JP5932942B2 - Separation assembly and method of forming a drilling tool - Google Patents
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Description
本発明は、岩石及び表土を掘削する際に使用される掘削ツールの分離用アセンブリに関する。分離用アセンブリは、2つの掘削ツール構成部分の間に軸方向で配置されるようになっている。掘削ツール構成部分は、結合ねじ山によってジョイントで互いに結合することができる。 The present invention relates to a drilling tool separation assembly for use in excavating rock and topsoil. The separating assembly is arranged axially between the two drilling tool components. The drilling tool components can be connected to each other at the joint by means of connecting threads.
本発明はさらに、分離用アセンブリの使用、及び岩石又は表土を掘削するための掘削ツールを形成する方法に関する。 The invention further relates to the use of a separating assembly and a method of forming a drilling tool for drilling rock or topsoil.
本発明の分野は独立請求項の前提部分において、より具体的に定義されている。 The field of the invention is more specifically defined in the preamble of the independent claims.
鉱山及びその他の作業現場において、掘削機械は、岩石表面及び土壌にドリルホールを削孔するために使用される。掘削機械は、掘削中に掘削ツールを回転させるための回転装置を含む。数多くの掘削用途において、掘削機械はまた、ツールへの衝撃パルスを発生させるための振動装置を含んでいる。掘削ツールはいくつかの掘削ツール構成部分から成っており、これらの掘削ツール構成部分は軸方向に連続的に配置され、結合ねじ山によって互いに結合されている。掘削処置後に掘削構成部分間の結合ねじ山を開放することは難しいことが判っている。結合ねじ山は互いにくっついて動かなくなる傾向がある。くっついたジョイントは時間及び費用の損失を招く。 In mines and other work sites, drilling machines are used to drill drill holes in rock surfaces and soil. The excavating machine includes a rotating device for rotating the excavating tool during excavation. In many drilling applications, the drilling machine also includes a vibration device for generating shock pulses on the tool. The drilling tool consists of several drilling tool components, which are continuously arranged in the axial direction and connected to each other by connecting threads. It has proven difficult to open the coupling threads between the drilling components after the drilling procedure. The connecting threads tend to stick together and become stuck. Sticking joints result in a loss of time and money.
本発明の目的は、掘削構成部分間の結合ねじ山を分離するための新規の改善された装置を提供することである。更なる目的は、掘削ツールの新規の改善された形成方法を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a new and improved apparatus for separating coupling threads between drilling components. A further object is to provide a new and improved method of forming a drilling tool.
本発明による分離用アセンブリは、ジョイントの結合ねじ山が第1の向き(handedness)を有しており;かつ第1対向面及び第2対向面が両方とも、結合ねじ山の第1の向きとは逆の第2の向きを有する少なくとも1つの傾斜フランク面を備えており、これにより分離用アセンブリは、第1対向面及び第2対向面が第1の向きの締めつけ方向に互いに回転させられると長くなるように配置されており、かつ第1対向面及び第2対向面が第1の向きの開放方向に回転させられると短くなるように配置されていることを特徴とする。 The separating assembly according to the present invention has a joint thread of the joint having a first orientation; and both the first and second opposing surfaces have a first orientation of the coupling thread. Comprises at least one inclined flank surface having an opposite second orientation so that the separating assembly is rotated relative to each other in the tightening direction of the first orientation. The first opposed surface and the second opposed surface are arranged so as to be long and are arranged so as to be short when rotated in the opening direction of the first direction.
本発明による方法は、連続する掘削ツール構成部分の間に、請求項1に記載の分離用アセンブリを配置することを特徴とする。
The method according to the invention is characterized in that the separating assembly according to
開示された解決手段の意図は、掘削ツールが少なくとも1つの分離用アセンブリを備えることである。分離用アセンブリは2つの連続する軸方向掘削ツール構成部分の間のジョイントに配置されている。分離用アセンブリは所定の軸方向長さを有している。分離用アセンブリは、ジョイントが開放されると分離用アセンブリの軸方向長さが短くなるのを可能にする分離機構を含んでいる。 The intent of the disclosed solution is that the drilling tool comprises at least one separating assembly. The separating assembly is disposed at a joint between two successive axial drilling tool components. The separating assembly has a predetermined axial length. The separating assembly includes a separating mechanism that allows the axial length of the separating assembly to be reduced when the joint is opened.
さらに、結合ねじ山と分離用アセンブリの対向面とは、これらの開放方向及び締めつけ方向に関して向きが逆である。ジョイントの結合ねじは第1の向きを有する。第1対向面及び第2対向面は両方とも、結合ねじ山の第1の向きとは逆の第2の向きを有する少なくとも1つの傾斜フランク面を備えている。従って、分離用アセンブリは、第1対向面及び第2対向面が第1の向きの締めつけ方向に互いに回転させられると長くなるように配置されており、かつ第1対向面及び第2対向面が第1の向きの開放方向に回転させられると短くなるように配置されている。換言すれば、結合ねじ山が右巻きである場合、フランク面は左巻きであり、その逆も同様である。 Furthermore, the connecting thread and the facing surface of the separating assembly are opposite in their opening direction and tightening direction. The coupling screw of the joint has a first orientation. Both the first facing surface and the second facing surface comprise at least one inclined flank surface having a second orientation opposite to the first orientation of the coupling thread. Therefore, the separating assembly is arranged such that the first facing surface and the second facing surface become longer when they are rotated relative to each other in the tightening direction of the first direction, and the first facing surface and the second facing surface are When it is rotated in the opening direction of the first direction, it is arranged so as to be shortened. In other words, if the coupling thread is right-handed, the flank surface is left-handed and vice versa.
