JPS5938395B2 - Rotary lock bit and its manufacturing method - Google Patents

Rotary lock bit and its manufacturing method

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Publication number
JPS5938395B2
JPS5938395B2 JP49122965A JP12296574A JPS5938395B2 JP S5938395 B2 JPS5938395 B2 JP S5938395B2 JP 49122965 A JP49122965 A JP 49122965A JP 12296574 A JP12296574 A JP 12296574A JP S5938395 B2 JPS5938395 B2 JP S5938395B2
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JP
Japan
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bit
segments
electron beam
segment
welding
Prior art date
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Application number
JP49122965A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS5073801A (en
Inventor
ロ−レント リチツト カ−ル
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Dresser Industries Inc
Original Assignee
Dresser Industries Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS5938395B2 publication Critical patent/JPS5938395B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地面穴掘り技術に係り、更に詳細てはエネルギ
線を用いて共に接合されている多数の像側のセグメント
からつくられているロークリロックビットおよびその製
造方法に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to ground drilling technology, and more particularly to a row relock bit made from a number of image-side segments joined together using energy beams and a method of manufacturing the same. Pertains to.

ロークリロックビットは、一般的にロークリドリルスト
リングに接続されるようになっている主ビット本体を備
えている。
Row drill lock bits typically include a main bit body that is adapted to be connected to a row drill string.

主ビット本体に接続されたカッタ手段は穴掘り作業中地
層と接触し、所望の穴を形成する。
A cutter means connected to the main bit body contacts the formation during the drilling operation to form the desired hole.

本発明は別々に独立したセグメントからつくられている
ロークリロックビットを提供する。
The present invention provides a row relock bit that is made up of separate, independent segments.

そのセグメントはエネルギ線を用いて共に接合されてい
る。
The segments are joined together using energy beams.

ロークリロックビットは極端にか酷な周囲の条件の下で
作動しなければならず、かつ所望の穴を形成するために
非常に堅い地層を効果的に掘削する必要がある。
Rokelock bits must operate under extremely harsh ambient conditions and must effectively drill through very hard formations to form the desired hole.

ビットのゲージ寸法は精密でなければならない。The gauge dimensions of the bit must be precise.

従来技術においてビットのゲージ寸法の不均一が問題と
なっている。
In the prior art, non-uniform gauge dimensions of bits have been a problem.

ある作業において、ビットは最小の間隙でケーシングを
通過しなければならない。
In some operations, the bit must pass through the casing with minimal gaps.

他の作業において、ビットは穴を通る必要がありかつビ
ットのゲージ寸法の数十分の1インチ内にある穴を開け
る必要がある。
In other operations, the bit needs to pass through a hole and drill a hole that is within a few tenths of an inch of the gauge size of the bit.

もしビットのデージ寸法が製造工程中に変化すると、ビ
ットは穴掘り作業中に種々の問題に遭遇する。
If the dage size of the bit changes during the manufacturing process, the bit will experience various problems during drilling operations.

ロータリロックビットをつくる従来技術による方法は、
ビットの大きさを適切なゲージ寸法に決めるのに、詰め
金を使用する必要がある。
The conventional method of making rotary lock bits is as follows:
A filler must be used to size the bit to the appropriate gauge size.

本発明によれば、詰め金を使用することなく正確かつ均
一なゲージ寸法でビットをつくることができる。
According to the present invention, bits can be made with accurate and uniform gauge dimensions without using fillers.

従来技術によるロータリロックビットの製造中、ビット
の個々のセグメントを共に溶接するとき、かなりの量の
熱が発生する。
During the manufacture of rotary lock bits according to the prior art, significant amounts of heat are generated when the individual segments of the bit are welded together.

鋼の構成要素の焼もどりを防止しかつゴムの構成要素の
熱破損を防止するために、従来のビットを冷却力する必
要がある。
Conventional bits require cooling power to prevent tempering of the steel components and to prevent thermal failure of the rubber components.

過剰な熱はロックビットの金属の焼入れにむらを生じさ
せる危険があり、それによって穴掘り作業中に金属の早
期破損を生起させる危険があるrンクビットはしばしば
ゴム又は合成樹脂部品を備えているので、それらの部品
の近傍を過剰に加熱することはそれらの部品を弱くし或
は破損させることになる。
Excessive heat risks causing uneven hardening of the metal in the rock bit, thereby causing premature failure of the metal during drilling operations, as rock bits often have rubber or synthetic resin parts. , excessive heating in the vicinity of those parts can weaken or damage them.

従来のビットのセグメントの間には、それらを適切に整
合するためにだぼを使用する必要がある。
Dowels must be used between segments of conventional bits to properly align them.

