JPS59173484A - ドリル工具用の插入補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は深井戸掘削用工具のドリルストリング　　・の
挿入補償装置に関する。

深井戸掘削用工具は、外側パイプ又はドリルストリング
の内部に配置されかつその外側パイプに固定的には連結
されていない構成部品を有する場合がめる。この徳の構
成部品は外側パイプの内部肩部の間に設置され、これに
よって軸方向の位置が規制されるようになっている。こ
れらの内部肩部の間隔を変えることにより、製造上の誤
差、作用上の摩耗、又は特定の初期はね荷重の設定につ
いての補償を行なうことができる。

この目的のための公知の補償装置において、外側パイプ
の一方の内部肩部が固定的に構成され、その反面、他方
の内部肩部が、軸方向には移動可能であるが回転方向に
は保持されるようになっているスリーブで構成され、こ
のスリーブは回転可能ではあるが軸方向に固定された他
のスリーブにねじ結合されている。この回転スリーブの
回転は外側パイプ内の開口を介してギヤにより行なわれ
る。

ドリルストリングの端部に取り付けられたドリルビット
用の他の公知の補償装置（英国特許明細簀第７９４６２
３号）において、各々かつ閉鎖リングを形成しているシ
ムがその補償装置のゲージ金構成するために使用されて
いる。これらのシムは、ドリルビットのシャンク（軸部
）が下部ドリルパイプからねじ解除により完全に外され
たとき、そのねじピン上に押され、そのドリルビットの
シャンクがドリルパイプに係合されねじ結された後には
それらの外側端面間に包囲される。ゲージを減少させる
場合は、シムが除々に取り外され、ねじ結合の完全な解
除を更新した後に、切削部材が半径方向外側へ強制され
るようにするためにピンによって更に押される部分によ
って、その結果その部分はビットのシャンク部に貫入す
るピンによって更に押圧されるのである。

本発明の目的は、ドリルストリングに挿入することがで
き、かつ構造、作用および監視がきわめて簡単な深井戸
掘削用のドリル工具の挿入補償装置を提供することにあ
る。

本発明は、深井戸掘削用のドリル工具のドリルストリン
グ内への挿入補償装置であって、ドリルストリングは横
方向に分割された外側パイプを有し、それらのパイプ部
材は円筒形のねじ部によって相互に固定的に結合可能で
ありかつ停止面としての隣接端面を有し１、これらの隣
接端面はパイプ部材を相互にねじ込むことにより互いに
接近し、ねじを戻すことにより互いに離れ、補正装置は
、スペース部材を含んで成り、このスペース部材は外部
から半径方向に挿入可能な複数のセグメントから成りか
つパイプ部材の端面間に配置され、これらのセグメント
が互いに結合されて前記端面間でリングを形成し、前記
ねじ部は、所定の全補正領域の軸方向の長さに対応する
長さの保合領域を有することを特徴とする。

補償装置の構造の簡素化は、少数の追加の部材により、
並びに外側パイプのパイプ部材の結合に必要なねじ結合
部を備えていることによって達成される。この補償装置
の製造の過程で生ずる製造誤差は、外側パイプおよびそ
れらのねじ結合部の製造における通常の範囲内にとど凍
り、従って経済的な製造が可能となる。また、本発明の
補償装置はがん丈であることが証明されている。という
のは、他のパイプにも同じ材質が使用されており、パイ
プ部材の結合領域には適切な壁厚を残すことができ、か
つねじ込み式のパイプ部材の高い固定モーメントが補償
装置の自動的な変位を防止するからである。

補償装置の調整はパイプ部材を部分的にねじ解除し、適
切なスペース部材を挿入し、そしてそれらを互いにねじ
固定することにより行なわれる。

調整方法はドリルパイプ連結部を互いにねじ結合しかつ
ねじ解除する通常の方法と同じ方法で、現在ドリルリッ
ジに対して使用される工具類を用いて行なわれる。ドリ
ルストリングに付属している工具がプリツキに吊り下げ
られている場合においても調整を行なうことができる。

調整が外部からのみ行なわれる結果として、よく確立さ
れた再生可能な調整を監視することができる。というの
は、パイプ部材の外側停止面の間隔が同時に内部肩部の
スペースのための直接の手段を形成しているからである
。更に、調整手段は工具の内部の介在物を必要とせず、
その工具の内部は一般に潤滑および圧力調整のための油
で充満されており１かつ外部からはシールされている。

