KR20010053572A - 리머와 파일럿 바이트 및 방사상 변위가능 리머를 구비한드릴링 장치 - Google Patents

Abstract

지표 및 암석층의 천공을 위한 드릴링 장치는 길이방향의 공구축을 형성하고 상기 공구축에 대해 편심되어 배치된 캠축을 갖는 캠부를 포함하는 파일럿 바이트를 포함한다. 리머는 상기 캠축에 대한 회전을 위해 상기 캠부 상에 장착된 중공 리머 몸체를 포함한다. 일 방향으로의 상대 회전은 상기 리머를 방사상으로 연장되게 하고, 반대 방향으로의 상대 회전은 상기 리머를 방사상으로 수축되게 한다. 상기 리머 몸체는 상기 리머가 연장된 위치에 있을 때 상기 파일럿 바이트에 의해 뚫린 구멍을 확장시키는 절삭 요소를 포함한다. 상기 캠부는 제 1 스톱면이 형성되는 곳에 제거 가능한 제 1 인써트를 가진다. 상기 리머는 제 2 스톱면이 형성되는 곳에 제거 가능한 제 2 인써트를 가진다. 상기 스톱면은 상기 리머 몸체가 방사상으로 연장될 때 서로 맞물릴 수 있어서, 상기 리머로 회전 절삭력을 전달한다. 상기 스톱면은 상기 캠부 및 상기 리머 몸체를 형성하는 재료보다 더 견고한 재료로 형성된다. 상기 리머에 고정된 상기 인써트의 스톱면은 복수의 회전 볼 베어링으로 형성될 수 있다.

Description

리머와 파일럿 바이트 및 방사상 변위가능 리머를 구비한 드릴링 장치{DRILLING APPARATUS WITH A RADIALLY DISPLACEABLE REAMER AS WELL AS A REAMER AND A PILOT BIT}

이러한 드릴 공구는 Jansson 미국 특허 제 4,770,259호에 개시되어 있는데, 여기서 파일럿 바이트는 공구축과 동축을 갖는 하부 드릴 헤드 및 가이드 디바이스의 저단부에 나사고정되는 상부 나사 스템을 포함한다. 이 가이드 디바이스는 드릴 스트링의 하단에 장착되어 함께 회전한다. 파일럿 바이트는 또한 드릴 헤드 위에 위치한 편심 캠부를 포함한다. 충격식 공구에 있어서, 상기 장치는 지표 및 암석 천공 작업시 탑-홀 충격기구 또는 다운-홀 충격기구에 의해 충격을 받을 수 있다.

편심 캠부 상에 장착된 중공 리머는 캠부에 대해 회전이 가능하고, 일 방향으로 상대 회전시키면 상기 리머를 방사상 바깥쪽으로 연장되게 하여 공구보다 더 큰 구멍을 뚫어 홀 케이싱이 공구와 함께 내려갈 수 있도록 한다. 반대 방향으로 상대 회전시키면, 리머는 상기 공구가 홀 케이싱을 통해 위쪽으로 후퇴할 수 있기에 충분히 작은 직경이 되도록 방사상 안쪽으로 수축된다.

리머-이동 작업의 마무리 시점에, 상대 회전을 정지시키고 상기 리머를 연장되거나 수축된 상태로 유지하기 위하여, 캠부 및 리머에는 대향하는 원주방향으로 마주하는 각각의 스톱면이 제공된다. 상기 스톱면은 리머의 내부 둘레에 형성된 원호 형상의 오목부 내에서 회전되도록 배치된 방사상 바깥쪽으로 돌출된 러그에 의하여 캠부 상에 일체형으로 형성된다.

천공 작업시, 리머가 늘어난 상태에서는 상기 캠부와 리머의 스톱면이 상기 리머에 회전 절삭력을 전달한다. 그 결과, 특히 상기 면들이 마모되기가 쉽다. 상기 면들이 지나치게 마모되면, 상기 공구는 마모된 부품을 교체하기 위해서 밖으로 들어 올려져야 하기 때문에 재료 및 드릴링 시간 등에 있어서 손해이다.

