PL167198B1 - Koronka wiertnicza PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Koronka wiertnicza do wiercenia szybowego otworu wiertniczego, znamienna tym, ze zawiera glówny korpus obracany wokól w przyblizeniu pionowo usy- tuowanej osi obrotu, zaopatrzony w co najmniej jeden wzdluzny kanal do dostarczania plynu wiertniczego lub powietrza pod cisnieniem, do szybowego otworu wiertni- czego, lub do usuwania plynu wiertniczego lub powietrza razem z odpadkami skalnymi i do usuwania kamienia z szybowego otworu wiertniczego, przystosowany do polaczenia z zerdzia wiertnicza, co najmniej jedna na ogól kolowa, obrotowa tarcze skrawajaca zamontowana na dolnej czesci zewnetrznej tego glównego korpusu tak, ze koronka wiertnicza ksztaltuje szybowy otwór wiertni- czy majacy w zasadzie czesc scianki walcowej oraz czesc na ogól wklesla, przy czym tarcza skrawajaca ma ele- menty skrawajace usytuowane na ogól na okregach, zas osie obrotu tych tarcz sa usytuowane pod katem ostrym wzgledem osi obrotu korpusu glównego, natomiast naj- nizszy punkt skrawajacy tarczy obraca sie promieniowo wzgledem osi obrotu korpusu, zas os obrotu tarczy skra- wajacej jest nieco przesunieta w bok i w kierunku do tylu od osi srodkowej tego glównego korpusu wzgledem kie- runku obrotu glównego korpusu pozostawiajac wszyst- kie katy miedzy osiami niezmienione, powodujac, ze cala koronka znajduje sie w polozeniu niewyrównowazonym, przy czym obrót korpusu umozliwia tarczy znalezienie równowagi przez elementy skrawajace wnikajace w scianke szybu, lamiace skale, poniewaz polaczone w kie- runku do dolu sily sa wieksze od sil przeciwnych powodu- jacych samoladowanie koronki, zas sila skierowa na do dolu jest zasadniczo zesrodkowana na najnizszym ele- mencie skrawajacym powodujacym odspojenie scianki szybowej ulatwiajac skrawanie koronka. FIG. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest koronka wiertnicza zawierająca głowicę wiertniczą wyposażoną w obrotowy korpus, przez który jest przeprowadzony kanał do dostarczania płynu wiertniczego lub powietrza do szybowego otworu wiertniczego, i co najmniej jedną tarczę skrawającą umieszczoną na zewnątrz tego głównego korpusu.

Istniejące urządzenia wiertnicze zawierające głowicę wiertniczą wyposażoną w trzy elementy skrawające o znacznej zbieżności lub w kształcie stożkowego trzonka są znane i stosowane od lat trzydziestych. Takie urządzenia wymagają znacznego nacisku do odspojenia skały a następnie jej skrawania i wypłukiwania. Pomimo znacznego nacisku koniecznego do odspojenia skały, takie urządzenia oddziaływały na pwierzchnię większą niż powierzchnia wiercenia tworząc przez to nieregularny profil wiercenia i ściankę o niestałej grubości.

Celem wynalazku jest wykonanie urządzenia wiertniczego działającego przy niewielkim nacisku, wykorzystującego korzystnie trzy elementy skrawające lub tarcze łatwo montowane na głowicy wiertniczej, i umożliwiającego usuwanie znacznych kawałków urobku skalnego.

Koronka wiertnicza według wynalazku zawiera główny korpus obracany wokół w przybliżeniu pionowo usytuowanej osi obrotu, zaopatrzony w co najmniej jeden wzdłużny kanał do dostarczania płynu wiertniczego lub powietrza pod ciśnieniem, do szybowego otworu wiertniczego, lub do usuwania płynu wiertniczego lub powietrza razem z odpadkami skalnymi i do usuwania kamienia z szybowego otworu wiertniczego, przystosowany do połączenia z żerdzią wiertniczą, co najmniej jedną na ogół kołową, obrotową tarczą skrawającą zmontowaną na dolnej części zewnętrznej tego głównego korpusu tak, że koronka wiertnicza kształtuje szybowy otwór wiertniczy mający w zasadzie część ścianki walcowej oraz część na ogół wklęsłą, przy czym tarcza skrawająca ma elementy skrawające usytuowane na ogół na okręgach, zaś osie obrotu tych tarcz są usytuowane pod kątem ostrym względem osi obrotu korpusu głównego, natomiast najniższy punkt skrawający tarczy obraca się promieniowo względem osi obrotu korpusu, zaś oś obrotu tarczy skrawającej jest nieco przesunięta w bok i w kierunku do tyłu od osi środkowej tego głównego korpusu względem kierunku obrotu głównego korpusu pozostawiając wszystkie kąty między osiami niezmienione, powodując, że cała koronka znajduje się w położeniu niewyrównoważonym, przy czym obrót korpusu umożliwia tarczy znalezienie równowagi przez elementy skrawające

167 198 wnikające w ściankę szybu, łamiące skałę, ponieważ połączone w kierunku do dołu siły są większe od sił przeciwnych powodujących samoładowanie koronki, zaś siła skierowana do dołu jest zasadniczo ześrodkowana na najniższym elemencie skrawającym powodującym odspojenie ścianki szybowej ułatwiając skrawanie koronką.

Elementy skrawające są umieszczone na tarczy na co najmniej trzech okręgach, przy czym okręg środkowy jest usytuowany w pobliżu zewnętrznego obwodu tarczy skrawającej podczas gdy pozostałe okręgi są odpowiednio usytuowane na zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni czołowej tarczy, zaś najniższy element skrawający w dolnej, tylnej ćwiartce środkowego okręgu wnika i odspaja skałę podczas gdy zewnętrzny i wewnętrzny element skrawający usuwa odspojoną skałę a zewnętrzne elementy skrawające w tylnej ćwiartce zagęszczają i ugniatają ściankę otworu.

Korzystnie oś obrotu tarczy skrawającej jest dalej przechylona w kierunku obrotu głównego korpusu przez zmianę kąta osi obrotu względem linii środkowej głównego korpusu.

Zakres niewyważenia tarczy skrawającej jest proporcjonalny do odległości, o którą oś obrotu tej tarczy skrawającej jest przesunięta, a siła obrotowa potrzebna dla tarczy skrawającej aby osiągnęła równowagę, jest proporcjonalna do skierowanego do dołu naporu na tę koronę. Z kolei wielkość siły obrotowej potrzebnej do tego aby tarcza skrawająca osiągnęła równowagę jest proporcjonalna do długości, szerokości i kształtu elementów skrawających, a wielkość siły obrotowej potrzebna do osiągnięcia równowagi przez tarczę skrawającą jest proporcjonalna do stanu skały.

Ponieważ tarcze pracują na dole i na wklęsłej części obrabianej ścianki i mają na ogół powierzchnie o kształcie kołowym będąc wyposażone w środki skrawające, działanie tych tarcz polega przede wszystkim na cięciu skały a nie ściskaniu jej w celu jej odspojenia.

