JPS63261093A

JPS63261093A - ドリルビツト

Info

Publication number: JPS63261093A
Application number: JP9182587A
Authority: JP
Inventors: ボブ・ヒグドン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-14
Filing date: 1987-04-14
Publication date: 1988-10-27

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】及１ユ〃」」巨υＬ本発明は、ドリルビット、特に油（η及びガス田並びに
土壌の掘削に使用する回転ドリルストリング（小木）の
下端に取付けられるドリルビットに関連する。また、本
発明は、ス１〜リングを通してビットの外側まで下方を
＠７環した後、ストリングと井戸孔との間の環状空聞内
を上昇して掘削物を除去する型式のドリルビットに関連
する。詳記すれば、本発明は上記型式のドリルビットを
改良したもので、ドリルストリングに取付けられたピッ
］・本体の上端でシャンクから垂下する脚の内側に伸出
すスラスト軸受の周囲で回転するように装着されたコー
ン、即ち円錐体を有する。

笠米亘且生土壌の掘削に使用する従来のドリルビットでは。

それぞれレース内及びコーンの内外の接触面とジャーナ
ル軸受内に形成された整合凹部内に嵌合されたロッキン
グボール又はスプリット金属リングによって、スラスト
軸受上にコーンが開放可能に保持される。即ち、これら
の保持用部品を装脱して時に応じてコーンを交換したり
修理する装置が設けられる。しかしロッキングボールや
リングは、コーンに加わる非常に大きいスラスト負荷に
よる不正摩耗から発生する高温度によってしばしば破損
してビット本体を交換する必要を生ずる。上記のボール
やリングのレース及び凹部は、コーン及びジャーナル軸
受の接触面積を減少すると共に、レースと凹部区域内の
厚さを減少して強度を低下する。

発１りがＦ決しようとするＢｊ′Ｊジャーナル軸受の上記機能低下を補償するため。

コーン凹部の内端の円筒形接触表面の端部上で円筒形に
突起する型式のいわゆる「ノース」軸受がドリルピッ１
−にしばしば設けられる。しかし、この型式ではコーン
に推力を加えるのに利用されるコーンとジャーナル軸受
の端部区域が必然的に減少する。

更に、従来は、軸受表面に達する油溜めに対するビット
本体の開口部を通じて潤滑剤を導入することによってコ
ーンとジャーナル軸受間の接触表面の潤滑も行われてい
る。潤滑剤は、通常、ジャーナル軸受とコーンとの間の
回転密封、即ち動的密封を形成するため、ジャーナル軸
受表面を包囲する弾性Ｏ−リングに含まオレる。ｌ１Ｔ
１１！８すれば、潤滑剤は、井戸圧力によって好適に保
持され、油溜めに対する開口部の「補償器」によって井
戸液体の侵入を阻止する。しかし、上記弾性０−リング
（シールリング）は、井戸内の高圧と高温、特に油井地
帯掘削の際の高圧と高温のため損傷しやすく、潤滑剤が
欠乏した時にしばしば交換を必要とする欠点がある。更
に、もし密封リングが損傷すると、掘削中に発生する異
物が侵入して接触面に重大な損傷を与える恐れがある。

上記ドリルビットは、シャンク及びジャーナル軸受が上
部に装着される脚のような別個の部品で構成されること
が多く、これらは隣接側の内外面で溶接されるが、これ
らの溶接位置は作業が困難で、特にこれらの部品の内端
の溶接が困難である。

又シャンクの溶接縁部は、シャンクをドリル用ストリン
グに連結するねじ溝を形成する前に加工しなければなら
ない。

上記型式のビットのコーンは岩Ｘ’ｌその他の硬質土壌
の掘削に使用される場合には、コーンの高摩耗区域に沿
って数列の炭化物植刃を設けることが多い、従来はコー
ンの外側の円筒形の孔にこれらの植刃をプレス嵌めする
ことが行われている。これらの植刃を固定するため、上
記の孔はかなり深く形成する必要がある。このためコー
ンが周囲を回転するジャーナル軸受の直径に制限がある
。

本発明の一目的は、上記型式のビットで、コーンがジャ
ーナル軸受上に確実に保持され、この保持装置はコーン
と軸受間の円筒形接触区域を制限せず、いわゆる“ノー
ズ″軸受を必要とせず、従って大きい推力支持区域が得
られるビットを提供することにある。

他の一目的は、上記型式のビットで、潤滑剤がジャーナ
ル軸受とコーンとの間を循環し、従ってコーンが軸受の
周囲で回転する際に低温が維持されるビットを提供する
ことにある。