開示された解決手段の利点は、分離用アセンブリが、連続する掘削ツール構成部分間の結合ねじ山の開放を容易にすることである。開放方向の回転に応答して分離機構が短くなると、摩擦力が低減され、開放が容易になる。さらに、傾斜フランク面は製造が容易であり、これらは力及び摩耗に良好に耐える。 An advantage of the disclosed solution is that the separating assembly facilitates the release of the coupling thread between successive drilling tool components. When the separation mechanism is shortened in response to rotation in the opening direction, the frictional force is reduced and opening is facilitated. In addition, the inclined flank surfaces are easy to manufacture and they are well resistant to forces and wear.
1つの実施態様によれば、分離用アセンブリは少なくとも1つの第1中間構成部分と少なくとも1つの第2中間構成部分とを含む。両中間構成部分は互いに面する対向面と、ジョイントの掘削構成部分に面する接触面とを含んでいる。この実施態様により、分離用アセンブリは別個の独立した部品となり、この部品は、掘削ツール構成部分の基本設計にいかなる変更も加えることなしに、結合可能な掘削ツールの間に配置することができる。 According to one embodiment, the separating assembly includes at least one first intermediate component and at least one second intermediate component. Both intermediate components include opposing surfaces facing each other and a contact surface facing the excavation component of the joint. With this embodiment, the separating assembly becomes a separate and independent part that can be placed between the connectable drilling tools without any changes to the basic design of the drilling tool components.
1つの実施態様によれば、分離用アセンブリは1つのみの中間構成部分を含む。この場合、中間構成部分は第1対向面と接触面とを備えている。さらに、ジョイントの結合可能な掘削構成部分のうちの一方が、第2対向面を備えている。この場合、第2対向面は掘削ツール構成部分の一体部分である。この実施態様は、例えば分離用アセンブリの構成部分数又は軸方向長さを最小限にすることが必要な場合に有益である。 According to one embodiment, the separating assembly includes only one intermediate component. In this case, the intermediate component includes a first facing surface and a contact surface. Furthermore, one of the excavation components to which the joint can be coupled includes a second facing surface. In this case, the second facing surface is an integral part of the excavating tool component. This embodiment is useful, for example, when it is necessary to minimize the number of components or the axial length of the separating assembly.
1つの実施態様によれば、結合ねじ山と、対向面の傾斜フランク面とは、開放方向及び締めつけ方向に関して向きが逆である。結合ねじ山は第1ピッチ角を有しており、かつ傾斜フランク面は第2ピッチ角を有している。第2ピッチ角は第1ピッチ角よりも大きい。この実施態様により、開放方向のかなり小さな回転動作でさえ、フランク面の締め付け力を低減し、所要の軸方向短縮を生じさせることができる。しかしながら、第2ピッチ角は第1ピッチ角の5倍未満であるべきである。このようにすると、掘削ツールの使用中の動的な力の影響によって、分離用アセンブリが不慮に開くことを回避し得る。 According to one embodiment, the coupling thread and the inclined flank surface of the opposing surface are opposite in terms of the opening direction and the tightening direction. The coupling thread has a first pitch angle, and the inclined flank surface has a second pitch angle. The second pitch angle is larger than the first pitch angle. With this embodiment, even a fairly small rotational movement in the opening direction can reduce the clamping force of the flank surface and cause the required axial shortening. However, the second pitch angle should be less than 5 times the first pitch angle. In this way, the separation assembly can be prevented from opening inadvertently under the influence of dynamic forces during use of the drilling tool.
1つの実施態様によれば、傾斜フランク面の第2ピッチ角は、結合ねじ山の第1ピッチ角の2〜3倍である。この実施態様は、実際に試験したときに利用可能であることが判っている。 According to one embodiment, the second pitch angle of the inclined flank surface is 2 to 3 times the first pitch angle of the coupling thread. This embodiment has been found to be available when actually tested.
1つの実施態様によれば、傾斜フランク面の第2ピッチ角は、結合ねじ山の第1ピッチ角よりも小さい。従って、この実施態様は、上記の前の2つの段落に記載されているものとは逆である。この実施態様は、分離用アセンブリの不慮の開放が問題になる状況において利用可能である。 According to one embodiment, the second pitch angle of the inclined flank surface is smaller than the first pitch angle of the coupling thread. This embodiment is therefore the opposite of that described in the previous two paragraphs above. This embodiment can be used in situations where inadvertent opening of the separating assembly is a problem.
1つの実施態様によれば、第1対向面は1つ又は2つ以上の第1横方向面を備えており、かつ第2対向面は1つ又は2つ以上の第2横方向面を備えている。横方向面は傾斜フランク面に対して横方向である。横方向面は、軸方向に、又はフランク面に対して垂直に、又は所期の角度方向に形成されていてよい。第1横方向面は第2横方向面に面しており、かつ、第1横方向面と第2横方向面との間には1つ又は2つ以上の可撓性部材が配置されている。可撓性部材は横方向面の間の間隔を占有している。可撓性部材は、横方向面が互いに接触するのを防止する。換言すれば、可撓性部材は、対向エレメント又は対向面が互いに開放方向に回転するのを可能にする。 According to one embodiment, the first opposing surface comprises one or more first lateral surfaces and the second opposing surface comprises one or more second lateral surfaces. ing. The transverse plane is transverse to the inclined flank plane. The transverse plane may be formed in the axial direction, perpendicular to the flank plane, or in the desired angular direction. The first lateral surface faces the second lateral surface, and one or more flexible members are disposed between the first lateral surface and the second lateral surface. Yes. The flexible member occupies the spacing between the lateral surfaces. The flexible member prevents the lateral surfaces from contacting each other. In other words, the flexible member allows the opposing elements or opposing surfaces to rotate with respect to each other in the opening direction.