実施例 以下、添付図面を参照して本発明の実施例について詳細
に説明する。

第１図および第２図に図示しかつ補償装置を採用した工
具の一部は、例えばドイツ特許明細書第２６１９４７２
号に基づいて構成することのできる液圧ドリルジャーの
固定装置を形成する。この液圧ドリルジャーの固定装置
は、通常の穴明け（ドリル）作業においてスリーブ部材
内部でのスピンドル部材の軸方向の入れ子式移動を阻止
するが、ドリルストリングに詰まりが生じた時は、液圧
ドリルジャーの衝撃装置を作動させるために、軸方向の
過負荷が重なることによってロックが解除されるように
なっていなければならない。

固定装置を収容している外側パイプ又はドリルストリン
グはパイプ部材１から成り、このパイプ部材はねじ部８
によシバイブ部材２に連結されている。固定装置は、外
側パイプの内部に、パイプ部材１にねじ止めされた接合
部材１９の内部肩部１０と、パイプ部材２の内部肩部１
８との間に配置されている。

固定装置は、テーパ部から成る幾つかの肉厚部１４を有
するスピンドル部材１２と、外側ノくイブの内部肩部１
０．１８間に配置されたスリーブ１６とから成り、この
スリーブ１６も同様に内部断面がテーパになった領域１
５を有する。スピンドル部１２とスリーブ１６間に形成
される環状スペース内にボールケージ１１がオリ、この
ボールケージ１１は接合部材１９に連結することかで゛
き、又は図示の如く、それと一体的な部分を構成する。

ボールケージ１１はボール１３によって占められている
３つの領域かラフ、この中でこれらのボールは軸方向に
は固定されているが、半径方向には変位可能である。

図面に示した位置において、ボール１３はその内側がス
ピンドル部材１２のテーパ状肉厚部１４に抗して、その
外側がスリーブ１６の内部テーパ状領域１５に抗して位
置している。その結果、スピンドル部材１２、の左方へ
の自由な長手方向移動が阻止される。また、スリーブ１
６と肩部１８との間には一連のカップ状スプリング１７
が配置されている。これらのスプリングは左方へ向かう
軸方向の力をスリーブ１６上へ伝える。

ロックの解除を行なうために、左方へ向かう軸方向の力
をスピンドル部材１２に及ぼすと、反力がテーパ状の肉
厚部１４を介してボール１３に伝わシ、そしてさらにス
リーブ１６の内部テーパ状領域１５へ伝わって、一連の
カップ状スプリング１７に右方へ向かう収縮力を及ぼす
。スピンドル部材１２に作用する力がある一定のしきい
値を越えると、スリーブ１６が一連のカップ状スプリン
グ１７の方向へ変位し、ボール１３が外側へ通過できる
ようになシ、これによりスピンドル１２の左方への移動
を許容するようになる。

所定の掘削（ドリル）条件においてしきい値の調節のた
めに必要な一連のカップ状スプリングの初期荷重は肩部
１０．１８間のスペースを変えることにより設定される
。このスペースを減少するために−、従ってスプリング
の初期荷重を増加するために、パイプ部材１．２は更に
相互にねじ込まれ、一方そのスペースを増加するために
、従ってスプリングの初期荷重を減少するためにそれら
のねじ部が互いに緩められる。パイプ部材１．２の隣接
する端部５．６間に挿入されかつねし結合部８の締付お
よ゛びロックによりそれらの端面５，６が対抗している
スペーサ３は所要の間隔を維持する作用をする。解除力
を所望に調整するためには、適切な厚さの別のスペーサ
３を必要とし、対応する解除力に応じてその厚さを設定
すれはよい。

スペーサ３は２つ割の半休セグメットから成り、これら
が互いに結合してパイプ部材１．２間でリングを形成す
るようにするのが望ましい。このスペーサ３はカラ一部
４で終結して、いて、このカラ一部はパイプ部材１．２
を相互にねじ込む際、パイプ部材１，２の直径の差によ
って生ずる環状のギャップ７内に位置すると共に、軸方
向にのびておりかつパイプ部材２の領域によってそれに
係合するように配置されかつ端面６を担持している。

ねじ８の係合部の長さは補正範囲内の可能な最大スペー
スに等しくなるように設定され、パイプ部材１．２間の
固定的な結合が達成され、更にそれらのねじ結合を完全
に緩めて解除しなくてもカラ一部４を有する適切なスペ
ーサ３の挿入が可能である。油が充満されている工具の
内部はねじ係合部８からも外部領域からもシール９によ
ってシールされており、このシールは補正領域の長さお
よびシール部材内部のカラーの長さに対応する長さのシ
ール領域を有する。

