JPS61176791A - 衝撃ドリル要素 - Google Patents
衝撃ドリル要素Info
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- JPS61176791A JPS61176791A JP61000085A JP8586A JPS61176791A JP S61176791 A JPS61176791 A JP S61176791A JP 61000085 A JP61000085 A JP 61000085A JP 8586 A JP8586 A JP 8586A JP S61176791 A JPS61176791 A JP S61176791A
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- Japan
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- drill
- smaller
- curvature
- drill element
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- 230000035939 shock Effects 0.000 title 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011049 pearl Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/042—Threaded
- E21B17/0426—Threaded with a threaded cylindrical portion, e.g. for percussion rods
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T403/00—Joints and connections
- Y10T403/57—Distinct end coupler
- Y10T403/5746—Continuous thread
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- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、衝撃穴あけのためのドリル要素、例えばドリ
ルロッド、連結スリーブ又はドリルビットのような、外
径が３０ｍｍ以下、好ましくは２５ｍｍ以下の一条円筒
ねじからなる雄ねじ及び雌ねじを有するドリル要素に関
する。このドリル要素は衝撃ドリルストリングの中に包
含される他の要素と接合するように意図されたものであ
る〇〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕 本発明は１元来、いわゆる丸ねじ又はロープねじを有す
るドリル要素に関連しているロ上記ドリル要素の丸ねじ
はねじ山の頂とねじ山の谷とが共に一定の曲率半径を持
りている。そして、ドリル要素の長手方向の軸線とほと
んど平行なねじ面を有するねじの部分がくさび状に喰い
込むことを防止するために、雄ねじのねじ山の頂と雌ね
じのねじ山の谷の曲率半径は・雄ねじのねじ山の谷と雌
ねじのねじ山の頂の曲率半径よりも、それぞれ若干大き
くしである。
ルロッド、連結スリーブ又はドリルビットのような、外
径が３０ｍｍ以下、好ましくは２５ｍｍ以下の一条円筒
ねじからなる雄ねじ及び雌ねじを有するドリル要素に関
する。このドリル要素は衝撃ドリルストリングの中に包
含される他の要素と接合するように意図されたものであ
る〇〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕 本発明は１元来、いわゆる丸ねじ又はロープねじを有す
るドリル要素に関連しているロ上記ドリル要素の丸ねじ
はねじ山の頂とねじ山の谷とが共に一定の曲率半径を持
りている。そして、ドリル要素の長手方向の軸線とほと
んど平行なねじ面を有するねじの部分がくさび状に喰い
込むことを防止するために、雄ねじのねじ山の頂と雌ね
じのねじ山の谷の曲率半径は・雄ねじのねじ山の谷と雌
ねじのねじ山の頂の曲率半径よりも、それぞれ若干大き
くしである。
しかし本発明は、１条円筒ねじを持つドリル要素には一
般に適用できるものである。
般に適用できるものである。
従来の技術の丸ねじは低位から中高位のドリル動力を有
する岩石ドリルと一緒に用いた場合に比較的大きなねじ
の直径にとりて良好な機能を持つことが分っている。こ
の場合のねじの形状はねじの径の大きさく関係なく一定
に保たれている。しかし、ねじの径の小さいもの、主と
して２２■と２５＋ｎ＋の標準径を有するものではねじ
の寿命とねじのゆるまない性能については満足したもの
ではないグこの不利な特性は、ドリル装置が低い作動圧
力、すなわち７バールの正常圧力よりも低い作動圧力で
使用された場合に強くあられれる。
する岩石ドリルと一緒に用いた場合に比較的大きなねじ
の直径にとりて良好な機能を持つことが分っている。こ
の場合のねじの形状はねじの径の大きさく関係なく一定