従来のロークリロックビットを製造する方法はビットの
隣接セグメント間に溶接溝を形成することおよび溶接工
程によって溶着金属でその溶接溝を満すことから成って
いる。
A conventional method of manufacturing a rotary lock bit consists of forming a weld groove between adjacent segments of the bit and filling the weld groove with deposited metal through a welding process.

セグメントを接合する表面は隣接関係にあるが、その表
面は共に接合されていす、そしてセグメントの接合は溶
着金属によってのみ行なわれる。
Although the surfaces joining the segments are in an abutting relationship, the surfaces are joined together and the joining of the segments is effected only by the deposited metal.

従来技術による溶接の横断面形状は不規則多角形である
The cross-sectional shape of the weld according to the prior art is an irregular polygon.

従来のビットを溶接する間、過剰の溶着金属がつくられ
かつその過剰の溶着金属がビット本体を歪ませる結果に
なる。
During welding of conventional bits, excess weld metal is created and the excess weld metal results in distortion of the bit body.

その過剰の溶着金属は潤滑装置の損傷を招きかつ軸受装
置は製造工程中に溶接工程での破片によってよごされる
The excess weld metal can cause damage to the lubrication system and the bearing system is contaminated by debris from the welding process during the manufacturing process.

溶着金属は本体部分はど堅くなく、それによって疲労の
問題が起る。
The welded metal is not very stiff in the main body, which causes fatigue problems.

ビット本体の個々のセグメントが共に接合されるとき、
それらは溶接工程中に精確に位置決めされなげればなら
ない。
When the individual segments of the bit body are joined together,
They must be precisely positioned during the welding process.

もし個々のセグメントが適切に位置決めされないと、ビ
ットのゲージ寸法は精確になり得ない。
If the individual segments are not properly positioned, the gauge dimensions of the bit cannot be accurate.

ビットの個々のセグメントを接合するのにエネルギ線が
使用されるとき個々のセグメントは、溶接工程中にその
エネルギ線に精確に整合されなければならない。
When an energy line is used to join individual segments of the bit, the individual segments must be precisely aligned with the energy line during the welding process.

本発明によりビット本体の個々のセグメントを接合する
ことにより、ビットのゲージ寸法は精確になる。
By joining the individual segments of the bit body in accordance with the present invention, the gauge dimensions of the bit are accurate.

従来技術による製造工程に生起する問題は、ロータリコ
ーンロックビットを参照して説明される。
The problems encountered in prior art manufacturing processes are explained with reference to rotary cone lock bits.

ロークリコーンロックビットは主ビット本体から伸長し
ている支持ピン上に取り付けられた少なくとも一つの回
転可能カッタを備えている。
A low recone locking bit includes at least one rotatable cutter mounted on a support pin extending from the main bit body.

カッタの回転を容易にするためにカッタと支持ピンとの
間に軸受が設けられ、かつカッタの外面にはビットおよ
びカッタが回転されかつ地層を通して動かされたとき地
層を掘削すための手段が設けられている。
Bearings are provided between the cutter and the support pin to facilitate rotation of the cutter, and the outer surface of the cutter is provided with a bit and means for excavating the formation when the cutter is rotated and moved through the formation. ing.

ビットの傘寿命中軸受に充分な量の潤滑剤が供給されな
ければならない。
A sufficient amount of lubricant must be supplied to the bearings during the life of the bit.

潤滑剤はカッタと支持ピンとの間の可撓性ゴムシールに
よって軸受区域内に保たれている。
Lubricant is kept within the bearing area by a flexible rubber seal between the cutter and the support pin.

ビットの過剰な熱はゴムシールおよび(又は)潤滑剤を
いためる。
Excessive heat on the bit damages the rubber seals and/or lubricant.

もしビット本体が精確なゲージ寸法につくられていない
と、ビットは最小限の間隙を有するケーシングを通して
或は間隙が最小限の穴を通して動かされるとき、困難に
遭遇する。
If the bit body is not made to precise gauge dimensions, difficulties will be encountered when the bit is moved through a casing with minimal clearance or through a hole with minimal clearance.

過剰の溶着金属はビットを歪ませる結果になり、かつ不
精確なゲージ寸法を招く結果になる。
Excess weld metal can result in distorted bits and inaccurate gauge dimensions.

1957年9月24日に特許になったW、H。W, H patented on September 24, 1957.

