SE519312C2

SE519312C2 - Rock drilling tools for striking drilling as well as ring drill bit and drill adapter intended to be included in the drilling tool

Info

Publication number: SE519312C2
Application number: SE0102292A
Authority: SE
Inventors: Per-Ola Hadin; Kenneth Larsson
Original assignee: Sandvik Ab
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-02-11
Also published as: SE0102292L; SE0102292D0; WO2003001022A1; EP1399640A1

Abstract

The present invention relates to a rock drilling tool, a ring drill bit and an adapter for percussive drilling. The rock drilling tool (10) is intended to be connected to a casing tube (46) and a drill rod (62) in order to form a borehole. The casing tube is intended to be used as a channel for drill dust. The rock drilling tool comprises: - a drill adapter (20), including a flush duct for a flush medium, first drivers in order to transfer rotation, - a central pilot drill bit (12) provided with rock cutting members (14) and detachably connected to the first fastening means (21, 22) of the drill adapter, - a ring drill bit (17), provided with rock cutting members (41), and arranged to surround parts of the drill adapter during drilling, whereby the ring drill bit comprises second drivers intended to co-operate with the first driver of the drill adapter in order to rotate the ring drill bit with the drill adapter, and a casing shoe (18), intended to be secured to the casing tube as well as the ring drill bit, at least in connection with drilling, which casing shoe is arranged to push the casing tube only in the axial direction of the tool, whereby the casing tube (46) and the ring drill bit may be left in the borehole after finished drilling.

Description

»vprn 10 w_ 20 25 519 312 v | u o u. »Vprn 10 w_ 20 25 519 312 v | u o u.

Uppfinningens svften och särdraq Ett primärt syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa ett bergborrverktyg av det ovan angivna slaget, vilket innefattar fördelarna med känd teknik.SUMMARY AND PRESENTATION OF THE INVENTION A primary object of the present invention is to provide a rock drilling tool of the type indicated above, which includes the advantages of the prior art.

Ett annat syfte med föreliggande uppﬁnning är att anvisa ett bergborrverktyg där deformation av formlåsande delar minimeras.Another object of the present invention is to provide a rock drilling tool where deformation of form-locking parts is minimized.

Ett annat syfte med föreliggande uppﬁnning är att anvisa ett bergborrverktyg där kaxavgången ej hindras.Another object of the present invention is to provide a rock drilling tool where the cuttings are not obstructed.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa ett bergborrverktyg där god medbringning av ringborrkronan i rotationsriktningen tillförsäkras.A further object of the present invention is to provide a rock drilling tool where good entrainment of the ring drill bit in the direction of rotation is ensured.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppﬁnning är att anvisa ett bergborrverktyg där pilotborrkronan enkelt kan återdragas från ringborrkronan.Another object of the present invention is to provide a rock drilling tool where the pilot drill bit can be easily retracted from the ring drill bit.

Uppfinningens syften förverkligas medelst ett borrverktyg, en adapter och en ringborrkrona som erhållit de i de efterföljande patentkraven angivna kännetecknen.The objects of the invention are realized by means of a drilling tool, an adapter and an annular drill bit which has obtained the features stated in the appended claims.

Kort beskrivninq av ritninqarna Nedan kommer utföringsexempel på uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna.Brief Description of the Drawings Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1A visar en sprängvy snett bakifrån av en första utföringsform av ett bergborrverktyg enligt föreliggande uppfinning; Fig. 1B visar en sprängvy från sidan av bergborrverktyget enligt Fig. 1A; Fig. 1C visar en sidovy av bergborrverktyget enligt Fig. 1A i monterat tillstånd; Fig. 1D visar en toppvy av bergborrverktyget i drivläge; Fig. 1E visar ett tvärsnitt av bergborrverktyget enligt Fig. 1C längs linjen E-E i Fig. 1D; Fig. 1F visar en bottenvy av bergborrverktyget i drivläge. rinna 10 15 20 25 30 519 312 3 Fig. 2A visar en sprängvy snett bakifrån av en alternativ utföringsform av ett bergborrverktyg enligt föreliggande uppfinning; Fig. 2B visar en sprängvy från sidan av bergborrverktyget enligt Fig. 2A; Fig. 2C visar en sidovy av bergborrverktyget enligt Fig. 2A i monterat tillstånd; Fig. 2D visar en toppvy av bergborrverktyget i drivläge; Fig. 2E visar en toppvy av bergborrverktyget i lyftläge, och Fig. 2F visar en bottenvy av bergborrverktyget i drivläge.Fig. 1A shows an exploded rear view of a first embodiment of a rock drilling tool according to the present invention; Fig. 1B shows an exploded side view of the rock drilling tool of Fig. 1A; Fig. 1C shows a side view of the rock drilling tool according to Fig. 1A in assembled condition; Fig. 1D shows a top view of the rock drilling tool in drive position; Fig. 1E shows a cross section of the rock drilling tool according to Fig. 1C along the line E-E in Fig. 1D; Fig. 1F shows a bottom view of the rock drilling tool in drive position. gutter 10 15 20 25 30 519 312 3 Fig. 2A shows an exploded view obliquely from behind of an alternative embodiment of a rock drilling tool according to the present invention; Fig. 2B shows an exploded side view of the rock drilling tool of Fig. 2A; Fig. 2C shows a side view of the rock drilling tool according to Fig. 2A in assembled condition; Fig. 2D shows a top view of the rock drilling tool in drive position; Fig. 2E shows a top view of the rock drilling tool in lifting position, and Fig. 2F shows a bottom view of the rock drilling tool in drive position.