Ponieważ osie obrotu tarcz są przesunięte w bok i do tyłu względem kierunku obrotu korpusu głównego, działanie tnące każdej tarczy jest uzyskane przez zęby usytuowane na jej dolnej tylnej ćwiartce. Odspojenie skały jest łatwo osiągane ponieważ siła skierowana do dołu (napór) jest w zasadzie skoncentrowana na położeniu godzina szósta według wskazówek zegara, na każdej tarczy, a to jest ważnym czynnikiem dla odspojenia skały w dolnej części otworu.

Ruchy skorupy ziemskiej następujące przez wiele milionów lat wywierały na skałę ciągłe naciski i naprężenia. Te siły zostały zredukowane przez utworzenie cienkich pęknięć i uskoków skalnych. Większość tych znanych urządzeń wiertniczych naciska na skałę aby ją przeciąć eliminując te uskoki i szczeliny, a następnie kruszy ją przez działanie obrotowe.

Przesunięcie osi obrotu tarczy skrawającej lub tarcz w bok względem osi wzdłużnej korpusu głównego stawia całą koronkę w położeniu niewyrównoważonym. Obrót korpusu głównego powoduje, że tarcza lub tarcze znajdują równowagę przez wchodzenie w skałę i jej kruszenie.

Przez przesunięcie osi obrotu tarczy skrawającej w kierunku do tyłu, tarcza przemieszcza się w kierunku stanu równowagi ponieważ elementy skarwające wchodzą w skałę i ją kruszą a tarcza obraca się względem swojej osi w wyniku obrotu korpusu głównego. Ponieważ tarcza zbliża się do stanu równowagi jest jeszcze raz zabezpieczona przed jej osiągnięciem przez następny ząb wchodzący w skałę tuż przed położeniem godzina szósta i cykl skrawania jest odtwarzany.

Jak to jest osiągnięte wyjaśniono na fig. 1 i fig. 2. F1 (obciążenie do dołu) jest wytworzone w wyniku podstawowego ciężaru koronki wiertniczej, kanału wiertniczego i obciążenia wiertnicy. Ciężar wywierany do dołu jest następnie przenoszony przez najniższy punkt lub punkty w położeniu godzina szósta, w którym wchodzenie narzędzia w skałę i jej odspajanie jest zmaksymalizowane.

Na figurze 1 obrót korpusu głównego zgodny ze wskazówkami zegara widziany z góry tego korpusu powoduje, że tarcza lub tarcze skrawające obracają się w kierunku przeciwnym do kierunku obrotu wskazówek zegara (widzianym z zewnętrznej powierzchni tej tarczy lub tarcz), także gdy elemlenty skrawające wgłębia się w skałę to są przez nią unoszone powodując skierowany na dół napór większy niż siła przeciwna (Fl + Fs>Fq gdzie Fs = Σ Fs i które są połączonymi siłami skierowanymi na dół zęba w ćwiartce skrawającej), tworząc przez to układ samoładujący. Tarcza będzie miała tendencję do wkręcania się w skałę, która zostanie odspojona, łamiąc ją wzdłuż wznoszącej się spirali wywołując samooczyszczanie i powodując, że siła F1 stanie się pomijalnie mała. Jest to wykonywane przez pierścień środkowy elementów lub zębów skrawających (fig. 10).

166 198

Należy przypuszczać, że podczas tej operacji następuje to co opisane poniżej. Przenikanie w skałę i jej odspajanie jest osiąganie przez szybkie przejście z działania skrawającego z nacisku do cięcia łamiącego. Od punktu, w którym wchodzi w skałę, gdy zbliża się on do położenia godzina szósta, najniższy ząb na tarczy wywiera na skałę połączony napór skierowany do dołu i energię obrotową (lub moment skręcający) pochodzące z pchnięcia do dołu i obrotu głównego korpusu. Ta energia wzrasta gwałtownie aż do osiągnięcia maksimum, gdy zęby osiągną płożenie godzina szósta, po którym zaczyna ona działanie łamiące. Korzystnie ta faza jest uzupełniona przez każdy zęb zanim następny wejdzie w skałę, ale w innym rozwiązaniu jeden lub więcej zębów może wejść w skałę zanim pierwszy ząb osiągnie pełne wgłębienie.

Gdy zęby wejdą całkowicie w skałę i przekroczą położenie godzina szósta pokonają one opór skały jeśli nastąpi działanie łamiące lub usuwające skałę. Ponieważ zęby poruszają się w skale ku górze przez dolną, tylną ćwiartkę tarczy skrawającej, energia skierowana do dołu jest wywierana na skałę progresywnie zmniejszając się od najwyższej w punkcie położonym przy godzinie szóstej, stając się pomijalnie małą, gdy zęby zbliżą się do położenia godzina trzecia. Boczne i do tyłu przesunięcie osi obrotu tarczy względem osi obrotu koronki wiertniczej oznacza, że zęby na tarczy przesuwają się dalej od linii osiowej koronki wiertniczej, ponieważ poruszają się ku górze od położenia godzina szósta aż osiągną maksymalną odległość od linii środkowej lub nieco za nią jeśli tarcza zostanie przechylona do dołu, przejdą one w położenie godzina trzecia.

Wynikiem ruchu na zewnątrz jest to, że zęby wywierają siłą na skałę w kierunku równoległym do osi obrotu tarczy. Ta boczna siła zwiększa się stopniowo aż ząb wyjdzie z położenia godzina szósta osiągając maksimum, gdy ząb osiągnie punkt, który jest w największej odległości prostopadłej od linii środkowej otworu. Następnie siła zmniejsza się gwałtownie, gdy zęby wychodzą ze skały zanikając całkowicie w punkcie, w którym tracą kontakt ze skałą. Następnie należy przypuszczać, że siła boczna połączona z kątem ostrym tarczy względem linii środkowej głównego korpusu i wypukłym ksztłatem zewnętrznej powierzchni tarczy, doprowadza zęby na zewnętrzny pierścień skrawający zmuszając je do wejścia w skałę i usuwanie jej przy jednoczesnym działaniu kruszącym.

Elementem siły bocznej skierowanej na zewnętrz, wywieranej przez zęby na zewnętrzne czoło tarczy, jest wyrównoważenie przez siłę boczną skierowaną do wewnątrz, wywieraną przez zęby na wewnętrzny pierścień skrawający (fig. 10). Ta siła skierowana do wewnątrz powoduje, że zęby wchodzą w skałę, kruszą ją i usuwają z kolumny środkowej przy podstawie otworu (fig. 10), przy czym ta kolumna pozostaje ponieważ przy jej najniższym punkcie zęby na obwodzie tarcz skrawających są oddalone od linii środkowej głównego korpusu.

