KR20140097163A - 암반 드릴링 공구용 드릴 비트 및 암반 드릴링 공구 - Google Patents

암반 드릴링 공구용 드릴 비트 및 암반 드릴링 공구 Download PDF

Info

Publication number
KR20140097163A
KR20140097163A KR1020147012578A KR20147012578A KR20140097163A KR 20140097163 A KR20140097163 A KR 20140097163A KR 1020147012578 A KR1020147012578 A KR 1020147012578A KR 20147012578 A KR20147012578 A KR 20147012578A KR 20140097163 A KR20140097163 A KR 20140097163A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gauge
drill bit
longitudinal axis
face
hole
Prior art date
Application number
KR1020147012578A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101942131B1 (ko
Inventor
안드레아스 린데스케르
욘 함마르그렌
Original Assignee
산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비 filed Critical 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Publication of KR20140097163A publication Critical patent/KR20140097163A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101942131B1 publication Critical patent/KR101942131B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/36—Percussion drill bits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/36—Percussion drill bits
    • E21B10/38—Percussion drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/36—Percussion drill bits
    • E21B10/40—Percussion drill bits with leading portion
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E21B10/56—Button-type inserts
    • E21B10/567—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts
    • E21B10/5673—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts having a non planar or non circular cutting face

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (21, 121) 는 드릴 비트 헤드 (23, 123) 의 최전방 단부를 규정하는 페이스 표면 (29, 129) 을 포함하는 전방 표면 (27, 127) 을 갖는 드릴 비트 헤드 (23, 123) 를 포함한다. 페이스 표면 (29, 129) 은 외부 에지 (31, 131) 를 갖고, 페이스 표면 (29, 129) 을 둘러싸는 게이지 (35, 135) 는 내부 에지 (37, 137) 를 갖고, 전이 영역 (38, 138) 은 페이스 표면 (29, 129) 의 외부 에지 (31, 131) 와 게이지 (35, 135) 의 내부 에지 (37, 137) 사이에 드릴 비트 (21, 121) 의 종방향 축선 (L) 의 방향으로 연장된다. 절삭 표면들이 연장되도록 되어 있는 페이스 표면 (29, 129) 의 전체는 페이스 표면 (29, 129) 의 센터 (33, 133) 가 페이스 표면 (29, 129) 의 외부 에지 (31, 131) 의 축방향 앞에 존재하도록 평평하지 않다. 게이지 (135) 는 게이지 (35, 135) 의 원주의 제 1 부분을 걸쳐 종방향 축선 (L) 과 제 1 각도를 규정하는 제 1 게이지 표면 (135') 및 게이지 (35, 135) 의 원주의 제 2 부분을 걸쳐 종방향 축선 (L) 과 제 2 각도를 규정하는 제 2 게이지 표면 (135") 을 포함한다.