本発明に係る挿入補償装置は他のドリル用工具にも使用
することができる。例えば、ショックアプンーバ型のド
リル工具においてドリルスｌ−ＩＪングの共鳴周波数を
変位させる目的で一連のスプリングの初期荷重を変える
ために、あるいはバイトの直接駆動用のドリル工具にお
いて軸受の遊びを調節したり又は摩耗の際にそれを誂節
する場合に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る挿入補償装置を有する工具の上部
を貫く長手方向の半休の断面図、第２図は前記上部半休
に続く工具の下部を貫く長手方向半休の断面図である。 １・・・外側パイプ部材、　　２・・・パイプ部材、３
・・・スペーサ、　　　　４・・・カラ一部、５．６・
・・端面、　　　　７・・・ギャップ、８・・・ねじ部
、　　　　　９・・・シールリング、１０．１８・・・
内部肩部、　　１１・１ボールケージ・１２・・・スピ
ンドル部、　　１３・・・ボール、１４．１５・・・傾
斜面、　　　１６・・・スリーブ、１７・・・カップ状
スプリング、１９・・・接合部材。 特許出願人 クリステンｋ＞、インコーボレイティド特許出願代理人 弁理士　青　木　　　　朗 弁理士西舘和之 弁理士　樋　口　外　治 弁理士　山　口　昭　之 弁理士　西　山　雅　也 手続補正書（自発）５゜ 昭和５９年４　月２７日 ６゜ 特許庁長官若杉　和夫　殿 １、事件の表示 昭和、５９年　特許願　　第０４４２０４号２、発明の
名称 ドリル工具用の挿入補１償装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　クリステンセン、イン二一ポレイティド４、代
理人 （外　４　名） 明細書の特許請求の範囲の欄 補正の内容 別紙のとおシ 添附書類の目録 補正特許請求の範囲　　　　　　　　１通２、特許請求
の範囲 １、深井戸掘削用のドリル工具のドリルストリング円へ
の挿入補償装置であ−て、ドリルス）　ＩＪソング横方
向に分割された外側パイプを有し、それらのパイプ部材
は円筒形のねじ部によって相互に固定的に結合可能であ
りかつ停止面としての隣接端面を有し、これらの隣接端
面はパイプ部材を相互にねじ込むことにより互いに接近
し、ねじを戻すことにより互いに離れ、補償装置は、ス
ペース部材を含んで成り、このスペース部材は外部か　
　　（ら半径方向に挿入可能な複数のセグメントから成
シかつパイプ部材の端面間に配置され、これらのセグメ
ントが互いに結合されて前記端面間でリング全形成し、
前記ねじ部は、所定の分捕低領域の軸方向の長さだけ増
力口された長さの保合領域を有すること？特徴とするド
リル工具の挿入補償装置。 ２　スペース部材の各セグメントは、パイプ部材の間に
位置するカラ一部を備え、このカラ一部はパイプ部材間
でかつ１つの端面に隣接する環状ギャップ内に挿入可能
である特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、　ねじ部の保合領域の長さはカラーの軸方向の長さ
にょ−て追加的に延長される特許請求の範囲第２項記載
の装置。 ４、　スペース部材およびねじ部の領域を収容する領域
はパイプ部材によって囲まれた内部領域からシールされ
ていて、かっこのシールは、あらかじめ設定した補り領
域並びにカラーの軸方向の長さに対応する長さのシール
領域を有する特許請求の範囲第３項記載の装置。 以下余白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、深井戸掘削用のドリル工具のドリルストリング内へ
   の挿入補償装置であって、ドＩＪ　７レストリングは横
   方向に分割された外側パイプを有し、それらのパイプ部
   材は円筒形のねじ部によって相互に固定的に結合可能で
   ありかつ停止面としての隣接端面を有し、これらの隣接
   端面はノくイブ部材を相互にねじ込むことにより互いに
   接近し、ねじを戻すことにより互いに離れ、補腐装置は
   、スペース部材を含んで成り、このスペース部材は外部
   から半径方向に挿入可能な複数のセグメントから成りか
   つパイプ部材の端面間に配置され、これらのセグメント
   が互いに結合されて前記端面間でリングを形成し、前記
   ねじ部は、所定の全補正領域の軸方向の長さに対応する
   長さの保合領域を有することを特徴とするドリル工具の
   挿入補償装置。 ２、スペース部材の谷セグメントは、パイプ部材の間に
   位置する力２一部を備え、このカラ一部はパイプ部材間
   でかつ１つの端面に隣接する環状ギャップ内に挿入可能
   である特許請求の範囲第１項記載の装置。− ３、ねじ部の係合領域の長さはカラーの軸方向の長さに
   よって追加的に延長される特許請求の範囲第２項記載の
   装置。 ４、スペース部材およびねじ部の領域を収容する領域は
   パイプ部材によって囲まれた内部領域からシールされて
   いて、かつこのシールは、あらかじめ設定した補正領域
   並びにカラーの軸方向の長さに対応する長さのシール領
   域を有する特許請求の範囲第３項記載の装置。