Zęby usytuowane na wewnętrznym okręgu skrawającym usuwają środkową kolumnę i przestają być w styczności z czołem skały któtko przed tym zanim zęby na pierścieniu zewnętrznym przestaną być w styczności ze ścianką szybu. To oznacza, że następuje gwałtowne zmniejszenie się bocznego nacisku do wewnątrz w tym samym czasie, gdy boczny nacisk zewnętrzny wzrasta. Wynikiem jest siła skrętna skierowana do wewnętrz na tarczę skrawającą w dolnej, tylnej ćwiartce.

Energia skrętna wymagana do pokonania oporu skały przy połączonych skutkach wzjemnego oddziaływania na siebie sił do dołu i w bok, zwiększa się gwałtownie jak tylko pierwsze zęby wejdą w skałę, osiągając szczyt w położeniu godzina szósta, a następnie zmniejszają się powoli ponieważ zwiększenie wtórne siły bocznej przesuwa zmniejszającą się pierwotnie siłę skierowaną do dołu, redukując się jednak gwałtownie, gdy siła skierowana do dołu stanie się nominalnie mała i zęby zaczną się wycofywać ze skały.

Ponieważ tarcza tnąca obraca się wokół swojej osi jak również jest obracana wokół linii środkowej korpusu głównego, prędkość, przy której zęby skrawające obracają się wokół linii środkowej zmienia się zależnie od prędkości obrotowej korpusu głównego. Wielkość tej zmiany zależy od wielkości promieniowego przesunięcia najwyższego punktu na obwodzie tarczy względem punktu najniższego i odpowiada liczbie pionowych przechyleń tarczy.

Gdy ząb jest w położeniu godzina dziewiąta na tarczy, jest on obracany z tą samą prędkością jak korpus główny. Ponieważ ten ząb porusza się do tyłu względem kierunku obrotu korpusu, jego własna prędkość obrotowa zmniejsza się osiągając prędkość najmniejszą w położeniu godzina szósta czyli w punkcie, w którym jego moment skierowany do dołu staje się momentem skierowanym do góry, a następnie ta prędkość zwiększa się ponieważ następuje ruch przez dolną, tylną ćwiartkę aż do położenia godzina trzecia a następnie następuje ruch z prędkością taką samą jak prędkość korpusu.

167 198

Ponieważ ząb przekracza położenie godzina trzecia następuje zwiększenie prędkości obrotowej względem prędkości obrotowej korpusu głównego osiągając prędkość największą w położeniu godzina dwunasta, po czym ta prędkość zmniejsza się aż obydwie prędkości wyrównają się ponownie w położeniu godzina dziewiąta.

Przypusza się, że kombinacja zwiększenia prędkości zębów i zmniejszenia nacisku bocznego na zewnątrz gdy zęby wycofują się ze skały, powoduje, że zęby w górnej, tylnej ćwiartce zaprzestają łamania i usuwania skały, ugniatając ściankę otworu. Występuje natomiast w tej ćwiartce boczna siła, skierowana na zewnątrz, która powoduje zbrylenie luźnej skały i wygładzenie ścianki otworu.

Jeśli tarcza skrawająca jest następnie przechylona w kierunku obrotu korpusu głównego, zewnętrzne zęby usuwające są następnie dociskane do skały zwiększając pracę zewnętrznych zębów i zmniejszając pracę wykonaną przez wgłębiające się i odspajające zęby, a to zwiększa trwałość tych zębów. Trwałość zewnętrznych zębów usuwających może być przedłużona przez zastosowanie wkładek o wysokiej odporności na zużycie, takich jak węglikowe wkładki diamentowe, przedłużając przez to trwałość koronki. Jest to szczególnie cenne, gdy szybowy otwór wiertniczy jest skrawany bardzo głęboko ponieważ zmniejsza to czas postoju urządzenia konieczny do podniesienia na powierzchnię koronki aby ją wymienić, gdy jest zużyta.

Ponieważ siły skierowane do dołu na koronkę są skoncentrowane w jednym punkcie, to wchodzenie w skałę zębów usytuowanych na tarczy skrawającej w położeniu godzina szósta, jest łatwo osiągnięte w prawie wszystkich znanych skałach. Koronka będzie w wyniku, wiercić do dołu z niewielkim oporem i jedynie jest wymagane małe zwiększenie siły aby osiągnąć pełne wgłębienie się zębów jeśli są one wydłużone. Większość siły potrzebnej na pokonanie oporu skały jest obrotowa i niewielkie zwiększenie oporu jest łatwe do pokonania przez zwiększenie momentu obrotowego na głównym korpusie, który to moment jest przeniesiony na tarczę lub tarcze skrawające.

W koronce zawierającej więcej niż jedną tarczę jest konieczne zastosowanie równej ilości zębów na każdej tarczy aby zapewnić żeby ślady skrawania najniższych zębów były usytuowane obok siebie. Przy tej samej ilości zębów w każdej tarczy ślady skrawania nakładają się w regularnie powtarzającym się wzorze, tworząc koleiny przeszkadzające odspajaniu przez najniżej położone zęby i zakłócając proces wiercenia. Cechy śladów skrawania są częściowo określone przez kształt tarczy i ich zębów.

Jeżeli ponowne przemieszczenie osi obrotu nastąpiłoby w kierunku do przodu względem kierunku obrotu korpusu głównego, działanie tnące byłoby dokonane przez dolną, tylną ćwiartkę tarczy. Wchodzenie w skałę nastąpiłoby tuż przed położeniem godzina dziesiąta, a ruch wzdłuż opadającej spirali przy wchodzeniu w skałę zwiększałoby się do chwili aż zęby będą całkowiecie wgłębione w skałę w położeniu godzina szósta (fig. 2).

Wynikiem takiego przemieszczenia do przodu jest wytworzenie siły przeciwnej do siły potrzebnej do osiągnięcia równowagi, i do ściśnięcia a nie odspojenia skały, czyniąc ją twardszą dla skrawania i usuwając naciski na zęby skrawające i ich podparcie. Urobek skalny jest również kierowany do dołu do dna otworu. Ten urobek w pewnych warunkach może spowodować zablokowanie koronki w otworze.

Istota wynalazku odnosi się do koronki zawierającej jedną, trzy lub więcej tarcz.

Wiele tarcz skrawających jest zamontowanych w odstępach i wiele koronek jest zmontowanych przez specjalne rozmieszczenie aby utworzyć szereg kombinacji koronek zdolnej do wiercenia szerokich otworów, przy czym tarcze i koronki są rozmieszczone na różnych wysokościach względem siebie tak aby utworzyć schodkowy profil skrawania przy podstawie szybowego otworu wiertnicznego.

Korzystnie wiele tarcz skrawających i wiele koronek jest zmontowanych przez specjalne rozmieszczenie tak aby utworzyć szeroką kombinację koronek zdolną do wiercenia otworów o dużej średnicy, przy czym tarcze lub koronki są rozmieszczone na różónych wysokościach względem siebie tak aby utworzyć schodkowy profil skrawania przy podstawie szybowego otworu wiertniczego.