1つの実施態様によれば、上述の可撓性部材は1種又は2種以上のレジリエント材料、例えばゴム又はエラスチックポリマーから形成されている。分離用アセンブリが開放方向に回転させられると、レジリエント材料は一時的に圧縮又は再成形され得る。 According to one embodiment, the flexible member described above is formed from one or more resilient materials, such as rubber or elastic polymers. When the separating assembly is rotated in the open direction, the resilient material can be temporarily compressed or reshaped.
1つの実施態様によれば、上述の可撓性部材は別個のエレメントであり、このエレメントは、互いに面する横方向面の間に取り付けられる。別個に製造された可撓性部材は横方向面の間に配置しやすく、また必要な場合には後で交換することができる。その最もシンプルな実施形では、別個の可撓性部材はゴム片であってよい。 According to one embodiment, the flexible member described above is a separate element, which is mounted between the lateral surfaces facing each other. Separately manufactured flexible members are easy to place between the lateral surfaces and can be replaced later if necessary. In its simplest implementation, the separate flexible member may be a piece of rubber.
1つの実施態様によれば、対向する横方向面のうちの一方又は両方はレジリエント材料によって被覆されており、レジリエント材料は可撓性部材として役立つ。横方向面の間には、レジリエント材料で充填された空間があってよい。或いは横方向面の面はレジリエント材料でコーティングされていてもよい。レジリエント材料はゴム又はゴム様材料であってよい。何らかのポリマー、例えばポリウレタンPUもこの目的に適している。この実施態様では、可撓性材料は分離用アセンブリに予め配置されるか又は一体化されていて、ひいては分離用アセンブリの容易且つ迅速な取り付けを可能にする。 According to one embodiment, one or both of the opposing lateral surfaces are coated with a resilient material that serves as a flexible member. There may be a space filled with the resilient material between the lateral surfaces. Alternatively, the lateral surface may be coated with a resilient material. The resilient material may be a rubber or rubber-like material. Any polymer, such as polyurethane PU, is also suitable for this purpose. In this embodiment, the flexible material is pre-positioned or integrated into the separation assembly, thus allowing easy and quick attachment of the separation assembly.
1つの実施態様によれば、横方向面は1つ又は2つ以上のばね部材によって互いに所定の間隔を置いて保持されている。分離用アセンブリが開放方向へ向かって回転させられると、ばね部材は圧縮して、分離用アセンブリが軸方向に短くなるのを可能にする。いくつかの状況では、上述のレジリエント材料の代わりにばね部材を可撓性部材として使用することがより好都合な場合がある。 According to one embodiment, the lateral surfaces are held at a predetermined distance from one another by one or more spring members. As the separating assembly is rotated in the opening direction, the spring member compresses, allowing the separating assembly to be shortened in the axial direction. In some situations, it may be more convenient to use a spring member as the flexible member instead of the above-described resilient material.
1つの実施態様によれば、中間構成部分の接触面は、摩擦係数が意図的に高められた1つ又は2つ以上の摩擦ゾーンを備えている。摩擦ゾーンは、表面粗さが意図的に高められていてよい。摩擦ゾーンは例えば刻み目を含んでいてよい。或いは、摩擦ゾーンは中間構成部分の基礎材料と比較して摩擦係数が大きい摩擦材料で被覆されていてもよい。接触面は1つ又はいくつかのより小さな摩擦ゾーン、及び特徴が開示されていない1つ又は2つ以上の付加的なゾーンを有していてよく、或いは接触面全体が、全域に対して摩擦係数を高めるように処理される。摩擦ゾーンが意図するのは、中間構成部分と結合可能な掘削ツール構成部分との間の摩擦力を高めることによって、結合ねじ山の不慮の開放を防止することである。 According to one embodiment, the contact surface of the intermediate component comprises one or more friction zones with an intentionally increased coefficient of friction. The friction zone may be intentionally increased in surface roughness. The friction zone may include notches, for example. Alternatively, the friction zone may be coated with a friction material having a higher coefficient of friction compared to the base material of the intermediate component. The contact surface may have one or several smaller friction zones and one or more additional zones whose features are not disclosed, or the entire contact surface is frictional against the entire area Processed to increase the coefficient. The friction zone is intended to prevent inadvertent opening of the coupling thread by increasing the frictional force between the intermediate component and the connectable drilling tool component.
1つの実施態様によれば、中間構成部分の接触面はテーパ形状を有している。テーパ形状により、中間構成部分と、結合可能な掘削ツール構成部分との接触面積を増大させることができる。中間構成部分は外周、或いは中間構成部分の内周にテーパ接触面を含んでいてよい。 According to one embodiment, the contact surface of the intermediate component has a tapered shape. The tapered shape can increase the contact area between the intermediate component and the connectable excavation tool component. The intermediate component may include a tapered contact surface on the outer periphery or the inner periphery of the intermediate component.
1つの実施態様によれば、中間構成部分は外周と内周とを有しており、これら両方は1つ又は2つ以上の湾曲面を含んでいる。外周及び内周は両方とも閉じられた形態を有していてよい。 According to one embodiment, the intermediate component has an outer periphery and an inner periphery, both of which include one or more curved surfaces. Both the outer periphery and the inner periphery may have a closed configuration.