に保たれている。しかし、ねじの径の小さいもの、主と
して２２■と２５＋ｎ＋の標準径を有するものではねじ
の寿命とねじのゆるまない性能については満足したもの
ではないグこの不利な特性は、ドリル装置が低い作動圧
力、すなわち７バールの正常圧力よりも低い作動圧力で
使用された場合に強くあられれる。
ねじの急蓮な摩耗の主な原因は、ねじが非常にゆるみ易
くなっており、そのために、ドリル作業の普通の時間内
でゆるみをひき起すためと考えられる。これはショール
ダ一部にいわゆる凹みを作ることをひき起す原因となり
ている。
くなっており、そのために、ドリル作業の普通の時間内
でゆるみをひき起すためと考えられる。これはショール
ダ一部にいわゆる凹みを作ることをひき起す原因となり
ている。
本発明の目的は、より小さなねじ径に対して標準的なタ
イプの丸ねじと比べて、長い寿命と改良されたゆるまな
い性能とを有するドリル要素を提供することである。本
発明のさらにもう一つの目的は低い作動圧の場合にも、
長い寿命と、良好なゆるまない性能を有するドリル要素
を提供することである。
イプの丸ねじと比べて、長い寿命と改良されたゆるまな
い性能とを有するドリル要素を提供することである。本
発明のさらにもう一つの目的は低い作動圧の場合にも、
長い寿命と、良好なゆるまない性能を有するドリル要素
を提供することである。
これらの及びその他の本発明の目的は特許請求の範囲に
記載されている特徴ある構成、すなわち、衝撃穴あけの
ためのドリル要素、例えばドリルロッド、連結スリーブ
又はドリルビットのようなドリル要素でありて、前記ド
リル要素が、３０ｍｍ、好ましくは２５５ｗ＋より少な
い外径と１条の雌又は雄の円筒ねじを有し、前記ドリル
要素が衝撃ドリルストリングの中に包含されているもう
１つの要素に連結されるようＫなっているドリル要素に
おいて、ねじ山のピッチが１２−より少なく、前記ねじ
山のシ冒−ルダー角が２１’ より大きく、さらに前
記ねじ山のピッチ角が１１° より少なくしかも５．６
° よりも大きいことを特徴とするドリル要素によって
達成される。
記載されている特徴ある構成、すなわち、衝撃穴あけの
ためのドリル要素、例えばドリルロッド、連結スリーブ
又はドリルビットのようなドリル要素でありて、前記ド
リル要素が、３０ｍｍ、好ましくは２５５ｗ＋より少な
い外径と１条の雌又は雄の円筒ねじを有し、前記ドリル
要素が衝撃ドリルストリングの中に包含されているもう
１つの要素に連結されるようＫなっているドリル要素に
おいて、ねじ山のピッチが１２−より少なく、前記ねじ
山のシ冒−ルダー角が２１’ より大きく、さらに前
記ねじ山のピッチ角が１１° より少なくしかも５．６
° よりも大きいことを特徴とするドリル要素によって
達成される。
〔実施例〕・
標準型の丸ねじは、径が２２１から５１−の間のものに
ついては、同じねじの形状を持っている。
ついては、同じねじの形状を持っている。
そのねじのピッチは１２．７鱈、ねじ山の高さは１．６
ｍ、ピッチ角は約１１．３°、ねじのショールダー角は
約２１０、ねじ山の頂とねじ山の谷における曲率半径は
それぞれ４６．０１１１と５．５ｍｍである。
ｍ、ピッチ角は約１１．３°、ねじのショールダー角は
約２１０、ねじ山の頂とねじ山の谷における曲率半径は
それぞれ４６．０１１１と５．５ｍｍである。
上記のように、このねじは、小さい径の場合、特に作動
圧が低いときには、寿命とねじのゆるまない性能とは満
足したものではないことが分っている。ねじをゆるめる
ためのトルクの式としては、次のものが有効である。
圧が低いときには、寿命とねじのゆるまない性能とは満
足したものではないことが分っている。ねじをゆるめる
ためのトルクの式としては、次のものが有効である。
Ｍ＝ねじのゆるみのトルク
Ｆ＝加えられた力
ｄｍ＝有効径又は平均径
β＝第４図で定義されたショールダー角α＝ピッチ角
μ＝摩擦係数
ｒｍ＝端面に対する平均半径
ショールグー角βは次式より計算される。
ｒ＋Ｒ−ｈ
・・・・・・（３）
Ｓ／２
ｒ＝ねじ山の谷に於ける曲率半径
８士ねじ山の頂に於ける曲率半径
Ｓ＝ピ憧チ
ｈ＝ねじ山の高さ又は深さ
ねじの平均径Ｄｍは次式より計算される。
Ｄｙ；ねじの外径、（＋）記号は組ねじの場合、（−）
記号は４ねじの場合を示す〇 ピッチ角αけ次式より計算される （１） 式からねじをゆるめるトルクはピッチ角αと
ショールグー角βとの関数であることが判る。
記号は４ねじの場合を示す〇 ピッチ角αけ次式より計算される （１） 式からねじをゆるめるトルクはピッチ角αと
ショールグー角βとの関数であることが判る。
このことは、ピッチ角αが小さく、ショールダー角βが
大きい程ねじはゆるみにくぐなることを表はしている０
したがって、たとえ、よりしりかりしたねじの結合をさ
せるためにピッチ角αを減することかありてもショール
ダー角βはそのま＼にして、決して増加することのない
ように保つべきである。
大きい程ねじはゆるみにくぐなることを表はしている０
したがって、たとえ、よりしりかりしたねじの結合をさ
せるためにピッチ角αを減することかありてもショール
ダー角βはそのま＼にして、決して増加することのない
ように保つべきである。
第１図に示す接手において２つの衝撃ドリル口・シト１