Re1fschniderの米国特許第2,807,4
44号において、回転穴掘りドリルが示されかつそこに
おいてビットヘッドは複数の円弧状セグメントでつくら
れ、そのセグメントの各々が非対称になっていてかつ下
方に伸長している脚部と、下方に伸長している中空ボス
とを並行になって有している本体部分を備えていて、ビ
ットヘッドの内部とボスの穴とを連通している通路があ
る。
Re1fschnider U.S. Patent No. 2,807,4
No. 44, a rotary drilling drill is shown in which the bit head is made of a plurality of arcuate segments, each segment being asymmetrical and having a downwardly extending leg and a downwardly extending leg. The bit head has a body portion having a parallel hollow boss with a passage communicating between the interior of the bit head and the hole in the boss.

1958年4月22日に特許になったG、 R。G, R patented on April 22, 1958.

B rown の米国特許第2,831,661号にお
いて、ビットを構成するように互に接合されるようにな
っている三つの部分要素から成っているドリルビットが
示されている。
In U.S. Pat. No. 2,831,661 to Brown, a drill bit is shown consisting of three sub-elements which are adapted to be joined together to form a bit.

鍛造後、その部分要素は、その要素が共に組み立てられ
たとき精確に合致する表面を与えるように機械加工され
る。
After forging, the sub-elements are machined to provide precisely matching surfaces when the elements are assembled together.

セグメントを合致させるへりは溶接溝を提供するための
面取り部を与えている。
The edges that match the segments provide a chamfer to provide a weld groove.

三つの部分要素は治具内で組み立てられ、かつ溶接は溝
に沿って行なわれる。
The three partial elements are assembled in a jig and welding is carried out along the grooves.

1957年1月22日に特許になったW、H。W, H patented on January 22, 1957.

S chneider の米国特許第2,778,9
26号において、接合されるべき二つの部品の係合面を
電子により衝撃を与えることによって溶接しかつはんだ
付げするだめの方法が示されている。
Schneider U.S. Pat. No. 2,778,9
No. 26, a method is shown for welding and soldering by bombarding the mating surfaces of two parts to be joined with electrons.

そこに示された方法は、接合されるべき部品を電子線を
用いて加熱することによって適当な材料をはんだ付けし
、溶接し、或は焼結するためのシステムを示している。
The method presented therein shows a system for soldering, welding, or sintering suitable materials by heating the parts to be joined using an electron beam.

本発明におけるロークリロックビットの組立ては電子ビ
ーム溶接によって行われる。
The assembly of the row relock bit in the present invention is performed by electron beam welding.

電子ビーム溶接に用いられる電子銃は、熱陰極と、放出
された電子を交ささせる第1し・ンズ及び電子を集束さ
せる第21/ンスを有する電子レンズ系とより成る。
An electron gun used for electron beam welding consists of a hot cathode and an electron lens system having a first lens for intersecting emitted electrons and a 21st lens for focusing the electrons.

これを用いた溶接は貞、空室中において行われ、該真空
室は例えば鉄製長方形の、調節し得る高度の真空を保持
する室とされる。
Welding using this method is usually carried out in an empty chamber, which is, for example, a rectangular iron chamber that maintains an adjustable vacuum level.

真空室内には、組立てられるべき各セグメントを溶接区
域まで運び込む設備と、それを最終的な溶接位置に置く
ように操作し、且つその位置に保持する設備とを有する
Within the vacuum chamber there is equipment for transporting each segment to be assembled to the welding area, and equipment for manipulating and holding it in its final welding position.

そしてこれらの設備は通常外部から数値制御装置等の手
段によって操作される。
These facilities are usually operated from the outside by means such as numerical control devices.

セグメントは真空室に運び込まれ、テーブル上において
溶接位置に保持され、所定の真空度が達成されれば電子
ビームが放射されて個々のセグメントの間に継ぎ目が与
えられる。
The segments are brought into a vacuum chamber and held in welding position on a table, and once a predetermined vacuum is achieved, an electron beam is emitted to create a seam between the individual segments.

溶接中、セグメントは、例えば前記のテーブルの回転等
を含む予め調整された運動をして所要の継ぎ目が完成さ
れ、溶接が終れば真空室から取り去られる。
During welding, the segments undergo pre-arranged movements, including, for example, rotation of the table mentioned above, to complete the required seam and are removed from the vacuum chamber once welding is complete.

電子ビ・−ム溶接におけるビームの強度、放射時間は、
溶接される継ぎ目の深さによって異なるが、ロックビッ
トの組立てにこれを用いることにより従来の方法のよう
な加熱による支障を生じることがない。
The beam intensity and radiation time in electron beam welding are:
Although it depends on the depth of the seam to be welded, by using this method for assembling the lock bit, there is no problem caused by heating as in conventional methods.

