JP2003336475A - 破断型ワッシャー及びアースボーリングビット - Google Patents

破断型ワッシャー及びアースボーリングビット

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JP2003336475A JP2002331739A JP2002331739A JP2003336475A JP 2003336475 A JP2003336475 A JP 2003336475A JP 2002331739 A JP2002331739 A JP 2002331739A JP 2002331739 A JP2002331739 A JP 2002331739A JP 2003336475 A JP2003336475 A JP 2003336475A
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Christopher S Byrd
エス バード クリストファー
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドリルビットを破損することなく締め付け過
ぎ状態のドリルビットの取り外しを比較的簡易に可能と
すること。 【解決手段】 ドリルビット１０は、破断型ワッシャー
２４によりドリルストリング２０の組付端部３６に組み
付けられる。破断型ワッシャー２４は、内径と外径を有
するリング状の本体を有する。リング状の本体の第１の
表面４０は、径方向に延在する平らな面であり、本体の
中心軸１４に対して略垂直である。第２の表面４２は、
第１の表面４０に対して傾斜して径方向に延在し、その
結果、破断型ワッシャー２４は、径方向に厚みが増す断
面となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アースボーリング
ビットに係り、より詳細には、ドリルストリングからの
アースボーリングビットの取り外しを容易化する破断型
ワッシャー及びアースボーリングビットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のアースボーリングビットは、ドリ
ルストリングにビットを取り付けるための一体型のねじ
込みピンを有している。ねじ込みピン及びドリルストリ
ングのねじ山は、種々の接続部のすべてが掘削作業中の
ビットの回転運動により締め付け傾向となるような方向
性を有する。実装時にビットが適切に締め付けられてい
ない場合、ドリルストリングにドリルビットを締め付け
過ぎることになる傾向がある。締め付け過ぎのビットの
消耗時、ドリルストリングからビットを取り外すことが
非常に困難となる場合がある。ドリルストリングから締
め付け過ぎのビットを解放する試みとして酸素／アセチ
レントーチを用いてねじ込み接続部を加熱することを含
む、締め過ぎのビットを取り外すための種々の技術が用
いられてきた。これは、時間を浪費する作業であり、掘
削の多大な中断時間を生んでしまう。その他の技術とし
て、ドリルビットを締め付け過ぎの状態から緩和すべく
大型のハンマーを用いることがある。このビット取り外
し問題は、常に重大であるが、許容可能な解決策を見出
すためにほとんど努力がなされていない。
【０００３】従来から、ドリルストリングから締め付け
過ぎのビットを取り外すことを容易化するため、接続ピ
ン位置でドリルビットの円形の表面に装着される破壊型
のリングが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，２３４，０６３号明細書
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
許の破壊型のリングは、平行な表面を有し、ドリルビッ
トの肩部とドリルビットの装着に必要な特別なビットサ
ブとの間に組みつけられたとき、ビットの取り外しの改
善がほとんどない。この特許の破壊型のリングは、リン
グの取り外し及びそれによるドリルストリングからの締
め付け過ぎのドリルビットの解放を容易化するために弱
体化部を有するとされている。破壊型のリングの平行な
表面によって、締め付け過ぎのドリルビットを解放すべ
くリングを取り外す際に多大な困難が生ずる。破壊型の
リングの平行な表面は、締め付け過ぎの接続部の一部を