또 다른 단점은, 상기 캠부와 리머간의 상대 회전에 대한 마찰 저항을 줄이기 위해서는 러그가 이동하는 오목부의 인접한 표면과 러그 사이에 상당한 클리어런스가 제공되어야 한다는 점이다. 그러나, 이러한 큰 클리어런스에는 절삭물 및 다른 이물질이 끼어들어 상기 표면의 마모를 가속화시킨다.

이러한 일반적인 형태의 또 다른 드릴은 영국 출원 2,312,700호에 개시되어 있는데, 여기서 파일럿 바이트의 캠부는, 축방향 전방으로 돌출되어 상기 리머 내에 형성되고 위쪽으로 개방된 반고리형 홈 내에서 이동할 수 있게 수용된 핀 인써트를 구비한다. 이 핀은 홈의 단부에 맞닿음으로써 캠부와 리머간의 상대 회전 정도를 제한하며, 또한 회전 절삭력을 리머에 전달한다. 따라서, 이 드릴은 앞서 기술한 바와 같은 동일한 이유로 마모되기 쉽다. 상기 영국 출원에 개시된 드릴은 캠부와 리머에 형성된 상호작용하는 홈 내부에 볼 베어링의 수평적 고리형 열을 위치시켜 캠부와 리머간의 상대 회전을 촉진시킨다. 그러나, 이러한 구조는 상기 리머를 비뚤어지게(콕킹 또는 스큐잉) 할 수 있다(즉, 리머의 축이 캠부의 축에 대해 평행하지 않게 배치되어질 수 있다).

상술된 단점들을 해결하는 개선된 드릴링 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 파일럿 바이트(pilot bit)와, 반경방향의 연장 및 수축을 위하여 상기 파일럿 바이트에 장착된 편심 리머를 구비하는 충격식 및/또는 회전식 드릴 공구에 관한 것이다.

도 1은 리머부가 방사상으로 연장된 위치에 있는, 본 발명에 따른 드릴링 장치의 측면도.

도 2는 도 1의 라인(2-2)을 따라 얻어진 단면도.

도 3은 리머부가 방사상으로 수축된, 도 2와 유사한 도면.

도 4는 도 3의 라인(4-4)을 따라 얻어진 단면도.

도 5는 리머부가 방사상으로 연장된 위치에 있고, 그 축방향 단면부가 도 6의 라인(5-5)을 따라 얻어지는, 도 1에 도시된 드릴링 공구의 부분단면 측면도.

도 6은 도 5의 라인(6-6)을 따라 얻어진 단면도.

도 7은 도 6의 라인(7-7)을 따라 얻어지는 축방향 단면부를 갖는 도 5와 유사한 도면.

도 8은 본 발명에 따른 바람직한 제 2 실시예로서, 도 9의 라인(8-8)을 따라 얻어지는 축방향 단면부를 갖는 도 5와 유사한 도면.

도 9는 도 8의 라인(9-9)을 따라 얻어진 단면도.

본 발명의 일 형태는 지표 및 암석층을 천공하기 위한 드릴링 장치에 관한 것이다. 이 드릴링 장치는 길이방향의 공구축을 형성하고 상기 공구축에 대해 편심되어 배치된 캠축을 갖는 캠부를 포함하는 파일럿 바이트를 포함한다. 리머는 상기 캠축 주위로 캠부에 상대적인 회전을 위해 캠부 상에 장착된 중공 리머 몸체를 포함하여, 일 방향으로의 상대 회전이 리머를 방사상으로 연장되게 하고, 반대 방향으로의 상대 회전은 리머를 방사상으로 수축되게 한다. 상기 리머 몸체는 리머가 연장된 지점에 있을 때 파일럿 바이트에 의해 뚫린 구멍을 확장시키는 절삭 요소를 가진다. 제 1 및 제 2 스톱면은, 캠부 및 리머 몸체 상에 각각 배치되고 리머 몸체가 방사상으로 연장될 때 서로 맞물리는 것이 가능하여, 천공 작업시 상기 리머 몸체에 회전 절삭력을 전달한다. 상기 제 1 및 제 2 스톱면은 캠부 및 리머 몸체 상에 이동 가능하게 각각 장착된 제 1 및 제 2 가동 인써트 상에 배치된다. 그러한 스톱면들은 캠부 및 리머 몸체를 형성하는 재료보다 더 견고한 재료로 형성되기 때문에 내마모성이 더 높다.

