SE508490C2 - Bergborrkrona för slående borrning - Google Patents

Description

15 25 35 508 490 2 en rotationshastighet av t ex 80 varv/minut. Även om trycket hos spolmedlet är jämförelsevis högt (t ex 8 bar för vatten) blir kyleffekten bristfällig just i det ögonblick då det en- skilda stiftet genomför ett slag; något som yttrar sig i att temperaturen stiger spràngartat i just detta ögonblick. Proble- men med höga temperaturer är särskilt uttalade i samband med borrning i malmförande berg, t ex magnetit. Om den av mikro- sprickor bildade reptilhuden ej avlägsnas genom slipning med tämligen korta intervaller (t ex efter 100 m borrning) utveck- las mikrosprickorna till djupgående sprickor som jämförelsevis snabbt kan leda till att enskilda stift spräcks. Detta kan i sin tur leda till att borrkronan i dess helhet havererar.

I syfte att förbättra kylningen och renhállningen av stift på renodlat roterande borrkronor har genom US 4 776 411 föreslagits att på kronans frontyta utforma ett antal ändläsa landpartier som avgränsar och helt omsluter ett försänkt utrymme i vilket mynnar en kanal för utmatning av spolmed~L När spolmedlet matas ut genom denna mynning bildas därför -1 kudde av spolmedel i det försänkta utrymmet. Emellertid är samtliga frontstift pà kronan anbragta på själva landpar°.-~ Detta innebär att spolmedlets kyleffekt förbättras endas° begränsad utsträckning i och med att samtliga stift, ink.. de centrala, är fjärmade från de spolmedelskuddar som t-.;r varje av ett ändlöst landparti avgränsad försànkning.

Liknande borrkronor för rotationsborrning är v;d;n beskrivna i US 3 322 218 och EP 0 325 271.

Unpfinningens svften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanrëja -f nämnda brister hos tidigare kända bergborrkronor och skapa förbättrad borrkrona. Ett grundläggande syfte med uppfinn;:;en är sålunda att skapa en borrkrona vars frontstift kyls på ett effektivare sätt än motsvarande stift pà tidigare kända borr- kronor för att på sà sätt motverka uppkomsten av reptilhud på stiften, allt i det yttersta syftet att öka borrkronans livs- längd. Det är även ett syfte att skapa en borrkrona som trots förbättrad kylförmàga och ökad livslängd bibehåller konstruktiv enkelhet och på så sätt ej leder till påtagliga fördyringar i samband med tillverkningen. 20 30 508 490 3 Enligt uppfinningen näs åtminstone det grundläggande syftet medelst de särdrag som är angivna i kravets 1 känneteck- nande del. Fördelaktiga utföranden av uppfinningen är vidare definierade i de osjälvständiga kraven 2-5.

H11.. yii..

Pâ ritningarna är: Fig 1 en partiell perspektivvy illustrerande en krondel till en borrkrona enligt uppfinningen, Fig 2 en planvy av krondelen enligt fig 1, Fig 3 en sektion A-A i fig 2 och Fig 4 en sektion B-B i fig 2.

I J. 3 1 I . . än 5 En 3 E. _ ningen På ritningarna visas en bergborrkrona som på gängse sätt innefattar en i huvudsak cylindrisk krondel l och ett klenare skaft 2. frontyta eller -sida på vilken ett flertal stift är monterade.

Krondelen l uppvisar en i sin helhet med 3 betecknad Närmare bestämt inbegriper frontytan en första delyta 4 som är försänkt med ett visst djup i förhållande till en omgivande andra delyta 5. En tredje delyta 6 mellan delytan 5 och kron- delens periferi är koniskt formad. På denna konyta är anbragta ett antal första stift 7 i en periferisk krans pá krondelen.

Såsom tydligt framgår av t ex fig 2 sträcker sig i detta fall delar av dessa stift 7 ut ett stycke utanför krondelens peri- feri för att vid borrning uppta ett hål som har något större diameter än själva krondelen. I områden mellan närbelägna peri- feristift 7 finns urtagningar 8 genom vilka spolmedel kan pas- sera. I området innanför periferistiften 7 finns även ett antal frontstift vilka i beroende av sin placering är betecknade 9 resp. 10.