Detalierad beskrivning av uppfinningen Det i Fig. 1A-1 F visade bergborrverktyget 10, vilket är avsett att innefatta en konventionell pilotkrona för slående bergborrning, nämligen antingen en stiftborrkrona 11 eller skärborrkrona 12. Bergborrverktyget är avsett att drivas i en rotationsriktning R, se Fig. 1D, vanligen motsols. Pilotborrkronan i den visade utföringsformen är vid sin ena ände försedd med bergavverkande organ i form av stift 13 eller skär 14. Vid sin motstående ände uppvisar varje pilotkrona en gängad urborrning, vilken har en hongänga 15, 16, företrädesvis en repgänga eller en trapetsgänga.Detailed description of the invention The rock drilling tool 10 shown in Figs. 1A-1F, which is intended to comprise a conventional pilot crown for striking rock drilling, namely either a pin drill bit 11 or cutting drill bit 12. The rock drilling tool is intended to be driven in a direction of rotation R, see Figs. 1D, usually counterclockwise. The pilot drill bit in the embodiment shown is provided at one end with rock cutting means in the form of pins 13 or inserts 14. At its opposite end, each pilot crown has a threaded bore, which has a female thread 15, 16, preferably a rope thread or a trapezoidal thread.

Bergborrverktyget 10 för slående bergborrning enligt föreliggande uppﬁnning innefattar även en ringborrkrona 17, en rör- eller slagsko 18, en O- ring 19 och en borradapter 20.The rock drilling tool 10 for striking rock drilling according to the present invention also comprises an annular drill bit 17, a pipe or impact shoe 18, an O-ring 19 and a drilling adapter 20.

Pilotkronans 12 hongänga 15, se främst Fig. 1C och 1E, är ansluten till en tapp 21 vid borradapterns 20 ena ände, vilken uppbär en hangänga 22, företrädesvis en repgänga eller en trapetsgänga. En tappens ändyta 23 är avsedd att överföra stötvågor till pilotkronan via en bottenyta 24 hos urborrningen, så kallat bottenanslag. Tappen 21 är, företrädesvis fast, förankrad i en adapterkropp 25. Adapterkroppen 25 har en i huvudsak cylindrisk grundform med en främre drivdel 26 och en bakre slagdel 27. Den främre drivdelens 26 största diameter definieras i Fig. 1D av beteckningen D1. Uttrycken ”bakre“, ”bakåt”, "främre", "framåt”, ”framför”, etc., relateras till borrverktygets matningsriktning F under borrning. Drivdelen 26 har ett flertal, företrädesvis fyra eller fem, längsgående yttre kaxspår 28, vilka mellan sig bildar ett ﬂertal konvext avrundade längsgående bommar, ryggar 29 eller första medbringare. Ryggarnas 10 15 20 25 30 519 s 12 äë-:Lši 4 29 radiellt yttersta delar sammanfaller med en cirkel C1 med nämnda diameter D1. Ryggarnas främre ändar innefattar var sitt stift 30, vilket bildar en vinkel om cirka 35° relativt en borrverktygets 10 centrumlinje CL. Om borrning skall ske i lösare bergarter kan stiften 30 i en alternativ adapter utbytas andra krossande organ såsom mejselskär eller hårdbeläggningar såsom Stellite® eller dylikt.The female thread 15 of the pilot crown 12, see mainly Figs. 1C and 1E, is connected to a pin 21 at one end of the drill adapter 20, which carries a male thread 22, preferably a rope thread or a trapezoidal thread. An end surface 23 of the pin is intended to transmit shock waves to the pilot crown via a bottom surface 24 of the bore, so-called bottom stop. The pin 21 is, preferably fixedly, anchored in an adapter body 25. The adapter body 25 has a substantially cylindrical basic shape with a front drive part 26 and a rear impact part 27. The largest diameter of the front drive part 26 is defined in Fig. 1D by the designation D1. The terms "rear", "rearward", "front", "forward", "front", etc., are related to the feed direction F of the drilling tool during drilling. A number of convexly rounded longitudinal bars, ridges 29 or first carriers are formed, the radially outermost parts of the ridges 10 30, which forms an angle of about 35 ° relative to the center line CL of the drilling tool 10. If drilling is to take place in looser rocks, the pins 30 in an alternative adapter can be replaced by other crushing members such as chisel inserts or hard coatings such as Stellite® or the like.

