SE524178C2

SE524178C2 - reamer

Info

Publication number: SE524178C2
Application number: SE0203286A
Authority: SE
Inventors: Stefan Virtanen
Original assignee: Atlas Copco Secoroc Ab
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2004-07-06
Also published as: DE60317548T2; DE60317548D1; WO2004042183A1; ZA200503557B; EP1558832A1; AU2003265181A1; SE0203286L; CA2503815A1; EP1558832B1; PE20040382A1; ES2295693T3; US20060096788A1; ATE378498T1; SE0203286D0

Abstract

A reamer assembly for widening a drilled pilot hole or for widening a hole that has been widened in a first step in a down-the-hole drilling operation, includes a shank (14) for attachment of the reamer to the end of a down-the-hole hammer drill and a conical drill bit or crown (15). The conical bit (15) of the reamer is divided into at least three segments (18) which are terminated with a transverse end surface (21) that directly connects the conical segments and at least three of the segments (18) include drill buttons (16) that are disposed equidistantly from the centre axis of the drill bit (15).

Description

25 30 _ . . . . _. 524 178... .= -- == .- ;::2I u: : . ;_ .:. : z _ _ , .a--u 0 Det är därför ett ändamål med föreliggande uppfinning' att åstadkomma en ny upprymningsborr, med vilken samtliga de ovannämnda problemen och nackdelarna kan undanröjas. 25 30 _. . . . _. 524 178 .... = - == .-; :: 2I u::. ; _.:. It is therefore an object of the present invention to provide a new reaming drill with which all the above-mentioned problems and disadvantages can be eliminated.

Ovannämnda ändamål med uppfinningen har uppnåtts genom att upprymningsborrens koniskt utformade borrkrona är uppdelad i åtminstone tre segment vilka är avslutade med en tvärgàende ändyta direkt förbindande de koniska segmenten och att i minst tre av segmenten är anordnat borrstift som är belägna på samma avstånd från borrkronans axiella centrum.The above object of the invention has been achieved in that the conically shaped drill bit of the reaming drill is divided into at least three segments which terminate with a transverse end surface directly connecting the conical segments and that in at least three of the segments are arranged drill pins located at the same distance from the axial center of the drill bit. .

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i form av ett icke begränsande utföringsexempel, åskàdliggjort med hjälp av de bifogade ritningsfigurerna, där Fig. 1 schematiskt visar en upprymningsborr enligt känd teknik vid borrning i hærg, Fig. 2 visar en motsvarande vy av en upprymningsborr enligt uppfinningen vid borrning i berg, Fig. 3 visar schematiskt en projektion till ett gemensamt plan av borrstiften i ett seg- ment av upprymningsborren, Fig. 4 visar schematiskt en per- spektivvy av en upprymningsborr enligt uppfinningen, och Fig. 5 visar upprymningsborren i Fig. 4 i en ändvy sedd från borrkronesidan.The invention will now be described in more detail in the form of a non-limiting exemplary embodiment, illustrated by means of the accompanying drawing figures, in which Fig. 1 schematically shows a reaming drill according to the prior art when drilling in a ravine, Fig. 2 shows a corresponding view of a reaming drill according to the invention. in drilling in rock, Fig. 3 schematically shows a projection to a common plane of the drill pins in a segment of the reaming drill, Fig. 4 schematically shows a perspective view of a reaming drill according to the invention, and Fig. 5 shows the reaming drill in Figs. 4 in an end view seen from the drill bit side.

Fig. l visar således en upprymningsborr 1 borrande i berg 2, för att vidga ett i förväg borrat pilothål 3. Upprymningsbor- ren 1 innefattar ett skaft 4 och en därpå fastsatt koniskt utformad borrkrona 5. På de koniska ytorna av borrkronan 5 är fastsatt en mängd borrstift 6, som är anordnade att utföra själva borrningen och avverka berg. Vid änden av borrkronan 5, bort från skaftet 4 är anordnat en pilotkropp 7, en huvud- sakligen cylindrisk kropp, som skjuter ut ett stycke fràn den koniskt formade borrkronan 5. Denna pilotkropp 7 har en yt- K: \Pat:m\O20 l67sc\Ansöknin gstexLdoc, 2002-] 1-07 10 15 20 25 30 524 178 - n , uv-a terdiameter som är något mindre än innerdiametern på pilothà- let 3. Med hjälp av pilotkroppen 7 kan därmed upprymningsbor- ren. 1 styras så i. pilothàlet 3 att den avverkar berget 2 symmetriskt kring centrum av pilothàlet, och så att det upp- rymda hålet följer det tidigare uppborrade pilothàlet 3.Fig. 1 thus shows a reaming drill 1 drilling in rock 2, to widen a pre-drilled pilot hole 3. The reamer drill 1 comprises a shaft 4 and a conically shaped drill bit 5 attached thereto. On the conical surfaces of the drill bit 5 a quantity of drill pins 6, which are arranged to carry out the actual drilling and fell rock. At the end of the drill bit 5, away from the shaft 4, a pilot body 7 is arranged, a substantially cylindrical body, which projects a distance from the conically shaped drill bit 5. This pilot body 7 has a surface K: \ Pat: m \ O20 l67sc \ Application gstexLdoc, 2002-] 1-07 10 15 20 25 30 524 178 - n, uv a diameter that is slightly smaller than the inner diameter of the pilot hole 3. With the help of the pilot body 7, the reaming drill can thus. 1 is guided so in. The pilot hole 3 that it cuts the rock 2 symmetrically around the center of the pilot hole, and so that the cleared hole follows the previously drilled pilot hole 3.