Såsom framgår av fig 3 och 4 är i borrkronans inre urta- gen en huvudkanal ll för spolmedel. Denna huvudkanal övergår vid sin främre ände i ett antal grenkanaler 12 vilka mynnar i den första, försänkta delytan 4. I detta sammanhang må påpekas att urtagningar 8. Spolmedlet kan i praktiken utgöras av vatten el- en eller flera spolmedelskanaler även kan mynna i nämnda ler alternativt luft. 10 15 20 35 508 490 4 Den andra delytan 5 utgör del av ett ändlöst land- eller materialparti 13 som i exemplet är i huvudsak cirkulärt ringformigt. Genom att vara ändlöst och ringformigt omsluter detta landparti 13 fullständigt det försänkta utrymme 14 som ansluter sig till den första delytan 4. Med andra ord bildar landpartiet 13 en runtomgående sarg som avgränsar ett i exemp- let huvudsakligen cylindriskt, ehuru grunt utrymme 14 vars bot- ten utgörs av den första delytan 4. I det visade utförande- exemplet är de båda delytorna 4, 5 i huvudsak plana och inbör- des parallella, varvid desamma sträcker sig väsentligen vinkel- rätt mot kronans längsgående centrumaxel. Genom att landpartiet 13 är ändlöst, dvs saknar varje avbrott i form av evakuerings- spår, kommer det spolmedel som matas ut genom kanalerna 12 att bilda en kudde eller pöl som städse hålls kvar av det ändlösa landpartiet.

De fyra frontstift som är betecknade 9 är fästa på den ringformiga, plana delytan 5. I exemplet är dessa frontstift ekvidistant åtskilda. De övriga fyra frontstift som är beteck- nade 10 är fästa på den försänkta delytan eller bottnen 4, när- mare bestämt i ett oregelbundet mönster. Såsom tydligt framgår av fig 3 och 4 sticker dessa frontstift 10 ut längre från del- ytan 4 än det djup med vilket denna yta är försänkt i förhål- lande till den omgivande, ringformiga delytan 5. I det visade exemplet har frontstiften 10 en höjd som är i huvudsak lika stor som frontstiftens 9 höjd. Detta innebär att stiften 10 sticker ut till ett gemensamt nivàplan som är átskilt från det för frontstiften 9 gemensamma nivåplanet. Med andra ord är de centrala frontstiften 10 något försänkta i förhållande till de omgivande, mer perifera frontstiften 9.

I praktiken är samtliga stift med fördel förfärdigade av hårdmetall. Stiftens form kan variera högst avsevärt. Sålunda kan desamma vara sfäriska, koniska, ballistiska eller semibal- listiska.

Såsom framgår av fig 2 är i det ändlösa, ringformiga landpartiet 13 urtagna ett antal delutrymmen 15 som delvis skär in i sagda landparti. Närmare bestämt är fyra ekvidistant åt- skilda delutrymmen 15 utformade i landpartiet, varvid varje en- skilt delutrymme är i huvudsak halvcirkelformigt. bottnen till varje dylikt delutrymme 15 mynnar åtminstone par- I den plana 10 15 20 25^ 30 508 49-0 5 tiellt en enskild spolmedelsgrenkanal 12. Det må även noteras att varje enskilt delutrymme 15 är lokaliserat ungefär mitt emellan två närbelägna ytterfrontstift 9. Den kudde av spolme- del som bildas i utrymmet 14 kommer sålunda att kontinuerligt tillföras spolmedel via fyra ekvidistant åtskilda kanaler; nå- got som säkerställer en jämn spolmedelstillförsel till samtliga delar av utrymmet.

I praktiken kan den första, uppgå till 30 - 65, den planyta som förefinns innanför den cirkulära kant 16 som försänkta delytans 4 area lämpligen 40 - 55% av den totala arean hos avgränsar delytan 5 från den koniska ytan 6. Med andra ord upp- tar utrymmet 14 en relativt stor del av hela frontytan. Utrym- mets 14 djup kan variera inom tämligen vida gränser, t ex inom området 1-7 mm för borrkronor med ordinära diametrar. I det visade exemplet, där borrkronan har en verksam ytterdiameter av ca 100 mm, uppgår det bassängartade utrymmets 14 djup till ca 2,5 mm. Stiftens 9, 10 höjd kan härvid ligga inom området 6-12, lämpligen 8-10 mm.