Gemensamt för de olika krossande organen är att de har bättre slitstyrka än stålet som adaptern är utförd i. De krossande organen är avsedda att krossa material radiellt utanför pilotborrkronan samt att skydda ryggarna mot slitage och deformation. Ryggarnas främre ändar innefattar plana ytor 58 avsedda att förenkla inträdet av borradaptern i ringborrkronan. Ryggarnas 29 bakre ändar i drivdelen övergår i ett steg via en slagyta 31 till bakre ryggar 32 i slagdelen.Common to the various crushing members is that they have better wear resistance than the steel in which the adapter is made. The crushing members are intended to crush material radially outside the pilot drill bit and to protect the backs against wear and deformation. The front ends of the backs comprise flat surfaces 58 intended to facilitate the entry of the drill adapter into the ring drill bit. The rear ends of the ridges 29 in the drive part transition in one step via a striking surface 31 to rear ridges 32 in the striking part.

Slagytan 31 är vinklad utåt och bakåt relativt centrumlinjen CL, men kan alternativt vara vinkelrät mot centrumlinjen. Spårens 28 bakre ändar fortsätter kontinuerligt utan steg i bakre kaxspår 33. Spåren 28 och 33 framställes lämpligen medelst en kuländfräs i huvudsak under en bearbetningsoperation.The striking surface 31 is angled outwards and backwards relative to the center line CL, but may alternatively be perpendicular to the center line. The rear ends of the grooves 28 continue continuously without steps in the rear cuttings grooves 33. The grooves 28 and 33 are suitably produced by means of a ball end mill, substantially during a machining operation.

Ryggarnas 32 radiellt yttersta ytor sammanfaller med en cylinder vars diameter är större än diametern D1. Ryggarnas 32 radiellt yttersta ytor har en större utsträckning i omkretsled än ryggarna 29. Slagdelens bakre ände innefattar en väsentligen plan yta 34 vilken är vinkelrät mot centrumlinjen CL. Ytan 34 omger yttre änden av en urborrning 35, vilken innefattar en hongänga 36, företrädesvis en trapetsgänga eller en repgänga. Hongängan 36 är avsedd att motta en ände hos en borrstång 62 vilken uppbär en hangänga och dessutom en ändyta för överföring av stötvågor till en urtagningens 35 botten 57. Adapterkroppen 25 innefattar en central genomgående spolkanal 37 för att medge transport av spolmedium såsom luft eller vatten till kanaler 38, 39 i pilotborrkronan 12.The radially outermost surfaces of the ridges 32 coincide with a cylinder whose diameter is larger than the diameter D1. The radially outermost surfaces of the ridges 32 have a greater circumferential extent than the ridges 29. The rear end of the striking member comprises a substantially flat surface 34 which is perpendicular to the center line CL. The surface 34 surrounds the outer end of a bore 35, which comprises a female thread 36, preferably a trapezoidal thread or a rope thread. The female thread 36 is intended to receive one end of a drill rod 62 which carries a male thread and also an end surface for transmitting shock waves to the bottom 57 of the recess 35. The adapter body 25 comprises a central continuous flushing channel 37 to allow transport of flushing medium such as air or water to channels 38, 39 in the pilot drill bit 12.

