JPS6023240B2 - 吸引ジエツトを用いるドリル・ビツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はドリル．ビットに関する。

一層詳しくは（限定するつもりはないが）、本発明は、
ドリル．ストリングの下端に敬付けるようになっており
、切削手段を備えた複数の回転要素を包含し、これらの
回転要素が、たとえば、藤線をビット中心軸線に対して
傾けたころ軸受上に回転自在の装着した円錘形のローラ
であるドリル．ビットに関する。地面に孔を穿つのに用
いるこのようなドリル．ビットの能率ジェットを用いる
ことによって向上した。

流体ジェットの主な機能は、ビットを冷却すると共に、
孔の底も清掃すると共に、孔の底も清掃して泥を運び去
ることにある。特に、最初に提案された形式のビットで
は、流体ジェットはすべてビットの前方に向けてあり、
冷却機能のみを果すものであった。

ドリル．ビットの形状で変えて流体ジェットが孔の底付
近で生じるようにしたものであったが、泥をこねまわす
にすぎなず、ビット能率をかなり低下させるだけであっ
た。さらに、このような流体ジェットは孔底に圧力を加
えて土を固めるし、また、ビットと孔底との接触域に充
分に流体がまわらないということもある。従来技術によ
る第２の形式のドリル．ビットでは、洗浄用ジェットに
加えて泥を含んだ流体を運び去るための吸引装置すなわ
ち排出装置を組合わせてあり、ドリル．ビットの前進方
向と逆の方向に向いた付加的な流体ジェットを用いる。

この第２形式のドリル．ビットを具体化したい〈つかの
例では、泥の排出に関して特に満足すべき結果を得てお
り、最初に述べた形式のものと比べて能率が向上した。
本発明は、ビットと孔底の清掃をより効果的に行うこと
ができ、したがって能率をさらに向上させることのでき
る、上記第２形式のドリル．ビットを提供する。

添付図面に示した実施例についての以下の記載から本発
明およびその利点のすべてがはっきりするのであろう。

第１，２図に示すドリル．ビットは、２本のアーム２（
図には１つだけ示す）を備えた本体１を有し、それぞれ
のアームは切削要素３，３ａを支持している。切削要素
は、たとえば、ころ軸受（図示せず）に回転自在に装着
してｏ−ラまたは円錘形の切削要素である。軸受の軸線
はビットの垂直軸線に対して煩斜している。この切削要
素は公知形式のものでなく、図示したような歯を持って
いてもよいし、あるいはボア・ホール・レベルで土を切
削し、ばらばらにすることのできる他の任意の切削手段
を持ってもよい。ドリル．ビットの上部４にはねじが切
ってあったこのビットを回転させるようになっているビ
ットを回転させるようになっているビットホルダに連結
することができる。

このビット・ホルダはドリル．ストリングであってもよ
い。あるいは、ビットをダウンホール・モータで直接回
転させる場合には、ビット・ホルダはこのダウンホール
・モータのロータとなる。ビットの本体１にはくぼみ６
が設けてあり、このくぼみはドリル．ストリングの内孔
と直結する。

切削要素３，３ａの各々に対して、泥を含んだ穿孔用流
体を運び去るための、噴出装置と排出装置とが設けてあ
る。

切削要素３の噴出装置はくぼみ６と蓮通する噴出孔７を
包含する。

この頃出孔は切削要素３にできるだけ接近して設けてあ
り、要素３と孔底との接触城に効果的に注水するように
配置してある。好ましくは、この噴出孔は、そこから噴
出する流体ジェットが、切削要素の孔底と接触する区域
において、ドリル．ビット前進方向の成分と、切削要素
３の変位方向に向いて孔底に対して平行な成分とを有す
るように位置決めしてある。噴出孔７のＹ′，Ｙ軸とビ
ット垂直鞠線および切削要素回転軸線によって構成され
た平面×′，×とのなす角Ｑは少なくとほ２００である
。

双円錘体ビットで行なったテストでは、角はが６０′近
いとき、優れた結果を示した。切削要素３と孔底の接触
城への注水で良好な結果を得るためには、噴出孔７のＹ
，Ｙ軸を、切削要素３と孔底との理論的な接触線１２の
メディェィタ平面に接近した平面内に位置させる。

このメディェィタ平面は前記の平面Ｘ′，×に対して直
角である。噴出孔７は円形でもよいが、好ましくは、ス
ロット（図示せず）の形状であって、その最大寸法部が
前記接触線１２に対して平行である。

