KR20010021997A - 비트 고정 언더리머 아암을 구비한 역 순환 드릴링 시스템 - Google Patents

비트 고정 언더리머 아암을 구비한 역 순환 드릴링 시스템 Download PDF

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KR20010021997A
KR20010021997A KR1020007000564A KR20007000564A KR20010021997A KR 20010021997 A KR20010021997 A KR 20010021997A KR 1020007000564 A KR1020007000564 A KR 1020007000564A KR 20007000564 A KR20007000564 A KR 20007000564A KR 20010021997 A KR20010021997 A KR 20010021997A
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아디스 엘. 홀트
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아디스 엘. 홀트
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/64—Drill bits characterised by the whole or part thereof being insertable into or removable from the borehole without withdrawing the drilling pipe
    • E21B10/66—Drill bits characterised by the whole or part thereof being insertable into or removable from the borehole without withdrawing the drilling pipe the cutting element movable through the drilling pipe and laterally shiftable

Abstract

파일럿 비트(82) 및 상기 파일럿 비트(82)에 작동할 수 있도록 연결되어 있는 확장 가능한 언더리밍 아암(88)들을 포함하고 있는 언더리머 드릴 비트 어셈블리. 상기 언더리밍 아암(88)들은, 언더리밍을 위한 확장된 위치 및 언더리머 드릴 비트 어셈블리의 전체 직경이, 전체 비트 어셈블리가 웰 케이싱을 통해서 철회되는 것을 허여하는, 상기 웰 케이싱의 내부 직경보다 적은 수축 위치를 구비하고 있다. 본 발명의 또 다른 측면에서, 비트 어셈블리는 이중 벽 파이프 어셈블리(12)에 작동할 수 있도록 연결되어 있다. 압축 공기의 공급은 이중 벽 파이프 어셈블리(12)의 고리(24)를 통해서 다운 홀 공기 해머(13)에 안내된다. 다운 홀 해머(13)로부터의 배출 공기는 이중 벽 파이프 어셈블리의 중앙 배출관(43)을 통하는 드릴링 파편의 연속적인 제거를 위해서 비트 어셈블리를 향한다.

Description

비트 고정 언더리머 아암을 구비한 역 순환 드릴링 시스템{REVERSE CIRCULATION DRILLING SYSTEM WITH BIT LOCKED UNDERREAMER ARMS}
1996년 7월 1일에 출원된 일련번호 08/674,123 및 1997년 8월 27에 출원된 관계된 계류중인 명세서들에서 알 수 있는 바와 같이, 본 명세서는 그것들의 일부 계속 출원이며, 언더리머(underream-er)들은 케이싱(casing)의 삽입에 적합한 파일럿 비트(pilot bit)에 대하여 연장한 방사상으로 확대된 영역의 형성을 위해 사용되었다.
편심으로 장착된 언더리머들은 언더리밍 작업을 위한 궤도에서 이동하는 아암(arm)을 포함하고, 공구 제거 목적을 위해 구멍 축을 향하여 수축가능한 것으로 공지되었다. 그러나, 편심으로 장착된 언더리머들은 만약 언더리머가 바위 파편, 묻힌 금속물과 마주친다면 축을 벗어날 수 있다. 큰 드릴 비트의 어떠한 벗어남은 대부분의 드릴링 작업에서, 특히 일련의 근접하게 일정한 간격을 이룬 구멍들이 형성되어 있는 경우 수용할 수 없다. 또한 구멍이 뚫린 지반 구멍내에 케이싱의 설치는 어떠한 그러한 벗어남에 의해 크게 방해를 받을 수 있다.
다른 공지된 언더리밍 장비는 외부로 향하여 치환가능한, 그러나 실질적으로 보어(bore)의 주변보다 적은 전체 작업 표면에 결합한 세 개의 비트 장착 판들을 이용하였다. 그러한 소형 판들은 과도한 마모에 영향을 받고 그리고 느린 드릴 작업을 초래한다.
또한 언더리밍은 크라운(crown) 또는 링 비트(ring bit)의 사용을 통해 성취될 수 있지만, 그러나 상기 비트들의 구성물들은 드릴링이 완전할 때 언더리밍된 영역내에서 방치되어져야 하므로, 비용이 많이 들고 및 다른 점에서 약간의 드릴링 작업에서 수용될 수 없다.
