KR20220078593A

KR20220078593A - 숄더 보호형 드릴링 어셈블리

Info

Publication number: KR20220078593A
Application number: KR1020227011184A
Authority: KR
Inventors: 욘 함마르그렌
Original assignee: 산드빅 마이닝 앤드 컨스트럭션 툴스 에이비
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2022-06-10
Also published as: CN114364860A; CL2022000908A1; EP4041980A1; PE20220853A1; AU2020363941A1; US20240117687A1; JP2023500784A; WO2021069657A1; BR112022006073A2; MX2022004362A; CA3147685A1

Abstract

본 발명은 드릴 비트, 드릴 로드 및 가이드 어댑터 중 적어도 2개를 포함하는 충격 드릴링용 드릴링 어셈블리에 관한 것으로, 드릴 로드 상의 숄더의 주변 표면은 드릴 비트의 장착 슬리브 또는 가이드 어댑터의 장착 슬리브 내부에서 반경방향 및 축방향으로 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 그리고/또는 가이드 어댑터 상의 숄더의 주변 표면은 드릴 비트의 장착 슬리브 내부에서 반경방향 및 축방향으로 적어도 부분적으로 둘러싸인다.

Description

숄더 보호형 드릴링 어셈블리

본 발명은 충격 드릴링 어셈블리에 관한 것이며, 비록 독점적이지는 않지만, 특히 탑 해머 드릴링을 위한 암석 드릴 비트 및/또는 가이드 어댑터에 관한 것이다.

충격 드릴 비트는 경질 암석에 비교적 얕은 보어를 드릴링하고 또한 깊은 보어홀을 생성하기 위해 광범위하게 사용된다. 후자의 적용에 대하여, 복수의 로드들이 드릴 비트를 전진시키고 홀의 깊이를 증가시키도록 상호 연결되는 드릴 스트링들이 일반적으로 사용된다. '탑 해머 드릴링 (top hammer drilling)' 에서, 지상의 기계는 하부 단부에 위치된 드릴 비트가 암석을 파쇄하고 보어홀들을 형성하도록 작동하면서 조합된 충격 및 회전 구동 운동을 드릴 스트링의 상부 단부에 전달하도록 작동한다. 제 1 드릴 로드와 드릴 비트 사이에 가이드 어댑터를 구비하여, 직진성과 천공된 홀의 품질을 향상시킬 수 있다.

이웃하는 드릴 로드와 드릴 비트 또는 가이드 어댑터에 연결될 수 있는 드릴 로드는 숄더를 가질 수 있다. 가이드 어댑터가 포함되어 있으면, 이는 또한 숄더를 갖는다. 숄더는, 드릴 로드와 드릴 비트 또는 가이드 어댑터 사이 또는 가이드 어댑터와 드릴 비트 사이의 에너지 전달 효율을 증대시키기 위해, 가이드 어댑터 또는 드릴 로드의 주 길이 섹션의 방사상 플레어형 연장부로서 형성된다. 드릴 비트 또는 가이드 어댑터에 연결되는 제 1 드릴 스트링 로드의 숄더와 가이드 어댑터의 숄더는, 구멍이 무너지고 드릴 비트 뒤로 암석 절단물이 모아지면서 높은 수준의 마모에 노출된다. 이에 의한 문제는 숄더가 마모되면서 커플링의 강도가 조기에 약해질 것이라는 점이다. 또한, 숄더가 드릴 스트링 로드와 드릴 비트 또는 가이드 어댑터 사이 또는 가이드 어댑터와 드릴 비트 사이의 접촉 영역을 마모함에 따라, 드릴 비트 또는 가이드 어댑터와 로드 사이 또는 가이드 어댑터와 드릴 비트 사이의 에너지 전달이 감소되고, 에너지 전달이 효율적이지 않다면 에너지가 낭비되고 드릴링 효율이 손상될 것이다.

따라서, 드릴 스트링 로드 및/또는 가이드 어댑터 상에서 숄더에 대한 마모가 감소되는 드릴링 어셈블리 설계가 필요하다. 하나의 알려진 해결책은 숄더의 주변 에지를 하드 페이싱하는 것이다; 그러나 이는 드릴 스트링 로드 또는 가이드 어댑터의 제조에 상당한 추가 비용을 부가한다. 따라서, 상당한 추가 제조 비용없이 드릴 로드 및/또는 가이드 어댑터의 숄더에 대한 마모를 감소시키는 드릴링 어셈블리 설계가 필요하다.