본 발명의 다른 형태는 리머와 파일럿 바이트 자체에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 형태는 길이방향의 공구축을 형성하고 상기 공구축에 대해 편심되어 배치된 캠축을 갖는 캠부를 포함하는 파일럿 바이트를 구비하는, 지표 및 암석층의 천공을 위한 드릴링 장치에 관한 것이다. 리머는 상기 캠축 주위로 캠부에 상대적인 회전을 위해 캠부 상에 장착된 중공 리머 몸체를 포함하여, 일 방향으로의 상대 회전이 리머를 방사상으로 연장되게 하고, 반대 방향으로의 상대 회전은 리머를 방사상으로 수축되게 한다. 상기 리머 몸체는 리머가 연장된 위치에 있을 때 파일럿 바이트에 의해 뚫린 구멍을 확장시키는 절삭 요소를 가진다. 상기 캠부 또는 상기 리머 몸체 중 어느 하나는, 인써트 몸체와 상기 인써트 몸체 상에 회전할 수 있게 장착된 회전 가능한 베어링 요소를 포함하는 제거 가능한 인써트를 구비한다. 상기 캠부 및 리머 중 다른 하나는 상기 베어링 요소가 그 안으로 돌출하는 활모양의 홈을 포함한다. 바람직하게는, 상기 리머가 스큐잉되는 것을 억제하기 위한 수직으로 이격된 베어링 요소를 포함한, 복수의 회전 가능한 베어링 요소가 제공된다.

도 1은 지표 및 암석 천공 작업에 사용하는 드릴 공구의 드릴 스트링(도시되지 않음)상에 장착되는 드릴링 장치(10)를 도시한 것이다. 이 드릴 공구는 충격식 또는 회전식일 수 있다.

드릴링 장치(10)는 충격식 해머 또는 드릴 스트링의 전단 혹은 하단에 연결되는 가이드 디바이스(12), 이 가이드 디바이스(12)의 하단 혹은 전단에 나사로 고정시킨 상부 또는 후방 스템(15)을 구비한 파일럿 바이트(14) 및 방사상 연장 및 수축을 위해 파일럿 바이트 상에 장착된 편심 리머(16)를 포함한다.

파일럿 바이트(14)는 절삭요소(20)를 구비한 하부 드릴 헤드(18)와, 이 드릴 헤드 윗쪽 또는 뒷쪽에 배치된 캠부(22)를 포함한다. 이 캠부는 드릴 헤드(18)에 대해 편심되어 위치한다. 즉, 캠부(22)는 드릴 헤드(14)에 의해 형성된 수직축(A)에서 수평으로 벗어난 수직축(A')을 형성한다.

파일럿 바이트(14)의 중심을 통과하여 수직으로 연장되는 유체관(24)은 냉각용 공기 등의 유체를 안내하여, 드릴 헤드의 하단을 세척하고 뚫린 구멍에서 나온 절삭물을 제거한다.

리머(16)는 편심축(A') 주위로 캠부에 대해 제한된 회전을 하도록 캠부(22)상에 장착된 중공 몸체(17)를 포함한다. 절삭요소(26)는 리머 몸체(17)의 하부면 상에 장착되어 리머가 방사상으로 연장된 위치에 있을 때(도 1, 2, 5, 6 참조) 구멍을 방사상으로 확장시킨다. 리머에 의해 뚫린 구멍은 파일럿 바이트(14)에 의해 뚫린 구멍보다 직경이 더 크므로, 천공 작업시, 예를 들면 과부하 상태가 되었을 때 홀 케이싱(30)을 밑으로 내리는 것이 가능하다.

리머(16)는 방사상으로 수축된 위치로 이동할 수가 있어서(도 3 및 도 4 참조), 상기 리머가 드릴 스트링, 가이드 디바이스(12) 및 파일럿 바이트(14)를 따라 홀 케이싱(30)을 통하여 수직으로 후퇴하는 것이 가능하다.