構成し、ドリルビットとドリルストリング間の脱離のた
めに相当な力が必要となる。
【０００５】従って、ドリルビットを破損することなく
締め付け過ぎ状態のドリルビットの取り外しを比較的簡
易に可能とする、標準的な接続のドリルストリングとド
リルビットの間の組み付け用の破断可能なワッシャーに
対する要望がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によると、ドリル
ストリングとの接続が締め付け過ぎとなったとき、若し
くはビットを緩ませるための手段が利用可能でないと
き、アースボーリングビットや他の工具の取り外しを容
易化する破断型ワッシャーが提供される。本発明の破断
型ワッシャーは、十分な破壊トルクを付加する装置が利
用可能でないときのドリルビットの取り外しのために提
供される。組付けられた時、破断型ワッシャーの表面
は、アースボーリングビットや他の工具とドリルストリ
ングの標準的な受け部との間のねじ込み接続部の接合面
間に存在する。
【０００７】本発明の破断型ワッシャーを収容するた
め、ドリルビットのねじ込みピンの従来的な肩部がワッ
シャーを受けるために改良される。改良されたねじ込み
ピンとワッシャーとの組み合わせは、ＡＰＩ規格に従う
ドリルストリングの標準的な受け接続部に適合する標準
的な形状を有する。本発明の改良型アースボーリングビ
ット及び破断型ワッシャーは、ビットの組付肩部とドリ
ルストリングとの間に当該破断型ワッシャーを介して、
従来的な態様でドリルストリングに組み付けられる。破
断型ワッシャーは、ねじ込みピンの軸に垂直な平らな面
であって、ドリルストリング若しくはビットサブの従来
的な受け部の平面に沿う平らな面を有する。破断型ワッ
シャーの平らな面の裏側の表面は、円錐型の表面を有す
る。円錐型の表面は、ねじ込みピンの位置でドリルビッ
トの円錐型の表面と適合する。ワッシャーの円錐型の表
面と平らな面の組み合わせで、ワッシャーは、径方向に
内側がより薄く、外側がより厚い、径方向に末広がりの
断面となる。
【０００８】締め付け過ぎのドリルビットや他の工具を
取り外すため、本発明の破断型ワッシャーは、ハンマー
やチゼルやその目的の他の工具のような適切な手段によ
り、破断されて接続部から離脱する。円錐型の表面の結
果として、破断したワッシャーを僅かに移動させるだけ
で、接合表面間からの当該ワッシャーの離脱が可能とな
る。
【０００９】本発明によると、ドリルストリングの従来
的な組付端部に取り付けられる工具を含むアースボーリ
ング用装置が提供され、当該装置は、組付端部を含み長
手軸を有する工具本体を含む。工具の結合ピンは、工具
本体の組付端部から一体的に延在し、径方向に延びる表
面を含む。周面は、工具本体の組付端部の一部を構成す
る。周面は、径方向に、工具の結合ピンから外側に向か
って工具本体の外面まで延在する。径方向に延びる表面
は、工具本体の長手軸に垂直な表面に対して１５度より
小さい角度をなす円錐形の表面を含む。破断型ワッシャ
ーは、工具本体の径方向に延びる表面とドリルストリン
グの組付端部との間に組み付けられる。破断型ワッシャ
ーは、工具本体の長手軸に対して垂直な第１の表面と、
当該第１の表面に１５度より小さい角度をなす円錐形の
第２の表面戸を有する。
【００１０】更に、本発明によると、ドリルストリング
の組付端部の従来的な端部と工具との間に組み付けられ
る破断型ワッシャーが提供され、当該破断型ワッシャー
は、第１の平らな表面と、第２の円錐形の表面とを有す
るリング状の本体を含み、径方向に厚みが広がる断面を
有する。２以上の破断点の凹部が、ワッシャーの破断及
び離脱を容易化するため、リング状の本体の外面に形成
される。
【００１１】本発明の技術的な効果は、熱や過剰な力を
用いることなく、ドリルストリングからドリルビットや
他の工具を容易に取り外すことができることである。こ
の技術的特徴は、第１の平らな表面と、第２の円錐形の
表面とを有して、径方向に厚みが広がる断面を有する破
断型ワッシャーにより達成される。
【００１２】本発明のより完全な理解は、添付図面とあ
わせて次の詳細な説明を参照することによってなされる
だろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して説明する。
