiaalipaineella alaspäin, tarvitaan ainoastaan pieni lisäys täyden tunkeutumisen aikaansaamiseksi, jos hampaita pidennetään. Suurin osa tarvitta- 8 94279 vasta voimasta kalliossa olevan vastuksen voittamiseksi on pyöritystä ja jokainen lisäys vastuksessa on pääosin voitettavissa lisäämällä pääporakappaleen vääntömoment-tia, joka siirtyy leikkuukiekkoon tai -kiekkoihin.
5 Jokaisessa terässä, jossa käytetään useampia kuin yhtä kiekkoa, on välttämätöntä, että jokaisella kiekolla on eri määrä hampaita sen varmistamiseksi, että matalimpien hampaiden leikkuujäijet ovat vierekkäin. Samalla määrällä hampaita jokaisella kiekolla 10 leikkuujäljet ovat limittäin säännöllisesti toistuvassa kuviossa, joka muodostaa jälkiä ja ehkäisee alimpien hampaiden epävakauttamistoimintoa ja siksi poraustapah-tumaa. Leikkuujäijen ominaispiirteet määräytyvät osittain kiekon muodosta ja sen hampaista.
15 Jos pyörimisakselin poikittaissiirtymä olisi eteenpäin suhteessa pääporakappaleen pyörimissuuntaan, leikkuuvaikutus suoritettaisiin kiekon matalammalla etukvadrantilla. Tunkeutuminen kallioon alkaisi juuri ennen kello 9 asentoa ja siirtyisi alaspainuvana kier-20 teenä, jossa tunkeutuminen lisääntyisi, kunnes hampaat olisivat täysin upotettuna kallioon kello 6 asennossa.
(kts. kuva 2).
Tämän eteenpäin siirtymän vaikutus olisi saada aikaan vastakkainen voima sille, jota tarvitaan tasa-25 painon saavuttamiseksi ja kallion kokoonpuristamiseksi mieluummin kuin epävakaaksitekemiseksi, tehdä se vaikeammaksi leikata ja laittaa leikkuuhampaille ja tuelle tarpeetonta kuormitusta. Työstemassa on myös suunnattu alaspäin rei'än pohjaa vastaan, joka tietyissä kallio-30 olosuhteissa voi saada aikaan terän juuttumisen reikään .
: Tämän keksinnön periaate koskee terää, jossa on yksi tai useampi leikkuukiekko. Erään toisen keksinnön mukaisen sovellutuksen mukaisesti pääporakappaleen 35 yläosassa on joukko silottavia tai leikkaavia elementtejä sijoitettuna säännöllisin välein pääporakappaleen kehän ympärille ja sijoitettuina ei alemmaksi kuin se 9 94279 kohta, jossa porausreiän kovera pohjaosa yhtyy sy.lin-terimäiseen osaan.
Tämä keksintö tekee helpoksi nopean suoraviivaisen kallioon tunkeutumisen, jossa rei'än halkaisija 5 on vakio, käyttää pienempää painetta sekä voimaa ylhäältä alas, laskee siten olennaisesti kustannuksia porattua metriä kohden.
Pehmeässä kalliossa sepelin ja työstemassan tilavuus on huomattavan suuri niin, että rei'ässä, 10 jossa on pieni halkaisija, laite, jossa on yksi tai kaksi pyörivää leikkuukiekkoa, on tehokkaampi, kun se jättää enemmän tilaa rei'än pohjalle työstömassan pois siirtoa varten. Tavallisesti poraan kuuluu kolme leikkuukiekkoa.
15 Keksinnön lisäetuna on tuoda esille suuntava- kaa poraaminen, sillä leikkuuvoiman vektori yhdistettynä pääporakappaleen pyörimiseen aikaansaa sen, että po-raussydän, jonka huippu on rei'an pohjan alapuolella pääkappaleen keskiviivalla, tulee epävakaaksi. Tätä 20 suuntavakavuutta on lisätty pääporakappaleen yläosassa olevien silottavien tai leikkaavien elementtien vaikutuksen avulla, joka pitää terän rei'än keskellä.
Silottavien elementtien toisena etuna on sen varmistaminen, että terän poisvetäytymisliike rei'ästä 25 tapahtuu suoraviivaisesti niin, että vältetään porakap-paleen joutuminen poikittain. Jos porakappale ylöspäin tai alaspäin liikkeen aikana poikkeaa suoralta viivalta, yksi tai useampi kiekoista saattaa juuttua rei'än seinään saaden aikaan joko kiekon tai sen tuen vioittu-30 misen tai rikkoutumisen, jolloin se putoaa reikään tai jää kiinni rei'än seinään tai saa aikaan, että koko terä jää kiinni rei'än seinään estäen onnistuneen pois-vetämisen.
Laite on muodostettu tuomaan esiin aggressii-35 vinen leikkuukiekko poikkeuttamalla jokaisen kiekon pyörimisakselia sivuttain taaksepäin pääkappaleen keskiviivasta suhteessa pääporakappaleen pyörimissuuntaan.
10 94279
Poikkeutuksen määrä vaihtelee terän halkaisijan ja kiekkojen ulkomuodon ja rakenteen mukaisesti.
Läpiviennit, joiden läpi vesi, porausliete tai ilma kulkee pääkappaleen läpi, on muodostettu antamaan 5 sopiva virtaus rikotun kiven poishuuhtomiseksi ja kiekkojen jäähdyttämiseksi porattaessa. Silottavat tai leikkaavat elementit pääporakappaleen yläosassa on sijoitettu monikulmioon ja edullisesti kuusikulmaiseen muotoon. Voimme kutsua tätä rakennetta reikätulkkiren-10 kaaksi. Tämä reikätulkkirengas tulisi edullisesti varustaa hyvin kulutusta kestävillä irto-osilla, jotka koskettavat reiän seinää tietyn etäisyyden päässä rei'-än keskustasta tietyissä pisteissä ympäri reikätulk-kirenkaan halkaisijaa. Siksi vaikka leikkuuelementit 15 kiekoilla kuluisivat syvälle ulottuvan poraamisen jälkeen, reikätulkkirengas varmistaa, että rei’än halkaisija pysyy muuttumattomana poistamalla jäljelle jäänyt kiviaines, johon kulunut kiekkojen leikkuupinta ei ole ulottunut. Reikätulkkirenkaan irto-osat ovat kuitenkin 20 mahdollisesti alttiita kulumiselle, mutta käytännössä tämä järjestelmä varmistaa, että rei'än halkaisija useimmissa poraussovellutuksissa pysyy muuttumattomana vielä senkin jälkeen, kun muut perinteiset järjestelmät jo olisivat kuluneet loppuun.