방사상으로 연장되거나 수축된 위치 사이에서 리머(16)를 변위시키는 것은 파일럿 바이트(14)와 리머(16)간의 상대 회전을 발생시켜서 얻어진다. 이는 리머(16)내 캠부(22)의 회전을 발생시켜, 리머와 캠부간의 상대 회전의 방향에 따라 리머가 방사상 바깥으로 밀리거나 방사상 내부로 당겨지게 된다.

리머의 방사상 연장 및 수축위치를 정밀하게 설정하기 위해서는 각 방향으로의 상대 회전에 대한 한도를 정하는 것이 바람직하다. 리머가 연장되는 위치를 설정하는 것은 리머에 장착된 인써트(40) 및 캠부(22)에 장착된 하나 이상의 인써트(50)(2 개 도시함)를 제공하여 달성된다. 인써트(40)는 각각의 인써트(50)의 원주방향으로 마주하는 스톱면(52)에 의해 맞닿게 위치되어 원주방향으로 마주하는 스톱면(42)을 형성한다. 인써트(40, 50), 리머 몸체(17) 및 캠부(22)는, 예를 들어 고경도강 합금으로 형성될 수 있다. 그러나, 인써트(40, 50)(따라서 스톱면(42, 52))의 재료는 리머 몸체(17) 및 캠부(22)의 재료보다 더 견고하고, 상기 리머가 방사상으로 연장된 위치에 있을 때 스톱면(42, 52)들은 서로 맞닿도록 위치된다. 따라서, 리머가 절삭모드에서 구동될 때, 회전 절삭력은 리머 몸체(17) 및 캠부(22)를 형성하는 재료보다 내마모성이 더 높은 견고한 두 표면 사이로 전달된다.

인써트(50)는 수직으로 이격된 한 쌍의 원통형 핀을 포함한 것을 도시하였다. 그러나, 2 개 이상 또는 그 이하의 핀이 사용될 수도 있으며, 상기 인써트가 다른 모양, 예를 들어 인써트(40)와 유사하게 수직으로 기다란 형태의 단일 인써트일 수도 있다. 이 핀(50)들은 캠부의 외부 둘레에 대응하는 모양을 갖도록 형성된 방사상 구멍(51)에 장착된다.

인써트(40)는 리머 내에 대응되는 모양을 갖도록 성형된 위쪽으로 개방된 오목부(46)에 지지되는 원통형 외부면(44)을 포함한다. 상기 스톱면(42)은 인써트(40)의 돌출부(47)상에 형성되며, 이 돌출부는 캠부(22)의 외부 둘레에 형성된 방사상 바깥쪽으로 개방되고 원주방향으로 연장된 홈(54)(도 5 참조)내에서 이동하도록 위치된다. 인써트(50)는 홈(54)의 원주방향 단부, 즉 리머가 방사상으로 연장될 때 인써트(40)에 근접하게 되는 단부에 위치된다.

오목부(46)는 리머 몸체(17)의 상단에서 개방되어 인써트(40)가 그 내부 아래쪽으로 삽입될 수 있도록 한다. 캠부(22)는 그 외부 둘레에 형성된 오목부(60)를 포함한다. 이 오목부(60)는 캠부의 상단으로부터 축방향으로 연장되고, 활모양의 홈(54)과 연통된다. 따라서, 오목부(60)가 오목부(46)와 짝을 이루는 경우, 즉 오목부(46)와 방사상으로 대향하여 위치하는 경우에는, 인써트(40)가 설치될 때 돌출부(42)의 축방향 이동이 아래쪽으로 일어난다. 일단 인써트(40)가 커팅 헤드(18)와 가이드 디바이스(12) 사이에 설치된 리머 내에 설치되면, 인써트(40)의 축방향 움직임(axial dislodgement) 및 인써트(50)의 반경방향 움직임이 억제된다. 따라서, 상기 인써트(40, 50)들은 각각의 오목부 내에 느슨하게 장착될 수 있다.

