SE520077C2 - Handel, borrkrona och gängförband för slående bergborrning - Google Patents

Description

20 25 b) C) 1 u u. » . i. I., .. ., , v w- i n i 1 s. - . .. v - -f t . . . . , , , , =«- .i - . . .- n .- u ~ ~ »a | . . | I f I i m .= l1825SE 02/06/21 2 Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att väsentligt förbättra motståndet mot utmattning i sektioner med reducerad tvärsnittsarea i ett borrelement för slående bergborrning.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att väsentligt förbättra motståndet mot utmattning i gängbottnar i ett gängat parti i ett borrelement för slående bergborrning.

Kortfattad beskrivning av ritninqarna Detta och andra syften har uppnåtts genom en handel, en borrkrona och ett gängförband för slående bergborrning, vilka erhållit särdrag enligt de efterföljande oberoende patentkravens kännetecknande delar med hänvisning till ritningarna.

Fig. 1 visar en handel hos en konventionell stång i sidovy.

Fig. 2 visar en annan handel hos en konventionell stång i sidovy.

Fig. 3A visar en handel enligt föreliggande uppfinning hos en stång l sidovy.

Fig. SB visar ett tvärsnitt enligt linjen B-B i Fig. 3A. Fig. 3C visar ett tvärsnitt enligt linjen C-C i Fig. 3A. Fig. 3D visar handelen i perspektivvy.

Fig. 4 visar ett axiellt tvärsnitt av en borrkrona enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 5 visar ett gängförband enligt föreliggande uppfinning i partiellt tvärsnitt.

Detaljerad beskrivninq av uppfinningen Var och en av de i Fig. 1 och 2 visade handelarna 1, 2 för slående borrning är vid sin ena ände försedd med en gängad handel 3 och i sin andra, ej visade ände en identisk handel eller en hondel i form av ett invändigt gängat, hylsformat parti.

Handelen 3 är i detta fall ansluten till en rund stång 4, företrädesvis medelst friktionssvetsning. Handelens svagaste tvärsnitt är där minsta tvärsnittsarean finns, se gängsläppningen 5 respektive sista gängvarvet 6.

Vid simulerade böjprover med hjälp av finita elementmetoden (FEM) har vi funnit att det är möjligt att sänka påkänningen i handelens svagaste tvärsnitt avsevärt och därmed erhålla längre livslängder hos handelarna.

Den i Fig. 3A-3D visade borrstången 10 för slående borrning är vid sin ände utbildad med en tapp eller handel 11 enligt föreliggande uppfinning försedd med en hangänga eller utvändig gänga 12. Borrstången har vidare en genomgående 10 15 20 '25 Q.) Ci 520 077 J., HSZSSE 02/06/21 3 spolkanal 13, genom vilken ett spolmedium, vanligen luft eller vatten, leds.

Handelens 11 ändyta bildar en ringformig anslagsyta 14, vilken vid anslutning till en borrkrona är avsedd att anligga mot en motsvarande ringformad anslagsyta i en central urtagnings betten i borrkronan. Området för gängans fulla profil på handelen 11 har en minsta första tvärsnittsarea X, se det streckade området i Fig. 3B.

Handelen 11 innefattar ett sista gängvarv 15 eller en gängutgång med en relativt området för gängans fulla profil ökad andra tvärsnittsarea, se det streckade området Y i Fig. 3C. Den minsta tvärsnittsarean hos handelen föreligger i området där gängan har full profil och den andra tvärsnittsarean mäts inom intervallet 1 - 5 mm från den första tvärsnittsarean. Gängan 12 är anordnad vid ett första parti 16 på handelens ände. Partiets 16 längd L är längden, från ett anslagsytans 14 plan P, hos en imaginär, rak cirkulär cylinder C som tangerar gängans yttre periferi eller yttre diameter Dy, se Fig. 3D. Cylinderns C diameter Dy är mindre än 37 mm. Planet P är vinkelrätt mot centrumlinjen CL. Längden L delad med cylinderns diameter Dy ligger inom intervallet 1 - 2. lntervallet är företrädesvis 1,2 - 1,9 och helst 1,3 - 1,6. Som exempel kan nämnas att handelar med längden L=57 mm och Dy=32,85 ger den ungefärliga kvoten 1,7 och handelar med längden L=44,3 mm och Dy=32,85 ger den ungefärliga kvoten 1,3. Anslagsytan 14 ansluter via en fas till en tapp 17 vilken är cylindrisk eller konisk. Tappen 17 saknar gänga och är i vissa fall avsedd att styra mot en urtagning i borrkronan när förbandet monterats. Tappen 17 ansluter till gängan 12.