他の一目的は、上記型式のビットで、構造がコンパクト
で、スラスト軸受とコーンの全体形状と大きさに変更を
必要としないビットを提供することにある。

他の一目的は、上記型式のビットで、潤滑剤がジャーナ
ル軸受とコーンの接触面間に保持され、密封の交換が少
なく、特に動的弾性密封の交換が少ないビットを提供す
ることにある。

更に他の一目的は、特に潤滑剤を含む密封が破損しても
潤滑面間に異物が侵入しないような簡単かつ安価な構成
のビットを提供することにある。

更に他の一目的は上記型式のビットで、本体がＨ単に組
立られ、又シャンクねじに特殊な加工を必要とせず、構
成が簡単なビットを提供することにある。

更に他の一目的は上記型式のピッ１−で、コーンの炭化
物即ちカーバイド植刃が比較的浅い孔に設置できかつジ
ャーナル軸受を大きくできるピッ１〜を提供することに
ある。

１町犯【ｉ舵火を泰た艶ム土佼本発明の実施例によれば、上記の諸口的は、上記型式の
ドリルビットで、ジャーナル軸受とコーンの壁の間にチ
ャンバが形成され、これを排気して液体が充填されて液
体ロックを構成し、このロックがコーンをジャーナル軸
受上に保持することによって達成される。

上り１上記のようにジャーナルＩＦｌｌｌ受とコーンの円筒形
接触面は、ボール又はスプリットリングを挿入する凹部
によって中断されることがない、又ジャーナル軸受とコ
ーンとの間の大きい接触面のため。

しばしば必要とされる“ノーズ″軸受を省略できる。上
記のようにジャーナル軸受とコーンの隣接端部表面は全
部スラスト負荷を吸収するのに利用できる。

方ｊし＆旅」引０ＪυＬ本発明の図示の実施例ではピッ１へ本体は各チャンバを
本体外部に連絡する複数の導管を有し、各導管は両端の
中間に外向きシートを有し、プラグがシート外側で各導
管にねじ止めされる。詳記すれば、上記のプラグは内端
にシー１〜を貫通する通気孔を有し、閉鎖部材が各シー
ト間に配置され、チャンバを充填する液体を排気するよ
うにプラグを内側に移動すると通気孔と導管を閉鎖する
。従って上記の閉鎖部材がニードルなどによってプラグ
上のシートから離して保持され、このニードルは通気孔
を貝通しＣ伸び出しているから、プラグを導管内で内側
にねじ移動すると、液体は外部に流出する０図示のよう
に、各コーンはシャフトを有し、このシャフトはコーン
をジャーナル軸受の外側に嵌合すると、この軸受の凹部
に挿入され、また、チャンバが上記シャフトの外端と、
導管に接続された凹部の内端との間に形成される。この
結果、各コーンとジャーナル軸受間に液体ロックが形成
される。

本発明の別の特徴によれば、第１通路装置が各ジャーナ
ル軸受の円筒形接面聞に縦カ行に伸び出し、この軸受に
嵌合されたコーンの凹部は、第２通路装置に連絡され、
この通路装置は、ジャーナル軸受の隣接＋３１’Ｊとコ
ーン凹部との間に伸び出し、更に滋養様通路装置に連絡
するポンプ装置が設けら４し、コーン野回転に応じて潤
滑剤を循環する。

詳記すれば、第２通路装置がジャーナル軸受の両端間で
スラスト軸受の対向面上に形成され、コーン凹部と、第
１通路装置に連絡されるスラスト軸受の外形との間の環
状凹部に連絡する。

図示のように、ジャーナル軸受の凹部内に伸び出すコー
ンのシャフトは、拡大内端部を有し、この内端部は環状
ポンプチャンバを形成し、このチャンバはこの反対側の
拡大端部の内端と外端との間に、ジャーナル軸受上にコ
ーンを保持する液体ロックを形成し、らせん羽根がシャ
フトとコーン凹部に固定され、コーンの回転に応じてポ
ンプチャンバ内の潤滑剤を排出する。好適には、図示の
ように、第１通路装置の第１通路は、ジャーナル軸受の
上側に形成されているから、コーンの負荷を支持する下
側から分離される。詳記すれば、第１通路装置の第１通
路は、両端間で拡大し、これらの両端はそれぞれビット
本体の外部に連絡する供給ボートと上記環状凹部に連絡
してビトシンクを形成し、このヒートシンクは通路内の
潤滑剤の循環と協力して、潤滑剤の温度をかなり低下す
る。