したがって本発明の目的は、製造工程中に過剰の熱によ
って損傷を受は或は変化されな%zQツクビットをつく
ることである。
It is therefore an object of the present invention to create a %zQ screw bit that will not be damaged or altered by excessive heat during the manufacturing process.

本発明の他の目的は、ビットを精確なゲージ直行でつく
るロックビットの製造方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing rock bits in which the bits are made with accurate gauge orthogonality.

本発明の更に他の目的はセグメント間に溶解区域を不し
かつ強度が大きくけんろうなロックビットを提供するこ
とである。
Still another object of the present invention is to provide a strong and durable rock bit without melting zones between segments.

本発明の更に他の目的は、熱影響部にわたって急激な硬
さこう配を有しないセグメントと実質的に100%接合
するロックビットの製造方法を提供することである。
Yet another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a rock bit that has substantially 100% bonding with segments that do not have a steep hardness gradient across the heat affected zone.

本発明の更に他の目的は、製造工程における陶立の簡単
なロックビットの製造方法を扶供することである。
Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a ceramic rock bit that is simple in the manufacturing process.

本発明の更に他の目的は、ロークリロックビ〉1・の製
造に、より信頼性を与えかつ信頼性のあイ反復性を与え
ることである。
Yet another object of the present invention is to provide more reliability and reliable repeatability in the manufacture of the Rokryokubi.

本発明の更に他の目的は、ロークリロックビットの溶接
中に溶接のパラメータを精確に制御すイことである。
Yet another object of the present invention is to precisely control welding parameters during welding of a row relock bit.

以斗図面を参照して本発明の実施例について茫明する。Embodiments of the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図において、ロックビットの11./3を構成ツる
ビットの個々のセグメントが展開して示されズいる。
In FIG. 1, 11. of the lock bit is shown. The individual segments of the bits that make up /3 are shown expanded.

セグメントは全体を参照番号10によって示されている
The segment is indicated generally by the reference numeral 10.

個々のセグメント10はスリーコーン・ロータリロック
ビットの一つの腕を構成している。
Each segment 10 constitutes one arm of a three-cone rotary lock bit.

ロックビットに中央通路11が配設さ第1ていて、切り
屑を取り除きかつビットを冷却するためにロックビット
を通して井戸穴の底に切削流体を通せるようにしている
A central passageway 11 is disposed in the rock bit to permit passage of cutting fluid through the rock bit to the bottom of the wellbore for removing chips and cooling the bit.

切削流体は中央通計11を通して送られ、ノズルを通し
てビットから吐出する。
Cutting fluid is routed through the central feeder 11 and exits the bit through a nozzle.

そのノズルの一つ12が第1図に示されている。One such nozzle 12 is shown in FIG.

ビットはねじ付接続部によって回転トリルストリングに
接続されるようになっており、そのねじ付接続部は外面
13をねじ切りすることによって設けられる。
The bit is adapted to be connected to the rotating trill string by a threaded connection, which threaded connection is provided by threading the outer surface 13.

ビットのセグメント10は支持ピン15で終℃ているア
ート14を備えている。
The segment 10 of the bit is provided with an art 14 terminating in a support pin 15.

回転可能胃−ンカッタ16が支持ピン15上に配置され
かつそこで回転可能になっている。
A rotatable gastric cutter 16 is arranged on the support pin 15 and is rotatable there.

支持ピン15とカッタ16との間の軸受(特に示されて
いない)がカッタ16の回転を容易にしている。
A bearing (not specifically shown) between support pin 15 and cutter 16 facilitates rotation of cutter 16.

軸受は支持ピン15の球軸受レース17内に置かれたー
・連の球軸受を備えている。
The bearing comprises a series of ball bearings placed within the ball bearing race 17 of the support pin 15.

コーンカッタ16が支持ピン15上の適所に置かれた後
、球軸受はカッタ16の内側の球軸受レース(図示され
ていない)と伎持ピン15の球軸受レース17との間に
、アーム14の穴18を通して詰められる。
After the cone cutter 16 is in place on the support pin 15, the ball bearing is inserted between the inner ball bearing race (not shown) of the cutter 16 and the ball bearing race 17 of the holding pin 15 on the arm 14. through the hole 18.

一度球軸受か詰められかつコーンカッタ16が支持ピン
15J−に係止されると、穴18にはプラグが詰められ
、ビットの動作中に球軸受がな(ならないようにしてい
る。
Once the ball bearing is packed and the cone cutter 16 is locked to the support pin 15J-, the hole 18 is filled with a plug to prevent the ball bearing from becoming loose during operation of the bit.