Ringborrkronan 17 har en cylindrisk grundform och innefattar en främre konisk yta 40, vilken uppbär ett flertal stift 41. Stiften 41 är inpressade i sneda urborrningari ringborrkronan 17. Den koniska ytan 40 ansluter framåt till en främre yta 42 vilken är företrädesvis vinkelrät mot centrumlinjen CL. Den koniska ytan 40 ansluter bakåt till en cylinderyta 43 vilken är i huvudsak parallell med centrumlinjen. Cylinderytan definierar en diameter som är något mindre än den diameter som stiften 41 rymmer vid borrning. Cylinderytan 43 ansluter i sin tur till nnßp» 10 15 20 25 30 519 312 5 en runtom|öpande urtagning 44, vars axiella utbredning begränsas av radiellt riktade skuldror 44A, 44B. Urtagningen har en cylindrisk bottenyta 44C anordnad mellan skuldrorna 44A, 44B. Urtagningens 44 axiella längd är åtminstone 50% av ringborrkronans 17 axiella längd. Ringborrkronans främre ände har generellt grövre godstjocklek än dess bakre ände 45. Detta för att kunna härbärgera de snett positionerade stiften 41. Varje stifts 41 centrumlinje CL2 bildar en spetsig vinkel or med centrumlinjen CL. Stiftens 41 radiellt inre delar definierar en cirkel C2 med diameter D2.The ring drill bit 17 has a cylindrical basic shape and comprises a front conical surface 40, which carries a plurality of pins 41. The pins 41 are pressed into oblique bores in the ring drill bit 17. The conical surface 40 connects forwards to a front surface 42 which is preferably perpendicular to the center line CL. The conical surface 40 connects rearwardly to a cylinder surface 43 which is substantially parallel to the center line. The cylinder surface defines a diameter that is slightly smaller than the diameter that the pins 41 hold when drilling. The cylinder surface 43 in turn connects to a circumferential opening 44, the axial extent of which is limited by radially directed shoulders 44A, 44B. The recess has a cylindrical bottom surface 44C arranged between the shoulders 44A, 44B. The axial length of the recess 44 is at least 50% of the axial length of the ring drill bit 17. The front end of the ring drill bit generally has a coarser wall thickness than its rear end 45. This is to be able to accommodate the obliquely positioned pins 41. The center line CL2 of each pin 41 forms an acute angle or with the center line CL. The radially inner parts of the pins 41 define a circle C2 with a diameter D2.

Den bakre ändens 45 största diameter anpassas så att förskjutning av ett foderrör 46 axiellt relativt nämnda ände möjliggörs. Den bakre änden innefattar en slagyta 47. Slagytan 47 är vinklad utåt och bakåt relativt centrumlinjen CL, men kan alternativt vara vinkelrät mot centrumlinjen. Slagytan 47 är avsedd att samverka med slagytan 31 överföra stötvågor från borradaptern till ringborrkronan. Slagytan 47 omger ett centralt hål 48 som genomlöper ringborrkronan. Hålets 48 vägg innefattar ett flertal, företrädesvis fyra eller fem, längsgående spår 49eller andra medbringare. Spåren 49 är konkavt utformade för att medge passage av stiften 30 och ryggarna 29 hos borradaptern genom ringborrkronan tills att slagytorna 31, 47 anslår mot varandra.The largest diameter of the rear end 45 is adjusted so that displacement of a casing 46 axially relative to said end is possible. The rear end comprises a striking surface 47. The striking surface 47 is angled outwards and backwards relative to the center line CL, but may alternatively be perpendicular to the center line. The striking surface 47 is intended to cooperate with the striking surface 31 to transmit shock waves from the drilling adapter to the ring drill bit. The striking surface 47 surrounds a central hole 48 which passes through the ring drill bit. The wall of the hole 48 includes a plurality, preferably four or five, of longitudinal grooves 49 or other carriers. The grooves 49 are concavely designed to allow passage of the pins 30 and the backs 29 of the drill adapter through the annular drill bit until the striking surfaces 31, 47 abut each other.

Slagskon 18 är rörformig och består av två identiska halvor 18A, 18B avsedda att svetsas samman medelst två axiellt riktade svetssömmar 50A, 5OB.The impact shoe 18 is tubular and consists of two identical halves 18A, 18B intended to be welded together by means of two axially directed welding seams 50A, 5OB.

Slagskons dimensioner väljs så att dess axiella längd är kortare än urtagningens 44 axiella längd och så att dess inre diameter är något större än urtagningens minsta diameter samt så att dess största diameter i huvudsak sammanfaller med cylinderytan 43. Slagskon är fäst vid foderröret 46 via en runtom|öpande svets 51. Därigenom är foderröret och slagskon fritt rörliga i rotationsled relativt ringborrkronan. Dessutom är foderröret och slagskon i viss mån axiellt rörliga relativt ringborrkronan för att minimera slagpåkänningen på slagskon.The dimensions of the percussion shoe are chosen so that its axial length is shorter than the axial length of the recess 44 and so that its inner diameter is slightly larger than the smallest diameter of the recess and so that its largest diameter substantially coincides with the cylinder surface 43. The percussion shoe is attached to Open weld 51. As a result, the casing and the impact shoe are freely movable in the direction of rotation relative to the ring drill bit. In addition, the casing and the impact shoe are to some extent axially movable relative to the annular drill bit to minimize the impact stress on the impact shoe.