Oś obrotu tarczy skrawającej i oś obrotu głównego korpusu tworzą kąt ostry.

Wielkość przesunięcia osi obrotu każdej tarczy skrawającej od linii środkowej korpusu wynosi od około 0,8 do 6,3 mm lub od około 6,3 do 25,4mm lub więcej.

167 198

Obrotowe tarcze skrawające są wyrównoważone dynamicznie i są umieszczone tak, że wzajemnie sobie przeciwdziałają a koronka wiertnicza jest samośrodkująca.

Dodatkowa tarcza skrawająca jest zmontowana na pionowej osi przy najniższym punkcie korpusu głównego, przy czym powierzchnia czołowa tarczy jest prostopadła do osi obrotu korpusu głównego w celu rozcinania komina skalnego pozostawionego przez obrotowe tarcze skrawające.

Korzystnie tarcze skrawające są w przybliżeniu płaskimi tarczami, lub są one w przybliżeniu wklęsłe na swojej zewnętrznej powierzchni, albo mogą być one w zasadzie wypukłe na ich powierzchni zewnętrznej.

Górna część korpusu głównego jest o kształcie wielokąta, przy czym zawiera ona różne elementy ugniatające usytuowane na powierzchniach zewnętrznych korpusu głównego.

Korzystnie górna część korpusu głównego jest w kształcie sześciokąta i zawiera wiele elementów ugniatających.

Górna część korpusu ma wiele elementów ugniatających i skrawających umieszczonych w regularnych odstępach na obwodzie korpusu głównego i nie niżej niż punkty w którym wklęsła, dolna część szybowego otworu wiertniczego styka się z walcową częścią ścianki, przy czym ugniatające lub skrawające elementy usytuowane na obwodzie korpusu głównego zapewniają stały, żądany wymiar średnicy szybowego otworu wiertniczego nawet wówczas, gdy elementy skrawaiące w tarczy skrawającej są zużyte, i również aby zapewnić kolejne zagęszczenie i ugniatanie ścianki szybu, odspojonej i usuwanej przez te tarcze skrawające.

Korzystnie górna część korpusu ma wiele elementów ugniatających i skrawających rozmieszczonych w regularnych odstępach na obwodzie korpusu głównego i nie niżej niż punkt, w którym wklęsła, dolna część szybowego otworu wiertniczego styka się z walcową częścią ścianki, przy czym elementy ugniatające lub skrawające są umieszczone tak, że tworzą walcową część ścianki o średnicy maksymalnej większej niż średnica utworzona przez te tarcze skrawające, natomiast elementy ugniatające na górnej części korpusu głównego, służą do promieniowego ściskania ścianki szybu i zagęszczania jej po odspojeniu i usuwaniu spowodwanym przez tarcze skrawające.

Korpus główny jest zaopatrzony w środki przystosowane do napędu go obrotowo nawet jeśli żerdź wiertnicza nie ma ruchu obrotowego jak również wtedy gdy koronka zboczyła zmieniając kierunek wiercenia i środki obrotowe zawierają co najmniej jedną turbinę obrotową.

Koronka wiertnicza nie zawiera żadnych wzdłużnych kanałów do dostarczania płynu wiertniczego i żerdź wiertnicza jest połączona wzdłużnie z dolną częścią korpusu głównego tak, że koronka może być napędzana ku górze z tunelu, chodnika lub innej przestrzeni usytuowanej poniżej skały, w której został wywiercony otwór w powierzchni górnej koronką o małej średnicy, który to otwór ma wystarczającą średnicę dla przejścia żerdzi wiertniczej przez otwór górnej powierzchni do tego tunelu, chodnika lub innej przestrzeni, i która to żerdź jest połączona z koronką wiertniczą tak, że koronka jest prowadzona ku górze powiększając średnicę tego otworu a urobek skalny spada w kierunku do dołu otworu obok koronki do tego tunelu, chodnika lub innej przestrzeni, w której jest zbierany i usuwany. Boczne przesunięcie osi obrotu tarczy skrawającej od osi środkowej korpusu głównego jest skierowana do tyłu względem kierunku obrotu korpusu głównego, który obraca się w kierunku przeciwnym do kierunku obrotu korpusu głównego gdy koronka jest obracana prostopadle do dołu podczas gdy kierunek obrotu żerdzi wiertniczej pozostaje taki sam ale żerdź wiertnicza jest połączona z przeciwnym końcem korpusu głównego.

Dodatkowa tarcza skrawająca jest zmontowana na osi pionowej przy najniższym punkcie korpusu i zawiera środki przystosowane do napędu tej dodatkowej tarczy skrawającej obrotowo, niezależnie od obrotu lub braku obrotu tego korpusu głównego.

Rozwiązanie według wynalazku ułatwia wchodzenie w skałę bardziej prostoliniowo przy zachowaniu stałej średnicy otworu, przykładając mniejszy nacisk i moc w kierunku do dołu zmniejszając koszty na metr wiercenia.

W miękkiej skale objętość kawałków lub urobku skalnego jest znacznie większa tak, że przy otworze o małej średnicy urządzenie jest bardziej skuteczne mając jedną lub dwie obrotowe tarcze skrawające pozostawiające więcej przestrzeni na dole otworu, do usuwania urobku skalnego. Na ogół koronka zawiera trzy tarcze skrawające.

167 198

Dodatkową zaletą wynalazku jest stabilne kierunkowo wiercenie ponieważ wektor siły skrawania połączony z obrotem korpusu głównego tworzy rdzeń odspojenia, którego wierzchołek leży poniżej dna otworu na linii środkowej korpusu głównego. Ta stabilność kierunkowa jest wzmocniona przez działanie utwardzające, lub elementów skrawających w górnej części głównego korpusu, który trzyma koronkę w środku otworu.

Inną zaletą elementów ugniatających jest zapewnienie, że ruch wycofywania koronki w otworze jest prowadzony w linii prostej unikając odchylenia korpusu głównego. Jeśli korpus główny podczas ruchu do dołu lub do góry zostanie odchylony od linii prostej, to tarcza lub wiele tarcz może być wprowadzonych w ściankę otworu powodując uszkodzenie lub złamanie tarczy lub ich oprawy, które spadną na dno otworu lub pozostaną w ściance otworu, lub spowodują, że cała koronka pozostanie w ścianie otworu, uniemożliwiając jej wycofanie.

W urządzeniu można zastosować skuteczną tarczę skrawającą przesuniętą w kierunku do tyłu względem osi obrotu każdej tarczy, i w bok od linii środkowej korpusu głównego względem kierunku obrotu tego korpusu. Wielkość przesunięcia będzie się zmieniała zależnie od średnicy koronki i kształtu oraz konstrukcji tarcz.