1つの実施態様によれば、中間構成部分は環状形態を有しており、これにより外周及び内周を有している。中間構成部分は例えば円形又は楕円形形状を有していてよい。 According to one embodiment, the intermediate component has an annular form, thereby having an outer periphery and an inner periphery. The intermediate component may have a circular or elliptical shape, for example.
1つの実施態様によれば、中間構成部分は2つ又は3つ以上の別個の片から形成されている。中間構成部分は、例えば2つの半部から形成されたスリーブ様片であってよい。 According to one embodiment, the intermediate component is formed from two or more separate pieces. The intermediate component can be, for example, a sleeve-like piece formed from two halves.
1つの実施態様によれば、中間構成部分の対向面は2つ又は3つ以上の別個の片から形成されている。中間片は、対向面の凹部に取り付けられたいくつかの対向片を備えていてよい。 According to one embodiment, the opposing surfaces of the intermediate component are formed from two or more separate pieces. The intermediate piece may comprise several opposing pieces attached to the recesses of the opposing surface.
1つの実施態様によれば、分離用アセンブリはダウンザホール掘削(DTH)に使用されるようになっている。この場合、分離用アセンブリはドリルビット集成体とダウンザホール振動装置との間に配置される。ドリルビット集成体は、ドリルビットと、ドリルビットを締め付けるための締め付け部材を含んでいる。ダウンザホール振動装置はDTHハンマとしても知られている。 According to one embodiment, the separation assembly is adapted for use in down-the-hole drilling (DTH). In this case, the separating assembly is disposed between the drill bit assembly and the down-the-hole vibration device. The drill bit assembly includes a drill bit and a clamping member for clamping the drill bit. Down-the-hole vibrators are also known as DTH hammers.
1つの実施態様によれば、分離用アセンブリはDTH掘削において使用される。分離用アセンブリはドリルビット集成体のロックナットとDTHハンマとの間に配置される。ロックナットはドライバーサブ(driver sub)としても知られている。 According to one embodiment, the separation assembly is used in DTH drilling. The separating assembly is disposed between the lock nut of the drill bit assembly and the DTH hammer. Lock nuts are also known as driver subs.
1つの実施態様によれば、分離用アセンブリはエクステンション掘削において使用されるようになっている。この場合、分離用アセンブリは2つの連続する掘削ツール構成部分間に配置される。掘削ツール構成部分は例えばドリルビット、ドリルロッド、又はドリルパイプであってよい。 According to one embodiment, the separation assembly is adapted for use in extension drilling. In this case, the separating assembly is arranged between two successive drilling tool components. The drilling tool component can be, for example, a drill bit, a drill rod, or a drill pipe.
1つの実施態様によれば、分離用アセンブリは回転掘削において使用されるようになっている。この場合、分離用アセンブリは回転ユニットとドリルビットとの間に配置される。回転ユニットとドリルビットとの間には、結合ねじ山を備えた1つ又は2つ以上のドリルチューブ又はドリルロッドが位置していてよい。 According to one embodiment, the separation assembly is adapted for use in rotary excavation. In this case, the separating assembly is arranged between the rotating unit and the drill bit. Between the rotating unit and the drill bit, one or more drill tubes or drill rods with coupling threads may be located.
1つの実施態様によれば、分離用アセンブリはトップハンマー掘削において使用されるようになっている。この場合、分離用アセンブリは、掘削機械とドリルビットとの間に配置される。掘削機械及びドリルビットは掘削設備の互いに対向する端部に配置されている。掘削機械とドリルビットとの間には、結合ねじ山を備えた1つ又は2つ以上のドリルチューブ又はドリルロッドが位置していてよい。 According to one embodiment, the separating assembly is adapted for use in top hammer drilling. In this case, the separating assembly is arranged between the drilling machine and the drill bit. The drilling machine and the drill bit are arranged at opposite ends of the drilling facility. Between the drilling machine and the drill bit, one or more drill tubes or drill rods with coupling threads may be located.
1つの実施態様によれば、分離用アセンブリはいかなる結合ねじ山も有していない。その代わりに、2つの掘削ツール構成部分が、ジョイント内でこれらを結合するための所要の結合ねじ山を備えている。従って、結合可能な掘削ツール構成部分に当て付けられた分離用アセンブリの表面は、結合ねじ山を備えていない。分離用アセンブリは、結合ねじ山によって掘削ツール構成部分に締め付けられることなしに、2つの結合可能な掘削ツール構成部分間に配置された中間片であってよい。 According to one embodiment, the separating assembly does not have any connecting threads. Instead, the two drilling tool components are provided with the required coupling threads for coupling them in the joint. Thus, the surface of the separating assembly applied to the connectable drilling tool component does not have a connecting thread. The separating assembly may be an intermediate piece disposed between two connectable drilling tool components without being clamped to the drilling tool component by connecting threads.
上に開示した実施態様を組み合わせて、開示された必要な特徴を備えた好適な解決手段を形成することができる。 The embodiments disclosed above can be combined to form a suitable solution with the required features disclosed.
添付の図面においていくつかの実施態様を詳述する。 Several embodiments are described in detail in the accompanying drawings.
明確にするために、図面は、開示された解決手段のいくつかの実施態様を単純な形で示している。図中、同様の符号は同様のエレメントを指定する。 For the sake of clarity, the drawings show in simple form some embodiments of the disclosed solution. In the figure, like symbols designate like elements.