O-ringen 19 är anordnad i urtagningen 44 för att täta spelet mellan slagskon och urtagningen för att undvika intrång av borrkax mellan slagskons inre cylindriska yta och ringborrkronan. intrång av borrkax däremellan skulle leda till försämrad relativ rotation av slagskon och ringborrkronan samt skulle leda till slitage av dessa. En fördelaktig sidoeffekt av O-ringen 19 är att den kan |n>nn 10 15 20 25 30 o o ooo o o no o no oo on oo n n o n o n o o o n no o n n o n n n n n n o n o o o o n ooo n nno n o non ooo o o n o o o o n o o o o n n o o n o no n n n o o n o o o n o o o o o on ono oo oo o o n o on 6 användas för att hålla halvorna 18A, 18B i urtagningen 44 vid leverans av borrverktyget innan svetsning sker på borrplatsen. I sådant fall omspänner O- ringen halvorna 18A, 18B enligt den streckade linjen i Fig. 1C.The O-ring 19 is arranged in the recess 44 to seal the clearance between the percussion shoe and the recess to avoid intrusion of drill cuttings between the inner cylindrical surface of the percussion shoe and the ring drill bit. intrusion of drill cuttings in between would lead to impaired relative rotation of the percussion shoe and the ring drill bit and would lead to wear of these. An advantageous side effect of the O-ring 19 is that it can be used 10 n 20 n 25 15 20 25 30 to hold the halves 18A, 18B in the recess 44 upon delivery of the drilling tool before welding takes place at the drilling site. In such a case, the O-ring spans the halves 18A, 18B along the broken line in Fig. 1C.

Borrverktyget 10 monteras påföljande sätt. Borradapterns 20 främre del 26 förs med tappen 21 först genom ringborrkronans centrala hål 48. Därefter linjeras ryggarna 29 hos den främre delen 26 med spåren 49 i hålet 48 varefter den främre delen kan inskjutas i ringborrkronan tills att slagytorna 31, 47 anslår mot varandra. En relativ position mellan ringborrkronan och borradaptern har nu uppnåtts enligt till exempel Fig. 1C, varvid stiften 30 i borradaptern anordnas axiellt framför stiften 41 i ringborrkronan. Genom sådan relativ stiftplacering erhålls en god styrning av dessa delar under borrning. Därefter skruvas pilotborrkronan 12 eller 14 på tappen 21 genom samverkan mellan hongängan 15 och hangängan 22. Därefter påförs O-ringen på konventionellt sätt till urtagningen 44 i ringborrkronan. Sedan bringas metallhalvorna 18A, 18B runt urtagningens bottenyta 44C, varefter dessa svetsas samman medelst svetsarna 50A, 50B. Borrverktyget 10 är nu färdigt att gängas till en borrstång 62 via gängan 36 samt att svetsas till ett foderrör 46 medelst svetsen 51. Foderröret är avsett att användas som kanal för borrkax.The drilling tool 10 is mounted as follows. The front part 26 of the drilling adapter 20 is passed with the pin 21 first through the central hole 48 of the annular drill bit. A relative position between the ring drill bit and the drill bit adapter has now been achieved according to, for example, Fig. 1C, wherein the pins 30 in the drill bit adapter are arranged axially in front of the pins 41 in the ring drill bit. Through such relative pin placement, a good control of these parts is obtained during drilling. Thereafter, the pilot drill bit 12 or 14 is screwed onto the pin 21 by the interaction between the female thread 15 and the male thread 22. Thereafter, the O-ring is applied in a conventional manner to the recess 44 in the ring drill bit. Then, the metal halves 18A, 18B are brought around the bottom surface 44C of the recess, after which they are welded together by means of the welds 50A, 50B. The drilling tool 10 is now ready to be threaded to a drill rod 62 via the thread 36 and to be welded to a casing 46 by means of the weld 51. The casing is intended to be used as a channel for drill cuttings.