Genom att det ändlösa, ringformiga landpartiet 13 säker- ställer bildandet av en kontinuerligt bibehållen kudde av spol- medel, t ex vatten, i utrymmet 14 kommer i synnerhet de cent- ralt belägna frontstiften 10 att allsidigt och intensivt omspo- las av spolmedel under effektiv kylning av stiften under samt- liga arbetsfaser för borrkronan, dvs under såväl varje del av en enskild slagrörelse som varje del av en returrörelse. Genom att det ändlösa landpartiet saknar varje djupgående evakue- ringsspår kommer spolmedlet att föras bort från kudden i ett väsentligen jämnt fördelat radiellt riktat flöde från det för- sänkta utrymmet 14 till det ringformiga utrymmet mellan hålväg- gen och krondelens utsida, närmare bestämt via den plana del- ytan 5 på landpartiet. Detta innebär att även stiften 7 och 9 underkastas en väsentligen jämnt fördelad kylning.

TH 3.5.] . E. .

Uppfinningen är ej begränsad till det beskrivna och på ritningarna visade utförandet. Sålunda kan i frontytan på kron- delen vara urtagna två eller flera försänkta utrymmen. Vidare behöver de båda nivåmässigt åtskilda delytor som å ena sidan utgör botten i det försänkta utrymmet och å andra sidan utgör 508 490 6 utsida pà det omgivande, ändlösa landpartiet ej nödvändigtvis vara plana. Exempelvis kan bottnen i det försänkta utrymmet ha svagt välvd form. Vidare kan den omgivande delytan på det änd- lösa landpartiet ha en struktur som avviker från den absolut plana formen. Exempelvis kan sistnämnda delyta vara grov. Det väsentliga är att det ändlösa landparti som avgränsar det bas- sängartade, försänkta utrymmet ej skall ha några djupgående spår som medger koncentrerad evakuering av spolmedel.

Claims (5)

10 20 25 508 490

1. Bergborrkrona för slående borrning, innefattande en krondel (1) med en frontyta (3), vilken uppvisar dels ett antal stift (7) anordnade i en periferisk krans, dels ett antal frontstift (9, 10) placerade innanför periferistiften (7), och vilken är utformad med åtminstone en första delyta (4) som är försänkt i förhållande till en omgivande andra delyta (5), varvid i fron- tytans försänkta delyta (4) mynnar åtminstone en kanal (12) för utmatning av spolmedel i syfte att kyla stiften och forsla bort borrkax mellan borrkronan och en hålvägg, och varvid den andra delytan (5) utgör del av ett ändlöst landparti (13) som avgrän- sar och helt omsluter ett försänkt utrymme (14) i anslutning till den första delytan (4) för att i detta utrymme kvarhålla en kudde av spolmedel i syfte att omspola och kyla sagda stift, k ä n n e t e c k n a d därav, att i den första delyta (4) som bildar botten till det försänkta utrymmet (14) är anbragt ett eller flera frontstift (10) vilka har utstickslängder som är större än det försänkta utrymmets (14) djup.

2. Bergborrkrona enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att frontstift (10) sticker ut till en nivå som är skild från motsvarande nivå för som är fästa i den första delytan (4) frontstift (9) som är fästa i den andra delytan(5). k ä n n e t e c k - (13) är urtaget åtminstone ett delutrymme

3. Bergborrkrona enligt krav 1 eller 2, att i det (14) vilket delvis skär in i sagda landparti och i vilket spol- n a d därav, ändlösa landparti som omsluter det försänkta utrymmet (15) medelskanalen (12) åtminstone partiellt mynnar.

4. Bergborrkrona enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, (13) t ex fyra ekvidistant åtskilda delutrymmen (15) i vilka mynnar (12). att i det ändlösa landpartiet är utformade ett flertal, vardera en spolkanal

5. Bergborrkrona enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den första, försänkta delytans (4) 508 490 8 area uppgår till 30-65, lämpligen 40-55% av frontytans (3) to- tala area.