Kanały przez które woda, płuczka wiertnicza lub powietrze przechodzą przez korpus główny, są przystosowane do dostarczania odpowiedniego przepływu aby spłukiwać połamaną skałę i chłodzić tarcze podczas wiercenia. Elementy ugniatające lub skrawające na górnej części korpusu głównego są jak zaznaczono wyżej rozmieszczone w postaci wielokąta a korzystnie sześciokąta. To rozwiązanie można określić jako pierścień ustalający. Ten pierścień ustalający powinien korzystnie być wyposażony we wkładki o wysokiej odporności na zużycie, które dotykają ściany szybu w określonej odległości od środka otworu w określonych punktach wokół średnicy pierścienia ustalającego. Jednakże nawet jeśli elementy skrawające będą zużywać się po długotrwałym wierceniu, pierścień ustalający zapewnia stałą średnicę otworu przez usuwanie pozostałych fragmentów skały nie dosięgniętej przez zużytą powierzchnię skrawającą tarcz. Wkładki pierścienia ustalającego również będą podlegały ewentualnie zużyciu ale w praktyce to rozwiązanie zapewnia stabilną średnicę otworu w większości zastosowań wiercenia, w których konwencjonalne rozwiązania dotychczas zawodziły. Wkładki nie wymagają usuwania tak szybko, jak tarcze, a wyraźne i postępujące zmniejszenie szybkości, przy której następuje wiercenie, będzie wskaźnikowym lub nadmiernym oznaczeniem zużycia tarcz.

Dolna środkowa część głównego korpusu może być zaopatrzona w elementy skrawające do usuwania pozostałych kominów skalnych, których nie dosięgnęły bezpośrednio powierzchnie skrawające tarcz.

Tarcze skrawające są zaopatrzone w dodatkowe elementy skrawające rozmieszczone na okręgu wokół tarczy i usytuowane za głównymi elementami skrawającymi pod kątem, którego wierzchołek jest skierowany do środka otworu, tak, że te elementy nie wchodzą w ściankę szybu gdy pracują główne elementy skrawające. Celem tych dodatkowych elementów skrawających jest wywołanie wstrząsów i odspojenie środkowego komina skalnego formującego się w środku otworu podczas obrotu tarcz skrawających.

Wynalazek dostarcza zatem samonastawną koronkę przystosowaną do stabilnego pod względem kierunku, wiercenia otworów o stałej średnicy stosując lżejsze i tańsze wyposażenie. Prędkości wgłębiania się koronki w skałę są o 20 do 400% większe niż prędkości uzyskiwane za pomocą znanych rozwiązań. Urządzenie wiertnicze zostało skontruowane tak aby łatwo wytrzymywało uderzenia, naciski i było odporne na zużycie normalnie spotykane w przemysłowych operacjach wiercenia.

Jest przez to oczywiste, że koronka wiertnicza stosowana do wiercenia otworu szybowego, zgodnie z wynalazkiem zawiera korpus główny obracający się wokół w zasadzie pionowej osi i zaopatrzony w kanał wzdłużny do dostarczania płynu wiertniczego lub powietrza pod ciśnieniem, do szybowego otworu wiertniczengo.

W następnym przykładzie koronka zawiera jeden kanał przechodzący przez środek tej koronki lub rozdzielony na kilka pośrednich kanałów. Płyn wiertniczy lub powietrze połączone z okruchami skalnymi i usuwaną skałą z szybowego otworu wiertniczego przechodzi przez ten kanał i jest usuwany na zewnątrz.

167 198

Trzy obrotowe tarcze skrawające są korzystnie zmontowane na zewnątrz głównego korpusu w równo oddalonych odstępach, przy czym te tarcze tnące mają wiele elementów skrawających. Jednakże jest możliwe wykonanie koronki zaopatrzonej w mniej lub więcej tarcz. Każda z tarcz skrawających ma oś obrotu usytuowaną po kątem ostrym względem pionowej osi wokół której obraca się korpus główny, a to powoduje że elementy skrawające są rozmieszczone tak, że osiąga się skuteczne skrawanie w kierunku obrotu korpusu głównego, i jest zapewnione, że pierwszy element skrawający jest elementem zbliżającym się do elementu najniższego każdej tarczy.

Kąt pod którym są nachylone osie obrotu tarcz skrawających względem osi obrotu korpusu głównego wynosi na ogół 40 do 80°.

Zasadniczą zaletę wynalazku jest dostarczenie taniej koronki wiertniczej o wysoce wydajnej konstrukcji, której dalszą cechą jest samonastawność umożliwiająca wiercenie w stabilnym kierunku.

Wynalazek umożliwia wykonanie urządzenia wiertniczego działającego przy niższej mocy i zmniejszonym dolnym zakresie nacisku stosując co najmniej jeden element skrawający zmontowany na zewnątrz głowicy wiertniczej, której oś obrotu jest zgodnie z korzystnym przykładem wykonania przesunięta w bok względem linii środkowej korpusu głównego uwzględniając kierunek obrotu tego korpusu, umożliwiając urządzeniu odspajanie i usuwanie skały szybciej niż wszystkimi innymi znanymi sposobami.

Przedmiot wynalazkujest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia koronkę wiertniczą zaopatrzoną w tarczę skrawającą przesuniętą do tyłu, w widoku z boku, fig. 2 - koronkę wiertniczą zaopatrzoną w tarczę skrawającą przesuniętą do przodu, w widoku z boku, fig. 3 - koronkę wiertniczą zaopatrzoną w trzy tarcze skrawające, w widoku perspektywicznym, fig. 4 - koronkę wiertniczą z fig. 3, z pierścieniem prowadzącym, w widoku perspektywicznym, fig. 5 - koronkę wiertniczą w wierconym otworze, mającą osie obrotu tarczy skrawającej przesunięte w kierunku do tyłu względem kierunku obrotu głównego korpusu, w widoku z dołu, fig. 6 - koronkę wiertniczą podobną do koronki z fig. 5, mającą osie obrotu tarcz skrawających przesunięte w kierunku do przodu, w widoku z dołu, fig. 7 - koronkę wiertniczą zaopatrzoną w tarcze skrawające przesunięte do tyłu i przechylone do przodu, w widoku perspektywicznym, fig. 8 - koronkę wiertniczą z fig. 7, w widoku z dołu, fig. 9 - koronkę wiertniczą zawierającą żerdź wiertniczą połączoną z podstawą koronki w celu wiercenia w kierunku ku górze, w widoku perspektywicznym, fig. 10 - koronkę wiertniczą zaopatrzoną w pojedynczą tarczę skrawającą, w widoku z boku, częściowo w przekroju, a fig. 11 - zespół wielowarstwowych tarcz do wiercenia otworów o dużej średnicy, w widoku z boku.

Chociaż opis jest ograniczony do koronki wiertniczej wyposażonej w trzy tarcze skrawające to niniejszy wynalazek obejmuje również koronki skrawające z jedną, dwiema i więcej tarczami skrawającymi.