Borrning av berg för att konsolidera instabilt berg sker på följande sätt. Ett rör i en rad av foderrör av stål införs i berget genom att borrstången 62, vilken är fastskruvad i borrverktyget, roteras och samtidigt förmedlar stötvågor till borradaptern 20. Därmed ingriper pilotborrkronan 11 eller 12 i berget under samtidig spolning via kanaler 37, 39 i pilens 52 riktning, se Fig. 1E. Det medföljande foderröret 46 och slagskon 18 är ej avsedda att rotera relativt det blivande borrhålet. Efter det att pilctborrkronan arbetat sig in i berget motsvarande kronans axiella längd kommer borradapterns stift 30 i ingrepp med berget varvid därefter i huvudsak allt borrkax kommer att returneras i riktning enligt pilen 57 med spolmediet via de kanaler 53, 54, 55 och 56 som bildas av hålets 48 vägg och spåren 28. Borrkaxet forslas sedan vidare via spåren 33 och bakåt inuti foderröret 46. Stiften 41 hos ringborrkronan kommer i ingrepp med berget när borradaptern arbetat sig in i berget cirka 1 cm. Denna etappvisa ingreppssekvens ger en god styrning för att uppnå raka hål i berget. »alla 10 15_ 20 25 30 519 312 o s u c Q u - o v ø u | r ø o u se 7 Borradapterns ryggar 29 fungerar som medbringare av ringborrkronan och dessa samverkar medelst formlåsning. Genom att ryggarna ingriper relativt långt in i ringborrkronan i radiell riktning kan ett relativt stort moment överföras under borrningen, beroende på att ryggarnas gemensamma cirkel C1 har en diameter D1 vilken är större än diametern D2 på cirkeln C2 för stiftens 41 radiellt inre delar. När borrverktyget 10 arbetat sig fram till önskat djup i berget kan borrstången 62 bringas att dra tillbaka borradaptern och pilotborrkronan och därmed lämnas ringborrkronan 17, vilken är anordnad i änden på foderröret 46, kvar i borrhålet. Proceduren upprepas för att borra in ytterligare foderrör. Sedan fylls foderrören med betong eller dylikt för att bilda ett skyddande paraply för att bära och hålla samman berget ovanför paraplyet medan berget under paraplyet avlägsnas. Om även foderröret 46 och ringborrkronan skall användas ﬂer gånger så kan foderrörets andra ände greppas för att dra ut dessa komponenter.Drilling of rock to consolidate unstable rock takes place in the following way. A tube in a series of steel casing tubes is inserted into the rock by rotating the drill rod 62, which is screwed into the drilling tool, and at the same time transmitting shock waves to the drill adapter 20. Thus, the pilot drill bit 11 or 12 engages in the rock 52 direction, see Fig. 1E. The included casing 46 and impact shoe 18 are not intended to rotate relative to the future borehole. After the pilct drill bit has worked its way into the rock corresponding to the axial length of the crown, the pin 30 of the drill adapter will engage the rock, after which substantially all the drill cuttings will be returned in the direction of arrow 57 with the spool medium via the channels 53, 54, 55 and 56 formed by the wall 48 of the hole 48 and the grooves 28. The drill cuttings are then transported further via the grooves 33 and backwards inside the casing 46. The pins 41 of the ring drill bit engage the rock when the drill adapter has worked its way into the rock about 1 cm. This step-by-step intervention sequence provides good guidance for achieving straight holes in the rock. »Alla 10 15_ 20 25 30 519 312 o s u c Q u - o v ø u | r ø o u se 7 The backs 29 of the drill adapter act as carriers of the ring drill bit and these cooperate by means of form locking. Because the ridges engage relatively far into the ring drill bit in the radial direction, a relatively large torque can be transmitted during drilling, due to the fact that the common circle C1 of the ridges has a diameter D1 which is larger than the diameter D2 of the circle C2 for the radially inner parts of the pins 41. When the drilling tool 10 has worked its way to the desired depth in the rock, the drill rod 62 can be caused to retract the drill adapter and the pilot drill bit and thus the ring drill bit 17, which is arranged at the end of the casing 46, is left in the borehole. The procedure is repeated to drill in additional casing. Then the casings are filled with concrete or the like to form a protective umbrella to carry and hold the rock above the umbrella while the rock under the umbrella is removed. If the casing 46 and the ring drill bit are also to be used several times, the other end of the casing can be gripped to pull out these components.

Fig. 2A-2F visar en alternativ utföringsform av ett bergborrverktyg 10' enligt föreliggande uppﬁnning. Lika siffror deﬁnierar liknande detaljer som beskrivits ovan. Det som funktionsmässigt skiljer denna utföringsform från den ovan beskrivna utföringsformen är att återdragning av ringborrkrona och foderrör 46 möjliggörs med hjälp av enbart borrstång 62. Detta har åstadkommits genom att borradaptern 20' och ringborrkronan 17' erhållit konstruktiva ändringar.Figs. 2A-2F show an alternative embodiment of a rock drilling tool 10 'according to the present invention. Equal numbers denote similar details as described above. What functionally distinguishes this embodiment from the above-described embodiment is that retraction of the ring drill bit and casing 46 is made possible by means of only drill rod 62. This has been achieved by the drill adapter 20 'and the ring drill bit 17' receiving constructive changes.