25 Vaikka reikätulkkirenkaan irto-osat poistavat kaiken jäljelle jääneen kiven, jonka kuluneet leikkuu-kiekot jättävät jälkeensä, ne eivät saa aikaan tätä poistoa yhtä nopeasti kuin kiekot ja huomattava ja progressiivinen nopeuden väheneminen, jolla poraterä 30 etenee, voi olla merkkinä kiekon huomattavasta tai liiallisesta kulumisesta.
Pääporakappaleen pohjan keskiosa voi olla varustettu leikkaavilla elementeillä jäljelle jääneiden kalliopiippujen poistamiseksi, joihin kiekkojen leik-35 kaavat pinnat eivät suoraan ulotu.
Leikkuukiekot on varustettu lisäleikkaavilla elementeillä, jotka on sijoitettu renkaanmuotoisesti 11 94279 kiekon ympärille ja ne on sijoitettu pääleikkuuelement-tien taakse kulmaan, joka saa aikaan, että ne on suunnattu rei'än keskustaan päin sellaisella tavalla, että ne eivät kosketa porausreiän seinää sillä aikaa, kun 5 pääleikkuuelementit tekevät työtään. Näiden lisäleik-kuuelementtien tarkoitus on tärisyttää ja aiheuttaa jokaisen keskeisen kivipiipun hajoaminen, joka on muodostunut rei'än keskiosaan, kun leikkuukiekot pyörivät.
Kuten nyt pitäisi olla selvää, keksintö tuo 10 esille itsekohdistuvan terän, joka sopii hyvin suunta-vakaiden, vakiohalkaisijän omaavien reikien poraamiseen, käyttämällä kevyempiä ja halvempia varusteita. Tunkeutumisnopeudet ovat 20 - 400% nopeampia kuin perinteisillä menetelmillä saavutetut nopeudet. Poralaite 15 on rakennettu aivan varmasti kestämään kaikkia iskuja, paineita ja kaikkea kulumista, joita tavallisesti esiintyy kaupallisissa porausoperaatioissa.
Siksi on selvää, että poranterään, jota tämän keksinnön mukaisesti käytetään kaivonreiän poraamiseen, 20 kuuluu pääkappale, joka on muodostettu pyörimään olennaisesti pystysuoraan asetetun pyörimisakselin ympäri ja jossa on pituussuuntainen läpivienti paineenalaisen porausnesteen tai ilman syöttämiseksi kaivonreikään.
Eräässä toisessa sovellutuksessa terään kuuluu 25 keskeinen läpivienti, joka joko kulkee terän keskustan läpi tai jakautuu joukkoon suunnattuja läpivientejä. Porausneste tai ilma yhdistettynä työstömassaan ja porauskanavasta kaivettuun kallioon kulkee tämän läpiviennin tai näiden läpivientien läpi työstömassan tai 30 kaivetun kiven poistamiseksi.
Kolme pyöritettävää leikkuukiekkoa on edulli-: sesti asennettu pääporakappaleen ulkopuolelle säännöl- lisin välein, näissä leikkuukiekoissa on joukko leik-kuuelementtejä. Kuitenkin on mahdollista, että on ole-35 massa pora, joka on varustettu pienemmällä tai suuremmalla määrällä kiekkoja. Jokaisella leikkuukiekolla on pyörimisakseli, joka on sijoitettu terävään kulmaan » 12 94279 ! pystyakseliin nähden, jonka ympäri pääporakappale pyörii, siten saaden aikaan, että leikkuuelementit on sijoitettava sellaisella tavalla, että pääporakappaleen pyörimissuunnassa saadaan aikaan aggressiivinen leik-5 kaus ja varmistetaan, että ensimmäinen leikkuuelementti on se, joka lähestyy jokaisen kiekon alimpana.
Kulma, johon leikkuukiekkojen kiertoakselit on asetettu, on tyypillisesti 40 - 80 °suhteessa pääporakappaleen kiertoakseliin.
10 Keksinnön olennainen etu on tuoda esille po- ranterä, joka rakenteeltaan on halpa ja hyvin tehokas, jolle poranterälle lisäksi on tunnusomaista itsekoh-distuvuus niin, että se omaa kyvyn suuntavakaaseen poraamiseen.
15 Seuraavassa keksintöä kuvataan viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää sivukaaviokuvaa poranterästä, joka on varustettu taaksepäin sivulle poikkeutetulla leikkuukiekolla, 20 kuva 2 esittää sivukaaviokuvaa poranterästä, joka on varustettu eteenpäin sivulle poikkeutetulla leikkuukiekolla, kuva 3 esittää perspektiivikuvaa poranterästä, joka on varustettu kolmella leikkuukiekolla, 25 kuva 4 esittää perspektiivikuvaa samanlaisesta poranterästä kuin kuvassa 3, joka on varustettu reikä-tulkkirenkaalla, kuva 5 esittää pohjakuvaa poranterästä poraus-rei'ässä, jossa leikkuukiekon pyörimisakseli on poik-30 keutettu sivulle taaksepäin suhteessa pääkappaleen pyör imi s suuntaan, kuva 6 esittää pohjakuvaa samanlaisesta poranterästä kuin kuvassa 5, jossa leikkuukiekkojen pyörimisakselit on poikkeutettu sivulle eteenpäin suhteessa 35 pääkappaleen pyörimissuuntaan, kuva 7 esittää perspektiivikuvaa poranterästä, joka on varustettu taaksepäin sivulle siirretyillä ja
If Ht t MM 114·* .
