JPS5937389B2 - ドリル・ビツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ドリル・ビットが時破損するのは、差圧に耐えるべき潤
滑系統の故障、これによるカッター軸受の破損によるも
のと認められている。

可撓性ダイヤフラム型式の補償装置が従来使用されカッ
ター・シールにかかるドＩＪ ＩＪング孔即ちポーリン
グ孔の圧力がこの圧力を潤滑系統にかけることにより均
等にされそれによりシールの耐用寿命を長くする。

このような補償装置は潤滑系統とポーリング孔内の流体
との間の差圧の過度の増大に耐えられず穴があきそれが
ためカッターの寿命を短かくする。

ドリル・ビットを深いポーリング孔から取出す際に、孔
の底でビットにかかる過大の圧力が時には潤滑系統内に
封じ込まれ補償装置に穴をあけソールを損傷し、従って
、ドリル・ビットがそれ以上使用できなくなる。

また、補償装置が、グリース貯槽の如き潤滑系統からグ
リースが徐々に漏洩することに起因してグリース貯槽内
に完全に伸びきってしまうと潤滑系統内の圧力が外圧よ
り低い圧力に変動する。

この状態によりソールが過度に高い差圧により損傷しダ
イヤフラムに穴をあける。

ダイヤフラムに穴があくとドリル・ビットが敏速に尚早
に破損するので圧力逃しの型式の保護手段を講じ過度の
差圧状態から保護すると圧力を潤滑系統から排出したり
またそれに抽入する形式であってもドリル・ビットの耐
用寿命を長くすることができると信じられている。

このように圧力を排出したり抽入したりすると潤滑系統
を僅かに汚染するが、潤滑系統を恒久的に井戸の孔内の
流体と固体とに露出することになる補償装置の破損に起
因する如きドリル・ビットの急激な損傷をまねくことは
ない。

本発明はドリル・ビットの潤滑系統用の改良された逃し
装置を提供するものである。

本発明の１つの目的は、高圧にさらされ井戸の孔から取
出されても長い耐用寿命を有する改良されたドリル・ビ
ットを提供することである。

本発明の他の１つの目的は、補償装置の損傷を防止し従
ってドリル・ビットの耐用寿命を長くする改良された逃
し弁装置を提供することである。

本発明の更に他の１つの目的は、過度の差圧をドリル・
ビットの耐用寿命を長くする程度に逃すドリル・ビット
の潤滑系統用の改良された逃し弁装置を提供することで
ある。

本発明の前記した目的とその他の目的ならびに利点は以
下に添付図面を参照して説明することにより理解できよ
う。

本発明のドリル・ビット１０（ドリルの先端構造物を意
味する）は下方に延びている３つの脚部１４（唯１つの
脚部しか示してない）を有する本体１２と適当な軸受１
Ｂ、２０と適当なブッシング２２．２４とで脚部１４に
装着されたローラ・カッター１６とを包含している。

ドリル・ビット１０には通路２６．２８．３０と貯槽３
２とシール３４とを包含した潤滑系統が設けである。

シール３４はドリル・ビット１０の回転するローラ・カ
ッター１６と脚部１４との間を密封し、従って、ドＩＪ
ＩＪング用原流体その他の有害な物質がドリル・ビッ
トの使用中軸受とブッシングとに押込まれないようにす
る。

貯槽３２の他の部分はその内部に補償ダイヤフラム３６
を適当に装着しこのダイヤフラムには外圧がかけられ潤
滑系統の圧力をドリル・ビットの外部の圧力とほぼ同じ
にしそれによりシール３４にかかる圧力を平衡しその耐
用寿命を長くする。

前にも述べたように、補償ダイヤフラム３６は潤滑系統
内に比較的に均一な圧力を保持しまたその内部の容積を
変化させるようにする。

このようなダイヤフラムが過度の差圧を適当に制御しな
い場合があり、従って、本発明の改良された逃し弁装置
３８が潤滑系統と連通して脚部１４内に位置決めされて
いる。

第１図及び第２図に詳細に示しであるように、逃し弁装
置３８は通路２６と連通し脚部１４にその外部に開放し
て設けられた凹所４０にまで延びている。

制御挿入体４２が凹所４０の底部内に位置決めされ逃し
ダイヤフラム４４が凹所４０の外部にねじ込まれた保持
体４６により挿入体４２の外面に圧接して保持されてい
る。

図示しであるように、挿入体４２は逃し弁装置即ち通路
３８と連通し挿入体４２を貫通し逃しダイヤフラム４４
の内側と連通ずるようにしたオリフィス４８を形成され
ている。