Drivdelen 26' har ett flertal, företrädesvis fyra eller fem, längsgående yttre kaxspår 28'. Borradapterns 20' ryggar 29' har främre ändar som var och en innefattar en klack 59' utbredd på läsidan om samhörande stift, det vill säga klacken 59' kommer efter stiftet i rotationsriktningen R, se Fig. 2D. Klacken har en väsentligen plan undersida 60' vilken är i huvudsak vinkelrät mot centrumlinjen CL. Minsta avståndet mellan ett undersidans 60' plan P' och samhörande slagyta 31 är större än minsta avståndet mellan den främre ytan 42' och slagytan 47' så att ett spel S' kan bildas mellan klackens undersida 60' och den främre ytan 42' i monterat tillstånd, se Fig. 2C. Ringborrkronans 17' hålvägg 48' har relativt breda spår 49' för att tillåta klackarna 59' att passera genom ringborrkronan.The drive part 26 'has a plurality, preferably four or five, of longitudinal outer cuttings groove 28'. The backs 29 'of the drill adapter 20' have front ends which each comprise a lug 59 'extended on the reading side about associated pins, i.e. the lug 59' comes after the pin in the direction of rotation R, see Fig. 2D. The lug has a substantially flat underside 60 'which is substantially perpendicular to the center line CL. The minimum distance between the plane P 'of the underside 60' and the associated impact surface 31 is greater than the minimum distance between the front surface 42 'and the impact surface 47' so that a clearance S 'can be formed between the underside 60' of the lug and the front surface 42 'in mounted condition, see Fig. 2C. The hole wall 48 'of the ring drill bit 17' has relatively wide grooves 49 'to allow the lugs 59' to pass through the ring drill bit.

Borrning av berg med borrverktyget 10' för att konsolidera inte fullt så instabilt berg sker på liknande sätt såsom beskrivits i samband med den först >;,1| 10 15 20 519 312 8 nämnda utföringsformen. Emellertid om även foderröret 46 och ringborrkronan 17' skall användas fler gånger så kàn borstångens rotations riktning reverseras tillräckligt för att bringa en del av undersidan 60' direkt framför den främre ytan 42' så att ett varandra överlappande, kontaktande område 61 ', se Fig. 2E, bildas vid återdragning av borradaptern 20' ur borrhålet. Därmed medbringas även foderröret 46 och ringborrkronan 17' ur borrhålet och kan återanvändas för nästa hål. Borrhålen fylls så småningom med betong eller dylikt.Drilling of rock with the drilling tool 10 'to consolidate not so unstable rock takes place in a similar way as described in connection with the first> ;, 1 | 10 15 20 519 312 8 said embodiment. However, even if the casing 46 and the ring drill bit 17 'are to be used several times, the direction of rotation of the drill rod can be reversed sufficiently to bring a portion of the underside 60' directly in front of the front surface 42 'so that an overlapping contact area 61', see Figs. 2E, is formed upon retraction of the drill adapter 20 'from the borehole. Thus, the casing 46 and the ring drill bit 17 'are also carried out of the borehole and can be reused for the next hole. The boreholes are eventually filled with concrete or the like.

Således medför borrverktyget 10, 10' enligt föreliggande uppfinning att kaxavgången ej hindras, att god medbringning av ringborrkronan i rotationsriktningen tillförsäkras och att pilotborrkronan enkelt kan återdragas från ringborrkronan. En ytterligare fördel är att olika konventionella bergborrkronor kan användas som pilotborrkronor. Dessutom enligt en utföringsform av borrverktyget 10' enligt föreliggande uppfinning medför en praktisk och enkel valfrihet avseende att lämna foderrör och ringborrkrona i borrhålet eller ej.Thus, the drilling tool 10, 10 'according to the present invention means that the cachet departure is not prevented, that good entrainment of the ring drill bit in the direction of rotation is ensured and that the pilot drill bit can be easily retracted from the ring drill bit. An additional advantage is that various conventional rock drill bits can be used as pilot drill bits. In addition, according to an embodiment of the drilling tool 10 'according to the present invention, a practical and simple freedom of choice with regard to leaving casing and annular drill bit in the borehole or not entails.

Ringborrkronan 17, 17' enligt de ovan beskrivna utföringsformerna är försedd med bergawerkande organ i form av bergborrstift. inom ramen för uppﬁnningen är det tänkbart att ringborrkronan uppvisar andra typer av bergavverkande organ, exempelvis skär av hårdmetall.The ring drill bit 17, 17 'according to the embodiments described above is provided with rock-acting members in the form of rock drill pins. within the framework of the invention, it is conceivable that the ring drill bit has other types of rock-cutting members, for example carbide inserts.

Bergborrverktyget enligt föreliggande uppfinning innefattar således bland annat skydd för de formlåsande ryggarna i form av krossande organ så att deformation av ryggarna minimeras. Dessutom medverkar de krossande organen till att rymma berget i området mellan pilotborrkronan och ringborrkronan.The rock drilling tool according to the present invention thus comprises, among other things, protection for the form-locking ridges in the form of crushing members so that deformation of the ridges is minimized. In addition, the crushing means help to accommodate the rock in the area between the pilot drill bit and the ring drill bit.