Obrotowe skrawające urządzenie 10 (fig. 3) zawiera, zgodnie z wynalazkiem korpus lub obudowę 12 zaopatrzoną w wewnętrzny łącznik 14 usytuowany w jej górnej części, umożliwiający połączenie z obrotowym układem napędowym, w tym przypadku z napędowym wałem obrotowym zwanym żerdzią wiertniczą wyposażoną odpowiadający wewnętrznie łącznik przy jej dolnym końcu. Przez umieszczenie części wewnętrznej w części zewnętrznej korpus lub obudowa 12 może być bardzo ściśle połączona z dolnym końcem wału napędowego, który jest nie pokazany, jednakże jest ona łatwo usuwana z niego w celu zastąpienia, które jest czasami konieczne.

Wał napędowy ma usytuowany osiowo otwór wzdłużny umożliwiający przepływ chłodziwa, przy czym wał obraca się wokół linii środkowej lub osi 20 obrotu. Linia środkowa może również przechodzić przez korpus 12.

Korpus 12 ma usytuowany osiowo przewód chłodziwa umieszczony na przedłużeniu środkowego otworu wału, przy czym przewód korpusu 12 ma wylot w otworach doprowadzających chłodziwo lub powietrze pod ciśnieniem do przestrzeni obrotowych tarcz lub kół 34, 36 i 38 zamontowanych na korpusie 12.

Każda tarcza 34, 36, 38 jest zaopatrzona w elementy skrawające umieszczone na okręgu, przy czym ich długość, kształt i rozmieszcznie zależą od warunków skrawania skały.

Koronka wiertnicza pokazana na fig. 4 różni się od koronki z fig. 3 jedynie prowadzącym pierścieniem 40, który korzystnie ma kształt wielokątny. Zgodnie z wynalazkiem wkładki lub

167 198 11 ugniatające zęby 42 są umieszczone na przecięciu sąsiednich boków pierścienia prowadzącego, który może być uważany jako tworzący maksymalną średnicę koronki wiertniczej.

Jeśli chodzi o boki pierścienia prowadzącego, to każdy z nich jest wklęsły wystając do środka obrotu koronki, przy czym linie przecięcia boków są usytuowane na zewnętrznej średnicy tego pierścienia, na którym są zmontowane wkładki lub zęby ugniatające. Takie rozwiązanie daje maksymalną przestrzeń dla kawałków skały lub innych zwiercin, które mogą przejść między zagłębioną ścianką i wklęsłymi powierzchniami prowadzącego pierścienia 40 ułatwiającymi usunięcie ich z przestrzeni pracy tarczy za pomocą płynu stosowanego podczas operacji wiercienia. Ten szczegół jest lepiej przedstawiony na fig. 5. Pierścień 40 może mieć ulepszony kształt wielokątny.

Podczas głębokiego wiercenia, prowadzący pierścień 40 zapewnia stałą średnicę otworu wykonanego w skale pomimo tego, że istnieje możliwość, że powierzchnia skrawająca tarcz zużyje się, a przez to zmniejszy skuteczną średnicę skrawania kół lub tarcz 34, 36 i 38. To zmniejszenie średnicy skrawania jest kompensowane zgodnie z wynalazkiem przez wkładki 42 prowadzącego pierścienia 40 umieszczone na maksymalnej średnicy górnej części koronki wiertniczej. Te wkładki o wysokiej wytrzymałości na zużycie są umieszczone w każdym punkcie, który dotyka otworu 11 obrabianego w skale. Teoretycznie wkładki lub zęby 42 prowadzącego pierścienia 40 będą się również zużywały ale praktycznie to nowe rozwiązanie zapewnia stabilność średnicy otworu w większości zastosowań wiercenia, w których konwencjonalne rozwiązania dotychczas zawodziły, przez usuwanie resztek skały nie dosięgniętej przez zużyte zęby kół lub tarcz.

Ulepszony kształt wielokątny daje zaletę chroniąc tarcze wchodzące w ścianę otworu gdy koronka wiertnicza jest podnoszona w tym otworze.

Koronka wiertnicza przedstawiona na fig. 5 jest podobna do koronki z fig. 4. Jedyna różnica polega na kształcie tarcz skrawających i rozmieszczeniu zębów.

Tarcze skrawające 134, 136, 138 koronki wiertniczej pokazanej na fig. 5 mają kształt stożka ściętego a skrawające zęby 135a, 135b, 137a, 137b, 139a, 139b są usytuowane na dwóch kołowych liniach naprzemianlegle.

Oś obrotu tarczy jest przesunięta w bok względem kierunku obrotu koronki wiertniczej wskazanego strzałką R1. Wielkość Δ b tego przesunięcia bocznego może się zmieniać zależnie od średnicy koronki. Kierunek obrotu tarcz skrawających jest wskazany strzałką R2. Zaleta bocznego przesunięcia tarcz została wyjaśniona wcześniej w nawiązaniu do fig. 1 i 2.

Na figurze 5 przedstawiono również trzy prowadzące pierścienie 40 mające zęby 42 rozmieszczone tak aby zapewnić stałą średnicę otworu 11.

Rozmieszczenie tarcz przesuniętych do tyłu umożliwia pozostawienie wolnej przestrzeni A 1w przedniej, górnej ćwiartce każdej tarczy, a przestrzeń stabilizująca Ar, w tylnej górnej ćwiartce tarczy 136, przy czym te przestrzenie są pokazane na fig. 5 jedynie w odniesieniu do tarczy 136 ale w rzeczywistości odnoszą się do każdej z trzech tarcz.

Zęby 42 prowadzącego pierścienia 40 stanowią narzędzia ugniatające zapewniające stały wymiar średnic zagłębienia. Natomiast zęby dolnej tylnej ćwiartki odspajają i skrawają wnękę ścianki podczas gdy zęby górnej tylnej ćwiartki zagęszczają skałę we wnęce ścianki po skrawaniu.

Na figurze 6 pokazano koronkę wiertniczą z trzema tarczami skrawającymi 234, 236, 238, których osie obrotu są przesunięte w bok i do przodu względem kierunku obrotu koronki wiertniczej. To przesunięcie boczne ma wielkość b f.

Wady tego rozwiązania były już przedstawione w odniesieniu do fig. 2. Każda tarcza ma oś obrotu przesuniętą do przodu a przestrzeń pusta A1 jest usytuowana z tyłu, u góry tarczy podczas gdy przestrzeń skrawania Ad jest utworzona z przodu tarczy. Tak więc skrawanie dokonywane jest przez przednią dolną ćwiartkę każdej tarczy, której zęby skrawają ściankę przez nacisk ponieważ tarcza obraca się wbrew kierunkowi obrotu wskazówek zegara przeciwnie niż koronka wiertnicza na fig. 5, na której zęby dolnej, tylnej ćwiartki odspajają i skrawają wnękę ścianki.

Na figurze 7 i 8 pokazano koronkę wiertniczę, przy czym oś obrotu każdej tarczy jest najpierw przesunięta do tyłu w kierunku bocznym, natomiast wielkość tego przesunięcia wynosi b r, a następnie tarcza jest przechylana o kąt Q do tyłu względem kierunku obrotu koronki wiertniczej. To rozmieszczenie tarcz 434,436,438 umożliwia docisk dolnej tylnej ścianki każdej tarczy do wnęki ścianki.