図1は、岩石掘削ユニット2を含む岩石掘削リグ1を示す。岩石掘削ユニット2はブーム3によって可動キャリア4に結合されていてよい。掘削ユニット2は送りビーム5と送りビーム上に支持された岩石掘削機械6とを含んでいてよい。岩石掘削機械6は送り装置7によって送りビーム5上で運動させることができる。岩石掘削機械6は、ツール9を結合するために岩石掘削機械6の前端部にシャンク8を含んでいる。ツール9は1つ又は2つ以上のドリルロッド10と、ツール9の遠位端に配置されたドリルビット11とを含んでいてよい。岩石掘削機械6はさらに、シャンク8とシャンク8に結合されたツール9とを回転させるための回転装置12を含んでいる。岩石掘削がツールの回転R及び送りFに基づいて行われる場合、掘削は回転掘削と呼ばれる。しかし、岩石掘削機械6は、ツール9への衝撃パルスを生成するための衝撃装置又は振動装置13を含んでもよい。岩石掘削機械6が振動装置13を備えていて、振動装置13がツール9の、ドリルビット11とは反対側の端部に配置されている場合、掘削はトップハンマー掘削と呼ばれる。
FIG. 1 shows a
ツール9、ツールのドリルロッド10、及びドリルビット11は、掘削ツール構成部分14である。掘削ツール構成部分は、軸方向に連続して配置されている。連続する掘削ツール構成部分14の間には、構成部分を相互接続するためのジョイント15がある。ジョイント15は結合ねじ山を含んでいてよい。結合ねじ山は、ツール9の中心線の周りで掘削ツール構成部分14を互いに螺合させることによって、ジョイントの装着及び離脱を可能にする。さらに、ツール9の前端部は、結合ねじ山を含むジョイント15によってシャンク8に結合することができる。ジョイント15の結合ねじ山は互いにくっついて動かなくなることがある。このために、ジョイント15は本出願において記載された分離用アセンブリを備えていてよい。
掘削現場では、1つ又は2つ以上のドリルホール16を掘削ユニット2を用いて掘削する。ドリルホール16は、図1に示されているように鉛直方向に、或いは水平方向又は角度付き方向に掘削することができる。ドリルホール16は岩石又は土壌に掘削されてよい。
At the excavation site, one or more drill holes 16 are excavated using the
図2は、DTH掘削のための掘削ユニット2を示している。掘削ユニット2は、振動装置41が工具9の、回転装置12又は回転ユニットとは反対側の端部に位置する点で、図1のものと異なっている。掘削中、振動装置41はドリルホール16内にあり、またドリルビット11は振動装置41に直接に結合されてよい。ドリルビット11又はドリルビット集成体は、ドライバーサブとしても知られるロックナット37によって振動装置13に結合されてよい。図2に示されているように、ツール9は1つ又は2つ以上のロッド10又はチューブを含んでいてよく、これらは結合ねじ山を備えたジョイント15によって連続的に結合されてよい。さらに、ツール9の後端部は、やはり結合ねじ山を含むジョイント15によって、シャンク8に結合されてよい。ロックナット37と振動装置41の前端部との間にも、結合ねじ山を備えたジョイント15が設けられている。ジョイント15の結合ねじ山は互いにくっついて動かなくなることがある。このために、ジョイント15は本出願において記載された分離用アセンブリを備えていてよい。ツール、エクステンションドリルチューブ、ドリルビット集成体、及び振動ピストンは全て掘削ツール構成部分14であり、これらの掘削ツール構成部分は軸方向に相前後して配置され、掘削中に使用される。連続する掘削ツール構成部分14の間には、構成部分を互いに結合するためのジョイント15が設けられている。
FIG. 2 shows a
図3は、分離用アセンブリ18を単純な形で開示している。この実施態様では、分離用アセンブリ18は、2つの連続する軸方向掘削ツール構成部分14a及び14bの間のジョイント15内に配置されている。これらの構成部分はこの特定の例では、ドリルチューブ10、及び締め付け部分19を備えたドリルビット11である。締め付け部分19の外面は結合雄ねじ山20を備えており、ドリルチューブ10は結合雌ねじ山21を備えている。結合ねじ山20,21は互いに螺合し、第1ピッチ角P1を有する。分離用アセンブリ18は第1中間構成部分22aと第2中間構成部分22bとを含んでよい。これらの中間構成部分は掘削ツール構成部分14a,14bとは別個のものである。中間構成部分22a,22bは、掘削ツール構成部分14に面する接触面24を有している。中間構成部分22a,22bは、互いに面する対向エレメントを含む。これらの対向エレメントは、初期軸方向長さL1が、開放方向Roにジョイント15の結合ねじ山20,21を回転させるのに応答して短くなるのを可能にする分離機構25を含む。分離機構25の実行後の短縮された軸方向長さL2も図3に示されている。締めつけ方向Rcもこの図に示されている。
FIG. 3 discloses the separating
図3の開示された実施態様では、分離機構25の対向エレメントは、互いに面する第1対向面26及び第2対向面27である。第1対向面26及び第2対向面27は両方とも、1つ又は2つ以上の傾斜フランク面を備えている。結合ねじ山20,21は第1の向きを有しており、かつ対向面26,27の傾斜フランク面は第2の向きを有している。結合ねじ山が右巻きである場合、傾斜フランク面は左巻きであり、その逆も当てはまる。対向面26,27の傾斜フランク面は第2ピッチ角P2を有している。第2ピッチ角は、図3に明示されているように、結合ねじ山20,21の第1ピッチ角P1よりも大きい。
In the disclosed embodiment of FIG. 3, the opposing elements of the
第1対向面26は第1横方向面28を含んでよく、第2対向面27は第2横方向面29を含んでよい。これらの横方向面は互いに面している。横方向面28,29は、可撓性部材31が内部に配置されている空間30を形成する。可撓性部材31は横方向面28,29の間の間隔D1を占有する。
The first opposing
第1対向面26及び第2対向面27が締めつけ方向Rcに互いに回転させられると、分離用アセンブリ18の軸方向長さは長くなる。この場合、分離用アセンブリ18は初期長さL1を有する。ジョイント15が開かれ、第1対向面26が第2対向面27に対して開放方向Roに回転させられると、分離用アセンブリ18の軸方向長さは短くなる。この場合分離用アセンブリ18は第2軸方向長さL2を有し、その結果、摩擦力がジョイント15内で低減され、ジョイント15の容易な開放が可能になる。可撓性部材31は、中間構成部分22a,22bが開放方向Roに向かって相対運動するのを可能にする。可撓性部材31は空間30内に配置された別個の片であってよい。可撓性部材は例えばゴム片であってよい。
When the first facing
さらに述べるならば、中間構成部分22a,22bは外径32と内径33とを有するスリーブ様片であってよい。しかし他の形状及び形態も可能である。付加的な実施態様が1つのみの中間構成部分22a又は22bを含んでよい。それというのも、掘削ツール構成部分14a又は14bのうちの一方が一体的な対向面26又は27を有し得るからである。