본 발명은, 드릴 비트 또는 가이드 어댑터에 연결되는 제 1 로드 상의 숄더가 마모될 가능성이 적고 그리고/또는 드릴 비트에 연결되는 가이드 어댑터 상의 숄더가 마모될 가능성이 적은 신규하고 개선된 충격 드릴링 어셈블리 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 목적은, 드릴 비트, 드릴 로드, 및 가이드 어댑터 중 둘 이상을 포함하는, 충격 드릴링용 드릴링 어셈블리를 제공함으로써 달성된다;

상기 드릴 로드는 수형 단부와 암형 단부 사이에서 축방향으로 연장되는 중공의 세장형의 주 길이 섹션을 포함하고, 상기 수형 단부는 수형 연결 수단, 및 상기 주 길이 섹션과 상기 수형 연결 수단을 축방향으로 분리하는 방사상 돌출 숄더를 포함하고, 상기 숄더는 상기 주 길이 섹션의 외경 D2 보다 더 큰 외경 D1 을 갖는 주변 표면, 상기 드릴 비트 또는 가이드 어댑터와 맞닿는 제 1 환형 측표면, 및 상기 주 길이 섹션으로부터 방사상으로 확장되는 제 2 환형 측표면 표면을 포함하고,

상기 드릴 비트는 상기 드릴 로드 또는 상기 가이드 어댑터에 연결하기 위한 장착 슬리브를 포함하고,

상기 가이드 어댑터는 상기 드릴 비트에 연결하기 위한 주변 표면을 갖는 숄더 및 상기 드릴 로드에 연결하기 위한 장착 슬리브를 포함하고,

상기 드릴 로드 상의 상기 숄더의 상기 주변 표면은 상기 드릴 비트의 장착 슬리브 또는 상기 가이드 어댑터의 장착 슬리브 내부에서 반경방향 및 축방향으로 적어도 부분적으로 둘러싸이고,

그리고/또는

상기 가이드 어댑터 상의 상기 숄더의 상기 주변 표면은 상기 드릴 비트의 장착 슬리브 내부에서 반경방향 및 축방향으로 적어도 부분적으로 둘러싸인다.

유리하게는, 드릴 로드의 숄더가 드릴 비트 또는 가이드 어댑터의 장착 슬리브 내부에 적어도 부분적으로 둘러싸이는 경우 그리고/또는 가이드 어댑터의 숄더가 드릴 비트의 장착 슬리브 내부에 적어도 부분적으로 둘러싸이는 경우, 암석 절단물로부터의 마모에 노출되는 것으로부터 보호된다. 이는 드릴 로드 및/또는 가이드 어댑터의 조기 고장 위험을 감소시키므로 유용하다. 또한, 숄더가 더이상 마모되지 않으므로, 숄더와 장착 슬리브 사이의 접촉 면적이 일정하여, 양 부품들간의 에너지 전달 효율이 저하되지 않아 보다 높은 수준의 드릴링 효율이 유지된다.

바람직하게는, 숄더의 주변 표면의 길이의 적어도 20%, 더욱 바람직하게는 적어도 30%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 50%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 75%, 가장 바람직하게는 적어도 90% 가 장착 슬리브 내부에 둘러싸인다. 숄더의 주변 표면의 길이의 20% 미만이 둘러싸여 있는 경우, 보호 수준은 숄더에 대한 마모를 줄이는 이점을 얻기에는 충분하지 않다. 장착 슬리브 내부에 둘러싸이는 숄더의 비율을 높임으로써, 마모에 대한 더 높은 수준의 보호가 달성된다.

바람직하게는, 드릴 비트 및/또는 가이드 어댑터 상의 장착 슬리브는, 드릴 로드 상의 수형 연결 수단에 고정되기 위해, 가장 얇은 지점에서 제 1 벽 두께를 갖는 연결 섹션, 및 드릴 로드의 숄더가 내부에 끼워지도록, 가장 두꺼운 지점에서 제 2 벽 두께를 갖는 인케이싱 섹션을 갖고, 제 2 벽 두께는 제 1 벽 두께보다 작다.

유리하게는, 드릴 비트 또는 가이드 어댑터 상의 암형 슬리브의 내부 형상은 마모로부터 숄더를 둘러쌀 수 있어야 한다.

바람직하게는, 제 2 벽 두께는 1.5 mm 이상이다. 제 2 벽 두께가 1.5 mm 미만이면, 이 영역에서 균열 위험이 높아진다.