吸引装置すなわち排出装置は、くぼみ９と蓮適する少く
とも１つの排出孔８である。

この排出孔は噴出孔７と反対の側に位遣しており、ビッ
ト作動中そこから噴出した流体がドリル．ストリング５
と孔壁とのなす環状空間１ １においてビットの前進方
向と逆の方向に向いた成分を有する方向に流れる排出噴
流となるように設計してある。この排出孔は、孔底から
距離Ｌのところで、ビットの前進方向に平行に測って少
くとも切削要素３の高さ日に等しい。第２図に示すよう
に、各孔７，８とくぼみ６との蓮通はそれぞれプロフア
ィルド・ダクト９，１０を通して行なわれ、その結果流
れの圧力低下は童少限に抑えられる。

これらのダクトはくぼみ６の壁面に対して接線方向に接
続する。ビット作動中、流体は噴出孔７を通って排出し
て切断要素３の歯と接する孔底を洗い、土粒すなわち泥
を運び去る。

泥を含んだ流体は、その後直ちに、排出孔８（第２図）
を通って噴出した流体ジェットによって生じた負圧の作
用の下に環状空間１１内に運ばれる。この設計によれば
、ビットの冷却が効果的に行なわれるばかりか、きわめ
て短い時間に孔底を掃いて泥を完全に除去することが実
験的に確認された。したがって、泥を含んだ流体に吸引
作用を与えることによって、従釆の工具に比べて、ドリ
ル．ビットの能率をかなり向上させるそとができる。第
１，２図は２つの切削要素を持ったドリル．ビットを示
してる。

図示したように、１対の流体ジェットが各切削要素３，
３ａに組合わせてあってジェットの一方が洗浄用ジェッ
ト７または７ａであり、他方のジェットが泥を含んだ流
体を運び去るための吸引すなわち排出ジェット８，８ａ
である（切削要素３に対してはジェット７，８、切削要
素３ａに対してはジェット７ａ，８ａである）。ぼんの
１例として２つの回転切削要素を有するドリル．ビット
を図示したが、各切削要素に対して他の切削要素のもの
とは別にそれぞれの洗浄装置および吸引すなわち排出装
置を設けることによって切削要素の数にかかわりなく本
発明を応用できることは了解されたい。

本発明の範囲を逸脱することなく変更を行ないうる。

たとえば、噴出孔、排出孔を交換性のあるノズルで構成
すれば、作業条件に応じてノズルの直径を選定すること
ができる。ダクト９，１０のようなダクトはビット本体
に直接形成してもよいし、ビット本体に取り付けた３０
体の要素としてもよい。泥を含んだ流体のための付加的
な吸引装置、たとえばベンチュリを客排出ジェットの上
方に設置してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化したドリル．ビットの斜視図、
第２図は第１図に示したドリル．ビットの孔内の位置を
示す側面図である。 １・・・本体、２・・・アーム、３，３ａ・・・切削要
素、６…くぼみ、７，８…孔、９，１０…ダクト。 ＦＩＧ．ＩＦＩＧ．２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転装置に連結することができ、穿孔用の加圧流体
   を受ける内部くぼみを有しかつ複数本のアームを備えた
   本体と、切削手段を備え、前記アームの各々に回転自在
   に装着した要素と、穿孔用流体で孔底を洗浄することが
   できることができ、前記くぼみに連絡しており、ドリル
   ．ビツトの前進方向に向いた成分を有する流体ジエツト
   を与えるようになつている洗浄用ノズルを包含する洗浄
   装置と、前記くぼみに連絡しており、切削土を運び去る
   ための排出ジエツトを発生するようになつているノズル
   を包含し、この排出ジエツトがドリル．ビツトの前進方
   向と逆の方向の成分を有する排出装置とを包含する回転
   式ドリル．ビツトにおいて、各回転要素がそれ専用の１
   対のノズルを有し、この対のノズルが１つの洗浄用ノズ
   ルと１つの排出用ノズルとから成り、これらのノズルが
   、ドリル．ビツト軸線と前記回転要素の回転軸線とによ
   つて構成された平面の両側で開口した噴出孔を有し、洗
   浄用ノズルの噴出孔の軸線が前記平面に対して少なくと
   も２０°傾いておりかつ切削要素を備えた前記回転要素
   の外面に対してほぼ接線方向にあることを特徴とする回
   転式ドリル．ビツト。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の回転式ドリル．ビツト
   において、各回転要素の洗浄用ノズルが、この回転要素
   の切削手段の、回転要素の軸線まわりの回転方向に洗浄
   用ジエツトと向けるように位置決めしてあることを特徴
   とする回転式ドリル．ビツト。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の回転式ドリル．ビツト
   において、前記洗浄用ノズルの噴出孔が、孔底のレベル
   で回転要素に対して接線方向の平面に対してほぼ平行な
   伸長方向を特つた細長い形状のものであることを特徴と
   する回転式ドリル．ビツト。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の回転式ドリル．ビツト
   において、洗浄用ノズルの前記噴出孔の軸線の、前記平
   面に対する傾斜がほぼ６０°であることを特徴とする回
   転式ドリル．ビツト。