More specifically, the
図4では、分離用アセンブリ18は開放方向Roに向かって回転させられ、これにより横方向面28及び29は互いに相対運動させられ、かつ可撓性部材30によって占有される空間31の間隔D2が減少する。可撓性部材31は使用される構造及び材料に応じてその形状が変わり、或いは、圧縮される。この実施態様では、可撓性部材31は平らにされて、中間構成部分22a,22bの相対運動及び分離用アセンブリ18の長さの短縮Lsを可能にする。第1横方向面28の初期位置が点線で示されている。
In FIG. 4, the separating
図5において、分離用アセンブリ18の可撓性部材31は、空間30内に配置されたばねである。ばねは例えば螺旋ばねであってよい。
In FIG. 5, the
図6では、可撓性部材31は、注型、射出成形、又はその他の形式で空間30内に配置された可撓性材料である。空間30を充填する可撓性材料は例えばポリウレタンであってよい。可撓性材料は横方向面28,29を合体させ、これにより中間構成部分22a,22bを結合して1つの統一的な物体を形成する。図6はさらに、対向面26,27の傾斜フランク面の向きが逆であるという点で、図3〜5に開示された解決手段とは異なる。傾斜フランク面の向きは、結合ねじ山の向きに従って設計することができる。ねじ山の向きは本出願の図面では一例が示されているにすぎない。分離用アセンブリ18のねじ山の向きは、図に示された他の形体に影響を及ぼすことはない。
In FIG. 6, the
図7aは、中間構成部分22が、対向面27内にいくつかの傾斜フランク面と横方向面29とを含み得ることを示している。図7aに示された解決手段において、対向面27は4つの区分に分けられているが、しかしセクションの数は2又は3、或いは5以上であってもよい。
FIG. 7 a shows that the
図7bでは、中間構成部分22は2つの半部23a及び23bから形成されている。3片以上から成る中間構成部分を形成することも可能である。図7bはさらに、横方向面29を可撓性材料でコーティングし、これにより可撓性部材31を中間構成部分と一体化し得ることを示している。
In FIG. 7b, the
図7cはさらに、中間構成部分22が基本スリーブとは異なる形状を有し得ることを示している。中間構成部分23はスロット32を有していて、これにより外周が閉じられていない。他方において、分離用アセンブリ18の外面は円形である必要はなく、任意の適宜の形状を有していてよい。
FIG. 7c further shows that the
図8a及び8bは、中間構成部分22の接触面24が1つ又は2つ以上の摩擦ゾーン33を含んでよいことを示している。これらの摩擦ゾーン33は全て、中間構成部分の基礎材料の摩擦係数と比較して高い摩擦係数を有している。摩擦ゾーン33は刻み目又は他の表面処理を含んでよく、或いは被膜を含んでもよい。
FIGS. 8 a and 8 b show that the
図9は、エクステンション掘削ツールの2つのドリルロッド又はチューブの間のジョイント15内に配置された分離用アセンブリ18を示している。第1掘削ツール構成部分14aはショルダ34を有していてよく、このショルダには分離用アセンブリ18が当て付けられている。
FIG. 9 shows a separating
図10は、図9の解決手段の別の実施態様を示している。分離用アセンブリ18は1つのみの中間構成部分22bを含んでいる。それというのも、第1対向面26及び第1横方向面28が第1掘削ツール構成部分14aの端面に一体化されているからである。
FIG. 10 shows another embodiment of the solution of FIG. The separating
図11は、第2掘削ツール構成部分22bが結合スリーブ35を含むジョイント15を示している。分離用アセンブリ18は結合スリーブ35の底部に配置されてよい。
FIG. 11 shows the joint 15 in which the second
図9〜11はトップハンマー手段に関する。この場合、結合ねじ山は左巻きであるのが典型的である。そのために分離用アセンブリ18の傾斜面は右巻きである。
9-11 relate to the top hammer means. In this case, the connecting thread is typically left-handed. Therefore, the inclined surface of the separating
図12はドリルビット11とロックナット37とを含む掘削ツール集成体36を開示している。ドリルビット11は締め付け部分19を含んでよい。この締め付け部分の周りに、ロックナット37の締め付け部38が配置されてよい。締め付け部38は結合ねじ山20を備えている。ロックナット37はさらに把持部39を含んでいてよい。ドリルビット11の締め付け部19の遠位端には、衝撃パルスを受容するための衝撃面40がある。締め付け部分19は、振動装置41の動作中にロックナット37に対して軸方向にスライドすることができる。
FIG. 12 discloses a
図13は、ダウンザホール振動装置41と掘削ツール集成体36との間に分離用アセンブリ18が配置され得ることを示している。DTH振動装置41は、掘削ツール集成体36の衝撃面40を打撃するように配置された振動ピストン42を含んでいる。掘削ツール集成体36の結合ねじ山20は、振動装置41の内面に設けられた結合ねじ山に結合されている。分離用アセンブリ18は、本出願における上記原理に従って、結合ねじ山の容易な開放を可能にする。
FIG. 13 illustrates that the
図14において、分離用アセンブリ18は図13の解決手段とは別の位置に配置されている。分離用アセンブリ18は、振動装置41内部で保持エレメント43と、ロックナット37の締め付け部38の端面44との間に位置している。図14では、分離用アセンブリ18はジョイント15の掘削ツール構成部分14a,14bと底部接触形態を有しているのに対して、図13ではショルダ接触形態が適用されている。
In FIG. 14, the separating
図13及び14において、分離用アセンブリ18の第2中間構成部分22bはロックナット37の一体部分であってよい。この場合、把持部39の上面は分離機構の一部として作用するために必要とされるエレメントを含んでよい。
13 and 14, the second
図15は、図13の解決手段において示されたものとほとんど同じ形体を有するジョイント15を示している。しかし図15では、分離用アセンブリ18の第2中間構成部分22bは、ロックナット37の把持部39に当接するテーパ接触面24tを有している。これの代わりに又はこれに加えて、第1中間構成部分22aの接触面24がテーパ形状を有してもよい。この場合にはもちろん、分離用アセンブリに面する掘削ツール構成部分14a,14bもテーパされる必要がある。さらに、開示されたテーパ接触面を少なくとも図3、9及び10の解決手段にも適用することも考えられる。