각각의 상기 문제들은 계류중인 미국 특허 명세서 제 08/674,123호를 통해서 그리고 아래에서 나타내어지고 및 청구된 부가적인 관계 언더리머 실시예를 통해서 다루어졌다.
또한 공지된 언더리머들에 관계하여 종래 문제들은 천공 및 드릴링 비트로부터 드릴링 파편들의 빠르고 효율적인 제거가 하나의 문제로 남는다. 본 명세서내에 참고로 명백히 결합된 미국 특허 제 5,511,628호에는 중앙 배출구를 구비한 공기 다운-홀(down-hole) 드릴을 나타내고 있다.
미국 '628의 장치는 비트내에 형성된 중앙 축 보어를 통하여 및 그에 부착된 중앙 배출 관를 통하여 큰 파편 파편들의 연속적인 배출을 허용한다. 압축 공기는 채널 주변, 드릴 비트의 아래 및 중앙 배출 관 내부를 통하여 아래로 향하여 지시된다. 중앙 배출 관를 통하여 압축된 공기의 흐름은 케이싱을 따라 주변 통로를 통하여 제거하기 위해 보다 큰 파편들의 빠른 제거를 포함하여 보어로부터 파편들의 연속적이고 효율적인 제거를 제공한다.
그러나, 필요는 보어의 언더리밍, 보어내에 드릴링 면으로부터 드릴링 파편 파편의 연속적인 배출을 위해, 및 드릴 작업의 완성시 및 후 케이싱을 통하여 드릴 비트의 제거 준비를 위해 제공하는 역 순환 공기 드릴을 위해 유지된다.
본 발명은 드릴링 장비를 어스(earth), 특히 다운-홀(down-hole), 공기, 충격 해머 드릴링 시스템(percussive hammer drilling system)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 드릴링 어셈블리의 부분 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 어셈블리의 확대 부분 단면도로, 파워 헤드 어셈블리, 압축 공기 유입 컬러, 및 이중 벽 파이프 어셈블리의 상부 종단을 나타내고,
도 3은 도 1에 도시된 어셈블리의 확대 단면도로, 아주 상세한 케이싱 드라이버를 나타내고,
도 4는 도 1에 도시된 어셈블리의 확대 단면도로, 이중 벽 어셈블리와 이중 벽 파이프 어셈블리의 하부 종단을 다운-홀 공기 해머에 연결한 박스 및 블랙 헤드 어셈블리를 나타내고,
도 5는 다운-홀 공기 해머 어셈블리의 단면도로, 비트 어셈블리를 포함하고,
도 5A는 다운-홀 공기 해머 어셈블리의 해머 통을 위한 다른 디자인의 투시도이고,
도 6A는 본 발명에 따른 비트 어셈블리의 첫 번째 실시예의 분해 투시도이고,
도 7A는 도 6A의 실시예에 대한 파일럿 비트의 투시도이고,
도 7B는 도 7A에 나타낸 파일럿 비트의 하부 도면이고,
도 8은 도 6A에 나타낸 실시예에서 사용된 언더리머 아암의 투시도이고,
도 9A는 도 8에 나타낸 언더리머 아암의 말단 도면이고,
도 9B는 도 8에 나타낸 언더리머 아암의 외측면도이고,
도 10은 도 6A에서 나타낸 실시예의 비트 드라이버의 하부 도면으로, 언더리머 아암을 수용하기 위해 홈들을 형성하는 축 표면들 및 연장 및 수축을 위해 언더리머 아암에 대항하여 지탱하는 축 표면을 나타내고,
도 11은 본 발명의 두 번째 실시예에서 비트 드라이버의 하부 도면이고,
도 12는 도 11에서 인용된 실시예의 언더리머 아암의 하부 도면이고,
도 13은 도 11에 나타낸 비트 드라이버에 대한 그들의 수축 위치에 장착된 도 12에 묘사된 아암의 하부 도면이고,
도 14는 도 13에서 묘사된 비트 드라이버 및 언더리머 아암을 구비하여 사용하기 위한 파일럿 비트의 상면도이고,
도 15는 도 14에 묘사된 파일럿 비트의 하부 도면이고.
도 16은 그들의 연장된 위치에서 언더리머 아암을 구비한 도 13에 나타낸 비트 드라이버 및 언더리머 아암이고,
도 17은 도 13에서 나타낸 비트 드라이버 및 언더리머 아암의 확대 부분도이고,
도 18은 압축 공기 흐름 통로를 나타낸 도 11-17에서 묘사된 비트 어셈블리의 부분 절단 하부 도면이다.