０，１１は連結スリーブ１２により結合されている。ド
リルロッド１０．１１は円筒節ねじ１５に示している。
０，１１は連結スリーブ１２により結合されている。ド
リルロッド１０．１１は円筒節ねじ１５に示している。
第４図を見てわかる通り、ショールグー角βはドリル要
素の長手方向の軸１７に直角な平面に対するねじショー
ルグーの傾斜であると定義される。
素の長手方向の軸１７に直角な平面に対するねじショー
ルグーの傾斜であると定義される。
！１次、第４図からピッチＳとねじ山の高さｈがいかく
定義されるかがわかる。
定義されるかがわかる。
本発明によれば、驚くべきことに、標準的な丸ねじのピ
ッチ角αを減じて、すなわち１１０ より小さくシ、ま
た標準的な丸ねじのショールグー角βを同時に増加して
２１° より大きくした場合、径のより小さいねじの結
合は、正常の作動圧、すなわち約７パールのもとでも、
ま九この７パールより少ない圧力の本とでも、その寿命
が非常に長くなり、また、良好なねじのゆるまない性能
を得ることがわがっ九〇 本発明によれば、ピッチ角αは５．６０ より大きく
ねじのピッチは１２ｍより小さいものである。
ッチ角αを減じて、すなわち１１０ より小さくシ、ま
た標準的な丸ねじのショールグー角βを同時に増加して
２１° より大きくした場合、径のより小さいねじの結
合は、正常の作動圧、すなわち約７パールのもとでも、
ま九この７パールより少ない圧力の本とでも、その寿命
が非常に長くなり、また、良好なねじのゆるまない性能
を得ることがわがっ九〇 本発明によれば、ピッチ角αは５．６０ より大きく
ねじのピッチは１２ｍより小さいものである。
この場合、より小さな直径は３０鴫より小さい外径、主
として２２■と２５１ｍとの標準直径である。
として２２■と２５１ｍとの標準直径である。
本発明のねじは１条ねじである。好適な実施態様におい
て、ピッチ角αは５．６°〜７．６°の範囲内であり、
ビ噌チＳは９−より小さくねじ山の頂での曲率半径Ｒは
６■より小さく好ましくは４ｍより小さく、ねじ山の高
さ、ｈは１．６−より小さく好ましくは１．５露より小
さいものである。曲率半径Ｒとねじ山の高さｈとの比は
、３．７５、好ましくは２．６より小さい。
て、ピッチ角αは５．６°〜７．６°の範囲内であり、
ビ噌チＳは９−より小さくねじ山の頂での曲率半径Ｒは
６■より小さく好ましくは４ｍより小さく、ねじ山の高
さ、ｈは１．６−より小さく好ましくは１．５露より小
さいものである。曲率半径Ｒとねじ山の高さｈとの比は
、３．７５、好ましくは２．６より小さい。
既に述べ念実施例に於て、ピッチ角αが約６．６°、ピ
ッチＳ ＝ ７．５ｍｍ、曲率半径Ｒ＝３．０ｍｍ、シ
ョールグー角βが約３０°、ねじ山の高さｈ＝１．３５
鱈である。この結果％Ｒ：ｈの比は約２．２となる〇ね
じ山の谷での曲率半径ｒは２．５ ｍであり、曲率半径
Ｒとｒとは一定の値をもっている。
ッチＳ ＝ ７．５ｍｍ、曲率半径Ｒ＝３．０ｍｍ、シ
ョールグー角βが約３０°、ねじ山の高さｈ＝１．３５
鱈である。この結果％Ｒ：ｈの比は約２．２となる〇ね
じ山の谷での曲率半径ｒは２．５ ｍであり、曲率半径
Ｒとｒとは一定の値をもっている。
これまで述べた実施例ではねじは主に凸凹の形をしてい
る０すなわち曲率半径ｒとＲとは一定の値を持っている
。
る０すなわち曲率半径ｒとＲとは一定の値を持っている
。
しかしながら、ねじの形状は特許請求の範囲内で変化さ
せることができる。すなわち、ねじの接触が起こるシ曹
−ルダ一部１６の形状は本発明にもとづいてきめられる
べきである０また、反対側のシ曹−ルダー面１８は中間
的な位置にある１９゜２０と同様に変化する曲率半径を
有するねじの形状を得るように変形することができる〇
既に述べた実施例に於て、本発明は二つのドリルロッド
の間の接手に関連づけられている。しかしながら、本発
明はすべての衝撃ドリルストリングの全ての要素、例え
ばドリルビットにも適用できるものである。
せることができる。すなわち、ねじの接触が起こるシ曹
−ルダ一部１６の形状は本発明にもとづいてきめられる
べきである０また、反対側のシ曹−ルダー面１８は中間
的な位置にある１９゜２０と同様に変化する曲率半径を
有するねじの形状を得るように変形することができる〇
既に述べた実施例に於て、本発明は二つのドリルロッド
の間の接手に関連づけられている。しかしながら、本発
明はすべての衝撃ドリルストリングの全ての要素、例え
ばドリルビットにも適用できるものである。
ＩＦ５図は本発Ｆ！ＡＫ係る二つのａヴドエンドと一つ
の連結スリーブ管具備する、衝撃ドリルストリング中の
接手を示し、ａｌＥ２図は本発明のねじを有するロッド
の端部を示し、第３図は第１図に示す接手の部分拡大図
を示し、第４図は第３図の中の一つの要素の拡大図であ
る。 ｌＯ，１１・・・・・・ドリルロッド、１２・・・・・
・連結スリーブ、１３．１４・・・・・・雄ねじ、１５
・・・・・・雌ねじ、α・・・・・・ピッチ角、β・・
・・・・シ曹−ルダー角、Ｒ・・・・・・ねじ山の頂の
曲率半径、γ・・・・・・ねじ山の谷の曲率半径、Ｓ・
・・・・・ねじのピッチ。
の連結スリーブ管具備する、衝撃ドリルストリング中の
接手を示し、ａｌＥ２図は本発明のねじを有するロッド