詳記すれば１図示の好適実施例では、ジャーナル軸受の
凹部内に伸出してポンプチャンバを形成する。シャフト
はスラスト軸受の中央孔を貫通し、このスラスト軸受の
孔に密着嵌合してこれを中心に保持すると共に、ポンプ
チャンバに連絡する複数の孔をスラスト軸受の反対側に
形成された第２通路に連絡する。

本発明の他の特徴によれば、潤滑剤は、凹部の周囲のコ
ーンの隅部の三角形の溝、凹部隅部内の弾性物質の密封
リング、及び該密封リングとジャーナル軸受の円筒形表
面との闇に配置された黒鉛その他、耐火金属製リングを
含む装置によって、各コーンの表面及びジャーナル軸受
間に保持され、上記黒鉛リングと密封表面を有するジャ
ーナル軸受は約９０°の角度範囲にわたって湾曲し、コ
ーンとジャーナル軸受にある程度の不整列があっても密
封接融を維持する。詳記すれば、変形可能物質で作られ
た環状パッド（複数）が凹部の隣接側面と黒鉛リング間
に保持され、密封リングと黒鉛リングはコーンと共に回
転し、シールリングは静止しているから、従来使用され
ていた動的密封よりも破損が少ない。

ビット本体は、一端に孔を形成したシャンクを有しかつ
ドリルストリングに接続する上方部と、シャンクの下端
から下方に伸びてシャンクの孔をその開放端に連結する
脚（′ｆＳｉ数）とを有するから。

ドリルストリングを下方に循環する掘削液は、各脚内の
ノズルからビット下方区域に噴出される。

ビット本体は、シャンクの下端に連結されかつ相互に平
行関係に連結された下方部（複数）を有し、上記ジェッ
トノズルは、これらの聞に伸び出している。詳記すれば
、これらの各下方部は、内側に伸びるジャーナル軸受を
有する板向き脚を有し、これにコーンが嵌合されて周囲
を回転する。上記のように、ビットはビット本体の隣接
部分の内縁に沿う困難な溶接を行うこと無く、容易に組
立ることかでき、また、シャンクに沿う溶接を行う必要
がないから、ドリルストリングの下端に固ノｔするため
のねじ切り前にシャンクを加工する必要がない。

図示のように、下方部の上端は、横方向変位を発生しな
いように、シャンク孔の下方延長部に密着嵌合する嵌合
部（複数）を有し、プラグがこれらの密着嵌合部上方の
孔に密着配置されるから、掘削液がノズル脚に流入する
。

ジャーナル軸受周囲で回転する各コーンは、カーバイド
、即ち炭化物のインサート即ち挿入物を有し、コーンが
ビット本体と共に、又はこれと相対的に回転すると井戸
孔の底部を掘削する。詳記すると１本発明の他の一特徴
によれば、上記の各挿入体は円錐形表面を内端に有し、
この内３１シはビット本体の外側の孔の円錐形内端に密
着嵌合され、これらの円錐形表面間の接合部を形成する
ろう材によって孔内に保持される。上記孔の円錐形端部
内に充填される形状のろう材金属ペレッ１−を加熱し？
　’ＩＩ流を挿入体からペレットに通してろう材を軟化
し、挿入物の内端がペレット内に移動するにつれて孔と
挿入体の円錐面にろう付する。各挿入体は通気孔が設け
られているから、ろう付の際にペレッ１〜から発生する
ガスは、この通気孔から排出される。

潤滑剤は、第１通路に潤滑剤を送る溜め、該溜め本体の
外側に連絡する本体の孔、即ち開口部、及び該溜め内を
液密で滑動しかつ井戸流体によって該溜めに向けて推進
されるピストンを有する装置によってコーンとジャーナ
ル軸受の接触部に供給される。従来技術と異なる本発明
の他の特徴によれば、ピストンと溜め内の潤滑剤との間
の一定量のガスは、周囲の井戸流体の圧力よりも幾分高
く維持される。詳記すれば、一定愈のガスを、溜め内の
液体充填と本体孔内のピストン運劾相よってピストンと
溜めとの間の空間に噴出する装置がビス１−ン内に設け
られる。

週」υ≦週擾−乳胛第１図の参照数字２０で全体を示すビットはビット本体
２１を含み、該本体はドリルストリングＯ５の下端に連
結されるねじ切り上端２２及びドリルストリングに連絡
する孔２４を上端に有する。