Claims

vara: 10 15 20 25 30 519 512 a | o o u: Patent claim

A rock drilling tool for striking drilling, wherein the rock drilling tool (10; 10 ') is intended to be connected to a casing (46) and a drill rod (62) to form a borehole, said casing being intended to be used as a channel for drilling cuttings, said rock drilling tools comprise: - a drilling adapter (20; 20 ') comprising a flushing channel (37) for flushing medium, first carrier (29; 29') for transmitting rotation and first (21, 22) and second (35,36) fastening means, wherein the second fastening means is intended to cooperate with one end of the drill rod, - a central pilot drill bit (11,12) provided with rock-acting means (13,14) and releasably connected to the first fastening means (21,22) of the drilling adapter, - an annular drill bit (17; 17 ') provided with rock cutting means (41) and arranged to surround parts of the drilling adapter during drilling, the ring drill bit comprising second carriers (49; 49') intended to cooperate with the drilling adapter's first carrier (29; 29 ') for rotating the ring drill bit with the drilling adapter , and - a sling (18) intended to be secured to both the casing and the annular drill bit at least in connection with drilling, which percussion shoe is arranged to carry the casing only in the axial direction of the tool, whereby the casing (46) and the annular drill bit can be left in the borehole after drilling, characterized in that the front end of the first driver (28, 28 ') of the drill adapter (20; 20') includes crushing means (30) such as pins, chisel inserts, hard coatings or the like.

The drilling tool according to claim 1, wherein the first carrier (29; 29 ') of the drilling adapter and the second carrier (49; 49') of the ring drill bit cooperate by means of pre-locking.

The drilling tool according to claim 1 or 2, wherein the drilling adapter (20; 20 ') comprises a striking surface (31) for transmitting shock waves to a striking surface (47) at one end of the ring drill bit (17; 17') facing away from the ring drilling bit ( 41). 10 15 20 25 30 519 312 o ø u | | : | ø u now 10

The drilling tool according to any one of the preceding claims, wherein the first driver (29; 29 ') of the drilling adapter defines a circle (C1), which has a diameter (D1) larger than the diameter (D2) of a circle (C2) for radially inner parts of the rock-acting member of the ring drill bit (41).

The drilling tool according to any one of the preceding claims, wherein the first carrier (29 ') of the drilling adapter comprises a lug (59') intended to engage with a front surface (42 ') of the annular drill bit to enable retraction of the drilling tool and the casing (46).

An annular drill bit intended to be included in a rock drilling tool (10; 10 ') for striking drilling, wherein the rock drilling tool (10; 10') is intended to be connected to a casing and a drill rod (62) to form a borehole, said ring drill bit ( 17; 17 ') is provided with rocking means (41) and is arranged to surround parts of a drilling adapter during drilling, the ring drill bit comprising second carriers (49; 49') intended to cooperate with the drilling adapter's first carrier for rotating the ring drill bit with the drilling adapter, characterized in that a central hole (48; 48 ') passes through the ring drill bit, the wall of the hole comprising second carriers in the form of a number of longitudinal grooves (49; 49'), the grooves being designed to allow passage of the first carrier of the drill adapter.

The ring drill bit according to claim 6, wherein the second carrier (49; 49 ') of the ring drill bit is arranged to cooperate by means of form locking with the drill adapter.

The ring drill bit according to any one of the preceding claims 6 and 7, wherein the second driver (49; 49 ') of the ring drill bit defines a circle (C1) which has a larger diameter (D1) than the diameter (D2) of a circle (C2) for radial internal parts of the ring-acting member of the ring drill bit (41).

A drilling adapter intended to be included in a rock drilling tool (10; 10 ') for striking drilling, the rock drilling tool (10; 10') being intended to be connected to a casing: only 5 519 312 a I oounnu I nu 11 and a drill rod (62) to form a borehole, the drilling adapter (20; 20 ') comprising a flushing medium (37) for flushing medium, first driver (29; 29') for transmitting rotation and first (21,22) and second (35, 36) fastening means, the second fastening means being intended to cooperate with one end of a drill rod while the first fastening means (21, 22) of the drilling adapter are intended to be releasably connected to a central pilot drill bit, characterized in that an axially front end of the first carrier ( 28,28 ') of the drill adapter (20; 20') includes crushing means (30) such as pins, chisel inserts or hard coatings or the like.

The drilling adapter according to claim 9, wherein the first carrier (29 ') of the drilling adapter connects to a lug (59') intended to engage with a front surface of the ring drill bit to enable retraction of the drilling tool and the casing from a borehole.