KR20140032347A

KR20140032347A - 드릴 조립체

Info

Publication number: KR20140032347A
Application number: KR1020137012383A
Authority: KR
Inventors: 미코 마틸라; 파시 코르테
Original assignee: 로비트 록툴스 엘티디
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2014-03-14
Also published as: RU2585779C2; FI20100349L; US20140144710A1; WO2012049353A1; FI125204B; CN103261558A; RU2013122095A; EP2627851A4; FI20100349A; EP2627851A1; FI20100349A0

Abstract

땅 또는 바위에 구멍을 만들기 위한 드릴 조립체에 관한 것으로서, 이 조립체는 구멍의 중앙부를 드릴링하는 파일럿 비트(10, pilot bit)와 구멍의 바깥쪽 원(outer circle)을 드릴링하는 링 비트(1, ring bit)를 포함하며, 드릴링 상황에서 상기 링 비트(1)는 상기 파일럿 비트(10)의 둘레에서 조정되며, 회전 운동과 드릴링 충격은 상기 비트들 사이에 조정된 표면들(4-6, 7-9, 15, 16)에 의하여 파일럿 비트(10)에서 링 비트(1)로 전달되며, 힘을 전달하며, 상기 링 비트(1)는 파일럿 비트(10)의 둘레에서 제거되거나 설치될 수 있으며, 이에 더하여 커플링 링(2, coupling ring)을 더 포함하는데, 이는 링 비트(1)와 고정될 수 있는데, 링 비트(10)의 둘레에 속하게되어, 케이싱 파이프(casing pipe)와 결합할 수 있는데, 이 케이싱 파이프는 상기 커플링 링을 통하여 상기 링 비트(1)로, 드릴링된 구멍 내로 견인될 수 있다. 상기 커플링 링(2)은 적어도 둘인 커플링 링(2)과 링 비트(1)의 상호 간의 고정에 참여하는 부분들(13)에 의하여 상기 링 비트(1)의 주변부를 따라서 조정되는데, 배치가 조립될 때 라인(L)의 다른 측면에서 배치되는데, 상기 라인은 근본적으로 링 비트(1)의 회전을 전달하는 표면(5)의 중앙을 따라서 형성된다.

Description

드릴 조립체{DRILL ASSEMBLY}

본 발명은 땅 또는 바위에 구멍을 만들기 위한 드릴 조립체에 관한 것으로서, 이 조립체는 구멍의 중앙부를 드릴링하는 파일럿 비트(pilot bit)와 구멍의 바깥쪽 원(outer circle)을 드릴링하는 링 비트(ring bit)를 포함하며, 드릴링 상황에서 상기 링 비트는 상기 파일럿 비트의 둘레에서 조정되며, 회전 운동과 드릴링 충격은 상기 비트들 사이에 조정된 표면들에 의하여 파일럿 비트에서 링 비트로 전달되며, 힘이 전달되며, 상기 링 비트는 파일럿 비트의 둘레에서 제거되거나 설치될 수 있으며, 이에 더하여 커플링 링(coupling ring)을 더 포함하는데, 이는 링 비트 둘레에서 링 비트 부속물들과 고정되어서 케이싱 파이프(casing pipe)와 결합할 수 있는데, 이 케이싱 파이프는 상기 커플링 링을 통하여 상기 링 비트로, 드릴링된 구멍 내로 견인된다.

상기한 바와 같이 파일럿 비트와 링 비트를 포함하는 드릴 조립체가 국제 공개공보 제WO 2004/057148호에 의해 공지되어 있는데, 여기에서 도시된 링 비트는 상대적으로 축 방향으로 긴데, 이는 우선 링 비트의 상부는 예컨대 단단한 금속으로 만들어진 스파이크들(spikes)을 포함하는 플랜지부(flange part)를 포함하기 때문이다. 플랜지부의 다음으로는 먼저 홈(groove)이 형성되고 그 후에 고정홀(locking hole)이 형성되는 케이징부(casing part)가 있는데, 이로 인하여 링 비트는 파일럿 비트에 체결된다. 또한, 커터 슈(cutter shoe)는 축 방향으로 상대적으로 길며, 커터 슈는 필수적으로 축 방향으로 초과되도록 조정되며 홈과 고정 홀 모두는 상기 링 비트의 케이싱부에서 위치하도록 형성된다. 또한, 파일럿 비트의 몸체는 축 방향으로 길며, 상기 링 비트의 체결 홀에서 조정되는 반대편에 요구되는 길이는 단지 그 작은 부분으로서, 1/4보다 작다.

WO 2004057148 A1 WO 2009007494 A1

본 발명에 따른 드릴 조립체는 국제 공개공보 제WO 2004/057148호의 종래기술에 비하여 상당한 진보를 이루었는데, 본 발명의 결과물로서 가능한 짧은 링 비트가 이해될 수 있다.

본 발명의 특징은 커플링 링이 링 비트의 주변부를 따라서 조정되는데, 이러한 방식으로 적어도 둘인 커플링 링과 링 비트의 상호 간의 고정에 참여하는 부분들은 배치가 조립될 때 라인 "L"의 다른 측면에서 배치되며, 이 라인은 근본적으로 링 비트의 회전을 전달하는 표면의 중앙을 지나게 된다.