ビットが回転されかつ地層を通して動かされるとき地層
を掘削するために、カッタ16の外向には多数のインサ
ート19が置かれている。
A number of inserts 19 are placed outwardly of the cutter 16 for drilling the formation as the bit is rotated and moved through the formation.

軸受の寿命を長くするため、カッタ16と軸受15との
間の区域内に潤滑剤が入れられる。
To increase the life of the bearing, a lubricant is placed in the area between the cutter 16 and the bearing 15.

ゴムシール20がアーム14とカッター16との間に置
かれ、潤滑剤を軸受区域内に保っておく。
A rubber seal 20 is placed between arm 14 and cutter 16 to keep lubricant within the bearing area.

第2図において、セグメント10が他の31J(固のセ
グメント21および22と共に配置されて示されている
In FIG. 2, segment 10 is shown arranged with other 31J (solid segments 21 and 22).

セグメント10,21および22は最終のビットに対し
て適切な位置に配置されている1セグメントは、据付具
23中に位置決めされる。
One segment is positioned in fixture 23, with segments 10, 21 and 22 placed in the appropriate position relative to the final bit.

この据付具は、ロックビットの各個のセグメントの間の
接口24が結合、すなわち溶接工程のために適切な位置
に置かれるのを許すようにする。
This fixture allows the apertures 24 between each individual segment of the lock bit to be placed in the proper position for the joining or welding process.

高速の電子線すなわち電子ビームがロックビットの個々
のセグメント間の継ぎ目に照射され、セグメントを共に
溶かしかつ完全に一体になったロックビットをつくる。
A high velocity electron beam or electron beam is directed at the seams between the individual segments of the rock bit, melting the segments together and creating a fully integrated rock bit.

電子線は電子ビーム銃30によって発生されかつその電
子線29は、セグメンl−10,2L22と電子線銃3
0との相対移動によって継ぎ目の平面内で動かされる。
The electron beam is generated by the electron beam gun 30, and the electron beam 29 is transmitted between the segments l-10, 2L22 and the electron beam gun 3.
0 is moved in the plane of the seam.

電子線(10KW /myl )が非常に強くかつ電子
線の容量が大きい(60KW)ので、セグメント間で行
なわれる区域の幅は従来技術によるロックビットにおけ
るよりも非常に狭い。
Because the electron beam (10 KW/myl) is very strong and the capacity of the electron beam is large (60 KW), the width of the area between the segments is much narrower than in prior art lock bits.

加えて、電子線銃は、接合されるべき区域のほぼ全体に
透過する電子線を発生する。
In addition, the electron beam gun generates an electron beam that penetrates substantially the entire area to be bonded.

電子線からのエネルギは急激に加えられて、それによっ
てロックビットの部分の温度上昇を防止し、かつゴムシ
ール20および潤滑剤のような耐熱性の低いロックビッ
トの部品が損傷する虞れを少なくしている。
The energy from the electron beam is applied rapidly, thereby preventing a rise in temperature of parts of the lock bit and reducing the risk of damage to parts of the lock bit that are less heat resistant, such as the rubber seal 20 and lubricant. ing.

ロックビットのセグメント10゜21および22は共に
合っていて、従来のロークリロックビットに要求された
V溝又はJ溝接合よりもむしろ方形突きつけ(5qua
re−butt )接合を形成している。
Segments 10° 21 and 22 of the lock bit are mated together and have a square butt (5qua
re-butt) forming a junction.

電子線は継ぎ目に沿って溶着金属を増大させる物質を付
加せず、もし歪があったとしても非常に少ない。
The electron beam does not add material that increases the deposited metal along the seam, and there is very little, if any, strain.

第1図において、面25および26は平らでありかつロ
ックビットをつくる他のセグメントと接触して配置され
るようになっている。
In FIG. 1, surfaces 25 and 26 are planar and are adapted to be placed in contact with the other segments making up the locking bit.

面25および26のへり27および28は、それぞれ実
質的ニ直角でありかつ従来のロックビットのように面取
りおよび傾斜が付けられていない。
Edges 27 and 28 of faces 25 and 26, respectively, are substantially square and are not chamfered and beveled as in conventional lock bits.

本発明の方法は接合される充分に大きな区域を提供し、
それによってビットにより高い強度と硬さを与える。
The method of the invention provides a sufficiently large area to be joined;
This gives the bit greater strength and hardness.

本発明の方法によるロックビットの構造に使用される個
々のセグメント上で接合される区域と典型的な従来の方
法によるロックビットの構造に使用される個々のセグメ
ントの溶接区域との比較が行なわれる。
A comparison is made between the welded areas on the individual segments used in the construction of rock bits according to the method of the invention and the welded areas on the individual segments used in the construction of rock bits according to typical conventional methods. .