尚、類似する部品等については全図面を通して共通な参
照番号が付されている。本発明は、好ましい実施例とし
てドリルビットを参照して説明されるが、アースボーリ
ング用に使用される他の工具においても適用可能であ
る。
【００１４】図１及び図２を参照するに、長手軸１４を
有する本体１２を有する従来的なローラコーン型アース
ボーリングビット１０を含むドリルステムアセンブリが
示されている。複数のジャーナルピン（図示せず）が、
図示のような態様で配列された従来的なインサートを有
するローラコーン１８を支持するため、本体１２の部位
１６から延在している。図１及び図２はスリーコーン型
ビットを図示しているが、本発明の破断型ワッシャー
は、かかるビットに限定されることなく、ドラグビッ
ト、ダイアモンドビット及び他のアースボーリング用工
具においても適用可能である。
【００１５】ドリルビット１０は、流体通路２２を有し
た図示のようなドリルストリング２０の従来的な組付端
部受けに螺子式に結合される。ドリルビット１０とドリ
ルストリング２０の組付端部との間には、ドリルストリ
ングからのドリルビットの取り外しを容易化する破断型
ワッシャーが組み付けられる。尚、ドリルビット１０
は、ドリルストリング２０に直接的に結合されることな
く、ドリルビットサブ（図示せず）に結合されてもよ
い。
【００１６】図３を参照するに、破断型ワッシャー２４
の平面図が図示されている。破断型ワッシャー２４は、
ドリルビット１０のねじ込みピン２６の外径より僅かに
大きな内径を有するリング状の形態を有する。破断型ワ
ッシャー２４は、ビット本体１２の径と略同一の外径を
有する。破断型ワッシャー２４の外面は、正対する２つ
の半円状の破断点の凹部２８，３０を含む。同様に、破
断型ワッシャー２４の内面は、正対する２つの半円状の
破断点の凹部３２，３４を含む。凹部２８と凹部３２の
間には、破断リンク部３１があり、凹部３０と凹部３４
の間には、破断リンク部３１がある。尚、２以上の凹部
が、破断型ワッシャー２４の内面若しくは外面に含まれ
てもよく、また、図３に示す半円状の形状は例示に過ぎ
ない。
【００１７】図４を参照するに、破断型ワッシャー２４
の代替実施例が示されている。図示の通り、破断型ワッ
シャー２４は、ドリルビット１０のねじ込みピン２６の
外径よりも僅かに大きい内径を有するリング状の形態を
有する。破断型ワッシャー２４は、ビット本体１２の径
と略同一の外径を有する。破断型ワッシャー２４の外面
は、略１２０度間隔で離間した３つの破断点の凹部２
４，４６，４８を含む。同様に、破断型ワッシャー２４
の外面は、略１２０度間隔で離間した３つの破断点の凹
部５０，５２，５４を含む。図４の破断型ワッシャー２
４の凹部は、切頭三角形の形態を有する。凹部４４と凹
部５０の間及び凹部４６と凹部５２の間並びに凹部４８
と凹部５４の間には、破断リンク部５６がある。図３の
破断型ワッシャーの断面形状は、図４の破断型ワッシャ
ーの断面形状と類似する。
【００１８】図５を参照するに、ドリルビット１０の肩
部３８とドリルストリング２０の従来的な組付端部３６
との間に組み付けられた破断型ワッシャー２４の断面図
が示されている。組付端部３６の表面は、長手軸１４に
垂直であり、破断型ワッシャー２４のリング形状と類似
する略リング状の構造を有する。肩部３８は、長手軸１
４に対して傾斜した円錐形（表面が必ずしも平らである
必要なない）を有し、破断型ワッシャー２４の円錐形の
表面と接合する。
【００１９】図５に示す破断型ワッシャー２４を参照す
るに、破断型ワッシャー２４は、ドリルビット１０とド
リルストリング２０との間に装着されたとき、長手軸１
４（中心軸３５）に垂直で平らな構成の第１の表面４０
を含む。更に、破断型ワッシャー２４は、第１の表面４
０に対して傾斜する円錐形（表面が必ずしも平らである
必要なない）を有する第２の表面４２を有する。破断型
ワッシャー２４は、断面視で径方向に厚みが増す断面形
状を有する。表面４０と表面４２との間の角度は、組付
端部３６と肩部３８との間の位置に破断型ワッシャー２
４を保持するのに十分なほど浅く（小さく）なければな
らず、典型的には１５度以下である。２つの表面間の角
度が大きすぎると、破断型ワッシャー２４は、ドリルビ
ット１０がドリルストリング２０に組み付けられるとき