Description

암반 드릴링 공구용 드릴 비트 및 암반 드릴링 공구{DRILL BIT FOR ROCK DRILLING TOOL, AND ROCK DRILLING TOOL}
본 발명은 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트들에 관한 것이고, 보다 구체적으로 경질 버튼들을 사용하는 그러한 드릴 비트들에 관한 것이다.
도 5a (공지된 암반 드릴링 비트, Sandvik Mining and Construction Tools AB, Sandviken, Sweden 으로부터 입수 가능한 Part No. 7738-5348-S48 상에서의 마모 패턴들을 예시함) 에 도시된 일반적인 타입의 암반 드릴링을 위해 사용되는 드릴 비트들 (1) 에서, 구멍 벽에 대해 버튼들 (2), 일반적으로 초경합금 버튼들의 미끄럼 마찰은 예시된 마모 패치들 (3) 에 의해 도시된 바와 같이 버튼들 상에 직경 방향의 마모를 생성한다. 일반적으로 그러한 드릴 비트들 (1) 상의 버튼들 (2) 의 수명을 연장하는 것이 바람직하다.
본 발명자들은 구멍 벽과 접촉되어 돌출하는 버튼들 (2) 의 구역의 양의 증가는 버튼들 상에 방사상 접촉 압력을 감소시킬 것으로 예상한다. 그러나 본 발명자들은 힘이 모든 버튼들 상에서 고르게 분배되지 않고, 마찬가지로 도 5a 에 도시된 바와 같이 비트 (1) 의 두개의 버튼들만이 주어진 시간에 구멍 벽과 접촉하는 것에 유의하였다. 도 4a 의 그래프는, 새로운 버튼들을 갖는 비트 (1) 가 50 mm 직경으로부터 48 mm 직경으로 마모될 때, 마모 구역의 양이 어떻게 증가되는 지, 즉 버튼들 (2) 상의 마모 패치들 (3) 의 크기가 어떻게 증가되는 지를 예시하도록 시도한 것이다. 다음의 방정식은 비트 (1) 의 카바이드 버튼들 (2) 상에 방사상 압력에 대한 근사치를 나타낸다고 여겨진다:
1)
Figure pct00001
여기서:
pr = 카바이드 상의 방사상 압력 (N/mm2)
Fr = 카바이드 상의 방사상 힘 (N)
A(r) = 카바이드의 방사상 돌출된 면적 (mm2)
버튼들로부터 마모의 부피는 비트 직경의 함수이고, 즉:
2) Vc = f(r)
여기서
Vc = 카바이드 마모 부피 (mm3)
r = 비트의 반경.
마모될 재료 (예를 들면, 카바이드) 의 총량, 즉 카바이드 마모의 부피는 비트가 하나의 직경으로부터 또 다른 직경으로 마모될 때 비트 수명에 매우 큰 영향을 준다. 부피는 새로운 버튼들을 갖는 비트 (1) 가 50 mm 직경으로부터 48 mm 직경으로 마모될 때 버튼들 (2) 의 부피가 어떻게 마모되어 없어지는 지를 예시하는 도 4b 의 그래프에서 도시된 비트의 구성에 따르는 엄밀히 기하학적 형상의 함수이다. 비트의 직경이 보다 작아질 때, 마모되어 없어져야 할 재료의 양은 실질적으로 증가한다.
압력 하에서 접촉하는 미끄럼 표면들은 마모를 생성하고 비트 마모는 마모되는 데 사용 가능한 부피 및 마모된 구역에 인가된 압력에 따른다. 본 발명자들은 접촉에서 구역의 증가 및 특정 직경에서 마모될 부피가 비트 사용 수명에 매우 큰 영향을 준다는 것을 인식하였다. 결국, 본 발명자들은 비트 수명을 연장하도록 드릴링될 구멍의 표면과 접촉하는 비트의 구역이 증가하는 직경과 함께 급격하게 증가해야 하고, 마모될 재료의 더 많은 부피가 제공되야 하는 것이 바람직하다고 주장한다.
본 발명의 양태에 따르면, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트는 복수의 절삭 표면들이 연장되도록 되어 있고 드릴 비트 헤드의 최전방 단부를 규정하고 외부 에지를 갖는 페이스 표면, 및 페이스 표면을 둘러싸고 내부 에지를 갖는 게이지를 포함하는 전방 표면을 갖는 드릴 비트 헤드를 포함한다. 전이 영역은 페이스 표면의 외부 에지와 게이지의 내부 에지 사이에 드릴 비트의 종방향 축선의 방향으로 연장되고, 절삭 표면들이 연장되도록 되어 있는 페이스 표면의 전체는 평평하지 않아서 페이스 표면의 센터가 축방향으로 페이스 표면의 외부 에지의 앞에 존재한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 게이지는 게이지의 원주의 제 1 부분을 거쳐 종방향 축선과 제 1 각도를 규정하는 제 1 게이지 표면 및 게이지의 원주의 제 2 부분을 걸쳐 종방향 축선과 제 2 각도를 규정하는 제 2 게이지 표면을 포함한다.
본 발명의 특징들 및 이점들은 유사한 도면 부호들이 유사한 요소들을 나타내는 도면들과 함께 다음의 상세한 설명을 정독함으로써 보다 잘 이해될 것이다.
도 1a 는 본 발명의 양태에 따른 드릴 비트의 사시도이다;
도 1b 는 도 1a 의 드릴 비트의 평면도이다;
도 1c 는 도 1b 의 단면 1C-1C 에서 취한 도 1a 의 드릴 비트의 측단면도이다;
도 1d 는 도 1b 의 단면 1D-1D 에서 취한 도 1a 의 드릴 비트의 측단면도이다;