Den i Fig. 4 visade borrkronan 20 för slående borrning innefattar ett borrhuvud 21 och ett skaft eller en kjol 22. Borrhuvudet 21 och kjolen 22 är utförda i ett stycke.

En för bergborrkronan 20 och handelen 10 gemensam längsgående centrumlinje CL är inritad i figurerna. Bergborrkronan 20 är försedd med en urtagning 23 försedd med en invändig hongänga 24, vilken skall uppta den utvändiga hangängan 12 på handelen 10. Borrhuvudet 21 hos bergborrkronan enligt föreliggande uppfinning är på sedvanligt sätt försett med bergavverkande organ, vid den visade utföringsformen i form av hårdmetallstift, av vilka ett antal cirkulärt placerade periferistift 25 och två frontstift 26 visas. Axiellt mellan urtagningen 23 hos bergborrkronan och fronten hos borrhuvudet 21 sträcker sig ett antal kylmedelkanaler 27. I sagda urtagnings botten 10 15 20 325 so f; u. v . u f. -. .. ., u ~- » f . . .i , , . , , - =. .vi . . » .- . 'f -- -« I ~ n f »i w. i »_ . .i - | . , ,,, , I v v 1» fi. ll825SE 02/06/21 4 är anordnad en anslagsyta 30, ett så kallat bottenanslag, för handelens 10 anslagsyta 14.

Gängan 24 innefattar en gängsläppning 28 med reducerad tvärsnittsarea.

Gängan 24 är anordnad vid ett andra parti 29 i urtagningen 23. Partiets 29 längd L' är längden, från ett anslagsytans 30 plan P', som en imaginär, rak cirkulär cylinder C' tangerar gängans inre periferi Di. Cylinderns C' diameter Di är mindre än 37 mm, företrädesvis mindre än 36 mm. Planet P' är vinkelrätt mot centrumlinjen CL.

Längden L' delad med cylinderns diameter Di ligger inom intervallet 1 - 2. intervallet är företrädesvis 1,2 - 1,9 och helst 1,3 - 1,6. Anslagsytan 30 ansluter via en ansats till gängsläppningen 28. Gängsläppningen ansluter till gängan 24. Som exempel kan nämnas att borrkronor med längden L'=39,7 mm och Di=29,5 mm ger den ungefärliga kvoten 1,4 och borrkronor med längden L'=52,5 mm och Di=29,5 mm ger den ungefärliga kvoten 1.8.

Längden L, L' beräknas från planet P, P' så länge gängan har full profil.

Alternativt kan sägas att en rak cirkulär cylinder skulle kunna träs över handelen 10 eller föras in i urtagningen 23 med glidpassning ett avstånd eller en längd L, L' från planet P, P' till dess att cylindern endera lättar från gängan eller slår emot en förtjockad gängavslutning.

I Fig. 5 visas ett gängförband 40 enligt föreliggande uppfinning innefattande handelen 10 och borrkronan 20. Handelen 10 har skruvats in i borrkronan 20 så att anslagsytorna 14 och 30 anslagit mot varandra. Eftersom den del med reducerad tvärsnittsarea på handelen 10 anordnats på relativt kort avstånd från förbandets 40 fria ände kommer böjspänningen att bli lägre där än vid konventionella förband där hävarmen är betydligt längre. Handelen och borrkronan innefattar cylindriska ytor anordnade axiellt bortom och radiellt utanför gängorna för glidpassning mot varandra under montering.

Uppfinningen baseras på att en kortare gänga ger lägre böjpåkänning.

Spänningen i sista gängvarvet eller gängsläppningen sjunker åtminstone 30 % jämförd med kända förband. Med ett konventionellt gängförband var normal livslängd cirka 850 m medan den nya handelen uppnådde cirka 2050 m innan förbandet ansågs utslitet.