ドリル本体の上方部は、３個の中空脚２５を有し。

これらの中空脚は、下方開放端部に中空脚を連絡するた
め等間隔でシャンクの下端から下方に伸び出している。

ジェットノズル２７が各脚の孔２６の下端に開放可能に
装着されているから、ドリルストリング内を下方に循環
する掘削土はビットの所望区域に放出される。

ビット本体２ｉは、３３個の下方部２７を有し。

これらの下方部は相互に並んでシャンクの下端に連結さ
れ、ノズル脚２５が第１０図に示すように下方部２７に
隣接する上端の側面間に伸び出している。詳記すれば、
各下方部２７は下向き脚２８と内側下方に向いて伸びる
ジャーナル２９を有し、この周囲でコーン３１が回転す
る。各下方部２７の上端にはネック部３２があり、この
ネック部は下の下方部のネック部と共に円筒形ボスを形
成し、このボスはシャンクの孔２４の下方延長部に密着
嵌合する。上記の本体下方部の上端の）ｒ４３４はシャ
ンクの下端３５に接し、これらの屓の隣接外端縁部とシ
ャンクの下端は面取りされて、これらの下方部を本体の
上方部に連結する周辺溶接部３６が嵌合する。第１０図
に示すように１本体下方部の側面の隣接内端の外縁部も
面取されて、これらの間の縦方向溶接部４０が嵌合する
。

第９図及び第１０図に示すように、隣接下方部の外端は
拡大部３７を有し、長手方向に伸びる凹部３８を形成し
、これにノズル脚２５が収容され、本体下方部の上部の
下端４１は、ジャーナル軸受上に嵌合するコーン３１の
上方に配置される。孔４２が接触側部３９に形成され、
この孔４２を一致させてタボビン４３を挿入して、これ
らの下方部の止置側部をＳ［保持する。従ってビット本
体組立間に下方部２７の２個は、ビン連結のまま垂直方
向に移動でき、次に第３下方部は、前に連結されている
２個の下方部の一つのタボビンの端部上の孔４２を配置
することによって定位値に移動することができ、最後に
連結した下方部と最初に連結した２個の下方部との間の
孔４２は稟所になる。

プラグ４４（第１図）が、シャンクの孔延Ｊ４部３３内
に設けられ、この周囲にＯ−リング４５が支持されて密
封が維持されるから、中空ノズル脚２７に流入する掘削
液を孔２４内に密封する。第１図に示すように、プラグ
の上側は円錐形であるから掘削液は；３個のノズルに平
均して流入する。

各ジャーナル軸受ピンは、凹部４６（第４図及び第５図
）が外端に形成され、シャフト４７は各コーン３１の凹
部にねじ連結され、シャフト４７は、コーン凹部の円筒
形表面がジャーナル軸受の円筒形外径上を移動されると
、上記凹部４６に嵌合される。シャフト４７の拡大外端
４８にはシールリンク４９が設けられ、このリングは凹
部４６内で、ヘッド４８の内端とコーン凹部の端部との
間のシャフト周囲の内側環状チャンバと、ヘッド４８の
外側とジャーナル軸受の凹部４６の端部との間の外側チ
ャンバとに分割する。

詳記すれば、ジャーナル軸受凹部の端壁５０は導管５１
に接続し、この導管はジャーナル軸受が伸び出す脚２８
の下部外側に達する。第１１図５に示すように、導管５
１の外端は５２で示すように拡大し゛Ｃ導／ｉ？５　］
のシートを形成し、これに通気孔５４が設けられたプラ
グがねじ込まれる。前記のように、ボール５５のような
閉鎖部材は、通気孔５４のシー１−と導管５１のシート
との間に配置される。

コーンは、ジャーナル軸受上に保持され、該コーンは外
側チャンバを充填する液体によって該チャンバ上に保持
され、該チャンバは、プラグ５３がねじ切り導管５２内
に移動されると、プラグ５３のボー１−からの液体の移
動によって空気が排出される。前記のように、ボール５
５は１通気孔に挿入された（図面省略）の作用によって
通気孔の内端のシー１−から陥れて保持される。従って
、チャンバ内の液体は、ボールの周囲を流動して通気孔
から流出し、ボールの内端はプラグと導管のシート間で
確実に保持され、次いでニードルが引き抜かれる。従っ
て空気を含まない液体がチャンバと導管内に閉じ込めら
れて液体ロック（液体密封部）を形成し、コーンをジャ
ーナル軸受上の定位置に保持する。

第１１図に示すように、プラグ５３の外端には導管のね
じ端部５２を着脱するための工具を嵌合する非円形凹部
を有する。ジャーナル軸受内の外側チャンバを液体で充
填後、プラグを定位置に固定すると、ストッパ５６（第
１図）を定位置に移動し、プラグから漏洩が起きた場合
に導管の外端を閉鎖する。第４図に示すように、シャフ
ト４７の拡大頭部の外端にもこれをコーンに接続するた
めの適当な工具を挿入する非円形凹部が設けられる。