도 1e 는 본 발명의 양태에 따라 도시된 버튼들을 갖는 도 1a 의 드릴 비트의 사시도이다;
도 1f 는 도 1e 의 드릴 비트의 평면도이다;
도 1g 는 도 1f 의 단면 1G-1G 에서 취한 도 1e 의 드릴 비트의 측단면도이다;
도 1h 는 도 1f 의 단면 1H-1H 에서 취한 도 1e 의 드릴 비트의 측단면도이다;
도 2a 는 본 발명의 양태에 따른 트윈 게이지 드릴 비트의 사시도이다;
도 2b 는 도 2a 의 트윈 게이지 드릴 비트 평면도이다;
도 2c 는 도 2b 의 단면 2C-2C 에서 취한 도 2a 의 트윈 게이지 드릴 비트의 측단면도이다;
도 2d 는 도 2b 의 단면 2D-2D 에서 취한 도 2a 의 트윈 게이지 드릴 비트의 측단면도이다;
도 2e 는 본 발명의 양태에 따라 도시된 버튼들을 갖는 도 2a 의 트윈 게이지 드릴 비트의 사시도이다;
도 2f 는 도 2e 의 트윈 게이지 드릴 비트의 평면도이다;
도 2g 는 도 2f 의 단면 2G-2G 에서 취한 도 2e 의 트윈 게이지 드릴 비트의 측단면도이다;
도 2h 는 도 2f 의 단면 2H-2H 에서 취한 도 2e 의 트윈 게이지 드릴 비트의 측단면도이다;
도 2i 는 도 2f 의 단면 2I-2I 에서 취한 도 2e 의 트윈 게이지 드릴 비트의 측단면도이다;
도 3a 는 본 발명의 양태에 따른 다운-더-홀 해머 타입 드릴의 부분의 개략적인 단면도이다;
도 3b 는 본 발명의 양태에 따른 탑 해머-타입 암반 드릴의 부분의 개략적인 단면도이다.
도 4a 는 직경에 대한 카바이드의 마모의 돌출된 구역의 그래프이고;
도 4b 는 직경에 대한 카바이드 마모의 부피의 그래프이다.
도 5a 는 종래 기술에 따라 마모된 드릴 비트의 사시도이고, 도 5b 는 본 발명의 양태에 따라 마모된 트윈 게이지 드릴 비트의 사시도이다.
도 1a-도 1h 및 도 2a-도 2i 는 본 발명의 양태에 따른 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (21 및 121) 의 실시형태들을 도시한다. 본 발명의 양태에 따르면, 예시된 드릴 비트들 (21 또는 121) 은 다운-더-홀 (down-the-hole) 해머들 (100) (도 3a 에 개략적으로 도시됨) 과 같은 다양한 드릴링 공구들로 사용될 수 있고 케이싱 (102) 에서의 피스톤 (101) 은 드릴 비트 (21) 의 엔빌을 타격하도록 의도된다. 동일한 배열체 (도시 생략) 가 드릴 비트 (121) 를 위해 사용될 수 있다. 유사한 특징들을 갖는 드릴 비트들 (21') 은 드릴 비트 (21) 의 특징들을 갖지만 탑 해머-타입 암반 드릴들 (200) (도 3b 에 개략적으로 도시됨) 과 함께 사용을 위한 특징들을 갖고 압축성 펄스들은 튜브를 통해 드릴 비트 (21') 로 전달되거나 또는 로드 (202) 가 또한 본 발명의 또 다른 양태에 따라 제공될 수 있다. 동일한 배열체 (도시 생략) 가 드릴 비트 (121) 를 위해 사용될 수 있다. 다음의 설명은 다운-더-홀 해머와 함께 사용을 위해 의도된 드릴 비트들 (21 및 121) 을 설명하지만, 그러나 설명은 다르게 지시되지 않는 한 암반 드릴 적용예들에서 사용되는 것과 같은 드릴 비트와 상당히 동등하게 적용된다는 것이 이해될 것이다.
도 1a-도 1h 에 도시된 드릴 비트 (21) 를 참조하면, 드릴 비트는 스커트 (25) 및 전방 표면 (27) 을 갖는 드릴 비트 헤드 (23) 를 포함한다. 전방 표면 (27) 은 복수의 절삭 표면들이 연장되도록 되어 있는 페이스 표면 (29) 을 포함한다. 페이스 표면 (29) 은 드릴 비트 헤드 (23) 의 최전방 단부를 규정한다. 페이스 표면 (29) 은 외부 에지 (31) 를 갖는다. 절삭 표면들이 연장되도록 되어 있는 페이스 표면 (29) 의 전체는 평평하지 않고 페이스 표면의 센터 (33) 는 드릴 비트 (21) 의 종방향 축선 (L) 을 따라 페이스 표면의 외부 에지 (31) 의 축방향 앞에 존재한다. 도 1c-도 1d 및 도 1g-도 1h 에서 알 수 있는 바와 같이, 페이스 표면 (29) 은 일반적으로 원뿔형 또는 절두 원뿔형 (도 1b 및 도 1d 에서 점선으로 도시됨) 이지만, 복수의 동심의 절두형 콘들, 또는 구체 또는 절두형 구체 형상의 형태인 바와 같이 다른 형태들일 수 있다. 도 1a-도 1h 에 도시된 페이스 표면 (29) 은 종방향 축선 (L) 에 대해 수직선과 각도 (θ) (도 1d) 를 형성한다.