測定された区域は接合される部分に相当する。The measured area corresponds to the part to be joined.

次の表は、実質的に大きな区域が本発明の方法によって
接合されることを示している。
The following table shows that substantially large areas can be joined by the method of the invention.

第3図において、本発明の方法により接合される隣接す
るセグメント36の大きさが示されている。
In FIG. 3, the dimensions of adjacent segments 36 joined by the method of the present invention are shown.

第1図に示される面25は、次の隣接するセグメント2
1上の、隣接面に接して置かれる。
The surface 25 shown in FIG.
1, placed in contact with the adjacent surface.

実質的に全表面区域が本発明の方法によって接合される
Substantially the entire surface area is bonded by the method of the invention.

外部線32は本発明の方法で接合されるべき区域を示し
ている。
External line 32 indicates the area to be joined in the method of the invention.

接合されない区域は区域33である。The area that is not joined is area 33.

接触面のほぼ全区域は本発明の方法によって接合される
Substantially the entire area of the contact surface is bonded by the method of the invention.

第4図において、従来技術のロックビットの溶接区域が
示されている。
In FIG. 4, the weld area of a prior art lock bit is shown.

外郭線34は溶接の区域を示している。An outline 34 indicates the area of welding.

溶接溝が隣接するセグメント間に形成されかつその溶接
溝は溶接工程により溶着金属で満される。
A weld groove is formed between adjacent segments and is filled with deposited metal by the welding process.

その結果として得られる溶接は外郭線34によって示さ
れる区域だけである。
The resulting weld is only in the area indicated by outline 34.

区域35は溶接されない区域である。Area 35 is the area that will not be welded.

本発明によって実質的に大きな区域が溶接されることが
理解される。
It is understood that substantially large areas can be welded according to the invention.

本発明の方法は、製造工程中にビットの軸受および潤滑
装置をよごすのを防止する。
The method of the present invention prevents fouling of the bit's bearings and lubrication system during the manufacturing process.

従来の方法による溶接加工中の飛散物は軸受および潤滑
装置をよごす虞れがある。
Spatter during welding using conventional methods can contaminate bearings and lubrication systems.

従来技術の方法によりかなりの量の溶着金属が形成され
るので、溶着金属の一部が軸受および潤滑装置をよごす
Because prior art methods create a significant amount of weld metal, some of the weld metal contaminates the bearing and lubrication system.

第5図において、従来技術の溶接の水平断面図が示され
ている。
In FIG. 5, a horizontal cross-sectional view of a prior art weld is shown.

セグメント36はセグメント37に近接して配置されて
いる。
Segment 36 is located adjacent segment 37.

セグメント36上の表面38はセグメント37上の表面
39に対向している。
Surface 38 on segment 36 is opposite surface 39 on segment 37.

だぼ40はセグメント36の穴41およびセグメント3
7の穴42内に伸長している1だぼ40は、溶接するた
めにビットのセグメントを適切な位置に整合するために
使用される。
Dowel 40 connects hole 41 of segment 36 and segment 3
1 dowel 40 extending into the 7 hole 42 is used to align the segments of the bit in the proper position for welding.

セグメント36は部分43を備え、その部分はセグメン
ト37の接触する部分44と接合されたとき溶接溝を形
成する。
Segment 36 includes a portion 43 which, when joined with contacting portion 44 of segment 37, forms a weld groove.

前に説明したようにビットは精確なゲージ直径を有して
いなげればならない。
As previously explained, the bit must have an accurate gauge diameter.

ビットの寸法を適切なゲージ直径に決めるために、面3
8と39との間にシム45が配置される。
To size the bit to the appropriate gauge diameter, face 3
A shim 45 is placed between 8 and 39.

ビットを適切なゲージ寸法に調整するために種々の数の
シムが必要となる。
Various numbers of shims are required to adjust the bit to the proper gauge size.

部分43および44によって形成される溶接溝は溶着金
属46によって満される。
The weld groove formed by portions 43 and 44 is filled with deposited metal 46.

面38と39とは溶接によって接合されず、しかもセグ
メント36と37とは溶着金属46によってのみ接合さ
れる。
Surfaces 38 and 39 are not joined by welding, and segments 36 and 37 are joined only by weld metal 46.

溶着金属46の横断面は不規則多角形である。The cross section of the weld metal 46 is an irregular polygon.

この溶接の形状は複雑な応力を受け、かつ疲れ寿命は本
発明の溶接の疲れ寿命よりも短かい。
This weld geometry is subject to complex stresses and the fatigue life is shorter than that of the weld of the present invention.