장치(10)를 조립하기 위하여, 인써트(50)는 캠부(22)의 각각의 구멍(51)속에 방사상으로 삽입되며, 인써트(40)는 수직으로 아래쪽으로 오목부(46)내에 삽입된다. 대안적으로, 인써트(40)는 반경방향으로 삽입되도록 설계될 수도 있다. 이 때, 리머(16)는 인써트(40)의 돌출부(42)의 축방향 이동을 수용하기 위하여 캠부(22)에 걸쳐 축방향으로 삽입됨으로써, 캠부의 오목부(60)가 리머의 오목부(46)에 방사상으로 대향하여 배치되도록 배향된 파일럿 바이트(14)상에 장착된다. 그 후, 돌출부(42)는 캠부(22)의 활모양 홈(54)내에 위치될 것이다. 이 때, 가이드 디바이스(12)는 파일럿 바이트(14)의 스템(15)상에 나사고정된다.

홀 케이싱(30)이 드릴 스트링과 함께 내려가는, 지표 및 암석 천공 작업을 수행하기 위하여, 드릴 스트링은 제 1 방향, 즉 도 6에 도시된 경우 반시계방향으로 회전되어, 캠부(22)가 리머(16)에 대해 반시계방향으로 회전한다. 리머를 방사상으로 연장되게 하는 이러한 상대 운동은 인써트(50)의 스톱면(52)이 인써트(40)의 스톱면(42)과 맞닿을 때까지 일어난다. 드릴 스트링의 계속적인 반시계방향 회전은 리머가 반시계방향으로 회전되도록 하여, 홀 케이싱(30)의 직경보다 더 큰 구멍을 뚫는다. 회전 구동력은 고경도성으로 인해 내마모성이 매우 큰 스톱면(52, 42)을 통해 전달된다. 따라서, 리머 및 파일럿 드릴의 수명이 증가된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 도 8 및 도 9에 도시된 드릴링 장치(100)는 리머 내에 장착된 인써트(140)를 가지며, 이 인써트는 수직으로 이격되어 있는 경화된 한 쌍의 회전 베어링 요소(바람직하게는 볼 베어링(147))를 갖는 몸체(141)를 포함한다. 상기 볼 베어링은 스톱면을 형성하는 돌출부를 구성한다.

캠부(22)가 지니는 2 개의 경화된 스톱핀(150)은 각각의 경화된 볼 베어링(147)의 구형 외부면과 맞물리는 각각의 구형 오목 스톱면을 가진다.

리머-연장 및 리머-수축 단계 중, 리머에 대한 캠부의 회전시, 볼 베어링(147)은 캠부의 홈(54)내에서 회전하여 상대 회전을 촉진시킨다. 결과적으로, 상대적으로 이동가능한 부품들 사이에 형성된 클리어런스의 크기를 최소화할 수 있어 상기 부품들간에 연마 입자가 들어오는 것이 억제된다. 또한, 볼 베어링이 수직으로 이격되어 있기 때문에, 일렬의 볼 베어링이 수평면에 모두 배치되어 스큐잉될 수도 있는 종래 기술에 비해, 캠부에 대한 리머의 콕킹 또는 스큐잉을 억제할 수 있다.

볼 베어링, 인써트 몸체(41) 및 핀(150)은 캠부와 리머 몸체보다 더 견고한 재료로 형성되어, 리머가 절삭 작업을 수행할 때 회전 절삭력은 핀(150)과 볼 베어링(147)으로 형성된 견고한 내마모성면에 의해 전달된다.

비록 본 명세서에는, 캠부와 리머가 홈(54)이 캠부 내에 배치되고 돌출부(47 또는 147)가 리머 내에 배치되도록 되어 있지만, 이것과 반대되는 구성, 즉 홈이 리머의 내부 둘레에 배치되고, 돌출부가 캠부 내에 배치되는 것도 가능하다.

비록 본 발명은 바람직한 실시예와 연계하여 설명하였지만, 본 기술분야의 당업자라면 청구범위에 기술된 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않고도 추가, 삭제, 수정 및 치환이 가능하다는 것은 명백한 일이다.