FIG. 15 shows a joint 15 having almost the same shape as that shown in the solution of FIG. However, in FIG. 15, the second
図12〜15はDTHハンマー手段に関する。この場合、結合ねじ山は右巻きであるのが典型的である。そのために分離用アセンブリ18の傾斜面は左巻きである。
12-15 relate to DTH hammer means. In this case, the coupling thread is typically right-handed. Therefore, the inclined surface of the separating
図面及び関連の説明は本発明の着想を例示するために意図されているにすぎない。本発明の詳細は、特許請求の範囲内で変化することがある。 The drawings and the associated description are only intended to illustrate the idea of the invention. The details of the invention may vary within the scope of the claims.
Claims (14)
前記分離用アセンブリ(18)は、結合ねじ山(20,21)によってジョイント(15)で互いに結合可能な2つの掘削ツール構成部分(14)の間に軸方向で配置されるようになっており;
前記分離用アセンブリ(18)は第1対向エレメントと第2対向エレメントとを含み;
前記第1対向エレメント及び第2対向エレメントは、それぞれ互いに面する第1対向面(26)及び第2対向面(27)であり;
上記第1及び第2対向エレメントのうちの少なくとも一方が、掘削ツール構成部分(14)とは別個の中間構成部分(22)内に配置されており;
前記中間構成部分(22)が、前記掘削ツール構成部分(14)に面する接触面(24)を有しており;かつ
前記第1対向エレメントと前記第2対向エレメントとの間に、分離機構が形成されており、前記分離機構は、前記分離用アセンブリ(18)の軸方向長さ(L1)が、開放方向(Ro)に前記ジョイント(15)の前記結合ねじ山(20,21)を回転させるのに応答して短くなる(L2)のを可能にする形式であり、
ここで、
前記ジョイント(15)の前記結合ねじ山(20,21)が第1の向きを有していること;及び
前記第1対向面(26)及び前記第2対向面(27)が両方とも、前記結合ねじ山(20,21)の第1の向きとは逆の第2の向きを有する少なくとも1つの傾斜フランク面を備えており、これにより前記分離用アセンブリ(18)は、前記第1対向面(26)及び前記第2対向面(27)が前記第1の向きの締めつけ方向(Rc)に互いに回転させられると長くなるように配置されており、かつ前記第1対向面(26)及び前記第2対向面(27)が前記第1の向きの開放方向(Ro)に回転させられると短くなる(Ls)ように配置されていること
を特徴とする、分離用アセンブリ。 An assembly for excavating tools for excavating rock and topsoil,
Said separating assembly (18) is arranged axially between two drilling tool components (14) which can be connected to each other at joint (15) by means of connecting threads (20, 21). ;
Said separating assembly (18) comprises a first opposing element and a second opposing element;
The first opposing element and the second opposing element are a first opposing surface (26 ) and a second opposing surface (27) facing each other;
At least one of the first and second opposing elements is disposed in an intermediate component (22) separate from the drilling tool component (14);
The intermediate component (22) has a contact surface (24) facing the excavation tool component (14); and a separation mechanism between the first and second opposing elements The separation mechanism has an axial length (L1) of the separation assembly (18) that causes the coupling thread (20, 21) of the joint (15) to open in the opening direction (Ro). It is a format that allows (L2) to be shortened in response to rotation,
here,
The coupling thread (20, 21) of the joint (15) has a first orientation; and both the first opposing surface (26) and the second opposing surface (27) At least one inclined flank surface having a second orientation opposite to the first orientation of the coupling threads (20, 21), whereby the separating assembly (18) is provided with the first facing surface; (26) and the second facing surface (27) are arranged so as to become longer when they are rotated in the tightening direction (Rc) in the first direction, and the first facing surface (26) and the second facing surface (27) Separation assembly, characterized in that the second facing surface (27) is arranged to be shorter (Ls) when rotated in the opening direction (Ro) of the first orientation.