본 발명은 종래 기술의 단점을 처리하는 역 순환 시스템내에서 실시되었다.
따라서 본 발명의 목적은 파일럿 비트를 포함하는 언더리머를 제공하기 위한 것으로, 파일럿 비트와 언더리머 아암사이의 상대 회전을 통해 연장되고 신축될 수 있는 언더리머 아암이 장착되어 있다. 각 언더리머 아암은 강한 보스(boss)를 포함한다. 상기 강한 보스는 파일럿 비트의 축 표면과 상응하게 연장한 축 베어링 표면을 포함한다. 아암 보스 및 비트들의 베어링 표면들은 파일럿 비트가 파일럿 비트에 관계하여 회전되므로써 아암을 연장하기 위해 형상지어진 표면들을 포함한다. 또한 표면들은 그의 연장된 언더리밍 위치내에서 아암을 고정하기 위해 제공된다. 비트가 반대 방향으로 회전될 때, 고정 표면들은 분리하고 및 아암은 드라이버의 수직 운동없이 수축될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에서, 설비는 다운 홀 해머로부터 소모된 압축 공기를 가진 비트를 연속적으로 채우기 위해 만들어진다. 소모 공기의 흐름은 중앙 배출 관 내부로 비트 어셈블리내 분할을 통하여 발송된다. 또한 압축 공기의 두 번째 흐름은 비트의 주변 영역을 연속적으로 채우기 위해 제공된다. 하나의 실시예에서, 주변 채워지는 공기는 케이싱을 가압하기 위해 우물 구조물(well-head)에서 삽입된 압축 공기로부터 수용된다.
본 발명의 상기 및 다른 양상들은 도면을 참고로하여 더욱 상세히 기술될 것이다.
도 1을 참조하면, 일반적으로 10으로 표시된, 역 순환 드릴링 시스템은, 헤드 어셈블리(11), 이중 벽 파이프 어셈블리(12) 및 홀 케이싱(14)내의 하부 홀 공기 해머(13)를 포함하고 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 헤드 어셈블리(11)는 비트가 진행됨에 따라서 하향으로 홀 케이싱(14)을 구동하기 위한 케이싱 드라이버(15) 및 그것이 하향으로 구동됨에 따라서 상기 홀 케이싱(14)을 회전시키기 위한 표준 형상의 파워 헤드 어셈블리(16)를 포함하고 있다. 케이싱 드라이버(15)는, 압축된 공기가 해머(17) 상부 및 해머(17) 하부에 선택적으로 유입됨에 따라서 수직으로 왕복 운동하는 환형 해머(17)를 포함하고 있다. 해머(17)는 앤빌(18)상에 충격을 가하는데, 이는 차례로 케이싱 캡(19)에 충격을 가한다. 케이싱 캡(19)은 케이싱 캡(19)과 하부 홀 해머 어셈블리(13)사이의 홀 케이싱(14)의 가압을, 입출공(20)을 통해서, 허여하기 위하여 홀 케이싱(14)의 내부 표면에 대향하여 밀봉되어 있다. 케이싱의 가압은 상기 케이싱과 하부 홀 해머사이의 하향 공기 흐름을 제공하는데, 이는 하부 홀 해머와 케이싱사이의 파편의 상부 유입을 방지하고, 해머의 제거를 방지할 수 있다. 파워 헤드 어셈블리(16)는 이중 파이프 어셈블리 및 하부 홀 해머에 회전을 부가하기 위하여 결합 어셈블리(21)를 통해서 앤빌에 연결되어 있다. 이중 벽 파이프 어셈블리(14)의 상부 단부 상에 나사산이 형성된, 중앙 부재보다는, 그 분야에서 일반적을 알려진 형상으로 형성되어 있고, 파이프 헤드를 통해서 엘보우(29)로 파편 방출 경로를 연장하는 이중 벽 파이프 어셈블리와 연통되어 있는 중앙 홀을 포함하고 있다. 상기 중앙 부재 및 이중 벽 파이프(14)의 이음매는 상기 내부 벽(25)과 상기 이중 벽 파이프 어셈블리의 외부 벽(26)사이의 고리(24)에 공기를 유입하기 위한 입출공(23)을 포함하고 있다. 칼라(27)는 상기 이음매 둘레에 장착되어 있고, 공기 입구(28)를 포함하고 있는데, 그를 통해서 압축된 공기는 아래에서 더욱 설명하게되는 하부 홀 헤머를 구동시키기 위하여 이중 벽 파이프내부로 유입된다. 엘보우(29)는 중앙 부재(22)의 상부 단부에 회전할 수 있도록 장착되어 밀봉되어 있다. 엘보우(29), 중앙 부재(22) 및 이중 벽 파이프 어셈블리(14)의 내부 벽(25)은 아래에서 더욱 상세하게 설명되는 하부 홀 해머로부터 드릴링 파편들을 연속적으로 방출하기 위하여 중앙 드릴링 파편 방출 관을 함께 형성한다.