Claims (25)

1. 지표 및 암석층의 천공을 위한 드릴링 장치로서,

   길이방향의 공구축을 형성하고 상기 공구축에 대해 편심되어 배치된 캠축을 갖는 캠부를 포함하는 파일럿 바이트;

   상기 캠축 주위로 캠부에 대해 상대적인 회전을 하도록 캠부 상에 장착된 중공 리머 몸체를 포함하는 리머로서, 일 방향으로의 상대 회전이 상기 리머를 방사상으로 연장되게 하고, 반대 방향으로의 상대 회전은 상기 리머를 방사상으로 수축되게 하며, 상기 리머가 연장된 위치에 있을 때 파일럿 바이트에 의해 뚫린 구멍을 확장시키기 위한 절삭 요소를 지니는 상기 리머 몸체를 갖는 상기 리머; 및

   상기 캠부 및 상기 리머 몸체 상에 각각 배치되고, 상기 리머 몸체가 방사상으로 연장될 때 서로 맞물릴 수 있어, 천공 작업시 상기 리머 몸체에 회전 절삭력을 전달하는 제 1 및 제 2 스톱면을 포함하여 이루어지고;

   상기 제 1 및 제 2 스톱면은 상기 캠부 및 상기 리머 몸체 상에 각각 이동 가능하게 장착된 제 1 및 제 2 가동 인써트 상에 각각 배치되고, 상기 캠부 및 상기 리머 몸체를 형성하는 재료보다 더 견고한 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 인써트 중 하나는 반경방향의 돌출부를 포함하고, 다른 하나는 상기 돌출부가 이동 가능하게 배치되어 있는 활모양의 오목부를 포함하며, 상기 돌출부는 상기 스톱면 중의 하나를 형성하고, 상기 스톱면의 다른 하나는 활모양의 홈의 단부를 형성하며, 상기 제 1 및 제 2 스톱면은 각각 원주방향으로 마주하는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 돌출부는 회전 가능한 베어링 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 회전 가능한 베어링 요소는 상기 제 2 인써트 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
5. 제 5항에 있어서,

   상기 회전 가능한 베어링 요소는 볼 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 돌출부는 상기 제 2 인써트 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
7. 제 2항에 있어서,

   상기 제 2 인써트는 인써트 몸체를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 인써트 몸체에 단단히 고정되는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 파일럿 바이트는 상기 캠부의 하단에 고정된 드릴 헤드를 포함하고, 상기 리머는 상기 드릴 헤드 위에 배치되어 그것에 대해 회전 가능한 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
9. 지표 및 암석층의 천공을 위한 드릴링 장치로서,

   길이방향의 공구축을 형성하고 상기 공구축에 대해 편심되어 배치된 캠축을 갖는 캠부를 포함하는 파일럿 바이트; 및

   상기 캠축 주위로 캠부에 대해 상대적인 회전을 위해 캠부 상에 장착된 중공 리머 몸체를 포함하는 리머로서, 일 방향으로의 상대 회전이 상기 리머를 방사상으로 연장되게 하고, 반대 방향으로의 상대 회전은 상기 리머를 방사상으로 수축되게 하며, 상기 리머가 연장된 위치에 있을 때 파일럿 바이트에 의해 뚫린 구멍을 확장시키는 절삭 요소를 지니는 상기 리머 몸체를 갖는 리머를 포함하여 이루어지고;

   상기 캠부 및 상기 리머 몸체 중 하나는 인써트 몸체와 상기 인써트 몸체 상에 회전 가능하게 장착된 회전 가능한 베어링 요소를 포함하는 제거 가능한 인써트를 포함하며, 상기 캠부 및 상기 리머 중 다른 하나는 상기 베어링 요소가 그 내부로 돌출되는 활모양의 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
10. 제 9항에 있어서,

    복수의 회전 가능한 베어링 요소가 상기 인써트 몸체 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 복수의 베어링 요소는 수직으로 이격된 베어링 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 캠부 및 상기 리머 중 다른 하나는 수직으로 이격된 회전 가능한 베어링 요소들 각각을 수용하는 수직으로 이격된 활모양의 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
13. 제 9항에 있어서,

    상기 회전 가능한 베어링 요소는 볼 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
14. 제 9항에 있어서,

    상기 인써트는 상기 리머 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
15. 제 9항에 있어서,