바람직하게는, 인케이싱 섹션은 길이 L₁ 을 갖고, 숄더는 길이 L₂ 를 가지며, L₁ 은 L₂ 의 적어도 20%, 더욱 바람직하게는 적어도 30%, 더욱 바람직하게는 적어도 50%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 70%, 가장 바람직하게는 적어도 90% 이다.

바람직하게는, 숄더는 외경 D₁ 을 갖고, 인케이싱 섹션은 내경 D₃ 을 가지며, D₁ 은 D₃ 의 80-100%, 바람직하게는 95-99% 의 범위 내에 있다.

인케이싱의 내경에 비해 숄더의 외경이 너무 크면, 숄더와 장착 슬리브 사이의 끼워맞춤이 너무 타이트해지고 부품들의 결합해제가 어렵게 된다. 숄더의 외경이 인케이싱 섹션의 내경에 비해 너무 작으면, 인케이싱 섹션에서의 장착 슬리브의 벽이 너무 얇아져 이 부분에서의 균열 위험이 높아진다.

바람직하게는, 숄더의 주변 표면과 인케이싱 섹션의 내부 표면 사이의 간격은 0.5 내지 4 mm 이다. 간격이 너무 작으면 숄더와 장착 슬리브 사이의 끼워맞춤이 너무 타이트해지고 부품들의 결합해제가 어렵게 된다. 간격이 너무 크면 장착 슬리브의 벽이 너무 얇아져 이 부분에서의 균열의 위험이 커지며, 양 표면들 간의 연결이 양 연결 부품들 간의 에너지 전달을 최대화하기에 충분하지 않게 된다.

선택적으로, 숄더의 주변 표면 및 인케이싱 섹션의 내부 표면은 실질적으로 원통형이다. 원통형 프로파일들은 그들의 축방향 길이를 따라 균일한 직경을 가질 수 있거나 또는 단차형일 수 있어서, 숄더의 주변 표면 및 인케이싱 섹션의 내부 표면에서 적어도 2개의 섹션을 가질 수 있으며, 각각의 섹션은 다른 섹션들과 비교하여 상이한 직경을 갖지만 각각의 섹션의 축방향 길이를 따라 균일한 직경을 갖는다. 숄더의 주변 표면의 프로파일은 인케이싱 섹션의 내부 표면의 프로파일과 일치하여 그 내부에 끼워지도록 설계된다.

대안적으로, 숄더의 주변 표면 및 인케이싱 섹션의 내부 표면은 원뿔 형상을 갖는다. 숄더의 주변 표면의 프로파일은 인케이싱 섹션의 내부 표면의 프로파일과 일치하여 그 내부에 끼워지도록 설계된다.

바람직하게는, 제 1 환형 측표면과 주변 표면의 에지들 사이 그리고 제 2 환형 측표면과 주변 표면의 에지들 사이의 접합부는 모따기되거나 둥글게 된다. 유리하게는, 이는 이들 영역에서 치핑 (chipping) 및 파손의 위험을 감소시킨다.

바람직하게는, 숄더의 길이는 5-60 mm, 더욱 바람직하게는 15-25 mm 이다. 숄더의 길이가 너무 짧으면 숄더에 대해 발생하는 치핑 또는 균열의 위험이 커진다. 숄더의 길이가 너무 길면 불필요한 비용이 추가된다. 숄더의 가장 선호하는 길이는 사용되는 스레드 크기에 따라 달라진다.

선택적으로, 드릴 로드 상의 수형 연결 수단은, 외부 나사산구비 섹션 및 나사산구비 섹션과 숄더 사이에 축방향으로 위치된 나사산없는 섕크를 갖는 스피곳이고, 드릴 비트 또는 가이드 어댑터 상의 장착 슬리브는 내부 나사산형이다. 이 장착 옵션은 더 큰 드릴 비트에 대해 선호된다.

선택적으로, 드릴 로드 상의 수형 연결 수단은 원뿔형이고 나사산이 없으며, 드릴 비트 또는 가이드 어댑터 상의 장착 슬리브는 내부 원뿔형이고 나사산이 없어서, 테이퍼형 연결부를 형성한다. 이러한 유형의 연결은 일반적으로 더 작은 드릴 비트에 사용된다.

바람직하게는, 숄더의 제 1 환형 측표면은 드릴 비트 또는 가이드 어댑터 상의 장착 슬리브의 연결 섹션 상의 환형 최단부 표면과 맞닿는다. 유리하게는, 이는 숄더가 드릴 비트 또는 가이드 어댑터 내부에 둘러싸이는 것을 의미한다.