전방 표면 (27) 은 페이스 표면 (29) 을 둘러싸는 게이지 (35) 를 추가로 포함한다. 게이지 (35) 는 내부 에지 (37) 를 갖는다. 전이 영역 (38) 은 페이스 표면 (29) 의 외부 에지 (31) 와 게이지 (35) 의 내부 에지 (37) 사이에서 드릴 비트 (21) 의 종방향 축선 (L) 의 방향으로 연장된다. 드릴 비트 (21) 상의 전이 영역 (38) 은 일반적으로 실질적으로 원형 및 원통형이다. 게이지 (35) 는 일반적으로 페이스 표면 (29) 이 드릴 비트의 종방향 축선 (L) 에 대해 수직선과 형성하는 각도 (θ) 와 상이한 드릴 비트의 종방향 축선 (L) 에 대해 수직선과 각도 (Ω) (도 1d) 를 규정한다. 드릴 비트 (21) 에 대한 본 바람직한 구성은 종방향 축선 (L) 에 대해 수직선과 약 13°의 각도 (θ) 를 형성하는 페이스 표면 (29) 을 포함한다. 드릴 비트 (21) 에 대한 본 바람직한 구성은 종방향 축선 (L) 에 대해 수직선과 약 30°의 각도 (Ω) 를 형성하는 게이지 (35) 를 포함한다.
적어도 하나의 및 일반적으로 복수의 페이스 구멍들 (39) 은 페이스 표면 (29) 에 제공되고 적어도 하나의 및 일반적으로 복수의 게이지 구멍들 (41) 은 각각 페이스 버튼들 (43) 및 게이지 버튼들 (45) (페이스 및 게이지 버튼들은 도 1e-도 1h 에서 보여지고, 도 1a-도 1d 에서는 도시 생략됨) 을 수용하기 위한 게이지 (35) 에 제공된다. 버튼들 (43 및 45) 은 초경합금과 같은 극도의 경질 재료로 일반적으로 제조되고 일반적으로 드릴 비트 헤드 (23) 를 형성하는 재료보다 경질이다. 적어도 하나의 페이스 구멍 (39) 의 종방향 축선 (LF) 은 드릴 비트 (21) 의 종방향 축선 (L) 과 제로가 아닌 각도 (α) (도 1d) 를 형성한다. 일반적으로, 적어도 하나의 페이스 구멍 (39) 의 종방향 축선 (LF) 은 α 가 θ 와 동등하도록 페이스 표면 (29) 에 대해 수직이다. 유사하게, 게이지 구멍 (41) 의 종방향 축선 (LG) 은 드릴 비트 (21) 의 종방향 축선 (L) 과 제로가 아닌 각도 (β) (도 1d) 를 형성하고 일반적으로, β 가 Ω 와 동등하도록 게이지 (35) 에 대해 수직이다.
평평하지 않고 페이스 표면의 외부 에지 (31) 의 축방향 앞에 존재하는 센터 (33) 를 갖는 페이스 표면 (29) 을 제공함으로써, 페이스 버튼들 (43) 의 마모 부피는 평평한 표면들 상에 제공된 버튼들에 대해 상대적으로 증가될 수 있다.
드릴 비트 (21) 는 비트를 통해 연장되고 페이스 표면 (29) 의 각각의 유동 개구들 (49) 에서 종결하는 적어도 하나의 및 일반적으로 복수의 유동 채널들 (47) 을 포함한다. 예를 들면, 도 1d 에서 보여지는 바와 같이, 유동 채널 (47) 은 드릴 비트 (21) 의 종방향 축선 (L) 과 각도 (φ) 를 형성할 수 있다. 드릴 비트 (21) 는 드릴 비트의 외면 표면 (53) 에서 적어도 하나의 및 일반적으로 복수의 축방향 연장 그루브들 (51) 을 추가로 포함한다. 예를 들면 도 1c 에서 보여지는 바와 같이, 적어도 하나의 유동 채널 (55) 은 비트 (21) 를 통해 연장되고 그루브 (51) 의 각각의 유동 개구 (57) 에서 종결된다. 유동 채널 (55) 은 드릴 비트 (21) 의 종방향 축선 (L) 과 각도 (ω) 를 형성할 수 있다. 유동 채널들 (47 및/또는 55) 은 일반적으로 드릴 비트 (21) 에 의해 형성된 구멍으로 플러싱/냉각 유체의 도입을 용이하게 한다.
도 2a-도 2i 에 도시된 드릴 비트 (121) 는 도 1a-도 1h 에 도시된 드릴 비트 (21) 와 여러모로 유사하다. 드릴 비트 (121) 는 스커트 (125) 및 전방 표면 (127) 을 갖는 드릴 비트 헤드 (123) 를 포함한다. 전방 표면 (127) 은 복수의 절삭 표면들이 연장되도록 되어 있는 페이스 표면 (129) 을 포함한다. 페이스 표면 (129) 은 드릴 비트 헤드 (123) 의 최전방 단부를 규정한다. 페이스 표면 (129) 은 외부 에지 (131) 를 갖는다. 절삭 표면들이 연장되도록 되어 있는 페이스 표면 (129) 의 전체는 페이스 표면의 센터 (133) 가 드릴 비트 (121) 의 종방향 축선 (L) 을 따라 페이스 표면의 외부 에지 (131) 의 축방향 앞에 존재하도록 평평하지 않을 수 있다. 도 2c-도 2d, 도 2g-도 2i 에서 보여지는 바와 같이, 페이스 표면 (129) 은 일반적으로 원뿔형 또는 절두 원뿔형이지만 (예를 들면, 도 1b 및 도 1d 에서 점선을 참조), 복수의 동심의 절두형 콘들, 또는 구체 또는 절두형 구체 형상의 형태인 바와 같이 다른 형태들일 수 있다. 도 2a-도 2i 에 도시된 페이스 표면 (129) 은 종방향 축선 (L) 에 대해 수직선과 각도 (θ) (도 1d 에 도시된 페이스 표면 (29) 의 각도 (θ) 와 유사함) 를 형성한다.
전방 표면 (127) 은 페이스 표면 (129) 을 둘러싸는 게이지 (135) 를 추가로 포함한다. 게이지 (135) 는 내부 에지 (137) 를 갖는다. 전이 영역 (138) 은 페이스 표면 (129) 의 외부 에지 (131) 와 게이지 (135) 의 내부 에지 (137) 사이에 드릴 비트 (121) 의 종방향 축선 (L) 의 방향으로 연장된다.