도 4를 참조하면, 이중 벽 파이프 어셈블리(12)는 각각의 세그먼트로부터 조립되는데, 그것의 각각은 내부 파이프(31) 및 외부 파이프(33)를 포함하고 있다. 각각의 세그먼트는 나사산이 형성된 숫 연결기(33) 및 대향 단부에 있는 나사산이 형성된 암 연결기(35)를 포함하고 있다. 숫 연결기(14) 및 암 연결기(15)들 각각은 이중 벽 파이프 어셈블리(11)의 외부 고리(24)와 연통되어 있는 각각의 공기 입출공(36,37)을 포함하고 있다. 그 상부 단부에서, 이중 벽 파이프 어셈블리는 파워 헤드(16)의 중앙 부재(22)에 나사산이 형성되어 있다. 그 하부 단부에서, 이중 벽 파이프 어셈블리(11)는 박스(38)에 연결되어 있는데, 이는 차례로 다운-홀 해머(13)의 후방 헤드(40)로 나산산이 형성되어 있다. 입출공(42,44)은 그로부터 압축된 공기를 하부 홀 해머로 루트를 정하기 위하여 이중 벽 파이프 어셈블리의 고리(24)와 연통되어 있다.
도 5를 참조하면, 하부 홀 해머(13)는 후방 헤드(40)상에 나산산이 형성된 박스(38)를 포함하고 있다. 슬리브(41) 및 해머통(42)은 후방 헤드(40)내로 나사산이 형성되어 있다. 중앙으로 위치된 배출관(43)은 슬리브(41)내로 가압된다. 마모 슬리브(44)는 해머통(40)의 주변에 끼워맞춤되어, 링(45)의 위 그리고 후방 헤드(40)의 견부(46)상에 끼워맞춤되어 가압되어 있다. 슬리브(41) 및 통(42)은 환형 상부 공기실(48)을 한정한다. 중앙 비움 관(43) 및 통(42)은 환형 하부 공기실(50)을 한정한다. 통(42)의 하부 단부는 비트 드라이버(52)와 접하고, 또한 마모 슬리브내의 중앙통(42)에 마모 슬리브(44)를 맞물리는 주변 립(54)을 또한 포함하고 있다. 해머(53)는 왕복 운동을 위하여 통(42)에 활주할 수 있도록 끼워맞춤되어 있다. 비트 드라이버(52)는 해머(53) 밑 그리고 중앙 배출 관(43)의 하부 단부 위의 통(42)내로 활주할 수 있도록 끼워맞춤되어 있다. 비트 드라이버(52)는 복수 개의 키이(56)에 의해서 통(42)내에 유지되어 있고, 각각은 키구멍(58) 및 비트 드라이버(52)의 환형 홈(66)내로 끼워맞춤되어 있다. (해머 통내에 비트 드라이버를 장착하기 위하여 키이 및 키구멍 어셈블리와 결합되어 있는 또 다른 통 어셈블리의 상세한 설명을 위하여, 위에서 참고되었던, 출원인의 미국 특허 번호 제 5,511,628을 참조하시요). 키-키구멍 어셈블리는 드릴링하는 동안 이중 벽 파이프 앞으로 비트 어셈블리가 진행하는 것을 허여한다.