바람직하게는, 드릴 비트 또는 가이드 어댑터는, 인케이싱 섹션을 둘러싸는 섹션에서 그의 환형 후방 단부에 외경 D₄ 를 갖고, D₄ 는 숄더의 외경 D₁ 보다 적어도 5% 더 크고, 바람직하게는 D₄ 는 그의 가장 큰 단면에서 드릴 비트 또는 가이드 어댑터의 직경의 최대까지 D₁ 보다 적어도 3 mm 더 크다. 이는 숄더에 대한 보호를 제공한다.

숄더는 드릴 로드 상의 숄더이거나 가이드 어댑터 상의 숄더일 수 있고, 장착 슬리브는 드릴 비트 상에 있거나 가이드 어댑터 상에 있을 수 있음이 이해된다.

본 발명의 또 다른 양태는, 장착 슬리브를 갖는 드릴 비트 또는 가이드 어댑터에 관한 것으로, 상기 장착 슬리브는 드릴 로드 상의 수형 연결 수단에의 고정을 위해 가장 얇은 지점에서 제 1 벽 두께 T₁ 을 갖는 연결 섹션 및 상기 드릴 로드의 숄더가 내부에 끼워지도록 가장 두꺼운 지점에서 제 2 벽 두께 T₂ 를 갖는 인케이싱 섹션을 갖고, 상기 제 2 벽 두께 T₂ 는 상기 제 1 벽 두께 T₁ 보다 작다.

도 1 은 드릴 비트에 드릴 로드가 결합되어 있는 충격 드릴링 어셈블리의 사시도를 도시한다.
도 2 는 드릴 로드의 수형 단부의 사시도를 도시한다.
도 3 은 종래 기술에 알려진 드릴 비트의 단면을 도시한다.
도 4 는 종래 기술에 알려진 제 1 드릴 로드에 결합되는 드릴 비트의 단면을 도시한다.
도 5 는 장착 슬리브가 내부 나사산형인 본 발명의 실시형태에 따른 드릴 비트의 단면을 도시한다.
도 6 은 나사산구비 연결부와 원통형 숄더를 갖는 본 발명의 실시형태에 따른 제 1 드릴 로드에 결합되는 드릴 비트의 단면을 도시한다.
도 7 은 나사산구비 연결부와 원뿔형 숄더를 갖는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 제 1 드릴 로드에 결합되는 드릴 비트의 단면을 도시한다.
도 8 은 테이퍼형 원뿔형 연결부를 갖는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 제 1 드릴 로드에 결합되는 드릴 비트의 단면을 도시한다.
도 9 는 가이드 어댑터를 통해 드릴 비트에 드릴 로드가 결합되어 있는 드릴링 어셈블리의 사시도를 나타낸다.
도 10 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 가이드 어댑터의 단면을 도시한다.
도 11 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제 1 드릴 로드에 결합되는 가이드 어댑터의 단면을 도시한다.

도 1 은 제 1 드릴 로드 (12) 가 종래 설계의 드릴 비트 (2) 에 해제가능하게 결합되는 충격 드릴링 어셈블리 (1) 를 나타낸다. 충격 드릴링 어셈블리 (1) 는 탑 해머 드릴링에 특히 사용된다. 표면 피스톤 (도시되지 않음) 에 의해 생성된 충격파는 드릴 로드 (12) 로부터 드릴 비트 (2) 로 메이팅 표면을 통해 옮겨진다. 드릴 로드 (12) 는, 수형 단부 (16) 에 의해 일 단부에서 종결되고 길이방향 축선 (5) 을 갖는 암형 단부 (18) 에 의해 제 2 대향 단부에서 종결되는 축방향으로 연장되는 주 길이 섹션 (14) 을 포함한다. 드릴 로드 (12) 는 드릴 스트링 (도시되지 않음) 을 형성하기 위해 다른 인접한 드릴 로드 (12) 와 엔드-투-엔드 (end-to-end) 로 결합될 수 있다.