드릴 비트 (121) 에서, 게이지 (135) 는 적어도 두개의 게이지 표면들을 포함하고, 따라서 본 개시를 위해 "트윈 게이지" 드릴 비트로 명명한다. 게이지 (135) 는 페이스 표면 (129) 이 트윈 게이지 드릴 비트의 종방향 축선 (L) 에 대해 수직선과 형성하는 각도 (θ) 와 상이한 트윈 게이지 드릴 비트 (121) 의 종방향 축선 (L) 에 대해 수직선과 일반적으로 각도들 (Ω' 및 Ω") 을 규정하고 일반적으로 서로 상이한 적어도 하나의 및 일반적으로 복수의 제 1 게이지 표면들 (135') 및 적어도 하나의 및 일반적으로 복수의 제 2 게이지 표면들 (135") 을 일반적으로 포함한다. 제 1 게이지 표면 (135') 은 게이지 (135) 의 원주의 제 1 부분을 걸쳐 연장되고 제 2 게이지 표면 (135") 은 게이지의 원주의 제 2 부분을 걸쳐 연장된다. 또한 제 1 및 제 2 게이지 표면들 (135' 및 135") 과 상이한 특징들을 갖는 다른 추가의 게이지 표면들을 구비한 복수의-게이지 드릴 비트들이 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 드릴 비트 (121) 에 대한 본 바람직한 구성은 종방향 축선 (L) 에 대해 수직선과 약 13°의 각도 (θ) 를 형성하는 페이스 표면 (129) 을 포함한다. 드릴 비트 (121) 에 대한 본 바람직한 구성은 종방향 축선 (L) 에 대해 수직선과 약 35°의 각도 (Ω') 를 형성하는 제 1 게이지 표면 (135') 및 종방향 축선 (L) 에 대해 수직선과 약 30°의 각도 (Ω") 를 형성하는 제 2 게이지 표면 (135") 을 포함한다.
적어도 하나의 및 일반적으로 복수의 페이스 구멍들 (139) 은 페이스 버튼들 (143) 을 수용하기 위해 페이스 표면 (129) 에 제공되고, 복수의 게이지 구멍들 (141' 및 141") 은 각각 게이지 버튼들 (145' 및 145") 을 수용하기 위해 제 1 및 제 2 게이지 표면들 (135' 및 135") 에 제공된다 (페이스 및 게이지 버튼들은 도 2e-도 2i 에서 보여지고 도 2a-도 2d 에서 도시 생략). 종방향 축선 (L) 에 대해 수직선과 보다 큰 각도를 형성하므로, 제 1 게이지 표면 (135') 은 제 2 게이지 표면 (135") 보다 일반적으로 폭넓을 것이고, 따라서, 보다 협소한 제 2 게이지 표면에 제공된 구멍 (141") 보다 큰 직경의 게이지 구멍 (141') 을 형성하는 것을 용이하게 한다. 페이스 구멍들 (139) 은 도 1a-도 1h 의 비트 구성 (21) 과 같은 다른 드릴 비트 구성들에서 페이스 구멍들의 위치에 대해 상대적으로 그 위치 설정과 간섭하지 않고 보다 협소한 제 2 게이지 표면 (135") 에 보다 근접하게 위치될 수 있다. 제 1 게이지 표면 (135') 의 보다 큰 구멍들 (139') 은 그것들이 마모될 때 보다 작은 버튼들을 요구하는 통상적인 구성에서의 경우보다 많은 버튼 부피의 제거를 요구하고 증가된 마모 표면 구역을 제공할 수 있고 보다 많은 전체 버튼 부피를 제공하는 보다 큰 버튼들 (141') 을 수용할 수 있다.
적어도 하나의 페이스 구멍 (139) 의 종방향 축선 (LF) 은 트윈 게이지 드릴 비트 (121) 의 종방향 축선 (L) 과 제로가 아닌 각도 (α) 를 형성한다. 일반적으로, 적어도 하나의 페이스 구멍 (139) 의 종방향 축선 (LF) 은 페이스 표면 (129) 에 대해 수직이다. 유사하게, 게이지 구멍들 (141' 및 141") 의 하나 또는 일반적으로 양쪽 종방향 축선들 (LG' 및 LG") 은 양쪽 다 트윈 게이지 드릴 비트 (121) 의 종방향 축선 (L) 과 제로가 아닌 각도들 (β' 및 β") 을 형성하고, 일반적으로, 하나 또는 양쪽은 이들이 제공되는 지점에서 게이지 (135) 에 대해 수직이다. 각도들 (β' 및 β") 은 일반적으로 상이하다. 평평하지 않고 페이스 표면의 외부 에지 (131) 의 축방향 앞에 존재하는 센터 (133) 를 갖는 페이스 표면 (129) 을 제공함으로써, 페이스 버튼들 (143) 의 마모 부피는 평평한 표면들 상에 제공된 버튼들에 대해 상대적으로 증가될 수 있다. 또한, 트윈 게이지 배열체를 제공함으로써, 게이지 버튼들 상의 마모 부피에서의 다른 추가의 개선들이 달성될 수 있다.
