SE507083C2 - Gängad förbindning för hopkoppling av två i en slagborrsträng ingående element - Google Patents

Description

507 10 15 20 25 30 35 083 erhällit de i patentkraven angivna kännetecknen.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande under hänvis- ning till bifogade ritningar, visas i exemplifierande syfte. pà vilka en utföringsform Pa ritningarna visar Fig. 1 en längdsektion genom den ena änden av en borrstäng utbildad enligt föreliggande upp- finning.

Fig. 2 visar en sidvy av den andra änden av borrstàngen i Fig. 1.

Fig. 3 visar tvä borrstänger av det i Fig. utförandet inbördes hopkopplade. 1 och 2 visade Fig. 4 visar en inre gänga vid ett borrelement enligt upp- finningen.

Fig. 5 visar en yttre gänga vid ett borrelement enligt upp- finningen.

Fig. 6 visar i förstoring en del av skarven i Fig. 3.

Den i Fig. l utbildad med en invänding och 2 visade borrstàngen 10 är vid sin ena ände ett hylsformat parti ll, vilket är utbildat med gänga 12. Vid sin andra ände är borrstángen 10 utbildad med en utvändig gänga 13. Borrstángen 10 är vidare utbildad med en genomgående spolkanal 14 genom vilken ett spolmedium, vanligen luft eller vatten, leds. Det hylsforma- de partiets ll botten bildar en ringformad anslagsyta 15 vilken vid hopskarvning av tva borrstänger 10 är avsedd att anligga mot en motsvarande ringformad anslagsyta 16 vid den andra borrstängens utvändigt gängade ände.

Vid den illustrerade utföringsformen har borrstàngen 10 10 15 20 25 30 35 507 083 cirkulärt tvärsnitt, med nyckelgrepp 17, varvid den vid sina ändar är utbildad 18 för att möjliggöra fasthällning av borrstängerna vid hopkoppling och lossning av dessa. parti 19 och den utvändiga gängan 13 har ett motsvarande Bada gängorna har i profil raka toppar och bottnar betecknade 21 resp 22 för den utvändiga gängan och 23 resp 24 för den invändiga gängan. De raka topparna och bottnarna ansluter till de raka flankerna 19, 20 via krökta partier 25, 26 pa den utvändiga gängan och 27, 28 pà den invändiga gängan.

Gängorna 12, 13 är pa konventionellt sätt utformade så att när de är sammanskruvade anliggning uppstàr endast mellan de raka flankpartierna 19, 20 och säledes ej mellan de krökta partierna ellerxuellan toppar och bottnar. Därigenom undvikes anliggning mellan partier som bildar endast en liten vinkel med borraxeln, vilken anliggning skulle kunna resultera i att gängorna kilades fast i varandra. gängslitage tenderar spalten a mellan toppen 24 och bottnen 22 att bli mindre pà ena sidan, närmare bestämt den närmast anliggningsflankerna 19,20 belägna sidan. 24 ens vid kraftigt slitna gängor. Kontakt uppstàr därvid självfallet vid partierna 21, 23 eftersom spalten b mellan M_507 oss 10 15 20 25 30 35 den inre gängans botten 23 och den yttre gängans topp 21 är av konventionell storlek. Sådan kontakt med s k pittings som följd orsakar dock sällan utmattningsbrott. Orsaken till detta är att partiet med den invändiga gängan 12 har väsent- ligt större böjstyvhet än partiet med den utvändiga gängan 13, vilket leder till lägre böjpåkänningar i det förstnämnda partiet. Det har befunnits att spalten a skall vara större än 1 % av den yttre gängans 13 ytterdiameter Dy för att det skall säkerställas att kontakt ej skall uppstå mellan parti- erna 22, 24. Vid den illustrerade utföringsformen har den in- re gängan 12 en höjd h som är mindre än 5 % av den inre gängans 12 innerdiameter Di. vid en föredragen ufföringšform har gängan 12 en höjd h som är mindre än 4.5 % av innerdia- metern Di för innerdiametrar mindre än 55 mm.

På i och för sig känt sätt har gängorna en ingång och ligger gängornas stigningsvinkel.°L mellan 5.50 och 80. Stignings- vinkeln QL beräknas ur sambandet tan CL = -¿ï-- , där Dm.77 s = stigningen, och Dm = den effektiva diametern eller medeldiametern.

Den i förhållande till vid skarvgängan i US-A-3645570 något minskade stigningsvinkeln beror på att stigningsvinkeln vid föreliggande uppfinning anpassats till hydrauliskt drivna bergborrmaskiner under det att stigningsvinkeln vid skarv- gangan i US-A-3645570 anpassats till pneumatiskt drivna bergborrmaskiner. På grund av stötvågens karaktär drar de sistnämnda åt gängförbandet hårdare än hydrauliskt drivna bergborrmaskiner. Eftersom lossningsmomentet ökar om stig- ningsvinkeln minskas har en förhållandevis liten stignings- vinkel valts för att säkerställa att gängförbandet går till- räckligt hårt åtdraget vid borrning med hydrauliska berg- borrmaskiner. Vid en föredragen utföringsform har det be- 10 15 20 25 30 35 507 083 funnits att stigningsvinkeln gl skall minska 0.40 - vid en ökning av gängornas 12, 0.s° 13 diameter med 10 mm, varvid stigningsvinkeln GL är i storleksordningen 7.2° för en inre gänga 12 med 38 mm ytterdiameter.