도 2 는 주 길이 섹션 (14) 에 대해 방사상 외측으로 돌출하고 주 길이 섹션 (14) 의 축방향 거리의 일부에 걸쳐 연장되는 숄더 (22) 및 이 경우에 스피곳 (38) 형태의 수형 연결 수단 (20) 을 포함하는 드릴 로드 (12) 의 수형 단부 (16) 를 나타낸다. 숄더 (22) 는 숄더 (22) 의 길이를 따라 축방향으로 연장되는 주변 표면 (24), 수형 연결 수단 (20) 에 인접한 드릴 비트 (2) 에 맞닿는 숄더 (22) 의 최전방 단부에 있는 제 1 환형 측표면 (26) (대안적으로 환형 맞닿음 표면이라 불림), 및 주 길이 섹션 (14) 으로부터 방사상으로 확장하는 제 2 환형 측표면 (28) 을 포함한다. 주 길이 섹션 (14) 은 외경 D₂ 를 갖고, 숄더 (22) 는 길이 L₂ 및 외경 D₁ 을 갖는다. 드릴 로드 (12) 는 주 길이 섹션 (14) 을 통해 축방향으로 연장되는 내부 보어 (도시 생략) 를 가지며, 선택적으로 보어는 그 전체 축방향 길이에 걸쳐 균일한 직경을 갖는다.

바람직하게는, 숄더 (22) 상의 제 2 환형 측표면 표면 (26) 과 주변 표면 (24) 사이 그리고 제 1 환형 측표면 표면 (26) 과 주변 표면 (24) 의 에지들 사이의 코너 또는 접합부는 모따기된다.

도 3 은 종래 기술에 알려진 드릴 비트 (2) 의 단면을 나타내고, 도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 드릴 비트 (2) 의 단면을 나타낸다. 양 버전에서, 드릴 비트 (2) 는 예를 들어 암석 파쇄 수단을 포함하는 종래의 설계의 축방향으로 최전방 드릴 헤드를 포함하고, 가장 전형적으로 이는 드릴 헤드로부터 축방향으로 전방으로 돌출하는 복수의 내마모 절단 버튼들 (도시 생략); 슬러지 및 드릴 절삭물의 제거를 위해 사용되는 드릴 비트의 축방향으로 연장하는 복수의 홈들 (도시 생략); 및 드릴 로드 (12) 의 수형 연결 수단 (20) 을 수용하기 위해 축방향으로 후방의 최단부 표면 (46) 으로부터 축방향으로 연장하는 내부 공동 (50) 을 포함하는 장착 슬리브 (10) 이다.

도시된 종래 기술에 알려진 버전에서는, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 장착 슬리브 (10) 는 드릴 로드 (12) 의 수형 연결 수단 (20) 에 결합하기에 적합한 연결 섹션 (30) 을 갖는다.

도 4 는 드릴 로드 (12) 에 해제가능하게 연결된 (도 3 에 나타낸 바와 같은) 종래 기술에서 알려진 드릴 비트 (2) 를 나타내며, 여기서 드릴 로드 (12) 의 제 1 환형 측표면 (26) 숄더 (22) 는 "숄더 접촉" 이 형성되도록 드릴 비트 (2) 의 환형 최단부 표면 (46) 에 맞닿는다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 버전에서는, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 장착 슬리브 (10) 는 드릴 로드 (12) 의 수형 연결 수단 (20) 에 결합되기에 적합한 연결 섹션 (30) 을 갖고 추가적으로 드릴 로드 (12) 의 숄더 (22) 가 내부에 끼워지기에 적합한 인케이싱 섹션 (32) 을 또한 갖도록 변형된다. 연결 섹션은 그의 가장 얇은 지점에서 벽 두께 T₁ 을 가지며, 이는 가장 두꺼운 지점에서의 인케이싱 섹션 (32) 의 벽 두께 T₂ 보다 더 두껍다. 바람직하게는, T₁ 은 T₂ 보다 적어도 10% 더 크다.

도 6 은 본 발명의 실시형태에 따른 드릴 비트 (2) 를 도시하며, 여기서 변형된 드릴 비트 (2) 는, 도 5 에 도시되는 바와 같이, 드릴 로드 (12) 의 숄더 (22) 가 드릴 비트 (2) 내에서 반경방향 및 축방향 모두에서 적어도 부분적으로 둘러싸이도록 드릴 로드 (12) 에 해제가능하게 결합된다. 즉, 드릴 로드 (12) 는, 드릴 비트 (2) 의 적어도 일부 내에 드릴 로드 (12) 가 삽입되도록, 드릴 비트 (2) 내에서 반경방향 및 축방향으로 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 드릴 로드 (12) 상의 숄더 (22) 의 제 1 환형 측표면 (26) 은 이제 연결 섹션 (30) 의 환형 최단부 표면 (48) 에 맞닿는다. 바람직하게는, 숄더 (22) 의 길이 L₂ 의 적어도 20%, 더욱 바람직하게는 적어도 30%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 50%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 75%, 가장 바람직하게는 적어도 90% 가 인케이싱 섹션 (32) 내에서 장착 슬리브 (10) 내부에 둘러싸이거나 에워싸인다.