溶着金属はセグメント36および37よりも短かい。The deposited metal is shorter than segments 36 and 37.

例えば、溶着金属46の硬さはほぼ10〜20ロツクウ
エルCの範囲の硬度であり、しかるにセグメント36お
よび37の硬さは25〜350ツクウエルCの範囲内で
ある。
For example, the hardness of weld metal 46 is approximately in the range of 10 to 20 Rockwell C, while the hardness of segments 36 and 37 is in the range of 25 to 350 Rockwell C.

やわらかい溶着金属は、それゆえに隣接するセグメント
36および37はど強(ない。
The soft weld metal is therefore not as strong as adjacent segments 36 and 37.

第6図において本発明の溶接の水平断面図が示されてい
る。
In FIG. 6 a horizontal sectional view of a weld according to the invention is shown.

セグメント4γはセグメント480次に配置されている
Segment 4γ is arranged next to segment 480.

セグメント47上の面49はセグメント48上の面50
に接している。
Surface 49 on segment 47 is surface 50 on segment 48
is in contact with

セグメント47と48とは前述したように前記面49お
よび50のほぼ全体にわたって接合されてい本貨52お
よび53はセグメント47および48の鍛造により残さ
れたフラッシュによってそれぞれセグメント47および
48上に形成される。
Segments 47 and 48 are joined over substantially the entire surfaces 49 and 50, as described above, and solids 52 and 53 are formed on segments 47 and 48, respectively, by the flash left by the forging of segments 47 and 48. .

ビットを適切なゲージ寸法に決めるためにシムは使用さ
れない。
No shims are used to size the bit to the proper gauge.

セグメント47および48を位置決めするため((だぼ
を使用する代りに、セグメント47と48は互に相対的
に動かされ、ビットを適切なゲージ寸法にする。
To position segments 47 and 48 (instead of using dowels, segments 47 and 48 are moved relative to each other to bring the bit to the appropriate gauge size.

例えば、セグメント47および48の上部分はわずかに
外側に動かされる。
For example, the upper portions of segments 47 and 48 are moved slightly outward.

面50の部分51は、ビットが適切なゲージ寸法にされ
たとき、面49および50の摺動によって露される。
Portion 51 of face 50 is exposed by sliding of faces 49 and 50 when the bit is sized to the appropriate gauge.

面49および50をビットの下ねじ付端近くで互に精確
に隣接させてお(のが好ましいが、面50および51の
わずかな摺動がビットの本体の上部分近くで行なわれる
Preferably, surfaces 49 and 50 are precisely abutted to each other near the lower threaded end of the bit, with slight sliding of surfaces 50 and 51 occurring near the upper portion of the body of the bit.

すなわち形成されるビットのゲージ直匝を正確にするた
めに、隣接するセグメントの両面は、僅かに不整合のま
又で溶接が行われる。
That is, in order to ensure accurate gage alignment of the bit being formed, both sides of adjacent segments are welded with slight misalignment.

面49および50の各側に小さな熱影響区域が存在する
が、この熱影響部分はセグメント47および48よりさ
らに硬い。
There is a small heat affected zone on each side of surfaces 49 and 50, which is even harder than segments 47 and 48.

例えば、この熱影響区域すなわち溶接区域は35〜45
0ツクウエルCの範囲内の硬さを有している。
For example, this heat affected zone or weld zone is 35 to 45
It has a hardness within the range of 0 Tsukwell C.

これはほぼ25〜350ツクウエルCの範囲内の硬さを
有するセグメント47および48にたとえられる。
This can be compared to segments 47 and 48 having a hardness in the range of approximately 25-350 Tsukwell C.

したがって、本発明によりつくられたビットが従来技術
によるビットよりも実質的ド強いことが明らかである。
It is therefore clear that bits made according to the present invention are substantially stronger than bits according to the prior art.

従来技術のビットの溶接とセグメントとの間の硬さの差
に比較して本発明のビットの溶接区域とセグメントの間
の硬の差は少ない。
The difference in hardness between the weld area and the segment of the bit of the present invention is small compared to the difference in hardness between the weld and the segment of the bit of the present invention.

本発明の溶接は従来技術の溶接よりもきざみ効果が少な
い。
The welds of the present invention have less knurling effects than prior art welds.