挿入体４２の外向き側は皿形の凹所５０を形成されてい
る。

ダイヤフラム４４の自由に動ける部分の直径は凹所５０
の直径を変えることにより変えることができる。

ダイヤフラム４４のこのような自由部分の直径の変化を
利用して圧力制御ダイヤフラム４４が内方に逃す逃し圧
力を制御できる。

保持体４６にもまた皿形の凹所５２とドリル・ビット１
０の外部と連通されるよう保持体４６を貫通した通路５
４とが設けである。

ダイヤフラム４４はジュロメータで７０の硬度を有する
ブナＮまたはネオプレンの如き弾性材で作ることが好ま
しい。

第２図に線５６で示した如くダイヤフラム４４は後記に
詳細に説明する方法で穴をあけられ、従って、ダイヤフ
ラム４４がその全面にわたり十分な差圧をかけられると
ダイヤフラムの穴が開いて差圧が軽減されるようにする
。

線５６で示した如くダイヤフラム４４に穴をあけるには
ダイヤフラム４４からその材料のどの部分も取除かず針
の如き比較的に鋭い道具を突き通すことにより行える。

本発明の圧力逃しダイヤフラム４４では針を使用して穴
をあけることが好ましいが、圧力を逃がすには適当な寸
法を有する鋭いナイフを使用してダイヤフラムに穴あけ
するといった如き他の方法で行うこともできる。

ダイヤフラム４４の穴５６が圧力を逃すようにする差圧
の値に影響を与える要因にはダイヤフラムに使用した材
料の種類と、穴の個所におけるダイヤフラムの厚味およ
びダイヤフラムが自由に運動できるようにする有効面積
等がある。

このことから、圧力の逃しを制御する２つの簡単な方法
はダイヤフラムの厚味を制御することと、ダイヤフラム
の材質および穴の特性と型式とをほとんど一定に保持し
つつ差圧に自由に応動するダイヤフラムの面積を制御す
ることとである。

ダイヤフラム４４の有効面積は凹所５１，５２により決
定される。

ダイヤフラム４４は挿入体４２と保持体４６とがダイヤ
フラム４４の外方部と接する環状の接触面の内方の円形
部分内で自由に屈折する。

逃し圧力を変える１つの簡単な方法は第２図に破線で示
した如く挿入体４２に座ぐり孔５８を設けるといった如
き方法によりダイヤフラム４４の自由面積を変えること
である。

このような構造にするとダイヤフラムの有効自由面積を
減少しそれによりダイヤフラムが逃し作用を行う際の圧
力を非常に増大する。

第２図から判るように、もしダイヤフラムの内側が外面
より可成り小さい自由面積で露出されると、これら２つ
の方向における逃し圧力の差は可成りの程度になる。

第３図に示した実施態様では、第１図に示し前記に説明
した部品と同様な部品には同一符号が付しである。

これら２つの実施態様間の唯一の相違は圧力逃し装置で
ある。

第３図のドリル・ビットでは、別個にした圧力逃し装置
は省略され補償ダイヤフラム６０が潤滑系統用の圧力逃
し機能を果すよう変形されている。

ダイヤフラム６０はそれがあらかじめ選択された差圧に
応動して穴があく程度に十分伸ばされた時に圧力を逃が
す開口を形成する中心穴６２が設けである以外は第１図
に示したダイヤプラム３６と同様である。

前にも述べたように、ダイヤフラム６０の孔６２はそれ
が圧力を逃がすまではできるだけ高い圧力を保持できる
ようにするためダイヤフラムの材料のどの部分も取除か
ずに形成することが好ましい。

本発明のある実施態様では、ダイヤフラム補償装置部ら
ダイヤフラム６０または第４図に示したダイヤフラム６
４の如く成形した圧力逃しダイヤフラムを利用できると
信じられる。

ダイヤフラム６４は厚い外周の環状部分６６と薄い中心
部分６８とを有している。

孔１０はダイヤフラム６４の最も薄い部分を貫通する。

この厚い外周の環状部分６６はダイヤフラム６４が自由
に動ける領域を提供し、従って、ダイヤフラムを保持す
る保持体と挿入体とを凹ませる必要もなく圧力を逃がす
に十分な程度ダイヤフラムが屈折できるようにする。

補償ダイヤフラム６０は、もし成形により作られるなら
ば、あらかじめ選択された直径で屈折できるようになし
従って、その特殊な形状により逃し圧力を定める薄い中
心部分を設けることができる。

このような補償ダイヤフラムを圧力逃しダイヤフラムと
して使用する際にはこのダイヤフラムと組合わせて第５
図に示した補償ダイヤフラムγ２として示される中心オ
リフィスの如き圧力逃し穴を通る流量を制限する装置を
設けることが望ましい。