인케이싱 섹션 (32) 은 길이 L₁ 을 갖는다. 바람직하게는, 인케이싱 섹션의 길이 L₁ 은 숄더의 길이 L₂ 의 20% 이상, 더욱 바람직하게는 30% 이상, 더욱 바람직하게는 50% 이상, 더욱 더 바람직하게는 75% 이상, 가장 바람직하게는 90% 이상이다. 바람직하게는, L₂ 는 15 내지 22 mm, 더욱 바람직하게는 약 22 mm 이다.

인케이싱 섹션 (32) 은 내경 D₃ 를 갖는다. 숄더 (22) 의 외경 D₁ 은 D₃ 의 80-100% 범위, 더욱 바람직하게는 95-99% 범위내이다. 숄더 (22) 의 주변 표면 (24) 과 인케이싱 섹션 (32) 의 내부 표면 (34) 사이의 반경 거리인 간격 (36) 은 바람직하게는 0.5 내지 4 mm 이다. 드릴 비트 (2) 는, 인케이싱 섹션 (32) 을 둘러싸는 섹션에서, 그 환형의 후방 단부에 외경 D₄ 를 갖는다. 바람직하게는, D₄ 는 D₁ 보다 적어도 5% 더 크다. 바람직하게는, D₄ 는 가장 큰 단면에서 드릴 비트 (2) 의 직경의 최대까지 D₁ 보다 적어도 3 mm 더 크다.

일 실시형태에서, 숄더 (22) 의 주변 표면 (24) 및 인케이싱 섹션 (32) 의 내부 표면 (34) 은 도 6 에 도시된 바와 같이 모두 실질적으로 원통형이다. 숄더 (22) 및 인케이싱 섹션 (32) 이 실질적으로 원통형인 경우, 이들은 균일한 직경을 가질 수 있으며, 여기서는 숄더 (22) 의 주변 표면 (24) 및 인케이싱 섹션 (32) 의 내부 표면 (34) 이 적어도 2개의 섹션을 갖고 각각의 섹션이 다른 섹션들과 비교하여 상이한 직경을 갖지만 각각의 섹션의 축방향 길이를 따라 균일한 직경을 갖도록 단차형 프로파일이 존재한다.

도 7 은 숄더 (22) 의 주변 표면 (24) 과 인케이싱 섹션 (32) 의 내부 표면 (34) 이 직선 또는 곡선 프로파일을 갖는 원뿔 형상을 갖는 다른 실시형태를 보여준다.

일 실시형태에서, 도 2, 5, 6 및 7 에 도시된 바와 같이, 드릴 비트 (2) 와 드릴 로드 (12) 사이의 결합은 나사식 연결에 의해 형성된다. 이 실시형태에서, 드릴 로드 (12) 상의 수형 연결 수단 (20) 은 숄더 (22) 로부터 축방향으로 전방으로 돌출되는 스피곳 (38) 이다. 스피곳 (38) 은 외부 나사산구비 섹션 (40) 및 이 나사산구비 섹션 (40) 과 숄더 (22) 사이에 축방향으로 위치된 나사산없는 섕크 (42) 를 갖는다. 이와 결합시키기 위해, 드릴 비트 (2) 상의 장착 슬리브 (10) 내의 공동 (50) 은 내부 나사산형 (44) 이다.

도 8 은 나사식 결합 대신에 테이퍼형 연결이 형성되는 다른 실시형태를 나타낸다. 이 실시형태에서, 드릴 로드 (12) 상의 수형 연결 수단 (20) 은 원뿔형이고 나사산이 없으며 장착 슬리브 (10) 는 내부적으로 원뿔형이고 나사산이 없어서, 부품들이 마찰에 의해 함께 유지된다.

다른 적절한 연결 수단도 사용할 수 있다. 어떠한 유형의 연결 수단도 숄더 (22) 의 임의의 프로파일과 결합될 수 있다.