4 13 94279 eteenpäin kallistetuilla leikkuukiekoilla, kuva 8 esittää pohjakuvaa kuvassa 7 esitetystä poranterästä, kuva 9 esittää perspektiivikuvaa samalla ta-5 valla kuin kuvassa 7 poranterästä, johon on muodostettu poratanko kiinnitettynä terän pohjaan ylöspäin poraamista varten.
kuva 10 esittää sivukuvaa poranterästä, joka on varustettu yhdellä ainoalla leikkuukiekolla, 10 kuva 11 esittää sivukaaviokuvaa, jossa on monikerroksinen kiekkojärjestelmä reikien, joissa on iso halkaisija, poraamiseksi.
Vaikka selitys on rajattu koskemaan porante-rää, joka on varustettu kolmella leikkuukiekolla, po-15 ranterät, joissa on yksi, kaksi tai useampia leikkuu-kiekkoja, kuuluvat esillä olevaan keksintöön.
Kuvaan 3 viitaten keksinnön mukaiseen pyörivään poralaiteeseen 10 kuuluu runkoelin tai vaippa 12, jonka ylimpään osaan on sovitettu urospuolinen välikap-20 pale 14, joka tekee mahdolliseksi, että se voidaan kytkeä pyörivään voimansiirtojärjestelmään, tässä tapauksessa pyörivään käyttöakseliin ns. poratankoon, jonka alin pää on varustettu vastaavalla naaraspuolisella välikappaleella. Liittämällä yhteen uros- ja naarasosat 25 on tehty mahdolliseksi, että runkoelin tai vaippa 12 voidaan kiinnittää hyvin tiiviisti käyttöakselin alimpaan päähän, jota ei ole esitetty, kuitenkin niin, että se on helposti poistettavissa korvaamista varten, jos sellainen silloin tällöin tulee tarpeelliseksi.
30 Voimaa käyttävän akselin keskelle on järjes tetty pitkänomainen reikä, jonka läpi jäähdytysneste : voi virrata ja akseli on keskiviivan tai pyörimisakse lin 20 ympäri pyörivä. Keskiviivan voidaan myös katsoa ulottuvan runkoelimen 12 läpi.
35 Runkoelimessä 12 on keskellä sijaitseva jääh dytysnesteen läpivienti, joka on sijoitettu suoraan linjaan akselin keskellä olevan rei'än kanssa, jonka 14 94279 runkoelimen 12 läpivienti avautuu aukkoina, joita on järjestetty paineenalaisen porausnesteen tai ilman kiertoa varten runkoelimen 12 päälle asennettujen pyörivien kiekkojen tai pyörien 34, 36 ja 38 alueille.
5 Jokainen kiekko 34, 36, 38 on varustettu leik- kaavilla renkaanmuotoon sijoitetuilla elementeillä, joiden pituus, muoto ja sijaintikuvio on riippuvainen leikattavan kallion tilasta.
Kuvassa 4 esitetty poranterä on samanlainen 10 kuin kuvassa 3 esitetty poranterä, ainoana erona ollessa reikätulkkirengas 40, joka edullisesti on monikulmion muotoinen. Tämän keksinnön mukaisesti kiillottavia irto-osia tai hampaita 42 on asennettu jokaisen reikä-tulkkirenkaan sivun leikkauskohtaan, jonka voidaan kat-15 soa muodostavan poranterän maksimihalkaisijän.
Mitä reikätulkkirenkaan sivuihin tulee, on huomattava, että jokainen sivu on kovera ulottuen terän pyörimiskeskiötä kohti reikätulkkirenkaan, johon si-loittavat irto-osat tai hampaat on asennettu, ulkohal-20 kaisijalla olevista leikkauskohdan pisteistä. Tämä rakenne maksimoi sitä tilaa, joka on käytössä kivikap-paleiden ja muun porausjätteen kulkemiseen porausreiän seinän ja reikätulkkirenkaan 40 koverien pintojen välissä ja helpottaa niiden poistamista kiekkoalueelta 25 nesteellä, jota käytetään poranterän toiminnan aikana.
' Tämä yksityiskohta on esitetty hyvin selvästi kuvassa 5. Reikätulkkirenkaan 40 voidaan olettaa olevan modifioidun monikulmion muotoinen.
Pitkäaikaisen poraamisen aikana reikätulkki-30 rengas 40 varmistaa, että kallioon syntyy reikä, jonka halkaisija on vakio, huolimatta siitä, että on mahdollista, että kiekkojen leikkuupinta kuluu ja siten vähentää pyörien tai kiekkojen 34, 36 ja 38 tehokasta leikkuuhalkaisijaa. Tällainen leikkuuhalkaisijän pie-35 neneminen on korvattu tämän keksinnön mukaisesti käyttämällä hyväksi reikätulkkirenkaan 40 irto-osia 42 poranterän yläosassa maksimihalkaisijalla. Nämä ovat il mi i i t i h» - 15 94279 tietysti hyvin kulutusta kestäviä irto-osia, jotka sijaitsevat jokaisessa pisteessä, joka koskee reikään 11, joka syntyy kallioon, niinkuin edellä on esitetty. Teoriassa reikätulkkirenkaan 40 irto-osat tai hampaat 5 42 olisivat myös alttiita kulumiselle, mutta käytännös sä tämä uusi järjestelmä varmistaa rei'an halkaisijan muuttumattomuuden useimmissa poraussovellutuksissa vielä senkin jälkeen, kun muut tavanomaiset järjestelmät jo olisivat pettäneet, poistamalla jäljelle jäänyt 10 kallio, johon kuluneet pyörien tai kiekkojen hampaat eivät ulotu.
Modifioidulla monikulmiorakenteella on vielä se etu, että se estää kiekkojen juuttumista rei'än seinään, kun terää nostetaan ylös rei'ästä.
15 Kuvassa 5 on esitetty pohjakuva poran terästä, joka on samanlainen kuin kuvassa 4. Ainoa ero on leik-kuukiekkojen muoto ja hampaiden sijoituskuvio.
Huolimatta siitä millä tavalla kiekoissa olevia eroja on merkitty eri numeroita käyttämällä, samat 20 numerot merkitsevät samoja poranterän elementtejä kuvasta 3 eteenpäin.