Claims (9)

10 15 20 '25 30 520 077 1182555 02/06/21 5 Patentkrav

1. En handel för slående bergborrning innefattande sektioner med reducerad tvärsnittsarea, åtminstone en gänga (12) för slående bergborrning anordnad vid ett parti (16) på en handelens ände, varvid handelens ände innefattar en anslagsyta (14) för överföring av stötvågor, varvid handelen har en första tvärsnittsarea i ett område där gängan har full profil, k ä n n e t e c k n a d av att partiets (16) längd (L) definieras som längden av en cylinder (C), från ett anslagsytans plan (P), där cylinderns diameter sammanfaller med gängans yttre diameter (Dy), varvid längden (L) delad med gängans diameter (Dy) ligger inom intervallet 1 - 2, varvid handelen har en andra tvärsnittsarea strax bortom nämnda område, vilken andra tvärsnittsarea är större än den första tvärsnittsarean.

2. Handelen enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den minsta tvärsnittsarean hos handelen föreligger i området där gängan har full profil och av att den andra tvärsnittsarean mäts inom intervallet 1 - 5 mm från den första tvärsnittsarean.

3. Handelen enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att intervallet är 1,2 - 1,9 helst 1,3 - 1,6 och av att cylinderns (C) diameter (Dy) är mindre än 37 mm.

4. Handelen enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den är fast ansluten till en ände av en stång eller ett rör av stål och bildar en borrstång och av att borrstången innefattar en genomgående spolkanal (13).

5. En borrkrona för slående bergborrning innefattande sektioner med reducerad tvärsnittsarea, varvid bergborrkronan (20) är försedd med en central urtagning (23) innefattande en invändig hongänga (24) för slående bergborrning anordnad vid ett parti (29) i urtagningen (23), varvid urtagningen innefattar en anslagsyta (30), k ä n n e t e c k n a d av att partiets (29) längd (L') definieras som längden hos en rak cirkulär cylinder (C') från ett anslagsytans (30) plan (P') där cylinderns diameter 10 15 20 25 30 520 077 1182585 02/06/21 6 sammanfaller med gängans inre diameter (Di), och av att längden (L') delad med gängans inre diameter (Di) ligger inom intervallet 1 - 2.

6. Borrkronan enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att intervallet är 1,2 - 1,9, helst 1,3 - 1,6 och av att cylinderns (C) diameter (Di) är mindre än 36 mm.

7. Borrkronan enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av att den är fast ansluten till en ände av en stång eller ett rör av stål och bildar en borrstång (25) och av att borrstången innefattar en genomgående spolkanal (20).

8. Ett gängförband mellan en handel och en borrkrona för slående bergborrning, varvid handelen innefattar sektioner med reducerad tvärsnittsarea, åtminstone en gänga (12) för slående bergborrning anordnad vid ett första parti (16) på en handelens ände, varvid handelens ände innefattar en anslagsyta (14) för överföring av stötvågor, varvid handelen har en första tvärsnittsarea i ett område där gångan har full profil, varvid borrkronan innefattar sektioner med reducerad tvärsnittsarea, varvid bergborrkronan (20) är försedd med en central urtagning (23) innefattande en invändig hongänga (24) för slående bergborrning anordnad vid ett andra parti (29) i urtagningen (23), varvid urtagningen innefattar en anslagsyta (30), k ä n n e t e c k n at av att det första partiets (16) längd (L) definieras som längden av en cylinder (C), från ett anslagsytans plan (P), där cylindern tangerar gängans yttre diameter (Dy), varvid längden (L) delad med gängans diameter (Dy) ligger inom intervallet 1 - 2 och av att det andra partiets (29) längd (L') definieras som längden från ett anslagsytans (30) plan (P') av en rak cirkulär cylinder (C') där denna tangerar gängans inre diameter (Di), och av att längden (L') delad med gängans diameter (Di) ligger inom intervallet 1 - 2.

9. Gängförbandet enligt krav 8, k ä n n e t e c k n at av att intervallet är 1,2 - 1,9, helst 1,3 - 1,6 och av att cylinderns (C;C') diameter (Dy;Di) är mindre än 37 mm.