に、破損し、組付端部３６と肩部３８との間から離脱す
ることになる。
【００２０】第２の表面４２の円錐形状の技術的な効果
は、ドリルストリング２０とドリルビット１０との間か
らのワッシャーの取り外しを容易化することである。破
断型ワッシャー２４をドリルストリング２０とドリルビ
ット１０との間から取り外すため、破断リンク部３１，
３３が破断し、それによりワッシャーが小片へと分断さ
れる。破断型ワッシャー２４が破断した後、ワッシャー
の小片がドリルストリング２０とドリルビット１０との
間から少しだけ移動すると、表面３６と表面４０との間
に隙間が生まれ、これにより破断型ワッシャー２４の容
易な脱離が可能となる。
【００２１】本発明は、詳細に説明されてきたが、説明
は例示であって限定的に解釈されるべきでなく、本発明
の観点や精神は、特許請求の範囲の用語のみに基づいて
解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドリルビットと従来のドリルストリングの受け
部との間に組み付けられた本発明の破断型ワッシャーの
側面図である。
【図２】本発明の破断型ワッシャーに適合する改良型の
ドリルビットを示す、図１のドリルビットの側面図であ
る。
【図３】本発明の破断型ワッシャーの平面図である。
【図４】本発明の破断型ワッシャーの代替実施例の平面
図である。
【図５】ドリルストリングの従来的な受け部とドリルビ
ットとの間に組み付けられた状態の、図３及び図４のワ
ッシャーの断面図である。
【符号の説明】
１０ ドリルビット １４ 長手軸 ２０ ドリルストリング ２２ 流体通路 ２４ 破断型ワッシャー ２６ ねじ込みピン ３６ 組付端部 ３８ 肩部 ４０ 第１の表面 ４２ 第２の表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストファー エス バード アメリカ合衆国 テキサス州 75231 ダ ラス ヒルデイル・ドライヴ 9534 Ｆターム(参考） 2D029 KA00

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ドリルストリングの組付端部に取り付け
    られる工具を含むアースボーリング用装置であって、 長手軸を有する工具本体と、 前記工具本体の組付端部から延在する、該組付端部と一
    体型のねじ込みピンと、 前記ねじ込みピンから前記工具本体の外面まで径方向に
    延在し、前記長手軸に垂直な表面に１５度より小さい角
    度をなし、前記工具本体の組付端部を構成する表面と、 前記工具本体の径方向に延在する表面とドリルストリン
    グの組付端部との間に配設され、前記工具本体の前記長
    手軸に略垂直に径方向に延びる第１の表面と、前記長手
    軸に垂直な表面に１５度より小さい角度をなして径方向
    に延びる第２の表面とを有する破断型ワッシャーとを含
    む、装置。
  2. 【請求項２】 前記径方向に延びる第１の表面は、平ら
    な表面を含む、請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 破断型ワッシャーは、第１の破断点の凹
    部を外面に有する略リング状の構造を有する、請求項１
    記載の装置。
  4. 【請求項４】 破断型ワッシャーは、更に、前記第１の
    破断点の凹部から周方向に離間した第２の破断点の凹部
    を前記略リング状の構造の外面に有する、請求項３記載
    の装置。
  5. 【請求項５】 破断型ワッシャーは、第１の破断点の凹
    部を外面に有する略リング状の構造を有すると共に、前
    記第１の破断点の凹部の反対側に位置する第２の破断点
    の凹部を、前記略リング状の構造の内面に有する、請求
    項１記載の装置。
  6. 【請求項６】 破断型ワッシャーは、更に、前記第１の
    破断点の凹部から周方向に離間した第３の破断点の凹部
    を前記略リング状の構造の外面に有すると共に、前記第
    ３の破断点の凹部の反対側に位置する第４の破断点の凹
    部を、前記略リング状の構造の内面に有する、請求項５
    記載の装置。
  7. 【請求項７】 ドリルストリングの組付端部に取り付け