    상기 파일럿 바이트는 상기 캠부의 하단에 고정된 드릴 헤드를 포함하고, 상기 리머는 상기 드릴 헤드 위에 배치되어 그것에 대해 회전 가능한 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
16. 지표 및 암석층의 천공을 위한 드릴링 장치로서,

    길이방향의 공구축을 형성하고 상기 공구축에 대해 편심되어 배치된 캠축을 갖는 캠부를 포함하는 파일럿 바이트; 및

    상기 캠축 주위로 캠부에 대해 상대적인 회전을 위해 캠부 상에 장착된 중공 리머 몸체를 포함하는 리머로서, 일 방향으로의 상대 회전이 상기 리머를 방사상으로 연장되게 하고 반대 방향으로의 상대 회전은 상기 리머를 방사상으로 수축되게 하며, 상기 리머가 연장된 위치에 있을 때 파일럿 바이트에 의해 뚫린 구멍을 확장시키는 절삭 요소를 지니는 상기 리머 몸체를 갖는 리머를 포함하여 이루어지고;

    상기 캠부 및 상기 리머 몸체 중 하나는 축방향으로 이격된 복수의 회전 베어링 요소를 포함하고, 상기 캠부 및 상기 리머 중 다른 하나는 상기 각각의 베어링 요소가 그 내부로 돌출하는 축방향으로 이격된 복수의 활모양의 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴링 장치.
17. 지표 및 암석층에 구멍을 뚫기 위한 리머로서,

    길이방향의 축을 형성하고, 그것의 하단에 절삭 요소를 지니며, 오목부가 상기 몸체의 내부 둘레에 형성되어 상기 몸체의 상단으로부터 상기 축에 평행하게 아래쪽으로 연장되고, 그것을 통하여 축방향으로 연장된 중앙 구멍을 갖는 중공의 리머 몸체; 및

    상기 중앙 구멍 내로 연장되는 돌출부를 포함하고 상기 오목부에 제거 가능하게 장착되며, 상기 돌출부는 상기 몸체를 형성하는 재료보다 더 견고한 재료로 형성되는 인써트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리머.
18. 제 17항에 있어서,

    상기 인써트는 상기 오목부 내에 장착된 인써트 몸체를 포함하고, 상기 돌출부 및 상기 인써트 몸체는 단일-피스 일체 구성인 것을 특징으로 하는 리머.
19. 제 17항에 있어서,

    상기 인써트는 상기 오목부 내에 장착된 인써트 몸체를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 인써트 몸체 내에서의 회전을 위해 장착된 회전 베어링 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 리머.
20. 제 19항에 있어서,

    상기 돌출부는 상기 인써트 몸체 내에서의 회전을 위해 장착된 수직으로 이격된 한 쌍의 회전 베어링 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 리머.
21. 제 20항에 있어서,

    상기 베어링 요소는 볼 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 리머.
22. 지표 및 암석층에 구멍을 뚫기 위한 파일럿 바이트로서,

    회전의 제 1 축을 형성하고, 그것의 하부면에 복수의 절삭 요소를 지니는 하부 드릴 헤드;

    상기 절삭부 위에 배치되고, 상기 제 1 축에 대해 편심적인 제 2 축을 형성하고 그 외부 둘레에 방사상 바깥쪽 방향으로 개방되고 원주방향으로 연장되는 활모양의 홈을 포함하는 캠부; 및

    상기 캠부의 외부 둘레에 제거 가능하게 장착되고 상기 홈 내에 방사상 바깥쪽으로 연장되어 상기 홈의 원주방향 단부를 형성하며 상기 캠부보다 더 견고한 재료로 형성되는 인써트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파일럿 바이트.
23. 제 22항에 있어서,

    상기 인써트의 외면은 구형으로 오목한 모양인 것을 특징으로 하는 파일럿 바이트.
24. 제 22항에 있어서,

    상기 인써트는 적어도 하나의 방사상으로 연장되는 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 파일럿 바이트.
25. 제 22항에 있어서,

    상기 인써트는 축방향으로 이격된 핀을 포함하여, 방사상으로 연장되는 복수의 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 파일럿 바이트.