도 9 는 대안적으로 드릴 비트 (2) 가 장착 슬리브 (10) 를 갖는 가이드 어댑터 (60) 를 통해 드릴 로드 (12) 에 연결될 수 있음을 보여준다. 도 10 은 장착 슬리브 (10) 가 드릴 비트 (2) 에 관하여 전술한 바와 같이 동일한 방식으로 변형되어서, 드릴 로드 (12) 의 수형 연결 수단 (20) 에 결합되기에 적합한 연결 섹션 (30) 을 갖고 추가적으로 드릴 로드 (12) 의 숄더 (22) 가 내부에 끼워지기에 적합한 인케이싱 섹션 (32) 을 또한 갖는 것을 보여준다. 도 11 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 가이드 어댑터 (60) 를 도시하며, 여기서 변형된 가이드 어댑터 (60) 는, 도 10 에 도시되는 바와 같이, 드릴 로드 (12) 의 숄더 (22) 가 가이드 어댑터 (60) 내에서 반경방향 및 축방향 모두에서 적어도 부분적으로 둘러싸이도록 드릴 로드 (12) 에 해제가능하게 결합된다. 가이드 어댑터 (60) 는 또한 드릴 비트 (2) 에 연결되기 위한 주변 표면 (24') 을 갖는 숄더 (22') 를 갖는다. 가이드 어댑터 상의 숄더 (22') 는 또한, 가이드 어댑터 (60) 상의 숄더 (22') 의 주변 표면 (24') 이 드릴 비트 (2) 의 장착 슬리브 (10) 내에서 반경방향 및 축방향 모두에서 적어도 부분적으로 둘러싸이도록, 전술한 드릴 비트 (2) 설계를 사용함으로써 마모로부터 보호될 수 있다. 드릴 비트 (2) 와 관련하여 앞서 설명된 임의의 대안적인 실시형태들은 가이드 어댑터 (60) 에도 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims

드릴 비트 (2), 드릴 로드 (12) 및 가이드 어댑터 (60) 중 적어도 2개를 포함하는 충격 드릴링용 드릴링 어셈블리 (1) 로서,
상기 드릴 로드 (12) 는 수형 단부 (16) 와 암형 단부 (18) 사이에서 축방향으로 연장되는 중공의 세장형의 주 길이 섹션 (14) 을 포함하고, 상기 수형 단부 (16) 는 수형 연결 수단 (20), 및 상기 주 길이 섹션 (14) 과 상기 수형 연결 수단 (20) 을 축방향으로 분리하는 방사상 돌출 숄더 (22) 를 포함하고, 상기 숄더 (22) 는 상기 주 길이 섹션의 외경 (D₂) 보다 더 큰 외경 (D₁) 을 갖는 주변 표면 (24), 상기 드릴 비트 (2) 또는 가이드 어댑터 (60) 와 맞닿는 제 1 환형 측표면 (26), 및 상기 주 길이 섹션 (14) 으로부터 방사상으로 확장되는 제 2 환형 측표면 (28) 을 포함하고,
상기 드릴 비트 (2) 는 상기 드릴 로드 (12) 또는 상기 가이드 어댑터 (60) 에 연결하기 위한 장착 슬리브 (10) 를 포함하고,
상기 가이드 어댑터 (60) 는 상기 드릴 비트 (2) 에 연결하기 위한 주변 표면 (24') 을 갖는 숄더 (22') 및 상기 드릴 로드 (12) 에 연결하기 위한 장착 슬리브 (10) 를 포함하고,
상기 드릴 로드 (12) 상의 상기 숄더 (22) 의 상기 주변 표면 (24) 은 상기 드릴 비트 (2) 의 장착 슬리브 (10) 또는 상기 가이드 어댑터 (60) 의 장착 슬리브 (10) 내부에서 반경방향 및 축방향으로 적어도 부분적으로 둘러싸이고,
그리고/또는
상기 가이드 어댑터 (60) 상의 상기 숄더 (22') 의 상기 주변 표면 (24') 은 상기 드릴 비트 (2) 의 장착 슬리브 (10) 내부에서 반경방향 및 축방향으로 적어도 부분적으로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 1 항에 있어서,
상기 숄더 (22, 22') 의 상기 주변 표면 (24, 24') 의 길이 (L₂) 의 적어도 20% 가 상기 장착 슬리브 (10) 내부에서 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 드릴 비트 (2) 또는 상기 가이드 어댑터 (60) 상의 상기 장착 슬리브 (10) 는 상기 드릴 로드 (12) 상의 상기 수형 연결 수단 (20) 에의 고정을 위해 가장 얇은 지점에서 제 1 벽 두께 (T₁) 를 갖는 연결 섹션 (30) 및 상기 드릴 로드 (12) 의 상기 숄더 (22) 가 내부에 끼워지도록 가장 두꺼운 지점에서 제 2 벽 두께 (T₂) 를 갖는 인케이싱 섹션 (32) 을 갖고, 상기 제 2 벽 두께 (T₂) 는 상기 제 1 벽 두께 (T₁) 보다 작은 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 벽 두께 (T₂) 는 적어도 1.5 mm 인 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 3 항 내지 제 4 항에 있어서,
상기 인케이싱 섹션 (32) 은 길이 (L₁) 를 갖고, 상기 숄더 (22, 22') 는 길이 (L₂) 를 가지며, L₁ 은 L₂ 의 적어도 20% 인 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 숄더 (22, 22') 는 외경 (D₁) 을 갖고, 상기 인케이싱 섹션 (32) 은 내경 (D₃) 을 가지며, D₁ 은 D₃ 의 80-100% 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 숄더 (22, 22') 의 상기 주변 표면 (24, 24') 과 상기 인케이싱 섹션 (32) 의 내부 표면 (34) 사이의 간격 (36) 은 0.5-4 mm 인 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 숄더 (22, 22') 의 상기 주변 표면 (24, 24') 및 상기 인케이싱 섹션 (32) 의 내부 표면 (34) 은 실질적으로 원통형인 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 숄더 (22, 22') 의 상기 주변 표면 (24) 및 상기 인케이싱 섹션 (32) 의 내부 표면 (34) 은 원뿔 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 숄더 (22, 22') 상의 상기 제 2 환형 측표면 (26) 과 상기 주변 표면 (24, 24') 사이 그리고 상기 제 1 환형 측표면 (26) 과 상기 주변 표면 (24, 24') 의 에지들 사이의 접합부가 모따기되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 숄더 (22, 22') 의 길이 (L₂) 는 5-60 mm 인 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 드릴 로드 (12) 상의 상기 수형 연결 수단 (20) 은, 외부 나사산구비 섹션 (40) 및 상기 나사산구비 섹션 (40) 과 상기 숄더 (22) 사이에서 축방향으로 위치된 나사산없는 섕크 (42) 를 갖는 스피곳 (38) 이고, 상기 드릴 비트 (2) 또는 상기 가이드 어댑터 (60) 상의 상기 장착 슬리브 (10, 10') 는 내부 나사산구비형 (44) 인 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 드릴 로드 (12) 상의 상기 수형 연결 수단 (20) 은 원뿔형이고 나사산이 없고, 상기 드릴 비트 (2) 또는 상기 가이드 어댑터 (60) 상의 상기 장착 슬리브 (10) 는 내부 원뿔형이고 나사산이 없어서, 테이퍼형 연결부를 형성하는 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 3 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 드릴 로드 (12) 상의 상기 숄더 (22) 의 상기 제 1 환형 측표면 (28) 은 상기 드릴 비트 (2) 또는 상기 가이드 어댑터 (60) 의 상기 장착 슬리브 (10) 의 상기 연결 섹션 (30) 상의 환형 말단 표면 (48) 과 맞닿는 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
제 3 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 드릴 비트 (2) 또는 상기 가이드 어댑터 (60) 는 상기 인케이싱 섹션 (2) 을 둘러싸는 섹션에서 환형 후방 단부에 외경 (D₄) 을 갖고, D₄ 는 상기 숄더 (22, 22') 의 외경 (D₁) 보다 적어도 5% 더 크고, 바람직하게는 D₄ 는 최대 단면에서의 상기 드릴 비트 (2) 또는 상기 가이드 어댑터 (60) 의 최대 직경까지 D₁ 보다 적어도 3mm 더 큰 것을 특징으로 하는 드릴링 어셈블리 (1).
장착 슬리브 (10, 10') 를 갖는 드릴 비트 (2) 또는 가이드 어댑터 (60) 로서, 상기 장착 슬리브는 드릴 로드 (12) 상의 수형 연결 수단 (20) 에의 고정을 위해 가장 얇은 지점에서 제 1 벽 두께 (T₁) 를 갖는 연결 섹션 (30) 및 상기 드릴 로드 (12) 의 숄더 (22, 22') 가 내부에 끼워지도록 가장 두꺼운 지점에서 제 2 벽 두께 (T₂) 를 갖는 인케이싱 섹션 (32) 을 갖고, 상기 제 2 벽 두께 (T₂) 는 상기 제 1 벽 두께 (T₁) 보다 작은 드릴 비트 (2) 또는 가이드 어댑터 (60).