Kuvassa 5 esitetyt poranterän leikkuukiekot 134, 136, 138 ovat katkaistun kartion muotoisia ja leikkuuhampaat 135a, 135b, 137a, 137b, 139a, 139b on 25 sijoitettu kahta ympyräviivaa pitkin vuorottain. Kiekkojen kiertoakseleita a on poikkeutettu sivuttain taaksepäin suhteessa poranterän pyörimissuuntaan, joka on merkitty nuolella Rl. Tämän taaksepäin sivulle poikkeu-tuksen suuruus on merkitty Ab, joka voi vaihdella terän 30 halkaisijan mukaan. Leikkuukiekkojen pyörimissuunta on merkitty nuolella R2. Kiekkojen taaksepäin sivulle • poikkeutuksen etuja on selitetty aikaisemmin selityk sessä viittaamalla kuviin 1 ja 2.
Kuvassa 5 on myös esitetty kolme reikätulkki-35 rengasta 40, joiden hampaat on sijoitettu niin, että varmistetaan vakio reikähalkaisija 11.
Kiekon asema poikkeutettuna sivuttain taakse- • 16 94279 päin sallii irtonaisen/avoimen väliainealueen Ai jokaisen kiekon etuyläkvadrantissa ja uudelleenvakautta-misalueen Ar kiekon 136 takayläkvadrantissa. Nämä alueet on esitetty kuvassa 5 ainoastaan verrattuna kiek-5 koon 136, mutta sama pätee jokaiseen kolmeen kiekkoon.
Reikätulkkirenkaan 40 hampaat 42 ovat osa vii-meistelyaineen kiillottajatyökaluja varmistaen poraus-reiän vakion halkaisijan. Siten alemman takakvadrantin hampaat tekevät epävakaaksi ja leikkaavat porausreiän 10 seinää, kun taas ylätakakvadrantin hampaat tiivistävät kallioseinän leikkauksen jälkeen.
Kuvassa 6 on esitetty poranterä, jossa on kolme leikkuukiekkoa 234, 236, 238, joiden kiertoakse-lit on sivuttain poikkeutettu eteenpäin suhteessa poran 15 terän pyörimissuuntaan. Tämän sivuttain poikkeutuksen suuruus on Af.
Tällaisen laitteen huonot puolet on jo esitetty kuvassa 2. Jokaisessa kiekossa pyörimisakseli on poikkeutettu sivulle eteenpäin, ja irtonainen/avoin 20 väliainealue AI sijaitsee kiekon takayläosassa, kun taas leikkuualue Ad on muodostettu kiekon etupuolelle.
Tällä tavalla leikkaaminen tapahtuu jokaisen kiekon etualakvadrantissa, jonka hampaat leikkaavat seinää puristamalla, kun kiekko pyörii vastapäivään vastakkai-25 sesti kuvan 5 poranterään, jossa hampaat alatakakva-drantissa tekevät epävakaaksi ja leikkaavat porausreiän seinää.
Kuvissa 7 ja 8 on esitetty poranterä, jossa jokaisen kiekon pyörimisakseli ensin on poikkeutettu 30 taaksepäin sivusuunnassa, poikkeutuksen suuruus on Ar, ja sen jälkeen kiekko on kallistettu eteenpäin suhtees-• sa poranterän pyörimissuuntaan kulman Θ mukaisesti.
Tämä kiekon 434, 436, 438 sijainti puristaa jokaista alatakakvadranttia lähemmäksi porausreiän seinää.
35 Kuvassa 9 on esitetty perspektiivikuva toises ta patenttivaatimuksen 23 mukaisesta sovellutuksesta.
Poratanko on kiinnitetty pääporakappaleen, joka on •
Il M i nti I 113» : : ; 17 94279 varustettu urosliittimellä 500, pohjaosaan siinä tarkoituksessa, että on mahdollista porata ylöspäin. Sellaisella terällä voidaan porata ylöspäin tunnelikäytävästä tai muusta tilasta, joka sijaitsee kallion alla, 5 johon pinnasta on porattu reikä, jossa on pienempi halkaisija, poratangon alaslaskemista varten tunneliin tai käytävään niin, että kun terä porataan ylöspäin se suurentaa rei'än halkaisijaa. Todellisuudessa terä, joka on esitetty kuvassa 9 on samanlainen kuin kuvassa 10 7 esitetty terä. Se on varustettu kolmella leikkuu- kiekolla 534, 536, 538, reikätulkkirenkaalla 40, jossa on siloittavat elementit 42. Pääasiallinen ero on, että urosliitin on sijoitettu terän alaosaan ja sen muoto ja mitat ovat erilaisia. Terä kuvassa 9 ei ole varustettu 15 läpivienneillä porausnesteen syöttöä varten.
Kuvassa 10 on esitetty sivukaaviokuva porante-rästä, joka on varustettu yhdellä ainoalla kiekolla 600. Kiekon leikkuuelementit on sijoitettu kolmeen ympyränmuotoiseen kuvioon. Hampaat 601 on sijoitettu 20 lähelle kiekon ulkokehää ja varsinkin alatakakvadrantin hampaat tunkeutuvat ja tekevät kallion 610 epävakaaksi säteensuuntaisesti ja tämän jälkeen hampaat 602, jotka sijaitsevat kiekon ulkopinnalla, kaivertavat kalliota. Hampaat 603, jotka ovat kiekon sisäpinnalla, hajoitta-25 vat piippumuodostelman 611, jonka leikkuukiekko jättää , jäljelle rei'än pohjalle. Lisäksi leikkaavat tai kiil- loittavat elementit 604 pääporakappaleen alaosassa sallivat piippujen 611 leikkaamisen ja silottamisen. Hampaat 602, jotka sijaitsevat takayläkvadrantissa 30 suhteessa porarungon pyörimissuuntaan, tiivistävät kaivon seinää. Siten leikkuuelementtien, jotka sijaitsevat • kiekolla kello 6 ja kello 9 välillä, tulee tehdä kal liota epävakaaksi, poistaa, murskata ja leikata sitä, kun taas hampailla, jotka sijaitsevat kiekon etuosassa 35 kello 9 ja kello 12 välillä, on tiivistävä vaikutus.