본 발명에 의한 비트 어셈블리는 도 6에 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 비트 어셈블리는, 비트 드라이버(52), 파일럿 비트(82) 및 아암(88a-c)을 포함하고 있다. 파일럿 비트(82)는 홈이패인 챔퍼(84), 캐밍 표면(85a,85b) 및 하부 부분(86)을 구비한 상부 자루(83)를 포함하고 있다. 하부 부분(86)은 3개의 외준 홈(87a-c)을 포함하고 있다. 탄소 재료로 바람직하게 제조된, 경화된 드릴링 바닥들은 파일럿 비트(도 7)의 외주 및 하부 표면 상에 장착되어 있다. 아암(88a-c)은 파일럿 비트(82)의 꼭대기에 자리가 마련되어, 기술하게될 언급된 궁형 경로내의 상단에서 활주한다. 각각의 아암은 비트 드라이버(52)(도 10)의 대응 홈(90)내에 수용되는 상승된 보스(89)를 포함하고 있다. 상승된 보스(89)는 몇가지의 기능적인 역활을 한다. 먼저, 해머로부터의 충격력은 비트 드라이버(52), 보스(89) 및 아암(88)을 통해서 파일럿 비트(820로 하향으로 전달된다. 두번째로, 보스(89)는 수용되어서, 아암을 펼치고 수축하기 위하여 제한된 원호를 통해서 회전하는 홈(90)내에 유지된다. 수축된 위치내에 아암(88)이 있음으로서, 표면은 캐밍 표면(85a)에 인접하여 있다. 이 같은 형상으로, 상기 비트 어셈블리의 전체 직경은 홀 케이싱의 내부 직경보다 적어서, 상기 비트 어셈블리가 상기 홀로부터 철회되는 것을 허여한다. 아암(88)이 비트 드라이버(52)의 시계방향 회전에 의해서 파일럿 비트(82)를 중심으로 시계방향으로 회전함에 따라서, 각진 표면(85a)은 표면(92)과 맞물려서 아암(88)을 외향으로 가압한다. 상기 아암(88)의 회전 및 신장은, 표면(92a)이 표면(85b)과 인접하고 표면(92b)이 표면(85b)과 인접할때까지 연속되는데, 이는 아암(88)을 그 팽창된 위치내로 잠근다. 아암(88)을 해제하여 수축하기 위하여, 비트 드라이버(52)는 반대 방향으로 회전된다. 그것의 완전한 수축 위치에서, 언더리머 어셈블리의 전체 직경은 상기 케이싱의 내경보다 적어서, 필요한 경우 상기 케이싱을 통해서 전체 언더리머 비트 어셈블리의 철회를 허여한다. 상기 특징은 공지된 언더리머에 걸친 중요한 진행을 나타내는, 이는 필요한 경우 상기 케이싱을 통해서 수축되어 철회될 수 없다.
작동시, 가압 공기는 입출공(37), 반경 방향의 입출공(60), 고리(62) 및 축방향 입출공(64)을 통해서 환형 실(59)내로 전달된다. 도 5에서, 해머(53)는 그것이 하향 행정을 하고 있는 것을 도시되어 있다. 립(72)은 실(48)을 봉쇄하는 립(74)과 맞물려 있다. 입출공(78)은 폐쇄된다. 피스톤(53)이 하향으로 진행함에 따라서, 입출공(76)은 개방되어서, 실(48)을 비운다. 동시에, 립(74)은 립(72)으로부터 떨어지는데, 이는 그것이 비트 드라이버(52)를 타격한후, 그 상부 위치로 피스톤(53)을 들어올리기 위하여 가압된 공기의 재 충전을 허여한다. 피스톤(53)이 올라감에 따라서, 입출공(78)은 개방되어, 실(50)을 배출한다. 립(74)은 립(72)을 맞물려서, 실(50)을 밀봉한다. 입출공(76)은 피스톤(53)에 의해서 밀봉되고, 립(66)은 립(68)과 해제되어서, 압축된 공기의 실(48)내로 재 충전을 허여한다. 실(48)내의 압축 공기의 재 충전은 또 다른 행정을 시작하기 위하여 피스톤(53)을 하향으로 구동시킨다. 입출공(76,78)내로 배출되는 가압 공기는 입출공(80)내로 모여서, 비트 어셈블리를 통해서 중앙 배출관(43)을 통해서 배출되어, 드릴링 파편과 비트에 의해서 제거된 파편들을 운반한다. 드릴링 파편에 대향하는 추가된 예방 조치가 도 6B에 도시된 비트 어셈블리내의 아암(88a-c)들과 파일럿 비트사이에서 머무르게됨에 따라서, 입출공(91)이 제공되어, 그를 통해서 가압된 공기가 파편을 청소하기 위하여 방출될 수 있다. 상기 비트 어셈블리를 통과하는 압축된 공기의 흐름은 실질적으로 연속적이고, 홀의 드릴링 표면으로부터 드릴링 조작의 연속적인 배출을 제공한다. 더욱, 배출관의 실질적으로 일정한 직경 및 이중 벽 파이프 어셈블리의 내부 벽은 일정한 공기 속도를 제공하는데, 이는 파편 제거를 돕는다. 중간 배출관을 통한 파편의 연속 제거는 연속 드릴링을 향상시킨다. 드릴링을 정지시켜서 홀로부터 파편을 청소하기 위하여 비트를 올리는 것은 설사 있다해도 극히 드물다. 드릴링 율들의 상당한 향상은 직접적으로 나타난다. 더욱, 파편은 그것이 제거됨에 따라서 빨리 제거되기 때문에, 홀로부터 상대적으로 정확한 코어 샘플을 얻는 것이 가능하다. 본 발명의 상기 관점은 탐구 및 환경적 적용에 유용하다.