本発明は、従来技術に比較して、非常に多くの製造作業
が機械で行われ得るので、非常に信頼性がありかつ反復
に信頼性がある。
The present invention is very reliable and repeatable, as compared to the prior art, significantly more manufacturing operations can be performed by machines.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はロークリロックビットの個々のセグメントを示
す図、第2図シま溶接するために共に配置されたロータ
リロックビットの三つの個々のセグメントを示す図、第
3図は本発明の方法によって接合される表面区域を示す
図、第4図は従来技術のロータリロックビットの溶接区
域を示す図、第5図は従来技術の溶接の水平断面図、第
6図は本発明の溶接の水平断面図である。 10.21,22:セグメント、13:外面、14:ア
ーム、15:支持ピン、16:カッタ、25.26:面
、47 、48 :セグメント、49゜50:面。
1 shows the individual segments of a rotary lock bit, FIG. 2 shows three individual segments of a rotary lock bit placed together for seam welding, and FIG. 3 shows the method of the invention. FIG. 4 is a diagram showing the welding area of a prior art rotary lock bit; FIG. 5 is a horizontal cross-section of a prior art weld; FIG. 6 is a horizontal cross-section of a weld of the present invention. FIG. 10.21, 22: segment, 13: outer surface, 14: arm, 15: support pin, 16: cutter, 25.26: surface, 47, 48: segment, 49° 50: surface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 それぞれ一つのコーンカッタを頂部に有し且つ実質
的に平面状の一対の表面をそれぞれ有している三つのセ
グメントを含むトリコーン・ロークリロックビットにお
いて、前記の平面状の表面が隣接して位置するセグメン
トの平面状の表面の一つに衝合し、これらの衝合する表
向は正確に整合してはいないがロークリロックビットの
ゲージ直径は正確に寸法法めされ、前記の衝合する表面
が、電子ビーム溶接により溶接されるロークリロックビ
ット。 2 トリコーン・ロークリロックビットを製造スる方法
において、 頂部にコーンカッタをそれぞれ有し、且つ実質的に平面
状の一対の表口を有している三つのセグメントを調製す
ること、 これらの三つのセグメントを、それぞれの平面状の表面
が隣接して位置するセグメントの該表面の一つと衝合す
るようにして一緒に集めること、衝合するセグメントを
、コーンカッタが正確なゲージ直径を得られるが、衝合
する表面は整合しないま又に残されるような位置に置く
こと、衝合する表面の間の接目を、下記の段階を含む工
程によって溶接すること、 1)接目を電子ビーム銃に整合させ、 11)電子ビームを接目に向けること、 111)電子ビームの平面内において、ビームと個々の
セグメントの接目との間の相対的運動を生ずるようにさ
せること、 とを含む方法。
[Scope of Claims] 1. A tricone roke locking bit comprising three segments each having a cone cutter on top and each having a pair of substantially planar surfaces, wherein said planar surface abuts one of the planar surfaces of an adjacent segment, and although these abutting surfaces are not exactly aligned, the gauge diameter of the roke relock bit is exactly dimensioned. A rotary locking bit in which the abutting surfaces are welded by electron beam welding. 2. A method for manufacturing a tricone rokelock bit, comprising: preparing three segments each having a cone cutter at the top and having a pair of substantially planar face openings; Collecting two segments together such that each planar surface abuts one of the surfaces of the adjacent segment, the abutting segments can be cut by a cone cutter to obtain a precise gauge diameter. but the abutting surfaces are left unaligned, and the seam between the abutting surfaces is welded by a process comprising the steps of: 1) electron beam welding the seam; 11) directing the electron beam to the eyepiece; 111) causing relative motion between the beam and the eyepiece of the individual segment in the plane of the electron beam; Method.
JP49122965A 1973-10-24 1974-10-24 Rotary lock bit and its manufacturing method Expired JPS5938395B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40920773A 1973-10-24 1973-10-24
US409207 1973-10-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5073801A JPS5073801A (en) 1975-06-18
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ID=23619494

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JP49122965A Expired JPS5938395B2 (en) 1973-10-24 1974-10-24 Rotary lock bit and its manufacturing method

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AR (1) AR209075A1 (en)
CA (1) CA1048488A (en)
DE (1) DE2449024C2 (en)
FR (1) FR2249236B1 (en)
GB (1) GB1469260A (en)
IT (1) IT1023084B (en)
NL (1) NL7413279A (en)
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4414734A (en) * 1981-11-30 1983-11-15 Hughes Tool Company Triad for rock bit assembly
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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NL7413279A (en) 1975-04-28
DE2449024A1 (en) 1975-05-07
NO143764B (en) 1980-12-29
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FR2249236B1 (en) 1982-08-27
SE410885B (en) 1979-11-12
DE2449024C2 (en) 1984-06-28
FR2249236A1 (en) 1975-05-23
IT1023084B (en) 1978-05-10
CA1048488A (en) 1979-02-13
SE7413331L (en) 1975-04-25
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AU7395774A (en) 1976-04-08
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