Kuvassa 11 on esitetty sivukaaviokuva monikerroksisesta kiekkokokoonpanosta suuren halkaisijan omaa- 18 94279 vien reikien poraamiseksi. Eri kokoisia kiekkoja on asennettu samankeskisinä renkaina porrastettuihin ryhmiin niin, että jokaisen tietyn kiekon tai kiekkojen pystysuora etäisyys pääporakappaleen alimman pisteen 5 yläpuolella lisääntyy ja kiekkojen halkaisijat d1, d2, d3 pienenevät, kun etäisyys säteensuunnassa C3, C2, C3 pääporakappaleen keskiviivasta lisääntyy. Muuntelemalla kiekkojen kokoa ja lukumäärää ja kolmanneksi sijaintia pääporakappaleen keskiviivaan nähden, voidaan porras-10 tettua leikkuuprofiilia porausreiän pohjassa samoin kuin porausnopeutta muuttaa, kuten myös porausreiän halkaisijaa, sopimaan eri kalliotyyppeihin ja -muotoihin.
Tällä tavalla useat edellä mainitut päämäärät 15 ja edut on saavutettu erityisen tehokkaasti. Vaikka useita edullisia sovellutuksia on tuotu esiin ja tässä esitetty seikkaperäisesti, tulee ymmärtää, että tämä keksintö ei missään tapauksessa rajoitu ainoastaan näihin sovellutuksiin, vaan oheenliitetyt patenttivaa-20 timukset määräävät keksinnön puitteet.
«

Claims (29)

1. Poranterä (10), käytettäväksi porausreiän poraamiseen, johon terään kuuluu 5 - pääporakappale (12), joka on järjestetty olennaisesti pystysuoran pyörimisakselin (20) ympäri pyöriväksi ja tarkoitettu asennettavaksi poratankoon, vähintään yksi olennaisesti pyöreä, pyöritettävä leikkuukiekko (34, 36, 38;134, 136, 138; 234, 236, 238; 10 434, 436, 438; 534, 536, 538; 600), joka on asennettu pääporakappaleen (12) alaosan ulkopuolelle saaden aikaan, että poranterä muodostaa porausreiän, jolla on olennaisesti sylinterinmuotoinen seinäosa ja kovera osa, ja jossa leikkuukiekossa on leikkuuelementtejä 15 (135a, 135b, 137a, 137b, 139a, 139b; 601, 602, 603), jotka on järjestetty tavallisesti rengasmaisina muodostelmina, joiden pyörimisakseli (a) on järjestetty terävään kulmaan pääkappaleen (12) pyörimisakseliin (20) nähden leikkuukiekon alhaisimman leikkauskohdan 20 (601) ollessa säteensuuntaisesti etäällä suhteessa porakappaleen pyörimisakseliin (20), tunnettu siitä, että leikkuukiekon pyörimisakseli (a) on hiukan sivuttain poikkeutettu taaksepäin pääporakappaleen (12) pyörimisakseliin (20) nähden suhteessa pääporakappaleen 25 (12) pyörimissuuntaan (Rl) samalla, kun akseleiden ; väliin jäävät kaikki kulmat ovat muuttumattomia, mikä saa aikaan sen, että koko poranterä asettuu tasapainottomaan tilaan, pääkappaleen (12) pyörimisen mahdollistaessa leikkuukiekon hakeutumisen tasapainoon leikkuu-30 elementtien tunkeutuessa poranreiän seinään ja leikatessa kalliota, kun yhdistetyt alaspäin suuntautuvat voimat ylittävät vastakkaiset voimat (tehden poranterän itsekuormittuvaksi) alaspäin suuntautuvien voimien ollessa olennaisesti keskitetyt matalimpaan leikkuuele-35 menttiin, aiheuttaen poranreiän seinän epävakauttamisen tehden terän leikkuuvaikutuksen helpommaksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen poranterä, 20 94279 tunnettu siitä, että pääporakappaleeseen (12) kuuluu ainakin yksi pituussuuntainen läpivienti joko paineen alaisen porausnesteen tai ilman syöttämiseksi porausreikään tai porausnesteeseen tai ilmaan yhdis-5 tetyn työstömassan ja porausreiästä kaivetun kallion poistamiseksi.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poran-terä, tunnettu siitä, että leikkuuelementit kiekkojen (600) päällä on järjestetty ainakin kolmeen 10 rengasmaiseen muotoon (601, 602, 603), keskimmäisen renkaan (602) sijaitessa lähellä leikkuukiekon (600) ulkokehää samalla, kun muut renkaat vastaavasti sijaitsevat kiekon sisä- ja ulkopinnalla, alimmat leikkuuelementit (601) alemmassa keskirenkaan takakvadrantissa 15 tunkeutuvat ja tekevät kallion (610) epävakaaksi samalla kun ulkoleikkuuelementit (602) ja sisäleikkuuelemen-tit (603) kaivertavat epävakaaksi tehtyä kalliota (610) ja ulkoleikkuuelementit takakvadrantissa puristavat ja silottavat rei'än seinää.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että leikkuukiekon pyörimisakseli (c) on lisäksi kallistettu pääkappaleen (12) pyörimissuuntaan (Rl) nähden muuttamalla pyörimisakselin kulmaa (Θ) suhteessa pääporakappaleen keskiviivaan.
5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poran- terä, tunnettu siitä, että leikkuukiekon tasapainottomuuden määrä on verrannollinen etäisyyteen (Ab, Är), jolla leikkuukiekon pyörimisakselia on siirretty sivulle.
6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poran terä, tunnettu siitä, että pyörittävä voima, * joka tarvitaan leikkuukiekon tasapainoon saattamiseksi, on verrannollinen terän alassuuntaiseen työntövoimaan.
7. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poran-35 terä, tunnettu siitä, että pyörittävän voiman saavuttaminen, joka tarvitaan leikkuukiekon tasapainoon saattamiseksi, on verrannollinen leikkuuelementin pi- 21 94279 tuuteen, leveyteen ja profiiliin.
8. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poran-terä, tunnettu siitä, että pyörittävän voiman saavuttaminen, joka tarvitaan leikkuukiekon tasapainoon 5 saattamiseksi, on verrannollinen kallion kuntoon.
9. Patenttivaatimuksen 3 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että kaksi leikkuukiekkoa on asennettu etäisyyden päähän toisistaan.
10. Patenttivaatimuksen 3 mukainen poranterä, 10 tunnettu siitä, että kolme leikkuukiekkoa on asennettu etäisyyden päähän toisistaan.
11. Patenttivaatimuksen 3 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että joukko leikkuukiekkoja on asennettu etäisyyden päähän toisistaan.