16*7 198

Na figurze 9 przedstawiono, w widoku perspektywicznym inny przykład wykonania (zgodnie z zatrzeżeniem 23). Żerdź wiertnicza jest połączona z dolną częścią głównego korpusu i jest zaopatrzona w wewnętrzny łącznik 500 w celu umożliwienia wiercenia w kierunku ku górze. Taka koronka może być napędzana ku górze w tunelu lub innej przestrzeni umieszczonej poniżej skały, w której został wywiercony jedynie mały otwór w powierzchni górnej dla przejścia żerdzi wiertniczej do położonego niżej tunelu lub chodnika tak, że gdy koronka jest prowadzona ku górze powiększa ona jedynie średnicę tego otworu. W rzeczywistości koronka pokazana na fig. 9 jest podobna do koronki z fig. 7. Jest ona zaopatrzona w trzy tarcze skrawające 534,536,538, oraz ma prowadzący pierścień 40 z ugniatającymi wkładkami 42. Główna różnica polega na tym, że wewnętrzny łącznik jest umieszczony przy dolnej części koronki a jego kształt i wymiary są też inne. Koronka z fig. 9 nie zawiera kanału do doprowadzania płynu wiertniczego.

Na figurze 10 przedstawiono koronkę wiertniczą zaopatrzoną w pojedynczą tarczę 600. Elementy skrawające tej tarczy są umieszczone na trzech okręgach. Zęby 601 są usytuowane blisko zewnętrznego obwodu tarczy a zwłaszcza zęby dolnej tylnej ćwiartki odspajają skałę 610 promieniowo a następnie zęby 602 umieszczone na zewnętrznym obwodzie tarczy, usuwają skałę. Zęby 603 usytuowane na wewnętrznej powierzchni tarczy łamią kamienny komin 611 pozostawiony na dole otworu przez tarczę skrawającą. Ponadto skrawający lub ugniatający element 604 usytuowany przy dolnej części głównego korpusu umożliwia skrawanie lub ugniatanie komina 611. Zęby 602 usytuowane na tylnej, górnej ćwiartce względem kierunku obrotu korpusu, zagęszczają ściankę szybową. A więc elementy skrawające usytuowane na tarczy w położeniu między godziną 6 a godziną 9 wskazywaną wskazówkami zegara odspajają i usuwają, łamią i skrawają skałę podczas gdy zęby usytuowane na przedniej tarczy między godziną 9 i godziną 12 powodują zagęszczanie skały.

Na figurze 11 przedstawiono wielowarstwowy zespół tarcz do wiercenia otworów o dużej średnicy. Tarcze o różnych wymiarach są montowane na współśrodkowych pierścieniach tworząc stopnie, tak, że odległość pionowa danej tarczy lub tarczy powyżej dolnego punktu głównego korpusu zwiększa się a średnica tarcz d-ι, d2, d3 zmniejsza się ponieważ odległość promieniowa C1, C 2, C 3 zwiększa się od linii środkowej tego głównego korpusu. Przez zmianę wymiaru, ilości tarcz i położenia względem linii środkowej głównego korpusu, może być zmieniany schodkowy kształt skrawanej skały przy podstawie otworu szybowego, a także prędkość wiercenia zależnie od różnych typów skał i formacji jak również średnicy otworu szybowego.

W wyniku uzyskuje się wyżej wymienione zalety i korzyści. Chociaż wiele przykładów zostało tu ujawnione i szczegółowo opisane, jest zrozumiałe, że wynalazek nie jest tylko do nich ograniczony, a jego zakres jest określony przez załączone zastrzeżenia patentowe.

Rl

336

FIG. 8

602

FIG. 9

FIG.1

FIG.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (28)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Koronka wiertnicza do wiercenia szybowego otworu wiertniczego, znamienna tym, że zawiera główny korpus obracany wokół w przybliżeniu pionowo usytuowanej osi obrotu, zaopatrzony w co najmniej jeden wzdłużny kanał do dostarczania płynu wiertniczego lub powietrza pod ciśnieniem, do szybowego otworu wiertniczego, lub do usuwania płynu wiertniczego lub powietrza razem z odpadkami skalnymi i do usuwania kamienia z szybowego otworu wiertniczego, przystosowany do połączenia z żerdzią wiertniczą, co najmniej jedną na ogół kołową, obrotową tarczę skrawającą zamontowaną na dolnej części zewnętrznej tego głównego korpusu tak, że koronka wiertnicza kształtuje szybowy otwór wiertniczy mający w zasadzie część ścianki walcowej oraz część na ogół wklęsłą, przy czym tarcza skrawająca ma elementy skrawające usytuowane na ogół na okręgach, zaś osie obrotu tych tarcz są usytuowane pod kątem ostrym względem osi obrotu korpusu głównego, natomiast najniższy punkt skrawający tarczy obraca się promieniowo względem osi obrotu korpusu, zaś oś obrotu tarczy skrawającej jest nieco przesunięta w bok i w kierunku do tyłu od osi środkowej tego głównego korpusu względem kierunku obrotu głównego korpusu pozostawiając wszystkie kąty między osiami niezmienione, powodując, że cała korona znajduje się w położeniu niewyrównoważonym, przy czym obrót korpusu umożliwia tarczy znalezienie równowagi przez elementy skrawające wnikające w ściankę szybu, łamiące skałę, ponieważ połączone w kierunku do dołu siły są większe od sił przeciwnych powodujących samoładowanie koronki, zaś siła skierowna do dołu jest zasadniczo ześrodkowana na najniższym elemencie skrawającym powodującym odspojenie ścianki szybowej ułatwiając skrawanie koronką.
2. 2. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że elementy skrawające są umieszczone na tarczy na co najmniej trzech okręgach, przy czym okręg środkowy jest usytuowany w pobliżu zewnętrznego obwodu tarczy skrawającej podczas gdy pozostałe okręgi są odpowiednio usytuowane na zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni czołowej tarczy, zaś najniższy element skrawający w dolnej, tylnej ćwiartce środkowego okręgu wnika i odspaja skałę podczas gdy zewnętrzny i wewnętrzny element skrawający usuwa odspojoną skałę a zewnętrzne elementy skrawające w tylnej ćwiartce zagęszczają i ugniatają ściankę otworu.
3. 3. Koronka wiertnicza według zastrz. 2, znamienna tym, że oś obrotu tarczy skrawającej jest dalej przechylona w kierunku obrotu głównego korpusu przez zmianę kąta osi obrotu względem linii środkowej głównego korpusu.
4. 4. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że zakres niewyważenia tarczy skrawającej jest proporcjonalny do odległości, o którą oś obrotu tej tarczy skrawającej jest przesunięta.
5. 5. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że siła obrotowa potrzebna dla tarczy skrawającej aby osiągnęła równowagę, jest proporcjonalna do skierowanego do dołu naporu na tę koronkę.
6. 6. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że wielkość siły obrotowej potrzebnej do tego aby tarcza skrawająca osiągnęła równowagę, jest proporcjonalna do długości szerokości i kształtu elementów skrawających.
7. 7. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że wielkość siły obrotowej potrzebna do osiągnięcia równowagi przez tarczę skrawającą jest proporcjonalna do stanu skały.
8. 8. Koronka wiertnicza według zastrz. 2, znamienna tym, że dwie tarcze skrawające są zmontowane w odstępach.
9. 9. Koronka wiertnicza według zastrz. 2, znamienna tym, że trzy tarcze skrawające są zmontowane w odstępach.
10. 10. Koronka wiertnicza według zastrz. 2, znamienna tym, że wiele tarcz skrawających jest zmontowanych w odstępach.