    られる工具を含むアースボーリング用装置であって、 長手軸を有し、組付端部にねじ込みピンを有する工具本
    体と、 前記工具本体の組付端部で前記ねじ込みピンから前記工
    具本体の外面まで径方向に延在し、前記工具本体の長手
    軸に垂直な表面に５度から１５度の間の角度をなす表面
    と、 前記工具本体の径方向に延在する表面とドリルストリン
    グの組付端部との間に配設され、前記工具本体の前記長
    手軸に略垂直に径方向に延びる第１の表面と、前記径方
    向に延びる第１の表面に５度から１５度の間の角度をな
    して径方向に延びる第２の表面とを有する破断型ワッシ
    ャーとを含む、装置。
  8. 【請求項８】 前記径方向に延びる第１の表面は、平ら
    な表面を含む、請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】 破断型ワッシャーは、第１の破断点の凹
    部を外面に有する略リング状の構造を有する、請求項７
    記載の装置。
  10. 【請求項１０】 破断型ワッシャーは、更に、前記第１
    の破断点の凹部から周方向に離間した第２の破断点の凹
    部を前記略リング状の構造の外面に有する、請求項９記
    載の装置。
  11. 【請求項１１】 破断型ワッシャーは、第１の破断点の
    凹部を外面に有する略リング状の構造を有すると共に、
    前記第１の破断点の凹部の反対側に位置する第２の破断
    点の凹部を、前記略リング状の構造の内面に有する、請
    求項７記載の装置。
  12. 【請求項１２】 破断型ワッシャーは、更に、前記第１
    の破断点の凹部から周方向に離間した第３の破断点の凹
    部を前記略リング状の構造の外面に有すると共に、前記
    第３の破断点の凹部の反対側に位置する第４の破断点の
    凹部を、前記略リング状の構造の内面に有する、請求項
    １１記載の装置。
  13. 【請求項１３】 中心軸を有し、該中心軸に略垂直に径
    方向に延びる第１の表面と、前記中心軸に垂直な表面に
    １５度より小さい角度をなして径方向に延びる第２の表
    面とを有するリング形状の本体を含む、工具とドリルス
    トリングの組付端部との間に組み付けられる破断型ワッ
    シャー。
  14. 【請求項１４】 前記径方向に延びる第１の表面は、平
    らな表面を含む、請求項１３記載の破断型ワッシャー。
  15. 【請求項１５】 前記リング形状の本体は、第１の破断
    点の凹部を外面に有する、請求項１３記載の破断型ワッ
    シャー。
  16. 【請求項１６】 前記リング形状の本体は、更に、前記
    第１の破断点の凹部から周方向に離間した第２の破断点
    の凹部を外面に有する、請求項１５記載の破断型ワッシ
    ャー。
  17. 【請求項１７】 前記リング形状の本体は、第１の破断
    点の凹部を外面に有すると共に、前記第１の破断点の凹
    部の反対側に位置する第２の破断点の凹部を内面に有す
    る、請求項１３記載の破断型ワッシャー。
  18. 【請求項１８】 前記リング形状の本体は、更に、前記
    第１の破断点の凹部から周方向に離間した第３の破断点
    の凹部を外面に有すると共に、前記第３の破断点の凹部
    の反対側に位置する第４の破断点の凹部を内面に有す
    る、請求項１７記載の破断型ワッシャー。
  19. 【請求項１９】 中心軸を有し、該中心軸に略垂直に径
    方向に延びる第１の表面と、前記中心軸に垂直な径方向
    の軸に対して５度から１５度の間の角度をなして径方向
    に延びる第２の表面とを有するリング形状の本体を含
    む、工具とドリルストリングの組付端部との間に組み付
    けられる破断型ワッシャー。
JP2002331739A 2001-11-16 2002-11-15 破断型ワッシャー及びアースボーリングビット Withdrawn JP2003336475A (ja)

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Cited By (1)

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