12. Patenttivaatimuksen 3 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että joukko leikkuukiekkoja on asennettu etäisyyden päähän toisistaan ja joukko teriä on asennettu tiettyihin paikkoihin muodostamaan suuri yhdistelmäterä, joka pystyy poraamaan suurihalkaisijai-20 siä reikiä, ja kiekot ja terät on järjestetty eri korkeuksille suhteessa toisiinsa niin, että saadaan aikaan porrastettu leikkuuprofiili porausreiän pohjaan.
13. Patenttivaatimuksen 3 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että joukko leikkuukiekkoja tai 25 joukko teriä on asennettu tiettyihin paikkoihin muodos-: tamaan suuri yhdistelmäterä, joka pystyy poraamaan suurihalkaisijäisiä reikiä ja kiekot tai terät on järjestetty eri korkeuksille suhteessa toisiinsa niin, että saadaan aikaan porrastettu leikkuuprofiili poraus-30 reiän pohjaan.
14. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että leikkuukiekon pyörimisakselin (a, c) ja pääporakappaleen (12) pyörimisakselin (20) välinen kulma on terävä.
15. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen po ranterä, tunnettu siitä, että kunkin leikkuu-kiekon pyörimisakselin sivusiirron (Ab, Ar) määrä pää- 22 94279 porakappaleen keskiviivasta on n. 0,8 - 6,4 nun (n. 1/32 - 1/4 tuumaa).
16. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että kunkin leikkuu- 5 kiekon pyörimisakselin sivusiirron (Ab, Ar) määrä pää-porakappaleen keskiviivasta on n. 6,4 - 25,4 mm (n. 1/4 - 1 tuumaa) tai suurempi.
17. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen po-ranterä, tunnettu siitä, että pyöritettävät 10 leikkuukiekot on dynaamisesti tasapainotettu ja sijoitettu niin, että ne tehokkaasti vastavaikuttavat toisiinsa ja poranterä on itsekohdistuva.
18. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että lisäleikkuukiekko 15 on asennettu pystyakselille pääporakappaleen (12) alhaisimpaan kohtaan kiekon tason ollessa kohtisuoraan pääporakappaleen (12) pyörimisakselia (20) vastaan, jotta jokainen pyöritettävien leikkuukiekkojen jäljelle jättämä kivipiippu (611) tulee hajoitetuksi.
19. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että leikkuukiekot ovat olennaisesti litteitä kiekkoja.
19 94279
20. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että leikkuukiekot 25 ovat ulkopinnaltaan olennaisesti koveria.
21. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että leikkuukiekot ovat ulkopinnaltaan olennaisesti kuperia.
22. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen po- 30 ranterä, tunnettu siitä, että pääporakappaleen yläosa on muodoltaan monikulmio, jossa erilaisia si-• lottavia elementtejä on sijoitettu ulkonemaan ulospäin pääporakappaleesta.
23. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen po- 35 ranterä, tunnettu siitä, että pääporakappaleen yläosa on muodoltaan kuusikulmainen ja siihen kuuluu joukko silottavia elementtejä. 41. il,l lii li I I 1.11 . . 1 23 94279
24. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen po-ranterä, tunnettu siitä, että pääporakappaleen yläosaan kuuluu joukko säännöllisin välein sijoitettuja silottavia tai leikkaavia elementtejä (42) pääporakap-5 paleen (12) kehän ympärillä, eikä yhtään alempana kuin niissä kohdissa, joissa porausreiän kovera pohjaosa yhtyy sylinterimäiseen seinäosaan, ja joita silottavia leikkuuelementtejä (42) pääporakappaleen (12) kehän ympärillä käytetään varmistamaan porausreiän muuttuma-10 ton toivottu halkaisija myös silloin, kun leikkuuele-mentit leikkuukiekossa ovat kuluneet ja myös varmistamaan kaivon seinän, joka on leikkuukiekkojen epävakaaksi tekemä ja kaivertama, sen jälkeinen tiivistyminen ja silottuminen.
25. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen po- ranterä, tunnettu siitä, että pääporakappaleen (12) yläosaan kuuluu joukko säännöllisin välein sijoitettuja silottavia tai leikkaavia elementtejä (42) pääporakappaleen kehän ympärillä, eikä yhtään alempana 20 kuin niissä kohdissa, joissa kaivonreiän kovera pohjaosa yhtyy sylinterimäiseen seinäosaan, silottavien tai leikkaavien elementtien ollessa sijoitettuna sellaisella tavalla, että ne muodostavat sylinterimäisen seinä-osan, jonka maksimihalkaisija on suurempi kuin leikkuu-25 kiekon muodostama halkaisija, pääporakappaleen yläosan silottavien elementtien puristaessa säteensuuntaisesti porausreiän seinää sen tiivistämiseksi leikkuukiekkojen aiheuttaman epävakauttamisen ja kaiverruksen jälkeen.
26. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen po-30 ranterä, tunnettu siitä, että pääporakappale on varustettu välineillä, jotka on sovitettu pitämään sen pyörivänä, vaikka poratanko ei pyöri, kuten silloin, kun terää on poikkeutettu tunkeutumissuunnan muuttamiseksi.
27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että pyöritysvälineisiin kuuluu ainakin yksi käytetty turpiini. 24 94279
28. Patenttivaatimuksen 1 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että - poratanko (500) on kiinnitetty pitkittäisesti pääpo-rakappaleen alaosaan sillä tavalla, että terä voidaan 5 porata ylöspäin tunnelista, käytävästä tai muusta tilasta, joka sijaitsee kallion alla, johon reikä on porattu pinnalta pienihalkaisijäisellä poran terällä, jolla on riittävä halkaisija poratangon laskemiseksi alas reikään tunnelin, käytävän tai muun tilan pinnalta 10 kiinnitettäväksi poran terään niin, että kun terä porataan ylöspäin, se suurentaa rei'än halkaisijaa ja kivilohkareet putoavat taaksepäin alas reikään terän taakse tunneliin, käytävään tai muuhun tilaan yhteenkerättä-väksi ja poistettavaksi, 15. leikkuukiekon pyörimisakselin sivusuuntainen sivul- lesiirto pääporakappaleen keskiviivasta on taaksepäin suhteessa pääporakappaleen pyörimissuuntaan, joka pyörii vastakkaiseen suuntaan pääporakappaleen pyörimissuuntaan nähden, kun terä porautuu tavalliseen tapaan 20 alaspäin, koska poratangon pyörimissuunta pysyy samana, mutta poratanko kiinnitetään nyt pääporakappaleen vastakkaiseen päähän.
29. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poranterä, tunnettu siitä, että lisäleikkuukiek- 25 ko on asennettu pystyakselin päälle pääporakappaleen (12) alimpaan kohtaan ja siihen kuuluu välineet, jotka sopivat lisäleikkuukiekon pyörimisen ohjaamiseksi riippumatta pääporakappaleen pyörimisestä tai pyörimättö-myydestä. ' · Il ! · ·« ( M II t I 4 M . 25 94279
FI915544A 1991-09-27 1991-11-25 Poranterä FI94279C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US76722591 1991-09-27
US07/767,225 US5147000A (en) 1990-06-19 1991-09-27 Disc drill bit

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI915544A0 FI915544A0 (fi) 1991-11-25
FI915544A FI915544A (fi) 1993-03-28
FI94279B FI94279B (fi) 1995-04-28
FI94279C true FI94279C (fi) 1995-08-10

Family

ID=25078863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI915544A FI94279C (fi) 1991-09-27 1991-11-25 Poranterä

Country Status (29)

Country Link
US (1) US5147000A (fi)
EP (1) EP0534037B1 (fi)
JP (1) JPH05239982A (fi)
KR (1) KR930006266A (fi)
CN (1) CN1030512C (fi)
AT (1) ATE166947T1 (fi)
AU (1) AU641569B2 (fi)
BR (1) BR9105623A (fi)
CA (1) CA2055291C (fi)
CZ (1) CZ358891A3 (fi)
DE (1) DE69129538D1 (fi)
EG (1) EG19598A (fi)
FI (1) FI94279C (fi)
HU (1) HUT62676A (fi)
IE (1) IE69333B1 (fi)
IL (1) IL100122A (fi)
LT (1) LT3831B (fi)
MA (1) MA22380A1 (fi)
MX (1) MX174011B (fi)
MY (1) MY107015A (fi)
NO (1) NO304198B1 (fi)
OA (1) OA09405A (fi)
PL (1) PL167198B1 (fi)
PT (1) PT99574A (fi)
RU (1) RU2054117C1 (fi)
SK (1) SK358891A3 (fi)
TR (1) TR25810A (fi)
ZA (1) ZA919175B (fi)
ZW (1) ZW17491A1 (fi)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5485888A (en) * 1993-05-17 1996-01-23 R. H. Woods, Ltd. Spherical reaming bit
US5904211A (en) * 1993-09-20 1999-05-18 Excavation Engineering Associates, Inc. Disc cutter and excavation equipment
US5626201A (en) * 1993-09-20 1997-05-06 Excavation Engineering Associates, Inc. Disc cutter and method of replacing disc cutters
US5996713A (en) * 1995-01-26 1999-12-07 Baker Hughes Incorporated Rolling cutter bit with improved rotational stabilization
AUPN832496A0 (en) * 1996-02-27 1996-03-21 Molloy, Anthony John A drilling apparatus
FR2751372B1 (fr) * 1996-07-22 1998-12-04 Total Sa Outil de forage en relaxation
ID30163A (id) * 1998-11-18 2001-11-08 Dresser Ind Mata bor kerucut rotari yang mempunyai suatu bodi mata bor dengan stabilisator yang menyatu
GB2373275B (en) * 2000-04-10 2003-05-28 Smith International Centered-leg roller cone drill bit
ATE374304T1 (de) * 2003-10-29 2007-10-15 Shell Int Research Fluidstrahlbohrwerkzeug
US9574405B2 (en) * 2005-09-21 2017-02-21 Smith International, Inc. Hybrid disc bit with optimized PDC cutter placement
WO2007093771A1 (en) * 2006-02-14 2007-08-23 Smart Stabilizer Systems Limited Downhole assembly and cutter assembly
GB2451100B (en) * 2007-07-18 2012-02-15 Schlumberger Holdings Drill bit
US8522354B2 (en) * 2008-05-24 2013-08-27 Via Technologies, Inc. Microprocessor apparatus for secure on-die real-time clock
US8771275B2 (en) * 2008-09-23 2014-07-08 Ping Xie Device for shaping object with a profile of at least a partial sphere
US8955413B2 (en) * 2009-07-31 2015-02-17 Smith International, Inc. Manufacturing methods for high shear roller cone bits
US8672060B2 (en) * 2009-07-31 2014-03-18 Smith International, Inc. High shear roller cone drill bits
WO2011084944A2 (en) * 2010-01-05 2011-07-14 Smith International, Inc. High-shear roller cone and pdc hybrid bit
WO2011121391A1 (en) 2010-03-29 2011-10-06 Norvic S.A. Drill bit
CN101892810B (zh) * 2010-07-16 2012-07-25 西南石油大学 一种以切削方式破岩的复合式钻头
CN101886522B (zh) * 2010-07-16 2012-07-25 西南石油大学 一种以切削方式破岩的轮式钻头
US20120031671A1 (en) * 2010-08-03 2012-02-09 National Oilwell Varco, L.P. Drill Bits With Rolling Cone Reamer Sections
JP5129387B1 (ja) * 2011-12-27 2013-01-30 エヌ・ティ・ティ・インフラネット株式会社 データ処理装置、位置検出システム、データ処理方法、及びプログラム
NL2009146C2 (en) * 2012-07-06 2014-01-07 Ihc Holland Ie Bv Cutter head for removing material from a water bed.