트윈 게이지 드릴 비트 (121) 는 페이스 표면 (129) 또는 게이지 (135) 에 추가적으로 또는 대안적으로 위치될 수 있지만, 비트를 통해 연장되고 전이 영역 (138) 에 위치될 수 있는 각각의 유동 개구들 (149) 에서 종결되는 적어도 하나의 및 일반적으로 복수의 유동 채널들 (147) 을 포함한다. 유동 채널들 (147) 은 트윈 게이지 드릴 비트 (121) 의 종방향 축선 (L) 과 각도 (φ) 를 형성할 수 있다. 트윈 게이지 드릴 비트 (121) 는 트윈 게이지 드릴 비트의 외면 표면 (153) 에서 적어도 하나의 및 일반적으로 복수의 축방향 연장 그루브들을 추가로 포함한다. 모든 그루브들 (151) 은 도 2a 에 보여지는 바와 같이 동일한 형상을 가질 수 있는 한편, 또한 그루브들 (151') 의 일부는 상이하게 크기 설정된 게이지 표면들 (135' 및 135") 의 수용을 보다 용이하게 하도록 도 2e 에 도시된 바와 같이 그루브 (151") 보다 크거나 약간 작은 것이 가능하다. 적어도 하나의 유동 채널 (155') 은 비트 (121) 를 통해 연장되고 그루브 (151') 에서의 각각의 유동 개구 (157') 에서 종결되고 적어도 하나의 유동 채널 (155") 은 비트 (121) 를 통해 연장되고 그루브 (151") 의 각각의 유동 개구 (157") 에서 종결된다. 유동 채널 (155) 은 드릴 비트 (121) 의 종방향 축선과 각도 (ω) 를 형성할 수 있다. 유동 채널들 (147 및/또는 155) 은 트윈 게이지 드릴 비트 (121) 에 의해 형성된 구멍으로 플러싱/냉각 유체의 도입을 일반적으로 용이하게 한다.
예를 들면, 도 2a 에 보여지는 바와 같이, 제 1 게이지 표면 (135') 은 제 2 게이지 표면 (135") 보다 폭넓다. 전이 영역 (138) 은 예를 들면, 도 2b 에 보여지는 바와 같이 종방향 축선 (L) 을 따라 봤을 때 비원형이다. 도 2a-도 2i 의 실시형태에서, 세개의 제 2 게이지 표면들 (135") 과 교대로 세개의 제 1 게이지 표면들 (135') 이 존재하고 전이 영역 (138) 의 형상은 결과적으로 다소 삼각형이다. 상이한 크기들인 제 1 및 제 2 게이지 표면들 (135' 및 135") 의 제공은 상이한 직경들을 갖는 제 1 및 제 2 게이지 구멍들 (141' 및 141") 의 제공을 용이하게 한다. 제 1 및/또는 제 2 게이지 구멍들 (141' 및 141") 은 전이 영역 (138) 상에 오버랩될 수 있다.
트윈 게이지 드릴 비트 (121) 는 트윈 게이지들 또는 평평하지 않은 페이스 표면을 포함하지 않지만 그와 다르게 유사하게 구성된 도 5a 에 도시된 타입의 통상적인 드릴 비트들 (1) 에 비해 마모 부피에서 실질적인 개선들을 제공할 수 있다. 도 5a 는 공지된 암반 드릴링 비트, Sandvik Mining and Constructions Tools AB, Sandviken, Sweden 으로부터 입수 가능한 Part No. 7738-5348-S48 의 게이지 버튼들 상에서의 마모 패턴들을 도시하고, 도 5b 는 본 발명의 양태에 따라 유사하게 구성된 트윈 게이지 드릴 비트에 대한 게이지 버튼들 상의 마모 패턴들을 도시한다. 도 5a 및 도 5b 의 비트들의 게이지 버튼들 상의 마모 패턴들의 비교는 게이지 버튼들이 마모될 때 트윈 게이지 구성이 보다 큰 마모 구역의 형성을 용이하게 한다는 것을 도시한다. 예를 들면, 도 5b 의 예시된 구성에서, 보다 큰 게이지 버튼들은 동일한 크기의 게이지 버튼들이 일정한 폭의 게이지 주위에 제공되는 도 5a 의 구성에서와 달리 페이스 버튼들과 간섭하지 않는 위치에 제공될 수 있다. 보다 큰 게이지 버튼들을 제공함으로써, 마모되는 데 사용 가능한 카바이드의 총 부피 및 마모 구역은 증가될 수 있다.
도 4a 및 도 4b 의 그래프는 통상적인 비트 (다이아몬드를 갖는 라인들) 및 트윈 게이지 비트 (스퀘어 (squares) 들을 갖는 라인들) 이 50 mm 직경으로부터 48 mm 직경으로 마모될 때, 마모 구역 (도 4a) 및 마모 부피 (도 4b) 가 통상적인 비트에 대해서보다 트윈 게이지 비트에 대해서 실질적으로 보다 크게 된다는 것을 도시한다. 비트 수명이 주로 마모 부피 및 마모 구역과 직접 관련된다는 것이 이해되므로, 이들 그래프는 트윈 게이지 비트와 같은 비트는 실질적으로 개선된 수명을 가질 것으로 예상될 수 있다는 것을 증명한다.
본 적용예에서, "포함하는" 과 같은 용어의 사용은 제약을 두지않고 "포함하다" 와 같은 용어들과 동일한 의미를 갖도록 의도된 것이고 다른 구조, 재료 또는 작용들의 존재를 배제하는 것은 아니다. 유사하게, "할 수 있다" 또는 "할 수도 있다" 와 같은 용어의 사용은 제약을 두지 않고 상기 구조, 재료 또는 작용들이 필수적이지 않다는 것을 반영하도록 의도된 것이지만, 그러한 용어들을 사용하지 않는다고 하여 상기 구조, 재료, 또는 작용들이 본질적이라는 것을 반영하도록 의도된 것은 아니다. 상기 구조, 재료, 또는 작용들이 본질적으로 본원에서 고려되는 한, 그들은 그와 같이 인식된다.
본 발명이 바람직한 실시형태에 따라 예시되고 설명되었지만, 변형들 및 변경들이 청구 범위에 개시된 바와 같이 본 발명으로부터 벗어나지 않고 본원에서 행해질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 출원이 우선권을 주장하는 유럽 특허 출원 No. 11188761.8 의 개시는 참조로써 본원에 포함된다.