본 발명의 다른 관점에서, 파일럿 비트(104)는, C에 있는 케이싱의 진행 단부 아래 그리고 반경 방향 위의 전개 위치내에서 잠겨지는 언더리머 아암들과 함께 땅으로 진행한다. 케이싱 운동은 상대적으로 큰 언더리머 영역에 의해서, 그리고, 필요한 경우, 케이싱 드라이버(15)에 의해서 촉진된다. 도 1 및 도 3에 도시된 일 실시 예에서, 상기 드릴 비트 어셈블리가 상기 케이싱 앞의 소정의 거리보다 더 진행할 경우, 결합체(21)는 공기 해머(17) 및 결합된 포팅 케이싱 드라이버(15)에 압축 공기를 제공하는 밸브를 작동시킨다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 도 11 내지 도 19를 참조하여 설명하기로 한다. 본 실시 예에서, 비트 어셈블리는 또한, 도 6에 도시된 앞 실시 예에 기술된 것과 같이 함께 끼워맞춤된, 비트 드라이버(100), 아암(102a-c) 및 파일럿 비트(104)를 포함하고 있다. 그러나, 상기 실시 예에서, 입출공(80)으로부터의 가압된 배출 공기는 비트 드라이버, 아암들 및 파일럿 비트내의 내부 입출공들을 통해서 경로가 정해진다. 도 1을 참조하면, 입출공(80)으로부터의 해머 배출 공기는 포트(106a-c)를 통해서 비트 드라이버(100)의 내로 그리고 그를 통해서 흐른다. 그러면 해머 배출 공기는 아암(102a-c)내에 각각 형성된 입출공(108a-c)을 통해서 흐른다. 도 13에서, 아암들은 그들의 폐쇄 그리고 수축된 위치들내의 비트 드라이버상세 장착되어 있는 것으로 도시되어 있다. 입출공(108a-c)으로부터의 배출 공기는 통로(112a-c), 입출공(114a-c)을 통해서, 파일럿 비트(104)(도 14, 도 15)내의 입출공(110)내로 그리고 중앙 배출관(43)(도 5)내로 흐른다. 입출공(106a-c), (108a-c) 및 (110a-c) 각각은 위치되어 있는데, 이는 그것들이 아암(102a-c)이 연장될때 모두 정렬되기 위한 것이다, 즉, 홀(106a,108a 및 110a)은 정렬되고, 홀(106a,108b 및 108b)이 정렬되며 그리고 홀(106c,108c 및 110c)들이 정렬된다. 도 16 및 도 17을 참조하면, 드라이버(100)가, 그들의 폐쇄, 수축 위치들내에서 아암(102a-c)을 위치시키기 위하여 파일럿 비트(104)에 대해서 회전될때, 입출공(108a-c)(아암들(102a-c) 각각을 통하는)은 부분적으로 입출공(106a-c) 각각으로부터 상쇄되고; 입출공(110a-c)(파일럿 비트를 통하는)은 전체적으로 상쇄되어 있는 입출공(108a-c)(파일럿 비트를 통하는)으로부터 상쇄된다. 상기 아암들이 수축될때 입출공(106a-c)(108a-c) 및 (110a-c)을 통과하는 공기의 연속적인 흐름을 제공하기 위하여, 통로(112a-c)들은 아암(102a-c)의 아래에 제공된다. 도 15를 다시 한번 참조하면, 파일럿 비트(104)는 또한 축 방향 홈(114a-c) 및 횡단 통로(116a-c)를 또한 포함한다. 홈(114a-c) 및 통로(116a-c)는 중앙 배출관(43)을 통해서 방출될 홀 케이싱의 밖으로부터 압축 공기의 방출을 위한 경로를 제공한다.