板７４が適当な接着剤（エポキシ・セメントの如き接着
剤）によりダイヤフラムγ２の内側に固着されダイヤフ
ラムの穴７８を通る流れをダイヤフラムＴ２が過剰の流
れにより裂けたりまたはその他の損傷を受けない程度の
流量に制御するオリフィス１６を有している。

時には第６図に示した如くダイヤフラムの両面に流れ制
限装置を設けることにより補償ダイヤフラムを更に保護
することが望ましい。

補償ダイヤフラム８０はその穴８２がオリフィス８６を
形成された内側板８４とオリフィス９０を形成された外
側板８８とにより保護されている。

内外の板８４．８８はエポキシ・セメントの如き接着剤
でダイヤフラム８０に適当に接着されている。

これらの板８４．８８は補償ダイヤフラムを損傷から保
護するがダイヤフラムの穴が開いて差圧を逃すようにな
る圧力値を変えることはない。

使用する際に、本発明の改良された圧力逃し装置は潤滑
系統にかかる過度の差圧を逃す作用を行う。

本発明の両方の実施態様において、穴あきダイヤフラム
が潤滑系統とドリル・ビットの外部との間に圧力を逃が
すため設けである。

一般に、潤滑系統内の方が高い差圧に対しては潤滑系統
の外部の方が高い差圧に対してより低い逃し点を有する
ようにすることが好ましい。

ドＩＪ ＩＪソング業中、円錐形のカッター１６が回転
するとそれは脚部１４に相対的に僅かに運動し潤滑系統
の容積を変動させこの変動は貯槽３２とダイヤフラム３
６とに伝達されダイヤフラム３６が運動して容量の変動
を補償できるようにする。

第１図に示した実施態様では、圧力逃しダイヤフラム４
４をこのようなサージまたは潤滑系統の振動による容量
の変動から保護する。

オリフィス４８が挿入体４２に設けられ潤滑系統におけ
るこのような容積の変動がそれを介してダイヤフラム４
４に完全に伝達されない程度の小さい直径を有している
。

従って、オリフィス４８はダイヤフラム４４をこのよう
な変化する条件から保護する。

圧力逃し装置が開くようになる差圧の値を減少すること
が好ましい場合には、ダイヤフラムの厚味を変えるか前
にも説明したようにダイヤフラムの有効面積を変えるか
するだけで良い。

ある場合には、大きい針が小さい針に比較してダイヤフ
ラムが開いて圧力を逃す所定の差圧の値を減少できるの
で針の大きさを変えることが望ましいことがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は円錐形のカッターを有するドリル・ビットの１
つの脚部を垂直に切断して本発明に係る改良された圧力
逃し装置の好ましい実施態様を示す断面図、第２図は第
１図に示した改良された逃し装置の細部を示す拡大断面
部分図、第３図は本発明に係る改良された圧力逃し装置
を潤滑系統に組合わせて示すドリル・ビットの脚部の別
の断面図、第４図は本発明に係る逃しダイヤフラムの変
形例の断面図、第５図は本発明の逃しダイヤフラムの別
の変形例の断面図、第６図は本発明の逃しダイヤフラム
の更に変形例の断面部分図である。 １０・・・・・・ドリル・ビット、１２・・・・・・本
体、１４・・・・・・脚部、１６・・・・・・カッター
、１８，２０，２２゜２４・・・・・・軸受装置、２６
，２８，３０・・・・・連通装置、３２・・・・・・貯
槽、３４・・・・・・密封装置、４４・・・・・・ダイ
ヤフラム、５６・・・・・・穴。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 本体と、該本体から懸垂している少くとも１つの脚
   部と、回転カッターと、該カッターを前記脚部に回転可
   能に支持する軸受装置と、前記脚部に設けた潤滑剤貯槽
   と、該貯槽から前記軸受装置にまで連通して潤滑系統を
   形成する装置と、前記カッターと脚部との間を密封する
   装置と、前記脚部内で前記潤滑系統と前記脚部の外部と
   の間に設けられた圧力逃がし装置と、を備えて成り、こ
   の圧力逃がし装置が、弾性材料で作られかつ該材料の一
   部を除去することなく形成される、即ち穿刺で形成され
   る針穴を有するダイヤプラムを含み、前記潤滑系統から
   過剰の圧力を外方に逃がし、また外方の圧力が潤滑系統
   より過剰に高い場合はその逆に作用するように予め決め
   られた差圧に呼応して作用するように構成されているこ
   とを特徴とするドリル・ビット。