前記中間構成部分(22a又は22b)は、前記第1対向面(26)又は前記第2対向面(27)及び接触面(24)を備えており;かつ
前記ジョイント(15)の前記結合可能な掘削ツール構成部分(14a又は14b)の一方が前記第1対向面(26)又は前記第2対向面(27)を備えており、これにより前記第1対向面(26)又は前記第2対向面(27)は前記掘削ツール構成部分(14a又は14b)の一体部分である
ことを特徴とする、請求項1に記載の分離用アセンブリ。 Said separating assembly (18) comprises only one intermediate component (22);
The intermediate component (22a or 22b) comprises the first opposing surface (26 ) or the second opposing surface (27) and a contact surface (24); and the jointable of the joint (15) drilling tool component (14a or 14b) while said first opposing surface (26) or the second opposing face has a (2 7), whereby said first opposing surface (26) or the second opposing 2. Separating assembly according to claim 1, characterized in that the face (27) is an integral part of the drilling tool component (14a or 14b).
前記傾斜フランク面が第2ピッチ角(P2)を有しており;かつ
前記第2ピッチ角(P2)が前記第1ピッチ角(P1)よりも大きい
ことを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の分離用アセンブリ。 The coupling thread (20, 21) has a first pitch angle (P1);
The inclined flank surface has a second pitch angle (P2); and the second pitch angle (P2) is larger than the first pitch angle (P1). The separation assembly according to any one of the preceding claims.
前記少なくとも1つの第1横方向面(28)が前記少なくとも1つの第2横方向面(29)に面しており;かつ、
前記少なくとも1つの第1横方向面(28)と前記少なくとも1つの第2横方向面(29)との間には少なくとも1つの可撓性部材(31)が位置していて、前記横方向面(28,29)の間の間隔(D1)を占有している、
ことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載の分離用アセンブリ。 The first opposing surface (26) comprises at least one first lateral surface (28) and the second opposing surface (27) comprises at least one second lateral surface (29). The first lateral surface (28) and the second lateral surface (29) are transverse to the inclined flank surface;
Said at least one first lateral surface (28) faces said at least one second lateral surface (29); and
At least one flexible member (31) is located between the at least one first lateral surface (28) and the at least one second lateral surface (29), the lateral surface. Occupies the interval (D1) between (28, 29),
5. Separation assembly according to any one of the preceding claims, characterized in that
前記分離用アセンブリ(18)がドリルビット集成体(36)とダウンザホール振動装置(41)との間に配置されており、かつ前記ドリルビット集成体(36)がドリルビット(11)と、前記ドリルビット(11)を締め付けるための締め付け部材(37,38,49,43)とを含むことを特徴とする、分離用アセンブリの使用。 Use of the separating assembly according to any one of claims 1 to 9,
The separating assembly (18) is disposed between a drill bit assembly (36) and a down-the-hole vibration device (41), and the drill bit assembly (36) includes a drill bit (11) and the drill. Use of a separating assembly, characterized in that it comprises a fastening member (37, 38, 49, 43) for fastening the bit (11).
前記分離用アセンブリ(18)をエクステンション掘削時に使用し、前記分離用アセンブリ(18)が2つの連続する掘削ツール構成部分(14)間に配置されることを特徴とする、分離用アセンブリの使用。 Use of a separating assembly according to any one of claims 1-9,
Use of a separating assembly, characterized in that the separating assembly (18) is used during extension drilling, the separating assembly (18) being arranged between two successive drilling tool components (14).
前記分離用アセンブリ(18)を回転掘削時に使用し、前記分離用アセンブリ(18)が回転掘削構成部分(12)とドリルビット(11)との間に配置されることを特徴とする、分離用アセンブリの使用。 Use of a separating assembly according to any one of claims 1-9,
For separation, characterized in that the separation assembly (18) is used during rotary excavation, the separation assembly (18) being arranged between the rotary excavation component (12) and the drill bit (11) Use of assemblies.
結合ねじ山(20,21)を含むねじ山ジョイント(15)によって少なくとも2つの掘削ツール構成部分(14)を互いに結合分離し;
結合中及び分離中に掘削ツール構成部分(14)を互いに回転させ;
前記連続する掘削ツール構成部分(14)間の前記ジョイント(15)に分離用アセンブリを配置することによって前記ねじ山ジョイント(15)の開放を保証し;そして
前記ねじ山ジョイント(15)を開放方向(Ro)に回転させ、そして同時に前記分離用アセンブリ(18)の軸方向長さ(L1)が短くなるのを可能にし、これにより前記ねじ山ジョイント(15)内の摩擦力が減少することを含む形式のものにおいて、
前記連続する掘削ツール構成部分間に、請求項1に記載の分離用アセンブリを配置することを特徴とする、
掘削ツールを形成する方法。 A method of forming a drilling tool for drilling rock and topsoil, the method comprising:
Coupling and separating at least two drilling tool components (14) from each other by means of a threaded joint (15) comprising coupling threads (20, 21);
Rotating the drilling tool components (14) relative to each other during coupling and separation;
Ensuring the opening of the threaded joint (15) by placing a separating assembly in the joint (15) between the successive drilling tool components (14); and opening the threaded joint (15) in the opening direction (Ro) and at the same time the axial length (L1) of the separating assembly (18) can be reduced, thereby reducing the friction force in the threaded joint (15). In the form of including
The separation assembly according to claim 1 is arranged between the successive drilling tool components.
How to form a drilling tool.
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