詳記すれば、コーンがジャーナル軸受上の定位置に保持
されると、コーンの円筒形凹部３０の外端の溝内に支持
されるシールアセンブリ５７は、脚２８の内側に対する
ジャーナル軸受の内端の交差点の周囲のシール表面と密
着接触する。後述する上記のシールアセンブリは、ｉｌ
！滑剤がジャーナル軸受の円筒形接触面と、ジャーナル
軸受の周囲のコーンの回転間、コーンとの間を潤滑剤が
循環する通路を遮断する。

上記のように、潤滑剤が循環する第１通路５８は、ジャ
ーナル軸受の外側接触面に形成されかつこの接触面の上
側に離れて縦方向に伸びる複数の凹部を有する。詳記す
れば、各通路５８は、上下端部の中間で横１向通路５９
に接続し、この通路５９は、シャフト４７の拡大頭部４
８の内端と。

通路５８との間に形成されたポンプチャンバに達し、通
路５８の外端は、第５図に示すように平らで、ジャーナ
ル軸受の端部とコーン凹部との間で横方向に伸びかつポ
ンプチャンバの反対端に達する第２通路５９に接続する
。

詳記すれば、らせん羽根６０が４７の周囲に製箔されて
ポンプチャンバ内で回転するから、下方のジャーナル軸
受からみて右方向にコーンが回転すると、潤滑剤はポン
プチャンバを下方に循環し。

コーンの両端間と凹部を通って横方向外向きに通路内を
通り１次に縦通路５８を上昇して、横方向吸入通路５９
を経てポンプチャンバに戻る。詳記すれば、図示のよう
に縦通路５８は上下の端部間の中間で奥行きを有するか
らピー１ヘシンクを形成し、このため潤滑剤の温度低下
に寄与する。

潤滑剤は溜め６１から前記通路とポンプチャンバに供給
され、この溜めは下方部２７内に形成されかつ垂直に伸
びるボート６２によって通路５８の一つの上端に接続さ
れ、このボートは溜めの下端から中間通路５８の１端に
接続する下向きボート６３に接続している。潤滑剤は溜
めと複数の通路にボート６３に接続する孔を経て、脚２
８の上方に供給されボート６３はプラグ６４で閉鎖され
ている。

第１図に示すように、溜６１の上端は溜め内を密着滑動
するピストン６５で閉鎖され、この上方はスナップリン
グ６６で押さえられ、潤滑剤はピストンの下方開放端の
下方レベルまで充填される。

溜めとピストン６５の下側との間に形成されるチャンバ
ー６７は、ビス１−ンの上側に作用する井戸液圧力より
も幾分高い圧力の窒素で充填される。

チャンバ６７は、ビス１〜ン６６を通る弁プラグ６８を
経て窒素その他のガスで充填され、充填後、外端のキャ
ップ６９で閉鎖される。

ジャーナル軸受の下端とコーン凹部下端との間に配置さ
れるスラスト軸受７０は、中央孔７１を有し、これを通
してコーン上にシャフト４７が伸出し、また、この外径
は、ジャーナル軸受の接触面の直径よりも幾分小さく、
更に、ｒＡ状通路７２によってコーン凹部の内径から離
れている。詳述すれば、第１２図に示すように、コーン
凹部の内端は１ｍ曲外壁７３を有し、この内端に隣接す
るジャーナル軸受の偶部は、１７４円形部７４を有する
から、スラスト軸受７０の外径は、ジャーナル軸受の小
直径内端部とほぼ整列し、通路７２のため、潤滑剤はジ
ャーナル軸受の円筒形表面とコーン凹部との間の縦方向
通路５８間、及び面内端間の横方向吸引通路５９に自由
に流動する。

第６図に示すように、これらの横方向通路７５と７６は
、スラスト軸受の両面に形成され、また、孔７１から凹
部７２まで放射状に外側に伸びているから、潤滑剤はジ
ャーナル軸受の下端とスラスト軸受の反対面との間、又
はコーン凹部とスラスト軸受の反対面との間を流動する
０図示のように、スラスト軸受の両面の通路は、周辺上
で食い違った位置にある。このスラスト軸受は、ベリリ
ウム銅又は所望によりＭｏＳ、のような耐火金属で作る
ことができる。

スラスト軸受は、シャフト４７の一部に形成された拡大
部７７によって軸線が整列した定位置に保持され、スラ
スト軸受の孔７１を通して伸び出ている。第４図に示す
ように、拡大部７７の中央部には、大径部７８があり、
このため孔７１に密′Ｒ嵌合し、また、スロット７９が
拡大部７７に形成されているから、潤滑剤はポンプチャ
ンバからスラスト軸受の孔７１に流入し、従って放射状
のスロット７５と７６から環状凹部７０に流れ１次に縦
通路５８に流入する。スラスト軸受７０は。

コーンと共に回転し、従って、スラスト軸受に対して回
転することができ、又はスラスト軸受に対して回転しな
いように保持すると、コーンが回転する。

第７図に示すシール装置５７は、三角形の溝８１内に配
置された弾性物質のＯ−リング８０を含み、この溝８１
は、コーン凹部の内径と密封表面の反対側のコーン端部
との交差点に形成される。

詳述すれば、このシール装置は、黒鉛又はＭｏＳ。

のような耐火性金属で作られたリング８２を含み。

このリング８２は、０−リング８０と密封表面間に配置
され、また、第７図に示すように、黒鉛リングの外壁と
これに接するジャーナル軸受の対向密封表面は、１／４
円形状であるから、ジャーナル軸受の軸線とコーンがあ
る程度不正列であってもシール装置を損傷することはな
い、上記の密封表面は、研旧して黒鉛リングと密着させ
る。

上記のシール装置は、ゴム等の可撓性物質で形成された
複数の環状バッド８３を含み、Ｗ２Ｂ５の側面と対向配
置の黒鉛リングの対向面間に配置される。即ち、これら
のパッド８３は、圧縮されて、厚擦グリップを構成し、
リング８２がコーンに対して回転することを阻止するか
ら、シールリング８１がこれに対して回転することをも
阻止する。

従って、このシール装置のＳ擦表面は、非弾性材料で形
成され、また、この弾性０−リング８２は静止している
から、動的シールに比較して摩耗が少ない。

第１３図に示すように、コーンの摩耗面に装着される挿
入体の少なくとも一部は、コーンの孔の類似形状内端に
密着するような円錐状端部９１を有する。即ち、ニッケ
ルのようなろう付は材料のペレット９３は、挿入体を内
部で加熱する孔の円錐端９２に密着嵌合する円錐形状で
、正極端を挿入体に接続し、負極端をコーンに接続して
電流を通すと、挿入体９１の下方尖端部が孔の底部に接
触したとき、ペレット９３が軟化する０次に、挿入体９
１は、孔内で完全に移動し、ろ）付は材料の放出ガスは
、孔と挿入体９１との間からまた挿入体９１の側面に形
成されたスロット９４から放出される０図示のように、
孔の外端と凹部の中間部には、前記のように、コーンに
ろう付けされた挿入体９１を固定する表面が円錐部の上
方に形成される。

充］Ｉυ鉄米上記のように、本発明では、液体ロックを設けたので、
各コーンに加わる切削抵抗が平均化するから、工具の損
傷を大幅に減少すると共に、工具の寿命を著しく延長す
ることができる。

上記説明から、本発明は、前記諸口的を連成すると共に
、他の多くの利点を有することが理解できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転ドリルストリングの下端にシャンク上端の
ねじ端部を有する本発明のドリルビットの垂直断面図で
ある。第２図は第１図のドリルビット本体の上方部をドリルス
トリングの下端から分離した状態の断面図である。第３図は第２図の上方部の底面図である。第４図はジャーナル軸受上のコーン組立、前に上方部か
ら分離し、スラスト軸受とジャーナル軸受の凹部内に嵌
合するシャフトを有するドリルビット本体の下方部の分
解側面図である。第４Ａ図は第４図の分解部分の線４　Ａ　−４，Ａに沿
う拡大断面図である。第５図は第４図の線５−５に沿うジャーナル軸受の端面
図である。第６図は第４図の分解部分の線６−６に沿うスラスト軸
受の端面図である。第７図は第１図の円形部７で示すシール装置の拡大断面
図である。第８図はコーンを除去しドリルビットの下方部を他のド
リルビットに連結した状態を示す垂直断面図である。第９図は第８図の組立下方部の底面図である。第１０図はドリルビットの下方部の隣接側面間のノズル
脚延長部を示す第１図の線１０−１０に沿う下方部の断
面図である。第１１図は第１図の円形部１１において、通気孔と閉鎖
部材を含む液体ロックチャンバに達するビット本体導管
内のプラグの拡大断面図である。第１２図は第１図の円形部１２において、ジャーナル軸
受外端とコーン凹部の内側偶部との間の環状凹部の拡大
断面図である。第１３図はコーン外面の孔と、ろう付は金属材料と接触
するようにこの孔に挿入された炭化物挿入体との拡大断
面図である。２１０．ビット本体、　ＤＳ、、ドリルストリング、　
２２０．シャンク（上方部）、　２５．。中空脚、　２７０．ノズルを含む下方部、　２８゜、脚
、　２９０．ジャーナル軸受、　３１０．コーン、　４
３０．タボビン、　４７０．シャフト。４８０．拡大頭部、　　４９．、シールリング、５１１
．専管、　　５３．、プラグ、　５６１．ス１−ツバ、
　５７０．シール装置、　５８６．第１通路装置、　５
９１．第２通路装置、　６０．。らせん羽根、　　６１０．溜め、　６５１．ピストン、
　　６ｆ；、、スナップリング％　　７００．スラスト
軸受、　８１０．三角溝、　９０．、挿入体。９３、、ろう付は用ペレット、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転ドリルストリングに連結する上端及び下端か
ら下方に伸びる複数の脚を有するドリルビット本体、各脚から内側に伸びるジャーナル軸受。協動回転するように上記各軸受に装着されるコーン、各軸受とコーンの壁との間にチャンバーを形成する手段
、空気が排出された上記チャンバーを充填する液体。上記チャンバーを密封するシール装置、上記シール装置に含まれ、上記コーンとジャーナル軸受
間を密封する封鎖装置、を含み、上記チャンバーは、該チャンバーに空気が流入
したり液体が流出しないように密封された液体密封部（
液体ロック）を形成し、該液体ロックは、コーンを軸受
上に保持すると共に、上記コーンと軸受間の相対的回転
運動が可能で、かつ上記コーンと軸受間で一定範囲の縦
方向運動が可能なドリルビット。
（２）前記ドリルビット本体は、各チャンバーを本体外
部に連絡する複数の導管を有し、各導管は、両端間にシートを有し、上記チャンバー密封装置は、各導管にねじ込み連結され
、かつ通気孔と導管及び該通気孔周囲の内端にシートを
有するプラグ、該プラグと導管上の各シート間に配置され、上記プラグ
が内側に移動されたとき、上記チャンバーを充填してい
る液体を排除して上記通気孔と導管とを閉鎖する閉鎖部
材、を有する特許請求の範囲第（１）項記載のドリルビット
。
（３）上記コーンは該コーンが上記軸受に嵌合されると
き凹部に挿入されるシャフトを有し、上記チャンバーは
上記シャフトの端部と上記凹部の端部との間に形成され
る特許請求の範囲第（２）項記載のドリルビット。
（４）上記各コーンは、上記ジャーナル軸受の円筒形表
面の周囲で回転する円筒形凹部を有し、各ジャーナル軸
受とコーンの円筒形表面間で縦方向に伸びる第１通路装
置と、上記ジャーナル軸受の隣接端部とコーン凹部との
間の第２通路装置の相互接続を形成する手段、及び上記通路装置上に連結され、上記コーンの回転に応じて
潤滑剤を循環させるポンプ装置を有する手段、を含む特許請求の範囲第（１）項記載のドリルビット。
（５）各ジャーナル軸受とコーン凹部との間のスラスト
軸受を含み、上記第２通路装置は上記スラスト軸受の反
対側に形成され、かつ上記コーン凹部とスラスト軸受の
外周面に形成された環状凹部に連絡し、上記第１通路装
置に接続する特許請求の範囲第（４）項記載のドリルビ
ット。
（６）各コーンに設けられ、上記ジャーナル軸受の凹部
内に伸び出す拡大頭部を有し、該拡大頭部の一端との間
に環状ポンプチャンバを形成し、一端が上記第１通路装
置に連絡し、他端が上記第２通路装置に連絡しているシ
ャフト、及び上記ジャーナル軸受の一つとシャフトに固着されたポン
プチャンバ内の複数のらせん羽根、を含む特許請求の範
囲第（４）項記載のドリルビット。
（７）上記ポンプチャンバは上記シャフト拡大頭部の他
端と、該ジャーナル軸受凹部の一端との間にあり、かつ
液体が充填されて上記スラスト軸受上に上記コーンを保
持する液体ロックを牽制する特許請求の範囲第（４）項
記載のドリルビット。
（８）上記第１通路装置は各ジャーナル軸受の円筒形表
面の上方側面に形成される特許請求の範囲第（４）項記
載のドリルビット。
（９）上記第１通路装置の各通路は両端の中間で拡大し
てヒートシンクを形成する特許請求の範囲第（８）項記
載のドリルビット。
（１０）各ジャーナル軸受の両端とコーン凹部との間に
配置され、かつ内部を上記シャフトが貫通する孔を有す
るスラスト軸受、該スラスト軸受の対向面間に形成され、かつ上記コーン
凹部とジャーナル軸受の外周面に形成された環状凹部と
連絡し、上記第１通路と連絡する上記第２通路装置を含
み、上記スラスト軸受は、上記ポンプチャンバーを上記第２
通路の各通路の内端に連絡する複数の孔を有する特許請
求の範囲第（６）項記載のドリルビット。
（１１）コーン凹部の外端近くに形成されたほぼ三角形
の溝、該溝の偶部に設けられた弾性物質密封リング及び上記密封リングと、上記の溝と反対側のジャーナル軸受
内端の環状面との間に配置された黒鉛又は他の耐火金属
製リング、及び上記密封リングと黒鉛リングが上記コーンと共に回
転するように各溝の側面と黒鉛リング間に保持される変
形可能物質製環状パッド。を含み、軸受とコーンが軸方向に不正列の場合でも密封
接触を維持し、上記黒鉛リングと環状直とは約９０°の
角度範囲で軸線上方で湾曲する特許請求の範囲第（１）
項記載のドリルビット。
（１２）ビット本体はドリルストリングに取付けるシャ
ンクと、該シャンクの上端を貫通する孔とを有する上方
部を含み、複数の中空脚が上記シャンクの下端から下方に伸び、中
空脚の孔は上記シャンクの孔をその下端でジェットノズ
ルに連絡し、上記ドリルストリングを下方に循環する掘削液はビット
の所望区域に向けて噴出され、更に上記シャンクの下端
には並置関係で複数の下方部が連結され、また、上記シ
ャンクの下端の上記脚は該下方部間に伸び出し、上記下方部は下方に伸びるジャーナル軸受を有する下向
き脚を含み、更に上記コーンはそれぞれ上記中空脚上のジャーナル軸受の
周囲で回転するように装着された特許請求の範囲第（１
２）項記載のドリルビット。
（１３）上記下方部の上端は、上記シャンク孔の下方延
長部内に密着嵌合されて横方向に運動しないように保持
される相互適用部品を含み、更に上記相互適用部品の上
方で上記孔延長部内に密封関係で配置されて掘削液を上
記中空脚に流入させるプラグが配置されている特許請求
の範囲第（１２）項記載のドリルビット。
（１４）１個以外の全脚は隣接並立関係で、かつ横方向
に伸びる複数のタボビンで配置される特許請求の範囲第
（１２）項記載のドリルビット。
（１５）各コーンは協動回転するように上記ビット本体
の脚上のジャーナル軸受に嵌合される凹部を有するビッ
ト本体、上記コーンが上記ビット本体と共に回転するとき、井戸
孔底部を掘削するため、上記コーン本体の外側に装着さ
れた複数の炭化物挿入体、上記各コーンは外側に複数の孔を有し、これらの孔は円
錐形内端を有し、また、各挿入体は上記コーン本体の孔
の円錐形内端に密着嵌合される円錐形内端表面を有し、
かつ上記挿入体とコーン本体はろう付け金属によって結
合され、上記孔の円錐形端部内に適合する形状の材料ペ
レットに接触させ、電流を通して該挿入体とコーン本体
との間でペレットを融解して該挿入体の円錐形端部をコ
ーン本体円錐形シートに向かって移動することによって
、前記ろう付けが行われる特許請求の範囲第（１）項記
載のドリルビット。
（１６）ジャーナル軸受の円錐形表面の周囲で回転する
ように装着された円筒形凹部を有する各コーン、潤滑剤の溜め、上記コーンとジャーナル軸受間を密封して該コーンの円
筒形接触面とジャーナル軸受間に潤滑剤を収容する密封
装置、及び上記溜めをコーン本体の外部に連絡する孔、該孔に滑動嵌合して井戸液によって上記溜めに向けて押
圧されるピストン、及び該ピストンと溜め内の潤滑剤との間に、井戸液の予想圧
力よりも高い圧力で含まれる一定量のガスを含む特許請
求の範囲第（１）項記載のドリルビット。
（１７）支持本体、該支持本体上に回転装着された工具部材、該支持本体の壁と工具部材との間にチャンバーを形成す
る手段、上記チャンバーを充填して空気を排除する液体、該チャ
ンバーを密封する手段、該密封手段に含まれ、該工具部材と支持本体間を密封す
る装置、上記チャンバーは密封されて該チャンバー内の空気の流
入又は液体の流出を阻止する液体ロックを形成し、該液
体ロックは工具部材を支持本体上に保持すると共に、上
記工具部材と支持本体間の相対的回転運動を可能にし、
また、該工具部材と支持本体間に一定範囲の縦方向運動
を阻止する回転工具。