본 발명의 앞의 기술 내용은 속속들이 규명해 내기 보다는 오히려 설명하고자 하는 것이다. 당업자는 아래의 청구범위의 범위를 벗어나지 않고 상세한 설명내의 다양한 변형예들이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 다운 홀 공기 해머용 드릴 비트 어셈블리로서,
    드라이버와;
    섕크, 주변 드릴링 표면, 하부 표면, 그리고 상기 하부 표면으로부터 상기 섕크를 통해 일반적으로 위쪽으로 연장되는 홀을 구비하는 파일럿 비트와;
    상기 드라이버를 상기 파일럿 비트에 회전가능하게 연결하는 연결수단과;
    상기 드라이버와 파일럿 비트 중간에 회전가능하게 장착되는 것으로서, 상기 파일럿 비트 둘레 바깥쪽에 위치될 수 있는 언더리밍 표면들을 포함하는 언더리머 아암들과;
    언더리밍 아암들을 연장된 위치 내로 전개하기 위해, 또 언더리밍 아암들을 상기 연장된 위치에 고착시키기 위해, 또 상기 드라이버와 상기 파일럿 비트간의 회전 이동에 의해 언더리머 아암들을 상기 연장된 위치로부터 후퇴시키기 위해 언더리머 아암들의 대응되는 표면들과 체결될 수 있는 캠 표면들과; 그리고
    드라이버의 한 외부 표면과 파일럿 비트 내의 상기 홀 사이에 하나 이상의 공기 통로를 정의하는 표면들을 포함하여 구성되는 다운 홀 공기 해머용 드릴 비트 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 통로는 각각의 상기 아암과 그것의 대응하는 캠 표면들 사이의 한 통로를 포함하는 다운 홀 공기 해머용 드릴 비트 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 통로는 압축 유체 공급원과 소통되는 다운 홀 공기 해머용 드릴 비트 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 압축 유체는 압축 공기로 구성되는 다운 홀 공기 해머용 드릴 비트 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 압축 공기는 상기 드릴 비트 어셈블리에 작동 가능하게 연결된 제 1 공기 해머로부터 배출된 압축 공기로 구성되는 다운 홀 공기 해머용 드릴 비트 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    압축 유체 공급원 및 하나 이상의 상기 캠 표면과 소통되는 하나 이상의 유체 통로를 정의하는 표면들을 추가적으로 포함하고, 상기 통로는 상기 하나 이상의 캠 표면을 통해 압축 유체를 배출시키도록 작동될 수 있는 밸브를 포함하는 다운 홀 공기 해머용 드릴 비트 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    제 1 공기 해머가 내부에 배치되는 웰 케이싱과;
    상기 웰 케이싱에 작동가능하게 연결되는 케이싱 드라이버를 추가적으로 포함하여 구성되는 다운 홀 공기 해머용 드릴 비트 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 케이싱 드라이버는 제 2 공기 해머와, 상기 제 2 공기 해머에 작동가능하게 연결되는 압축 공기 공급원을 포함하는 다운 홀 공기 해머용 드릴 비트 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 공기 해머 및 상기 압축 공기 공급원에 작동가능하게 연결되는 밸브를 추가적으로 포함하여 구성되는 다운 홀 공기 해머용 드릴 비트 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 밸브는 비트 드라이버와 웰 케이싱 하단간의 미리 결정된 수직 오프셋에 응하여 압축 공기를 상기 제 2 공기 해머로 가도록 허용하는 다운 홀 공기 해머용 드릴 비트 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서,
    드라이버의 한 외부 표면과 파일럿 비트 내의 상기 보어 사이에 하나 이상의 공기 통로를 정의하는 상기 표면들은 드라이버와 언더리머 암들 그리고 파일럿 비트들 각각을 통과하는 하나 이상의 포트를 포함하는 다운 홀 공기 해머용 드릴 비트 어셈블리.
  12. 제 11 항에 있어서,
    드라이버의 한 외부 표면과 파일럿 비트 내의 상기 보어 사이에 하나 이상의 공기 통로를 정의하는 상기 표면들은 언더리머 암들 각각을 통과하는 상기 하나 이상의 포트 및 파일럿 비트를 통과하는 상기 포트와 소통하는 채널을 추가적으로 포함하는 다운 홀 공기 해머용 드릴 비트 어셈블리.
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