Pa i och för sig känt sätt är flankernas 19, 20 lutnings- vinkellß mot slagborrsträngens längdaxel 250 - 400, med företräde för värden i storleksordningen 350. uppstar anliggning endast vid flankerna 19, av de flankerna 19, Som ovan nämnts 20. Utformningen 20 motstáende flankerna liksom utform- ningen av de till dessa anslutande krökta partierna samt topparna och bottnarna är därför förhållandevis fri. dock befunnits lämpligt att gängornas bádê motstáende flanker är i huvudsak symmetriska med avseende pà flanklutningen. Vi- dare är gängornas toppar och bottnar raka och i huvudsak pa- rallella med slagborrsträngens längdaxel. pà annat sätt, De kan dock utbildas varvid spalten a mäts vid topparnas och bottnarnas mest närliggande punkt och höjden h är gängans största höjd. exempelvis konkava, lämpliga för spalten a, ningsvinkeln den inre gängans höjd h och stig- QL vid olika värden pa innergängans innerdia- meter Di och yttergängans ytterdiameter dy.

Di (mm) Dy (mm) a (mm) h (mm) o! 29.20 31.70 0.35 1.35 7.s6° 35.20 30.20 0.45 1.60 7.17° 40.00 44.20 0.55 1.90 6.72° 46.60 50.00 0.65 2.20 6.31° Som framgår av Fig. 2 är ett spar 29 anordnat i anslagsytan 16 Sparet 29 sträcker sig tvärs över anslagytan 16 och kommuni- cerar med spolkanalen 14, varvid det säkerställes att spol- V50? oss 10 15 20 25 30 35 6 medium tillföres till gängorna 12, kylning av dessa. 13 för renspolning och Alternativt kan spolspàret 29 anordnas i anslagsytan 15.

Som ovan nämnts avser uppfinningen även att utbilda borr- stángen 10 med samma böjstyvhet utefter hela sin längd, varigenom andelen stángbrott som slutskada minskas. I detta syfte har det släppningsparti 30 pà borrstángen 10 som an- ordnas i direkt anslutning till den yttre gängan l3 utbildats med samma diameter som borrstàngen i övrigt.

Fastän den förbättrade gängan beskrivits i anslutning till en i ena änden utvändigt och i andra änden invändigt gängad borrstang skall det förstas att gängan kan användas vid varje typ av i en slagborrsträng ingàende borrelement, bada ändar utvändigt gängad borrstàng, sàsom en i en skarvhylsa för hop- koppling av tva sàdana borrstänger och en borrkrona avsedd att hopkopplas med en sådan borrstàng.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 (fl CD “J CD OO 04 7 Patentkrav

1. Gängad förbinding för hopkoppling av två i en slagborrsträng ingående element (10) innefattande en inre gänga (12) med en innerdiameter (Di) i intervallet 29.20 - 46.60 mm och en yttre cylindrisk gänga (13) med en ytter- diameter (Dy) i intervallet 31.70 - 50.80 mm, varvid gängorna (l2,l3) är utbildade med för anliggning mot varandra avsedda raka flanker (l9,20), k ä n n e t e c k n a d av att spalten (a) mellan den yttre gängans (13) botten (22) och den inre gängans (12) topp (24) vid åtminstone det första gängvarvet, företrädesvis vid samtliga gängvarv, är större än 1 % av den yttre gängans (13) ytterdiameter (Dy), och att spalten (a) mellan den yttre gängans (13) botten (22) och den inre gängans (12) topp (24) är åtminstone tre gånger så stor som spalten (b) mellan den yttre gängans (13) topp (21) och den inre gängans (12) botten (23).

2. Förbinding enligt krav 1, av att flankerna (l9,20) lutar 250 - 400, företrädesvis 350, mot slagborrsträngens längdaxel. k ä n n e t e c k n a d

3. Förbinding enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att gängorna (l2,l3) har en ingång och att gängornas stigningsvinkel (m) är 5.50 - 80, varvid stigningsvinkeln (a) minskas med 0.40 - 0.80 vid en ökning av gängornas (l2,l3) diameter med 10 mm och varvid stigningsvinkeln (a) är i storleksordningen 7.20 för en inre gänga (12) med 38 mm ytterdiameter.

4. Förbindning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att den inre gängans (12) innerdiameter (Di) är 29.20 mm medan den yttre gängans (13) ytterdiameter (Dy) är 31.70 mm, och att spalten (a) mellan den yttre gängans (13) botten (22) och den inre gängans (12) topp (24) vid åtminstone det första gängvarvet, företrädesvis vid samtliga gängvarv, är 0.35 %. '507 oss 8 10 15 20

5. Förbindning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att den inre gängans (12) innerdiameter (Di) är 35.20 mm medan den yttre gängans (13) ytterdiameter (Dy) är 38.20 mm, och att spalten (a) mellan den yttre gängans (13) botten (22) och den inre gängans (12) topp (24) vid åtminstone det första gängvarvet, företrädesvis vid samtliga gängvarv, är 0.45 mm,

6. Förbindning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att den inre gängans (12) innerdiameter (Di) är 40.60 mm medan den yttre gängans (13) ytterdiameter (Dy) är 44.20 mm, och att spalten (a) mellan den yttre gängans (13) botten (22) och den inre gängans (12) topp (24) vid åtminstone det första gängvarvet, företrädesvis vid samtliga gängvarv, är 0.55 mm.

7. Förbinding enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att den inre gängans (12) innerdiameter (Di) är 46.60 mm medan den yttre gängans (13) ytterdiameter (Dy) är 50.80 mm, och att spalten (a) mellan den yttre gängans (13) botten (22) och den inre gängans (12) topp (24) vid åtminstone det första gängvarvet, företrädesvis vid samtliga gängvarv, är 0.65 mm.