Claims (16)

  1. 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (21, 121) 로서,
    전방 표면 (27, 127) 을 갖는 드릴 비트 헤드 (23, 123) 를 포함하고,
    상기 전방 표면은,
    복수의 절삭 표면들이 연장되도록 되어 있는 페이스 표면 (29, 129) 으로서, 상기 드릴 비트 헤드 (23, 123) 의 최전방 단부를 규정하고, 외부 에지 (31, 131) 를 갖는 상기 페이스 표면, 및
    상기 페이스 표면 (29, 129) 을 둘러싸고 내부 에지 (37, 137) 를 갖는 게이지 (35, 135) 를 포함하고,
    상기 페이스 표면 (29, 129) 의 상기 외부 에지 (31, 131) 와 상기 게이지 (35, 135) 의 상기 내부 에지 (37, 137) 사이에 상기 드릴 비트 (21, 121) 의 종방향 축선 (L) 의 방향으로 전이 영역 (38, 138) 이 연장되고, 상기 절삭 표면들이 연장되도록 되어 있는 상기 페이스 표면 (29, 129) 의 전체는 평평하지 않아서 상기 페이스 표면 (29, 129) 의 센터 (33, 133) 가 축방향으로 상기 페이스 표면 (29, 129) 의 상기 외부 에지 (31, 131) 의 앞에 존재하는, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (21, 121).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이지 (135) 는 상기 게이지 (35, 135) 의 원주의 제 1 부분을 걸쳐 상기 종방향 축선 (L) 과 제 1 각도를 규정하는 제 1 게이지 표면 (135') 및 상기 게이지 (35, 135) 의 상기 원주의 제 2 부분을 걸쳐 상기 종방향 축선 (L) 과 제 2 각도를 규정하는 제 2 게이지 표면 (135") 을 포함하는, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (121).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 게이지 표면 (135') 은 상기 제 2 게이지 표면 (135") 보다 폭넓은, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (121).
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    복수의 제 1 게이지 표면들 (135') 및 복수의 제 2 게이지 표면들 (135") 이 존재하는, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (121).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전이 영역 (38, 138) 은 상기 종방향 축선 (L) 을 따라 봤을 때 비원형인, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (21, 121).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각 페이스 버튼들 (43, 143', 143") 및 게이지 버튼들 (45, 145', 145") 을 수용하기 위해 상기 페이스 표면 (29, 129) 에서의 적어도 하나의 페이스 구멍 (39, 139) 및 상기 게이지 (35, 135) 에서의 적어도 하나의 게이지 구멍 (41, 141', 141") 을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 페이스 구멍 (43, 143', 143") 의 종방향 축선 (LF) 은 상기 종방향 축선 (L) 과 제로가 아닌 각도를 형성하는, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (21, 121).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 페이스 구멍 (43, 143', 143") 의 상기 종방향 축선 (LF) 은 상기 페이스 표면 (29, 129) 에 대해 수직인, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (21, 121).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 페이스 표면 (29, 129) 은 원뿔형 및 절두 원뿔형 중에 적어도 하나인, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (21, 121).
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 게이지 표면 (135') 에 제 1 게이지 구멍 (141') 이 제공되고, 상기 제 2 게이지 표면 (135") 에 제 2 게이지 구멍 (141") 이 제공되는, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (121).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 게이지 구멍 (141') 및 상기 제 2 게이지 구멍 (141") 은 상이한 직경들을 갖는, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (121).
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 게이지 구멍 (141') 의 종방향 축선 (LG') 및 상기 제 2 게이지 구멍 (141") 의 종방향 축선 (LG") 은 상기 드릴 비트 (121) 의 상기 종방향 축선 (L) 과 제로가 아닌 각도들을 규정하는, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (121).
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 게이지 구멍 (141') 의 상기 종방향 축선 (LG') 및 상기 제 2 게이지 구멍 (141") 의 상기 종방향 축선 (LG") 은 상기 드릴 비트 (121) 의 상기 종방향 축선 (L) 과 제로가 아닌 상이한 각도들을 규정하는, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (121).
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 게이지 구멍 (141') 의 상기 종방향 축선 (LG') 은 상기 제 1 게이지 표면 (135') 에 대해 수직인, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (121).
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드릴 비트 (121) 는 상기 드릴 비트 (121) 를 통해 연장되고 상기 전이 영역 (138) 및/또는 상기 페이스 표면 (129) 에서의 각각의 유동 개구 (149) 에서 종결하는 적어도 하나의 유동 채널 (147) 을 포함하는, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (121).
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드릴 비트 (21, 121) 는 상기 드릴 비트 (21, 121) 의 외면 표면 (53, 153) 에서의 적어도 하나의 축방향 연장 그루브 (51, 151, 151', 151"), 및 상기 드릴 비트 (21, 121) 를 통해 연장되고 상기 그루브 (51, 151, 151', 151") 에서의 각각의 유동 개구 (57, 157', 157") 에서 종결되는 적어도 하나의 유동 채널 (55, 155', 155") 을 포함하는, 암반 드릴링 공구들용 드릴 비트 (21, 121).
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 상기 드릴 비트 (21, 121) 를 포함하는 드릴링 공구 (100, 200).
KR1020147012578A 2011-11-11 2012-10-29 암반 드릴링 공구용 드릴 비트 및 암반 드릴링 공구 KR101942131B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11188761.8 2011-11-11
EP11188761.8A EP2592216B1 (en) 2011-11-11 2011-11-11 Drill bit for rock drilling tool, and rock drilling tool
PCT/EP2012/071367 WO2013068262A1 (en) 2011-11-11 2012-10-29 Drill bit for rock drilling tool, and rock drilling tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140097163A true KR20140097163A (ko) 2014-08-06
KR101942131B1 KR101942131B1 (ko) 2019-01-24