US9187958B2 (en) * 2012-08-14 2015-11-17 Chevron U.S.A. Inc. Reamer with improved performance characteristics in hard and abrasive formations
US20150090501A1 (en) 2013-10-02 2015-04-02 Varel International Ind., L.P. Roller cutter drill bit with mixed bearing types
WO2015191028A1 (en) * 2014-06-09 2015-12-17 Halliburton Energy Services, Inc. Hybrid bit with roller cones and discs
KR101640311B1 (ko) * 2014-10-02 2016-07-15 윤영덕 굴삭기를 이용한 소형 보링 장치
JP6408407B2 (ja) * 2015-03-26 2018-10-17 京セラ株式会社 コアドリル
CN107023291B (zh) * 2016-06-03 2019-05-03 于殿财 破岩犁头及使用该犁头的破岩装置
CN106368615B (zh) * 2016-11-25 2019-09-20 西南石油大学 一种具有转向轮盘的复合钻头
FI3392455T3 (fi) 2017-04-18 2023-10-17 Sandvik Intellectual Property Leikkauslaite
EP3392450B1 (en) * 2017-04-18 2022-10-19 Sandvik Intellectual Property AB Cutting apparatus
CN116816272A (zh) * 2023-08-28 2023-09-29 西南石油大学 一种具有盘刀和旋转齿的pdc钻头

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1388496A (en) * 1921-08-23 wadsworth
US334594A (en) * 1886-01-19 maloy
US1026886A (en) * 1910-12-07 1912-05-21 Willis W Hester Rock-drill.
US1143274A (en) * 1914-03-19 1915-06-15 Sharp Hughes Tool Company Rotary-disk boring-drill.
US1747908A (en) * 1923-08-11 1930-02-18 Universal Rotary Bit Company Rotary drill bit
US1582332A (en) * 1923-12-08 1926-04-27 William V Seifert Roller-bits drilling tool
US1992350A (en) * 1933-09-05 1935-02-26 Lester C Black Earth boring drill and method
US2201219A (en) * 1937-10-16 1940-05-21 Ivan C Bell Drill bit
US3635296A (en) * 1970-06-04 1972-01-18 Maurice P Lebourg Drill bit construction
US3695370A (en) * 1970-10-14 1972-10-03 Hycalog Inc Drilling apparatus
US3945445A (en) * 1973-10-15 1976-03-23 Tone Boring Company Limited Boring apparatus provided with drill bits freely rotatable around their own axis
US4068731A (en) * 1976-11-17 1978-01-17 Smith International, Inc. Extended nozzle and bit stabilizer and method of producing
US4316515A (en) * 1979-05-29 1982-02-23 Hughes Tool Company Shaft drill bit with improved cutter bearing and seal arrangement and cutter insert arrangement
JPS58501240A (ja) 1981-08-07 1983-07-28 クレデイスク インタ−ナシヨナル ベスロ−テン ベノ−トスハツプ 掘削装置
GB2203774A (en) * 1987-04-21 1988-10-26 Cledisc Int Bv Rotary drilling device
US5064007A (en) * 1988-11-23 1991-11-12 Norvic S.A. Three disc drill bit

Also Published As

Publication number Publication date
IE69333B1 (en) 1996-09-04
NO914578D0 (no) 1991-11-22
RU2054117C1 (ru) 1996-02-10
CN1030512C (zh) 1995-12-13
OA09405A (en) 1992-09-15
IL100122A0 (en) 1992-08-18
FI915544A0 (fi) 1991-11-25
PL167198B1 (pl) 1995-08-31
BR9105623A (pt) 1993-04-20
CA2055291A1 (en) 1993-03-28
MA22380A1 (fr) 1992-07-01
EP0534037A1 (en) 1993-03-31
HU913672D0 (en) 1992-03-30
NO914578L (no) 1993-03-29
TR25810A (tr) 1993-09-01
IE914096A1 (en) 1993-04-07
EP0534037B1 (en) 1998-06-03
PL292670A1 (en) 1993-04-05
US5147000A (en) 1992-09-15
MX9102711A (es) 1993-03-01
NO304198B1 (no) 1998-11-09
CA2055291C (en) 2002-05-14
ZW17491A1 (en) 1992-06-17
FI94279B (fi) 1995-04-28
ZA919175B (en) 1992-08-26
ATE166947T1 (de) 1998-06-15
CZ358891A3 (en) 1993-05-12
CN1071223A (zh) 1993-04-21
DE69129538D1 (de) 1998-07-09
FI915544A (fi) 1993-03-28
MY107015A (en) 1995-08-30
AU8793691A (en) 1993-05-06
KR930006266A (ko) 1993-04-21
EG19598A (en) 1995-07-27
SK358891A3 (en) 1995-07-11
JPH05239982A (ja) 1993-09-17
LT3831B (en) 1996-04-25
PT99574A (pt) 1993-12-31
MX174011B (es) 1994-04-13
HUT62676A (en) 1993-05-28
AU641569B2 (en) 1993-09-23
IL100122A (en) 1994-07-31
LTIP1767A (en) 1995-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI94279C (fi) Poranterä
CA2113054C (en) Ultra hard insert cutters for heel row rotary cone rock bit applications
US3269470A (en) Rotary-percussion drill bit with antiwedging gage structure
JPH0154514B2 (fi)
CS266311B2 (en) Hole device
JPS6144193B2 (fi)
GB2456061A (en) A drill bit with blade profile having concave regions
GB2301852A (en) Drill bit and cutting structure having enhanced placement and sizing of cutters for improved bit stabilization
US6131676A (en) Small disc cutter, and drill bits, cutterheads, and tunnel boring machines employing such rolling disc cutters
EP0572655A1 (en) BIT BIT WITH IMPROVED CUTTING TOOL.
CN100595416C (zh) 具有增强切削元件和切削结构的牙轮钻头
CN212249860U (zh) 一种防卡钻pdc钻头
CA2568508C (en) Arrangement of roller cone inserts
RU2696741C1 (ru) Лопастное долото с износостойкой режущей структурой (варианты)
RU2249088C2 (ru) Шарошка бурового долота
CN205840789U (zh) 一种全覆盖型牙轮掌片
GB2451100A (en) A drill bit having a gauge region formed from disks for steerable drilling
CN209838305U (zh) 一种深部硬地层超高转速钻进用钻头
CA1125500A (en) Roller cutter
RU2170804C2 (ru) Буровое устройство для расширяемой скважины
CN210460508U (zh) 一种可调节锚索孔底扩孔钻头
CN215632792U (zh) 一种聚晶金刚石复合片
RU2332556C1 (ru) Буровая коронка
CN218669222U (zh) 随钻微扩眼工具
CA2257932C (en) Cutter element adapted to withstand tensile stress

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed