KR101434244B1

KR101434244B1 - 드릴 비트 및 단일 드릴 기구

Info

Publication number: KR101434244B1
Application number: KR1020097012329A
Authority: KR
Inventors: 삐에르 라바
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2014-08-27
Also published as: FI20095817A; AU2008216929B2; WO2008100195A1; DE112008000158T5; US7766103B2; US20080205994A1; WO2008100194A2; FI125387B; KR20090119826A; AU2008216929A1; WO2008100194A3

Abstract

본 발명은 드릴 비트 (16) 및 단일 패스 드릴링 기구 (10) 에 대한 것이다. 단일-피스 드릴 비트 (16) 는 드릴링 축 (CL1) 을 중심으로 회전 가능하고, 드릴 스틸에 단단하게 연결되기에 적합한 연결부, 파일럿부 (14), 및 리머부 (19) 를 갖는다. 리머부는 섹터각 θ로 정의되는 섹터 (S) 내부의 파일럿부 (14) 의 한 측에 배치되는 리딩 제 1 락 가공수단 및 하나 이상의 트레일링 제 1 락 가공수단을 갖는다. 하나 이상의 트레일링 제 1 락 가공수단들 (18B, 18C) 은 리딩 제 1 락 가공수단 (18A) 으로부터 드릴 비트 (16) 의 트레일링 엔드 (28) 을 향하는 방향으로 축방향 이격된다.

Description

드릴 비트 및 단일 드릴 기구{A DRILL BIT AND A SINGLE DRILLING APPARATUS}

본 발명은 독립항의 전제부에 따른 드릴 비트(drill bit) 및 단일 패스 드릴링 기구(single pass drilling apparatus) 에 관한 것이다. 본 발명은 단일 패스 드릴링을 참조하여 설명되지만, 본 발명의 드릴 비트는 그러한 용도로 제한되지 않고, 넓은 범위의 드릴링 작업에 적용될 수도 있다고 이해됨이 바람직하다.

굴착된 구멍을 보강하기 위한 앵커 볼트 (anchor bolt) 의 설치는, 보통, 구멍을 뚫고, 드릴 스틸과 볼트 앞에 나와 있는 비트를 구멍에 삽입하여, 조이거나 그라우팅(grout) 작업시키는 두 단계로 수행된다. 단일 패스 앵커 볼팅 (single pass anchor bolting) 은, 드릴 스틸을 제거하여 볼트를 삽입하는 일 없이 이러한 두 단계를 동시에 수행한다. 단일 패스 볼팅의 장점은, 볼트 설치에 요구되는 시간이 최소화되고, 수동 혹은 반수동 볼팅과 비교하여 드릴링 장비 작동자의 안전성이 향상되고, 과정의 완전 자동화의 가능성이 향상된다는 것이다. 다른 장점으로는, 수동 혹은 반수동 볼팅과 비교하여 앵커 볼트 설치의 품질과 정확도가 향상된다는 것이다. 예를 들어 스플리트 세트 볼트(split set bolt) 와 같은 마찰이 있는 경우에서, 구멍의 지름은 앵커 볼트 성능과 관련하여 매우 중요 하다. 싱글 패스 볼팅의 또 다른 장점으로는, 볼트가 이미 구멍 안에 있기 때문에 드릴 비트를 후퇴시킬 때 구멍이 무너지지 않는다는 점이다. 이는 볼트가 항상 설치된 것과 같이 훨씬 더 나은 효율을 가져오고, 다시 말해 손실되는 구멍이 없다.

싱글 패스 볼팅에 대한 이전의 시도는 일반적으로, 드릴 스틸로도 기능하고 단부 근처에 드릴 비트가 설치되는, 혁신적인 앵커 볼트를 목표로 하였다. 이러한 기구들은 회전 드릴링 방법 혹은 회전/충격(percussion) 드릴링 방법을 통하여 사용되었고, 하드 그라운드(hard ground) 조건에 대해서는 일반적으로 적합하지 않다. 드릴 비트를 재사용하지 않는 기존의 하드 그라운드 충격 앵커 볼트는 비용 문제를 겪어왔다. 다양한 종류의 루프 볼트들이 존재하는데, 이 중 특이한 형태는 볼트를 통하여 길이방향으로 형성된 중앙 구멍을 갖는 튜브형 (예를 들어 스플리트-세트, 스웰렉스(Swellex), 등) 이다. 케이싱(casing)을 통하여 나오도록 되어있는 드릴 비트는 복잡하고, 따라서 비싸다.

스웨덴 특허 출원 번호 0400597-1에서 한 드릴 비트가 제안되었는데, 이는 드릴 비트 축을 중심으로 비대칭적으로 배치된 락(rock) 가공 요소들과 합쳐지는 리머부(reamer part) 를 갖는다. 이러한 구성에 따르면, 구멍 직경을 드릴 비트의 직경보다 더 크게 형성시킬 수 있고, 따라서 케이싱을 통하여 비트를 제거할 수 있다. 그러나, 드릴 비트의 침투 프로파일이 균일하지 않음에 따라, 비트에 응력이 발생되어 비트의 효율 및 수명이 저하되는 것으로 밝혀졌다..

이전의 단일 패스 앵커 볼트에서는, 특화된 앵커 볼트의 사용 및 복잡한 후 퇴가능한 비트의 배타적인 사용으로 인하여, 드릴링 속도 대 비트 비용에 대한 비용 효율이 복잡하다. 그럼에도 불구하고, 셀프-드릴링 루프 볼트의 설치 장점은 비-셀프-드릴링 타입의 설치 장점을 능가하고 있다.

본 발명에 따른 드릴 비트는 종래 기술들과 관련된 전술한 문제들 중 하나 혹은 그 이상을 실질적으로 극복하거나 혹은 적어도 이에 대안 대안을 제공하는 것이 목적이다.

본 발명의 또다른 목적은 더 효율적인 드릴 비트 및 단일 패스 드릴링 기구를 제공하여, 채굴 산업에서의 단일 패스 볼팅의 사용을 더 선호되게 만드는 것이다.

명세서 내에서, 문맥이 다른 뜻을 요구하지 않는 한, "포함한다(comprise)" 혹은 이의 변형 "포함하는(comprising)" 은, 하나의 서술된 완전한 유닛 혹은 완전한 유닛들의 그룹의 포함을 의미할 뿐, 다른 완전한 유닛 혹은 완전한 유닛들의 그룹을 배제하는 것을 의미하지 않는다.

첨부된 도면들은 전술한 종류의 본 발명의 실시예를 도시한다. 이러한 도면들 및 관련된 설명의 특이점은 전술한 본 발명의 광범위한 설명의 보편성에 우선하지는 않는다.

도 1A 내지 도 1G 는 단일 패스 루프 볼팅의 연속과정을 개략적으로 도시한다. 도 2A 는 본 발명의 실시예에 따른 비트 드릴을 정면도로 도시한다. 도 2B 는 드릴 비트를 측면도로 도시한다. 도 2C 는 드릴 비트를 평면도로 도시한다. 도 3 은 암석에 구멍을 뚫는 동안의 드릴 비트를 측면도로 도시한다. 도 4 는 구멍 프로파일과 관련하여 드릴 비트를 평면도로 도시한다.

도 1A 내지 도 1G 는 드릴 비트 (16) 를 사용하는 단일 패스 드릴링 기구 (10) 를 도시하고, 도 2A 내지 2C 는 드릴 비트 (16) 를 더욱 자세하게 도시한다. 단일 패스 드릴링 기구 (10) 는 여러 부분들을 포함하는데, 예를 들면, 드릴링 방향 F 를 참조할 때, 리딩 엔드 (12) 와 도시되지 않은 트레일링 엔드를 갖는 연장된 드릴 스틸 (11) 을 포함한다. 리딩 엔드 (12) 는 도시되지 않은 스레드(thread), 테이퍼, 혹은 베이어닛(bayonet) 연결을 포함하는 연결부를 갖는다. 일체형(one-piece) 드릴 비트 (16) 에는 락 가공수단(rock machining means) (17, 18A, 18B, 18C) 이 설치된다. 드릴 비트 (16) 는 스레드, 테이퍼, 혹은 베이어닛 연결 (도시되지 않음) 을 포함하는 연결부를 통하여 드릴 스틸에 연결가능하다. 드릴 스틸 (11) 및 드릴 비트는 드릴링 수단을 구성한다. 단일 패스 드릴링 기구 (10) 는 드릴 스틸 (11) 을 적어도 부분적으로 감싸도록 되어있는 앵커 볼트 (21) 를 더 포함한다. 앵커 볼트 (21) 는 개방 단부를 갖는다. 드릴 비트의 최대 직경 치수는 앵커 볼트 (21) 의 최소 직경보다 작다.

단일 패스 드릴링 기구 (10) 의 기본적인 개념은, 볼트에 의해 드릴 스틸을 감싸면서 구멍을 뚫은 후, 비트를 재사용하기 위해 후퇴시키는 것이다. 이러한 방법에서는 비트 부분들의 손실이 없다. 단일 패스 드릴링 기구 (10) 는 스웨 덴 특허 출원번호 0400597-1 에서 더욱 자세하게 설명되었으며, 본 명세서에서는 이의 개시사항을 참조결합한다.

도 2A 내지 2C를 참조하면, 드릴 비트 (16) 는 다음과 같이 설계될 수 있다. 일체형 드릴 비트 (16) 는 스틸로 만들어진 본체 (25) 및 이러한 본체 상에 배치된 락 가공수단 (17, 18) 을 포함한다. 본체 (25) 는 리딩 엔드 (27) 및 트레일링 엔드 (28) 를 갖고, 두 일체부, 즉 파일럿부 (14) 및 리머부 (19) 와 결합하는데, 파일럿부 (14) 는 그 축 (CL1) 이 구멍 (22) 의 축 (CL3) 과 일치하게 되어 있고 기구 (10) 전체를 적절히 가이드하기에 충분한 길이를 갖는다. 파일럿부 (14) 의 중앙축 혹은 중앙선 (CL1) 은, 드릴링 동안에는 락 볼트의 중앙축과 실질적으로 일치하고, 따라서 드릴 비트의 드릴링축으로 간주될 수 있으나, 축 (CL1) 은 드릴 비트의 후퇴 동안에는 축 (CL3) 과 일치하지 않는다. 리머부 (19) 의 중앙축 혹은 중앙선 (CL2) 및 드릴 스틸 (11) 의 축은 일치하나, 구멍 (22) 의 축 (CL3) 으로부터는 실질적으로 이격된다. 파일럿부나 리머부의 단면이 원형일 필요는 없고, 따라서 축 (CL1, CL2) 에 대한 참조는 각각의 부분에서의 평균적인 중앙선에 대한 참조로 이해되어야 한다.

락 가공수단은 초경합금 수단, 즉 치젤(chisel) 및/또는 버튼의 형태이다. 파일럿부 (14) 는, 비트 (16) 의 리딩 엔드 (27) 를 형성하고 직경 방향으로 연장되는 치젤 혹은 직경 방향으로 마주보는 2개의 전방 버튼 (도면부호 17) 을 갖는 전방면 (29) 을 구비한다. 리머부는 다수의 버튼 (18) 을 갖는 전방면 (30) 을 갖고, 본 발명의 경우에는 3 개의 전방 버튼 (18A, 18B, 18C) 이 있다. 버튼 (18A, 18B, 18C) 은, 드릴링 동안 스틸 본체 (25) 보다 더 큰 직경을 갖는 구멍 (22) 을 가공하기 위하여, 리머부의 가장자리의 바깥측으로 다소 돌출될 수도 있다. 리머부에서의 초경합금 버튼의 개수는 드릴 비트의 직경 크기에 따라 변할 수 있다. 인접한 리머 버튼 사이의 공간에는, 플러시 매체 (flush medium) 가 통과하는 칩통로(chipway) 혹은 리세스가 설치된다.

락 드릴 비트 (16) 는 연결부에 의해 드릴 스틸 (11) 에 연결되어, 일반적인 방식으로 회전 운동 및 충격(percussion)을 전달한다. 드릴 스틸 (11) 은 플러시 매체를 운반하는 통로를 포함한다. 플러시 매체를 위한 메인 통로는 드릴 비트 내부에 설치된다. 이러한 메인 통로의 전방 단부는 전방면에서 나가는 다수의 분기(branch) 통로와 연결된다. 플러시 매체로는 물, 시멘트, 혹은 공기가 사용될 수 있다.

파일럿부는 구멍 (22) 에 비해 직경과 길이가 작은 파일럿 구멍 (22A) 을 뚫는다. 파일럿부 (14) 의 길이는, 리머부 중앙선 (CL2) 에 평행하는 방향에 있어, 파일럿부의 최전방부에서부터 리머 버튼 (18C) 의 최전방부까지의 거리로 정의된다. 길이는 10 mm 이상 60 mm 이하로 하여 드릴 비트의 양호한 가이드와 수명을 제공한다.

본 실시예의 리머 버튼은 (드릴 비트 (16) 가 드릴링 동안 좌회전을 겪도록 구성됨에 따라) 리딩 버튼 (18A) 및 트레일링 버튼 (18B, 18C) 을 포함한다. 도 2A 내지 도 2C 에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 버튼들은 같은 간격으로 드릴링축 (CL1) 을 중심으로 각도 이격되고, 섹터각 θ을 갖는 섹터 S 내에 배치된다. 이러한 이격은 몇몇 경우에서는 다를 수 있다. 즉, 이격은 동일하지 않을 수도 있다. 상기 섹터의 래디얼 암들(radial arms)은 각각의 가장자리 버튼들 (18A, 18C) 의 중점을 통해 이동함을 알 수 있다. 이러한 각 θ는 120°이하이고 바람직하게는 90°이하이다. 도시된 형태에서의 이러한 각도는 대략 76°이다.

각도 이격되는 것에 추가적으로, 버튼들 (18A, 18B, 18C) 은 서로에 대하여 축방향으로도 이격된다. 도시된 형태에서 다시 볼 수 있듯이, 버튼 (18B, 18C) 은 그에 선행하는 버튼으로부터 드릴 비트 (16) 의 리딩 엔드 (27) 를 향하는 방향으로 이격되어 있는데, 이러한 축방향 변위는 일정하다. 이러한 각도 이격 및 축방향 이격으로, 버튼들 (18A, 18B, 18C) 은 일정한 반지름, 피치, 및 드릴링 축에 수직인 평면에 대한 기울임 피치각 α 를 갖는 나선 PD 의 부분을 이루는 호 상에 놓여진다. 도시된 실시예에서, 버튼들 사이에는 같은 높이차가 있다. 또 다르게는, 축방향 이격은, 예를 들어 넓은 범위의 침투율에 대한 양호한 수행 능력과 관련하여 더 유연성을 갖기 위해 달라질 수 있다. 아래에서 도 3 을 참조하여 더 상세하게 설명될 바와 같이, 피치각 α는 드릴링 팁의 침투 프로파일을 변화시키고, 가장 효율적인 피치 각도는 드릴링 조건, 특히 침투율에 의존한다. 보통, 피치각 α는 5°내지 10°의 범위에 있고, 도시된 형태는 대략 8°이다.

리머 버튼들 (18A, 18B, 18C) 의 방위는, 특히 리머 버튼들 (18A, 18B, 18C) 이 섹터각 θ로 정의된 작은 섹터안에 한정되어 있는 본 경우에서와 같이, 드릴 비트의 효율을 향상시키도록 설계된다. 드릴링 동안, 리머 버튼들 모두는 (축 (CL1) 을 중심으로) 회전하고, 암석 면에 충격을 준다. 각각의 충격은 드릴링 비트를 드릴링 방향 F 로 움직이기 위해 발생된다. 결과적으로, 이러한 결합된 회전 및 축 방향 운동에 의해, 도 3 에 도시된 바와 같이, 리머 버튼들 (18A, 18B, 18C) 은 일정 반지름과 피치를 갖는 전반적으로 나선형인 경로 PC 를 따르게 된다. 예상 피치 PC 는 드릴링 속도 (침투/시간의 비율) 및 드릴 비트의 회전속도로부터 결정될 수 있다.

예상 나선형 커팅 경로 PC 에 반대되는 방향으로 감기는 나선부 PD 모양으로 드릴 비트에 리머 버튼을 형성시킴으로써, 리머 버튼들이 드릴링 축에 수직으로 정렬되는 구성과 비교하여, 더 효과적인 드릴링이 성취될 수도 있다. 특히, 리머 버튼이 절삭면에 더 양호하게 놓여있음으로서, 리머 (19) 에 가해지는 반작용력은 각각의 리머 버튼들 (18A, 18B, 18C) 에 걸쳐 더욱 균등하게 분배되고, 각각의 버튼은 실질적으로 동일한 양의 암석의 슬라이스를 절단하게 된다. 만약 리머 버튼들이 드릴링 축에 수직으로 놓이면, 대부분의 작업이 리딩 버튼 (18A) 에 의해 행해진다. 게다가, 리머 버튼을 커팅 나선 PC 의 피치에 가까운 값인 D 만큼 축방향으로 변위시킴으로써, 드릴 비트가 각 회전에서 암석속으로 일정하게 이동할 수 있게 된다. 특히, 한 회전의 끝과 그 다음 회전의 시작 사이에 큰 불연속이 없다. 리머가 회전의 끝에 도달할 때, 리머 버튼은, 암석면에 정확한 위치로 놓여, 회전 끝에서의 리딩 버튼 (18A) 의 위치와 회전 시작에서의 절삭면의 위치 사이에 상당히 큰 간격 없이, 다음 회전을 시작한다. 이전처럼 리머 버튼들이 드릴링 축에 수직하게 위치한 경우에는, 리머가 나선형 커팅 경로 PC 를 따라 암석 내부로 이동함에 따라 드릴 비트가 암석면에 "물리는(bite)" 하는 경향이 있었다.

최적 성능은 거리 D 가 나선 PC 의 피치의 비율로서 설정 (섹터각 θ로부터 계산됨) 되는 경우에 얻어질 수 있는 반면, 축 방향 변위가 없는 구성과 비교하여 향상된 성능은, 리머 버튼에 다소의 피치 (혹은 축방향 변위) 를 도입함으로써 얻어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 거리 D 와 예상 커팅 나선 경로 PC 사이의 특정한 관계에 한정되지는 않는다,.

드릴링 동안 구멍속에서 드릴 비트를 지지하기 위해서, 드릴 비트의 외측 표면 (31) 은, 구멍의 내벽에 지지되어 비트를 정확한 방위로 유지하는 것을 도와주는 용도로 설치된 하나 이상의 지지 영역 (32) 과 합쳐진다. 본 형태에서, 이러한 지지 영역은 리머부 (19) 하에서 드릴 비트 (16) 의 표면 길이를 따라 배치된다. 이러한 영역은 드릴 스틸 (11) 주변에 위치하는 경계(skirt) 의 일부를 형성한다. 다른 형태에서는, 지지 영역은 리머 외측 표면의 일부분에만, 예를 들어 리머 버튼 (18) 의 바로 아래 및/또는 드릴 비트 (16) 의 트레일링 엔드 (28) 근처에 배치될 수도 있다.

다음과 같이, (드릴링 축에 대하여 수직인) 단면에서의 드릴링 축으로부터의 외측 표면의 래디얼(radial) 거리는 비트를 중심으로 가변한다. 지지 영역 (32) 은 드릴 비트 표면 (31) 의 최외각 부분에 배치되고, 드릴링 축을 중심으로 일정한 래디얼 거리에서 원주방향으로 연장되도록 구성된다. 이러한 래디얼 거리는 리머부 (19) 에 의해 형성된 구멍 (22) 의 반지름에 상응한다. 이는 도 4 에 잘 도시되어 있다.

지지 영역 (32) 은, 보통, 메인 비트 본체보다 경질인(hard) 재료로 이루어진 내마모 수단을 포함한다. 지지 영역 (32) 이 드릴링 축을 중심으로 대략 선형으로 확장될 수도 있는 반면 (그리고 리지(ridge)나 립(rib) 등의 형태로 됨), 도시된 형태에서, 지지 영역은 드릴링 축에 대하여 축방향으로도 확장되어, 지지 표면의 형태가 된다. 이러한 지지 표면은 리머부의 리딩 엔드로부터 트레일링 엔드까지 확장되는, 표면을 따르는 하나의 부분만일 수도 있고, 혹은 다수의 지지부를 형성하는 분리된 영역들일 수도 있다.

단일 패스 암석 볼팅 기구 (10) 의 작동은 도 1A 내지 1G 에서 도시된다. 드릴 비트 (16) 는 드릴 스틸 (11) 에 연결된다. 예컨데, 드릴 비트 (16) 는 드릴 스틸 (11) 에 나사결합된다. 표준 드릴 점보와 같은 드릴링 머신은 드릴 스틸을 잡는다. 볼트 (21) 는 바람직하게는 드릴 스틸 주위로 자동으로 공급되고, 드릴링 방향 F 에서 드릴 비트 (16) 의 뒤에 위치한다. 도 1A 에서, 파일럿부 (14) 가 1차적으로 암석에 맞닿아 짧은 시간에 원주 보간 작업(circular interpolation) 동안 암석 표면을 가공한다. 이 후, 파일럿부 (14) 는 그의 정확한 센터를 찾고, 중심적으로 드릴링을 시작하는 반면, 동시에 드릴 스틸 (11) 은 파일럿부 중앙선 (CL1) 을 중심으로 워블(wobble)하기 시작한다. 이 후, 리머부 (19) 는 암석 표면과 접촉하게 되고, 지지 영역 (32) 을 구멍 (22) 의 내측벽에 맞대어 드릴 비트 (16) 를 지지한 상태에서, 파일럿부 (14) 에 의해 만들어진 구멍을 리밍 작업(reaming) 한다. 그 후, 볼트 (21) 는 구멍에 도달하게 되고, 도 1C 에 도시된 바와 같이 구멍속으로 들어가게 된다. 보통, 볼트 (21) 는 드릴 비트 (16) 로부터 축방향으로 이격되어 있다. 볼트 (21) 의 직경은 바람직하게는 구멍 (22) 의 직경보다 작다. 드릴 비트 (16) 가 구멍 (22) 의 드릴링 작업 및 리밍 작업을 계속하면서, 볼트는, 도 1D 에서 도시된 바와 같이, 다른 부분의 공급이 중지될 때까지 드릴링 기계의 커플링 슬리브 (26) 에 의해 앞으로 눌려진다. 구멍 (22) 의 깊이는 실질적으로 볼트 (21) 의 길이에 의해 결정된다. 즉, 볼트의 트레일링 엔드에 위치한 와셔 (23) 가 암석면 혹은 구멍의 입구에 도달할 때, 도 1E 와 같이 더 이상의 공급이 멈춘다. 드릴링 기계에는 앵커 볼트 푸셔가 있다. 이러한 볼트 푸셔는 드릴 스틸에 의해 구동되는 커플링 슬리브 (26) 혹은 돌리 툴(dolly tool) 이다. 돌리 툴은 일반적으로, 삽입 동안 드릴 스틸 및 볼트와 함께 회전한다. 그러나, 예를 들어 매케니컬(mechanical) 앵커 볼트의 경우에서는, 볼트는 삽입 기간 동안 회전하지 않도록 유지될 수도 있다. 돌리 툴은 완전히 삽입되었을 때, 앵커 볼트에 토크를 가한다. 돌리 툴은 또한 드릴 스틸을 따라 슬라이딩하여 매케니컬 쉘 볼트 및 그라우트된(grouted) 볼트의 설치를 쉽게 만든다. 도 1E 는 앵커 볼트 안에 드릴 스틸 및 드릴 비트가 여전히 있는 상태에서, 완전히 삽입된 앵커 볼트 (21)를 도시한다. 푸셔는 판을 암석면으로 누른다. 와셔는 볼트의 트레일링 엔드에서 벌지(bulge) (24) 와 협동하는 중앙 구멍을 갖는 루스한(loose) 통상의 판이 될수도 있다. 이후 , 도 1F 와 같이, 드릴 비트는 파일럿 구멍 (22A) 으로부터 후퇴한다. 볼트와 드릴 비트 사이의 축방향 이격이 파일럿 구멍 (22A) 의 깊이보다 커짐으로서, 볼트의 리딩 엔드가 드릴 비트의 후퇴를 간섭하지 않게함이 바람 직하다. 드릴 비트 및 드릴 스틸은 완전히 후퇴될 수 있고, 반복되는 드릴링 작업에 재사용될 수 있다.

기구 (10) 를 구동하는 기계는 탑 해머 드릴링 머신(top hammer drilling machine), 퓨어 로터리 머신(pure rotary machine), 또는 다운-더-홀(down-the-hole) 장비일 수 있다.

본 발명에 따르는 드릴 비트는 양호한 절삭과 가이딩 및 유리한 드릴링 결과를 제공한다.

본 출원이 우선권을 주장한 스웨덴 특허 출원 번호 0700383-3 및 0700384-1 의 개시사항은 본 명세서에 참조결합된다.

여기서 설명된 본 발명은 특별히 설명된 것 이외에 변형예, 변경예 및/또는 추가구성을 수용할 수 있고, 본 발명은 청구항의 범위 내에 있는 그러한 모든 변형예, 변경예, 및/또는 추가 구성을 포함한다.

Claims

드릴축 (CL1) 을 중심으로 회전가능하고, 상기 드릴축의 방향으로 이격된 리딩 엔드 (27) 및 트레일링 엔드 (28) 를 갖고, 비트 본체 (25) 및 이 비트 본체에 배치되어 상기 드릴축을 중심으로 서로 각도 이격된, 회전 방향을 따른, 리딩 제 1 락 가공수단 (18A) 및 하나 이상의 다른 트레일링 제 1 락 가공수단 (18B, 18C) 을 포함하는 드릴비트 (16) 로서,

상기 트레일링 제 1 락 가공수단 (18B, 18C) 중 하나 이상은, 상기 드릴 비트 (16) 의 상기 리딩 엔드 (27) 를 향하는 방향으로, 상기 리딩 제 1 락 가공수단 (18A) 으로부터 축방향으로도 이격되고,

상기 드릴 비트는 상기 드릴축 (CL1) 상에 배치된 파일럿부 (14), 및 리머부 (19) 를 갖고, 상기 리머부 (19) 는, 상기 파일럿부 (14) 로부터 오프셋되고, 상기 제 1 락 가공수단 (18A, 18B, 18C) 이 배치된 엔드 표면 (30) 을 포함하고, 상기 파일럿부 (14) 는 상기 리머부 (19) 로부터 상기 리딩 엔드 (27) 의 방향으로 축방향 변위되는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항에 있어서, 각각의 상기 트레일링 제 1 락 가공수단 (18B, 18C) 과 상기 트레일링 제 1 락 가공 수단에 바로 선행하는 상기 제 1 락 가공수단 (18A, 18B) 사이의 각도 이격은 서로 같거나 혹은 다른 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각각의 상기 트레일링 제 1 락 가공수단 (18B, 18C) 은, 상기 트레일링 제 1 락 가공 수단에 바로 선행하는 상기 제 1 락 가공수단 (18A, 18B) 으로부터 상기 리딩 엔드 (27) 를 향하는 방향으로, 축방향으로 이격된 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 3 항에 있어서, 각각의 상기 트레일링 제 1 락 가공수단 (18B, 18C) 과 상기 트레일링 제 1 락 가공 수단에 바로 선행하는 상기 제 1 락 가공수단 (18A, 18B) 사이의 축방향 이격은 같거나 혹은 다른 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 락 가공수단 (18A, 18B, 18C) 의 각도 이격 및 축방향 이격은, 상기 제 1 락 가공수단이 일정한 반지름과 피치를 갖는 나선 (PD) 의 호 형태로 상기 비트 본체 (25) 에 배치되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 5 항에 있어서, 상기 드릴축에 수직인 평면에 대한 상기 피치의 각도는 5 °내지 10°정도인 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 락 가공수단 (18A, 18B, 18C) 은 섹터각 θ를 갖는 섹터 내부에서 상기 드릴축을 중심으로 배치되는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 7 항에 있어서, 상기 섹터각 θ는 120°이하인 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
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제 1 항에 있어서, 비트 본체 (25) 는 상기 리딩 엔드 (27) 와 상기 트레일링 엔드 (28) 사이에서 연장되는 외측 표면 (31) 을 갖고, 상기 외측 표면 (31) 은, 상기 드릴축 (CL1) 에 수직인 단면에서, 상기 드릴축으로부터 균등하지 않게 방사형으로 변위되고, 또한 상기 외측 표면 (31) 은 상기 외측 표면의 최외측 방사 부분을 형성하는 지지 영역 (32) 과 합쳐지고,

상기 지지 영역 (32) 은 상기 드릴축을 중심으로 원주 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 10 항에 있어서, 상기 지지 영역 (32) 은 지지 표면을 형성하기 위해서, 상기 드릴축 (CL1) 에 대하여 축방향으로도 연장되는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 지지 영역 (32) 은 상기 리머부 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 지지 영역 (32) 은 내마모 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 지지 영역은 상기 드릴 비트의 트레일링 엔드에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
드릴링 수단과 앵커 볼트 (21) 를 포함하는 단일 패스 드릴링 기구에 있어서, 상기 기구는 제 1 항 또는 제 2 항에 정의된 일체형 드릴 비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 패스 드릴링 기구.