본 발명의 이점은 링 비트의 크기가 커플링 링의 새로운 배치와 설치 방식으로 인하여 축 방향으로 근본적으로 더 짧게 된다는 사실이다. 커플링 링에 필요한 길이도 동일하게 더 짧게 된다. 하지만, 링 비트의 실린더 부분의 두께는 단단한 금속 설치로 인하여 일정 크기가 되어야 하는데, 이 경우 실린더 부분의 두께는 커플링 링의 부착을 위한 링 비트의 외부 표면에 홈들(grooves)이 형성될 수 있어야 한다. 몇 가지 경우에서는 단지 하나의 홈이 커플링 링에 충분하지만 둘 또는 수 개의 홈들이라도 커플링 링의 길이를 많이 증가시키지 않는다. 커플링 링은 가장 바람직하게는 링 비트의 상부에 수축(shrinking) 또는 용접으로 설치된다. 이에 더하여 링 비트가 더 짧게 될 때 플러싱 홈(11, flushing groove)이 더 짧게 되는데, 이 경우에 플러싱 스트림(flushing stream)에 의하여 야기되며 드릴링의 공압 라인 내에서 발생하는 스로틀링(throttling)이 감소하며, 드릴링 속도는 증가한다. 커플링 링의 고정에 참가하는 부분들인 예컨대 숄더 링(shoulder rings)들이 링 비트의 홀 형성에 관하여 본 발명에 의한 방식으로 배치될 때, 링 비트의 홀 형성에도 불구하고 커플링 링의 숄더 링들을 위한 반대편 표면들로서 충분히 중단되지 않는 홈 길이가 링 비트에 존재한다.

도 1은 본 발명에 따른 링 비트와 단면으로서의 커플링 링을 나타낸다.
도 2는 링 비트에 관하여 커플링 링의 위치를 나타낸다.
도 3은 측면도로서 파일롯 비트를 나타낸다.
도 4는 링 비트에 형성된 베이어닛 결합(bayonet locking)의 홈들을 나타낸다.

이하 본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 더 상세하게 기술될 것이다.

도 1을 참조하면, 실린더형 몸체를 갖는 링 비트(1)가 있다. 몸체의 전면부는 연장부(extension)를 형성하는 플랜지부(14, flange part)를 포함하며, 이 플랜지부는 축방향으로 길이 'h2'를 가지며, 플랜지부로는 단단한 금속 스파이크(13, hard metal spikes)들이 부착되어 있다. 상기 플랜지부(14)로부터 뒤쪽 방향인 실린더부에는 그 외부 표면에 두 개의 홈(12, grooves)들을 포함하며, 그 홈에는 커플링 링(2)이 부착되는데, 상기 커플링 링(2)의 내부 표면의 링 돌출부들(13, ring overhangs)이 상기 홈(12) 내에 위치하는 방식으로 부착된다.

또한, 상기 링 비트(1)의 실리더부는 공지된 방식으로 파일럿 비트의 반대편 형상과 고정하기 위한 홀 형상들을 갖는다. 상기 홀 형상들은 충격들을 전달하는 표면들(4, 6)과 회전을 전달하는 표면(5)을 포함한다.

표면(4)은 리프트를 갖는데, 특히 일정 리프트(constant lift)를 갖는 표면이다. 링 비트(1)의 플랜지 부(14)의 뒤에 위치하는 실린더부는 근본적으로 상기 커플링 링(2)의 링 돌출부들에 대한 반대편 형상들(12)과 상기 파일럿 비트(10)의 고정 형상들(7-9)의 반대편 형상들(4-6;5;16;17)을 포함한다.

상기 홀 형상들(4-6)은 커플링 링(2)으로서 링 비트(1)의 실린더부에서 동일 위치에 배치된다. 상기 커플링 링(2)은 축 방향으로 길이 'h1'을 갖는다. 상기 홀 형상들(4-6)은 커플링 링(2)보다는 실린더부로부터 근본적으로 동일한 양의 길이를 요구한다. 그러므로, 상기 링 비트(1)는 축 방향으로 짧은 양식을 가질 것이다. 상기 홀 형상들(4-6)은 상기 링 비트의 실린더부를 가로지른다. 이로 인하여 상기 링 비트 내의 홈(12)들은 상기 실린더부의 둘레에서 반드시 연속적인 홈들인 것은 아니다.

도 3을 참조하면, 파일럿 비트(10)는 상기 링 비트(1)의 홀 형상들에 반대편 형상으로서 공지된 방식으로 고정 홀 형상들(7-9)을 갖는다. 본 발명에 따른 링 비트와 커플링 비트를 사용함으로써 이전의 크로스-다이 머리들(cross-die heads)과 비교하여 상기 파일럿 비트(10)의 크로스-다이 머리들의 길이를 더 짧게 할 수 있다.