Family

ID=47073465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147012578A KR101942131B1 (ko) 2011-11-11 2012-10-29 암반 드릴링 공구용 드릴 비트 및 암반 드릴링 공구

Country Status (13)

Country Link
US (1) US9797202B2 (ko)
EP (1) EP2592216B1 (ko)
KR (1) KR101942131B1 (ko)
CN (2) CN106285489B (ko)
AU (2) AU2012334221B2 (ko)
BR (1) BR112014011205B1 (ko)
CA (1) CA2853873C (ko)
CL (1) CL2014001224A1 (ko)
MX (1) MX348791B (ko)
PE (1) PE20141646A1 (ko)
PL (1) PL2592216T3 (ko)
RU (1) RU2625684C2 (ko)
WO (1) WO2013068262A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL2902583T3 (pl) 2014-01-31 2017-09-29 Sandvik Intellectual Property Ab Udarowa koronka wiertnicza do skał twardych z rowkami płuczkowymi
EP2921639A1 (en) 2014-03-18 2015-09-23 Sandvik Intellectual Property AB Percussive drill bit with multiple sets of front cutting inserts
EP3760828B1 (en) * 2019-07-05 2022-04-20 Sandvik Mining and Construction Tools AB Drill bit
JP2022071528A (ja) * 2020-10-28 2022-05-16 Ｍｍｃリョウテック株式会社 掘削ビット

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3269470A (en) * 1965-11-15 1966-08-30 Hughes Tool Co Rotary-percussion drill bit with antiwedging gage structure
US4151889A (en) * 1976-07-13 1979-05-01 William Lister Rock-drilling bit for percussion hammers
JP2002242576A (ja) * 2001-02-14 2002-08-28 Toshiba Tungaloy Co Ltd 穿孔用ビット
WO2003031763A1 (en) * 2001-10-03 2003-04-17 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. System for rotary-percussion drilling in an earth formation
US20070137900A1 (en) * 2003-12-09 2007-06-21 Fredrik Bjork Rock drill bit
JP2008174968A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Mitsubishi Materials Corp 掘削工具
JP2017004968A (ja) * 2011-10-20 2017-01-05 エルジー・ケム・リミテッド 安全性の向上した電池パック

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2717717A1 (de) * 1977-04-21 1978-10-26 Wallram Hartmetall Gmbh Gesteinsbohrkrone
SU1266954A1 (ru) * 1985-03-06 1986-10-30 Предприятие П/Я Р-6767 Коронка дл ударно-вращательного бурени
CN1011322B (zh) * 1987-01-20 1991-01-23 英格索尔-兰德公司 耐磨凿岩钻头
SE503323C2 (sv) * 1990-12-21 1996-05-28 Sandvik Ab Borrkrona, företrädesvis sänkborrkrona
DE19630639C2 (de) * 1996-07-30 1998-09-03 Siegfried Treitz Vorrichtung zum Bohren für den Bergbau
JP2001201573A (ja) 2000-01-20 2001-07-27 Mitsubishi Electric Corp コヒーレントレーザレーダ装置および目標測定方法
RU19082U1 (ru) * 2001-01-04 2001-08-10 Дашин Иван Алексеевич Коронка для ударно-вращательного бурения
SE0702638L (sv) * 2007-11-21 2008-07-29 Sandvik Intellectual Property Slagborrkrona för bergborrning och förfarande för tillverkning av en dylik borrkrona

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3269470A (en) * 1965-11-15 1966-08-30 Hughes Tool Co Rotary-percussion drill bit with antiwedging gage structure
US4151889A (en) * 1976-07-13 1979-05-01 William Lister Rock-drilling bit for percussion hammers
JP2002242576A (ja) * 2001-02-14 2002-08-28 Toshiba Tungaloy Co Ltd 穿孔用ビット
WO2003031763A1 (en) * 2001-10-03 2003-04-17 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. System for rotary-percussion drilling in an earth formation
US20070137900A1 (en) * 2003-12-09 2007-06-21 Fredrik Bjork Rock drill bit
JP2008174968A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Mitsubishi Materials Corp 掘削工具
JP2017004968A (ja) * 2011-10-20 2017-01-05 エルジー・ケム・リミテッド 安全性の向上した電池パック

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014123685A (ru) 2015-12-20
AU2012334221B2 (en) 2017-05-25
CN106285489A (zh) 2017-01-04
WO2013068262A1 (en) 2013-05-16
KR101942131B1 (ko) 2019-01-24
US20140299388A1 (en) 2014-10-09
US9797202B2 (en) 2017-10-24
CL2014001224A1 (es) 2014-08-22
RU2625684C2 (ru) 2017-07-18
CN103930640A (zh) 2014-07-16
PE20141646A1 (es) 2014-11-08
CA2853873A1 (en) 2013-05-16
BR112014011205B1 (pt) 2020-09-08
MX2014005656A (es) 2014-09-01
BR112014011205A2 (pt) 2017-05-09
EP2592216A1 (en) 2013-05-15
MX348791B (es) 2017-06-29
CN106285489B (zh) 2019-07-23
PL2592216T3 (pl) 2019-05-31
AU2017216588A1 (en) 2017-09-07
AU2017216588B2 (en) 2018-07-26
CN103930640B (zh) 2016-10-05
EP2592216B1 (en) 2018-11-07
CA2853873C (en) 2019-10-22
AU2012334221A1 (en) 2014-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2852150C (en) Drill bit having a sunken button and rock drilling tool for use with such a drill bit
KR101942131B1 (ko) 암반 드릴링 공구용 드릴 비트 및 암반 드릴링 공구
US20160090791A1 (en) Percussive rock drill bit
US10501997B2 (en) Drill bit with recessed cutting face
US10465448B2 (en) Drill bit insert and drill bit
EP3690181A1 (en) Guide adapter with wear inserts
EP3690180A1 (en) Percussion drill bit with wear inserts
US20180328116A1 (en) Drag bit with wear-resistant cylindrical cutting structure
US20230392448A1 (en) Drilling bit
CN116075626A (zh) 切出的钻头
AU2021370409A9 (en) Drilling bit
AU2023237144A1 (en) Percussive drill bit
OA21130A (en) Carved out drill bit.

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right