    167 198
11. 11. Koronka wiertnicza według zastrz. 2, znamienna tym, że wiele tarcz skrawających jest zamontowanych w odstępach i wiele komórek jest zmontowanych przez specjalne rozmieszczenie aby utworzyć szereg kombinacji koronki zdolnej do wiercenia szerokich otworów, przy czym tarcze i koronki są rozmieszczone na różnych wysokościach względem siebie tak aby utworzyć schodkowy profil skrawania przy podstawie szybowego otworu wiertniczego.
12. 12. Koronka wiertnicza według zastrz. 2, znamienna tym, że wiele tarcz skrawających i wiele koronek jest zmontowanych przez specjalne rozmieszcznie tak aby utworzyć szeroką kombinację koronek zdolną do wiercenia otworów o dużej średnicy, przy czym tarcze lub koronki są rozmieszczone na różnych wysokościach względem siebie tak aby utworzyć schodkowy profil skrawania przy podstawie szybowego otworu wiertniczego.
13. 13. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że oś obrotu tarczy skrawającej i oś obrotu głównego korpusu tworzą kąt ostry.
14. 14. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że wielkość przesunięcia osi obrotu każdej tarczy skrawającej od linii środkowej korpusu wynosi od około 0,8 do 6,3 mm.
15. 15. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że wielkość przesunięcia osi obrotu każdej tarczy skrawającej od linii środkowej korpusu głównego wynosi od około 6,3 do 25,4 mm lub więcej.
16. 16. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że obrotowe tarcze skrawające są wyrównoważone dynamicznie i są umieszczone tak, że wzajemnie sobie przeciwdziałają a koronka wiertnicza jest samośrodkująca.
17. 17. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że dodatkowa tarcza skrawająca jest zmontowana na pionowej osi przy najniższym punkcie korpusu głównego, przy czym powierzchnia czołowa tarczy jest prostopadła do osi obrotu korpusu głównego w celu rozcinania komina skalnego pozostawionego przez obrotowe tarcze skrawające.
18. 18. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że tarcze skrawające są w przybliżeniu płaskimi tarczami.
19. 19. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że tarcze skrawające są w przybliżeniu wklęsłe na swojej zewnętrznej powierzchni.
20. 20. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że tarcze skrawające są w zasadzie wypukłe na ich powierzchni zewnętrznej.
21. 21. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że górna część korpusu głównego jest o kształcie wielokąta przy czym zawiera różne elementy ugniatające usytuowane na powierzchniach zewnętrznych korpusu głównego.
22. 22. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że górna część korpusu głównego jest w kształcie sześciokąta i zawiera wiele elementów ugniatających.
23. 23. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że górna część korpusu ma wiele elementów ugniatających i skrawających umieszczonych w regularnych odstępach na obwodzie korpusu głównego i nie niżej niż punkty w których wklęsła, dolna część szybowego otworu wiertniczego styka się z walcową częścią ścianki, przy czym ugniatające lub skrawające elementy usytuowane na obwodzie korpusu głównego zapewniają stały, żądany wymiar średnicy szybowego otworu wiertniczego nawet wówczas, gdy elementy skrawające w tarczy skrawającej są zużyte, i również aby zapewnić kolejne zagęszczenie i ugniatanie ścianki szybu, odspojonej i usuwanej przez te tarcze skrawające.
24. 24. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że górna część korpusu ma wiele elementów ugniatających i skrawających rozmieszczonych w regularnych odstępach na obwodzie korpusu głównego i nie niżej niż punkt, w którym wklęsła, dolna część szybowego otworu wiertniczego styka się z walcową częścią ścianki, przy czym elementy ugniatające lub skrawające są umieszczone tak, że tworzą walcową część ścianki o średnicy maksymalnej większej niż średnica utworzona przez te tarcze skrawające, natomiast elementy ugniatające na górnej części korpusu głównego, służą do promieniowego ściskania ścianki szybu i zagęszczania jej po odspojeniu i usuwaniu spowodowanym przez tarcze skrawające.
25. 25. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że korpus główny jest zaopatrzony w środki przystosowane do napędu go obrotowo nawet jeśli żerdź wiertnicza nie ma ruchu obrotowego jak również wtedy gdy koronka zboczyła zmieniając kierunek wiercenia.

    4 167 198
26. 26. Koronka wiertnicza według zastrz. 25, znamienna tym, że środki obrotowe zawierają co najmniej jedną turbinę obrotową.
27. 27. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że nie zawiera żadnych wzdłużnych kanałów do dostarczania płynu wiertniczego i tym, że żerdź wiertnicza jest połączona wzdłużnie z dolną częścią korpusu głównego tak, że koronka może być napędzana ku górze z tunelu, chodnika lub innej przestrzeni usytuowanej poniżej skały, w której został wywiercony otwór w powierzchni górnej koronką o małej średnicy, który to otwór ma wystarczającą średnicę dla przejścia żerdzi wiertniczej przez otwór górnej powierzchni do tego tunelu, chodnika lub innej przestrzeni, i która to żerdź jest połączona z koronką wiertniczą tak że koronka jest prowadzona ku górze powiększając średnicę tego otworu a urobek skalny spada w kierunku do dołu otworu obok koronki do tego tunelu, chodnika lub innej przestrzeni, w której jest zbierany i usuwany, przy czym boczne przesunięcie osi obrotu tarczy skrawającej od osi środkowej korpusu głównego jest do tyłu względem kierunku obrotu korpusu głównego, który obraca się w kierunku przeciwnym do kierunku obrotu korpusu głównego gdy koronka jest obracana prostopadle do dołu podczas gdy kierunek obrotu żerdzi wiertniczej pozostaje taki sam ale żerdź wiertnicza jest połączona z przeciwnym końcem korpusu głównego.
28. 28. Koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że dodatkowa tarcza skrawającajest zmontowana na osi pionowej przy najniższym punkcie korpusu i zawiera środki przystosowane do napędu tej dodatkowej tarczy skrawającej obrotowo, niezależnie od obrotu lub braku obrotu tego korpusu głównego.