の端部を示し、第３図は第１図に示す接手の部分拡大図
を示し、第４図は第３図の中の一つの要素の拡大図であ
る。 ｌＯ，１１・・・・・・ドリルロッド、１２・・・・・
・連結スリーブ、１３．１４・・・・・・雄ねじ、１５
・・・・・・雌ねじ、α・・・・・・ピッチ角、β・・
・・・・シ曹−ルダー角、Ｒ・・・・・・ねじ山の頂の
曲率半径、γ・・・・・・ねじ山の谷の曲率半径、Ｓ・
・・・・・ねじのピッチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、衝撃穴あけのためのドリル要素、例えばドリルロッ
ド（１０；１１）、連結スリーブ（１２）又はドリルピ
ッドのようなドリル要素であって、該ドリル要素（１０
、１１、１２）が、３０ｍｍより小さい、好ましくは２
５ｍｍより小さい外径と１条のねじを持った円筒雌ねじ
（１５）又は円筒雄ねじ（１３、１４）を有し、前記ド
リル要素（１０、１１、１２）が衝撃ドリルストリング
に包含されている他の要素に連結するようにされている
ドリル要素において、ねじ山のピッチ（Ｓ）が１２ｍｍ
よりも小さく前記ねじ山のショルダー角（β）が２１°
よりも大きく、さらに前記ねじ山のピッチ角（α）が１
１°よりも小さくしかも５．６°よりも大きいことを特
徴とするドリル要素。 ２、ピッチ角αが５．６°〜７．６°の範囲内、好まし
くは６．６°であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のドリル要素。 ３、ピッチ（Ｓ）が９ｍｍより小さい、好ましくは７．
５ｍｍであることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は第２項に記載のドリル要素。 ４、ねじ山の頂における曲率半径（Ｒ）が６．０ｍｍよ
り小さく、４ｍｍより小さい方が好ましく、なるべくな
ら３．０ｍｍであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項〜第３項のいづれか１項に記載のドリル要素。 ５、ショルダー角（β）が３０°であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項〜第４項のいづれか１項に記載
のドリル要素。 ６、ねじ山の高さ（ｈ）が１．６ｍｍより小さいことを
特徴とする特許請求の範囲第１項〜第５項のいづれか１
項に記載のドリル要素。 ７、ねじ山の高さ（ｈ）が１．５ｍｍより小さく、好ま
しくは１．３５ｍｍであることを特徴とする特許請求の
範囲第６項記載のドリル要素。 ８、曲率半径（Ｒ）とねじ山の高さ（ｈ）との比が３．
７５より小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項
〜第７項のいづれか１項に記載のドリル要素。 ９、曲率半径（Ｒ）とねじ山の高さ（ｈ）との比が２．
６より小さく、好ましくは２．２であることを特徴とす
る特許請求の範囲第８項記載のドリル要素。 １０、ねじの形が主として凸凹の形状をなし、ねじ山の
谷の曲率半径（ｒ）がねじの山の頂の曲率半径（Ｒ）よ
りやゝ小さく、好ましくは０．５ｍｍだけ小さく、また
、ねじ山の谷の曲率半径（ｒ）が好ましくは２．５ｍｍ
であり、また、上記の曲率半径（Ｒ、ｒ）が一定の値で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第９項の
いづれか１項に記載のドリル要素。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8500049-5 | 1985-01-07 | ||
| SE8500049A SE459681B (sv) | 1985-01-07 | 1985-01-07 | Borrelement foer slagborrning |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61176791A true JPS61176791A (ja) | 1986-08-08 |
Family
ID=20358686
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61000085A Pending JPS61176791A (ja) | 1985-01-07 | 1986-01-06 | 衝撃ドリル要素 |
| JP005220U Pending JPH0682191U (ja) | 1985-01-07 | 1994-05-16 | 衝撃ドリル要素 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP005220U Pending JPH0682191U (ja) | 1985-01-07 | 1994-05-16 | 衝撃ドリル要素 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4760887A (ja) |
| EP (1) | EP0187628B1 (ja) |
| JP (2) | JPS61176791A (ja) |