도 4를 참조하면, 베이어닛 고정(bayonet locking)을 위한 홀 형상이 링 비트 내에 도시되어 있다. 상기 링 비트(1)의 내부 표면에는 수직 홈(18, vertical groove)과 그 단부에는 수평부(17, horizontal part)가 있다. 상기 파일럿 비트의 측면에 배치되는 예컨대 사각형의 돌출 부품(portruding piece)이 먼저 이 해결책에서 공지된 방식으로 수직 홈(18)의 단부로 이동하며, 상기 파일럿 비트의 복귀(reversion)과 함께 상기 수평 홈(17)의 단부에 배치되는 표면(5)에 대하여 이동하여, 파일럿 비트의 회전을 링 비트에 전달하는 부분으로서 기능한다. 또한 이 부품은 링 비트(1)의 표면(16)으로 충격들을 전달하여 그 고정 위치에서 링 비트로 충격들을 전달할 수 있다. 이 경우에 상기 홈들(17, 18)의 깊이는 링 비트(1)의 두께보다 작다.

1: 링 비트 2: 커플링 링
12: 홈 13: 링 돌출부들
14: 플랜지부

Claims

땅 또는 바위에 구멍을 만들기 위한 드릴 조립체에 관한 것으로서, 이 조립체는 구멍의 중앙부를 드릴링하는 파일럿 비트(10, pilot bit)와 구멍의 바깥쪽 원(outer circle)을 드릴링하는 링 비트(1, ring bit)를 포함하며, 드릴링 상황에서 상기 링 비트(1)는 상기 파일럿 비트(10)의 둘레에서 조정되며, 회전 운동과 드릴링 충격은 상기 비트들 사이에 조정된 표면들(4-6, 7-9, 15, 16)에 의하여 파일럿 비트(10)에서 링 비트(1)로 전달되며, 힘을 전달하며, 상기 링 비트(1)는 파일럿 비트(10)의 둘레에서 제거되거나 설치될 수 있으며, 이에 더하여 커플링 링(2, coupling ring)을 더 포함하는데, 이는 링 비트(1)와 고정될 수 있는데, 링 비트(10)의 둘레에 속하게되어, 케이싱 파이프(casing pipe)와 결합할 수 있는데, 이 케이싱 파이프는 상기 커플링 링을 통하여 상기 링 비트(1)로, 드릴링된 구멍 내로 견인되며,
상기 커플링 링(2)은 적어도 둘인 커플링 링(2)과 링 비트(1)의 상호 간의 고정에 참여하는 부분들(13)에 의하여 상기 링 비트(1)의 주변부를 따라서 조정되는데, 배치가 조립될 때 라인 "L"의 다른 측면에서 배치되는데, 상기 라인은 근본적으로 링 비트(1)의 회전을 전달하는 표면(5)의 중앙을 지나는 것을 특징으로 하는 드릴 조립체.
제1항에 있어서,
상기 링 비트(1)는 바깥쪽 원(outer circle)에 숄더 링(13, shoulder rings)과 같이 고정에 참여하는 적어도 두 개의 환상 홈(12, annular grooves)를 포함하며, 상기 숄더 링은 드릴의 축방향으로 제한된 방식으로 회전과 이동을 조정하는 커플링 링(2)의 내부 표면에 배치되는 것을 특징으로 하는 드릴 조립체.
제1항에 있어서,
상기 링 비트(1)의 플랜지부(14)의 뒤 부분(외주부)은 기본적으로 상기 커플링 링(2)의 고정 형상(13)의 반대편 형상(12)과 상기 파일럿 비트(10)의 고정 형상들(7-9)의 반대편 형상들(4-6, 5, 16, 17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 조립체.
제1항에 있어서,
상기 비트들(1, 10)의 표면들(4-6, 7-9, 5, 16)은 힘과 충격들을 전달하며, 근본적으로 링 비트(1)의 실린더부의 부분에 있으며, 이는 플랜지부(14)에서 시작하여 링 비트(1)의 트레일 가장자리(trail edge)에서 끝나는 것을 특징으로 하는 드릴 조립체.
제1항에 있어서,
상기 링 비트(1)의 내부 표면은 상기 파일럿 비트(10)로 분기하는 형상들이 없는 것을 특징으로 하는 드릴 조립체.
제1항에 있어서,
상기 파일럿 비트(10)로 형성되는 고정 형상들(7-9)의 반대편 부분들(4-6)은 상기 링 비트(1)의 주변부에 배치되며, 상기 링 비트(1)의 주변부를 통하여 안내되는 것을 특징으로 하는 드릴 조립체.
제1항에 있어서,
상기 파일럿 비트(10)로 형성되는 고정 형상들의 반대편 형상들(5, 16, 17)은 상기 링 비트(1)의 주변에 배치되며, 상기 링 비트(1)의 주변부에 형성되는 표면들 및 홈들이며, 그 내부 표면들과 홈들은 주변부의 벽을 관통하지 않는 것을 특징으로 하는 드릴 조립체.
제1항에 있어서,
상기 링 비트(1)의 주변부에 배치되는 표면은, 상기 파일럿 비트(10)로부터 충격들을 수용하는 것은 리프트(4)를 갖는 표면인 것을 특징으로 하는 드릴 조립체.