| CN (1) | CN86100022A (ja) |
| AT (1) | ATE46212T1 (ja) |
| AU (1) | AU5149785A (ja) |
| BR (1) | BR8600006A (ja) |
| CA (1) | CA1250455A (ja) |
| DE (1) | DE3572856D1 (ja) |
| FI (1) | FI84746C (ja) |
| IE (1) | IE57151B1 (ja) |
| NO (1) | NO170234C (ja) |
| SE (1) | SE459681B (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IE57442B1 (en) * | 1986-07-02 | 1992-09-09 | Inst For Ind Res & Standards | Improvements to a product display and dispensing unit |
| SE460301B (sv) * | 1986-10-15 | 1989-09-25 | Sandvik Ab | Skarvstaang foer slaaende bergborrmaskin |
| US5163513A (en) * | 1991-06-28 | 1992-11-17 | Bowen Tools, Inc. | Circle threadform for marine riser top joint |
| CA2204544C (en) * | 1994-11-25 | 2005-01-11 | Herbert Jun Papousek | Coupling for anchor bars |
| DE19541163A1 (de) * | 1995-11-04 | 1997-05-07 | Hawera Probst Kg Hartmetall | Bohrwerkzeug, insbesondere zur Bearbeitung von Gestein |
| AUPO445897A0 (en) * | 1997-01-06 | 1997-01-30 | Boart Longyear Inc. | Straight hole drilling system |
| SE515518C2 (sv) * | 1998-09-28 | 2001-08-20 | Uniroc Ab | Gängförband för borrsträng för slående bergborrning |
| SE515195C2 (sv) * | 2000-03-02 | 2001-06-25 | Sandvik Ab | Gängförband och bergborrelement för slående borrning |
| SE515194C2 (sv) * | 2000-03-02 | 2001-06-25 | Sandvik Ab | Gängförband och bergborrelementför slående borrning |
| CA2477346C (en) * | 2002-02-25 | 2010-06-01 | Steffen, Robertson & Kirsten (South Africa) (Pty) Ltd | Rock bolt |
| SE0201989L (sv) * | 2002-06-27 | 2003-05-20 | Sandvik Ab | Handel, borrkrona och gängförband för slående bergborrning |
| WO2007133150A1 (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-22 | Sandvik Intellectual Property Ab | A top hammer rock-drilling tool, a drill rod and coupling sleeve |
| SE530158C2 (sv) * | 2007-06-05 | 2008-03-11 | Sandvik Intellectual Property | Bergborrutrustning samt hon- och handelar därtill |
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| US8763728B2 (en) * | 2008-08-06 | 2014-07-01 | Atlas Copco Secoroc, LLC | Percussion assisted rotary earth bit and method of operating the same |
| CN101845959B (zh) * | 2009-12-23 | 2012-11-14 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 一种锚杆 |
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