Fig. 2 visar en upprymningsborr 11 enligt uppfinningen. Den främsta skillnaden. man ser jämfört med den tidigare kända upprymningsborren 1, visad i Fig. 1, är att den nya upprym- ningsborren 11 enligt uppfinningen saknar pilotkropp. För styrningen av upprymningsborren förlitar man sig istället på borrstiften 16, som i borrkronan 15 i upprymningsborren en- ligt uppfinningen har erhållit en exakt placering, för att de gemensamt ska se till att styra upprymningsborren 11 i pilot- hàlet 13 vid borrning i berg 12. Upprymningsborren 11 är för övrigt konstruerad på huvudsakligen samma sätt som den visad i Fig. 1, dvs. innefattande ett skaft 14 och en huvudsakligen koniskt utformad borrkrona 15.Fig. 2 shows a reaming drill 11 according to the invention. The main difference. it can be seen compared with the previously known reaming drill 1, shown in Fig. 1, that the new reaming drill 11 according to the invention lacks a pilot body. For the control of the reaming drill, one instead relies on the drill pins 16, which in the drill bit 15 in the reaming drill according to the invention have been given an exact location, so that they jointly ensure to guide the reaming drill 11 in the pilot hole 13 when drilling in rock 12. The reaming drill 11 is otherwise constructed in substantially the same manner as that shown in Fig. 1, i.e. comprising a shaft 14 and a substantially conically shaped drill bit 15.

Borrkronan. 15 hos upprymningsborren. 11 enligt uppfinningen har sin koniska yta uppdelad i ett antal segment 18. I varje segment 18 är anordnat ett antal borrstift 16. Dessa borr- stift 16 har samma placering i resp. segment 18, dvs. i varje segment finns borrstift 16 som är belägna på samma avstånd från borrkronans/upprymningsborrens axiella centrum. Således är stiftet 16a i segmentet 18 beläget på samma avstånd från upprymningsborrens axiella centrum som stiftet 16a' i segmen- tet 18', se Fig. 4 och 5. Likaså är stiftet 16c i segmentet 18 beläget pà samma avstånd från upprymningsborrens axiella centrum som stiftet 16c' i segmentet 18'.Borrkronan. 15 of the reaming drill. 11 according to the invention has its conical surface divided into a number of segments 18. In each segment 18 a number of drill pins 16 are arranged. These drill pins 16 have the same location in resp. segment 18, i.e. in each segment there are drill pins 16 which are located at the same distance from the axial center of the drill bit / reaming drill. Thus, the pin 16a in the segment 18 is located at the same distance from the axial center of the reaming drill as the pin 16a 'in the segment 18', see Figs. 4 and 5. Likewise, the pin 16c in the segment 18 is located at the same distance from the axial center of the reaming drill as the pin 16c 'in segment 18'.

Genom placeringen av borrstiften 16 på detta sätt i borrkro- nan 15 kan stiften själva styra upprymningsborren 11 'vid K: \Patcnt\O20 l 67sc\Ansökníngstexl.d0ß. 2002- I l-07 10 15 20 25 30 524 178 n... borrning i berg 12, så att det upprymda hålet följer pilothå- let 13.By placing the drill pins 16 in this way in the drill bit 15, the pins themselves can guide the reaming drill 11 'at K: \ Patcnt \ O20 l 67sc \ Ansökníngstexl.d0ß. 2002- I l-07 10 15 20 25 30 524 178 n ... drilling in rock 12, so that the raised hole follows the pilot hole 13.

De olika stiften 16 i varje segment 18 är så placerade att de ligger pà olika radiellt avstånd från borrkronans axiella centrum, så att åtminstone ett borrstift i varje segment kan styra upprymningsborren mot kanten av ett pilothàl. Vid pro- jektion till ett gemensamt plan, såsom visas i Fig. 3, kommer borrstiften 16 därmed att ligga intill, eller något överlap- pande 'varandra. Härigenonx kan tillförsäkras att åtminstone ett borrstift 16 i varje segment 18 alltid kan stöda mot kanten av ett pilothål och styra upprymningsborren längs detta.The different pins 16 in each segment 18 are positioned so that they are at different radial distances from the axial center of the drill bit, so that at least one drill pin in each segment can guide the reaming drill towards the edge of a pilot hole. When projected to a common plane, as shown in Fig. 3, the drill pins 16 will thus lie next to each other, or slightly overlapping each other. Hereby it can be ensured that at least one drill pin 16 in each segment 18 can always abut against the edge of a pilot hole and guide the reaming drill along it.

Fig. 3 visar med hjälp av olika lodräta streckade linjer l9a, l9b och 19c hur olika stift l6a, l6b och 16c kommer att vara de som fungerar som styrande stift vid ett pilothål som har en vägg som följer linjerna l9a, l9b eller l9c. Med den in- tilliggande eller överlappande placeringen av borrstiften 16 kommer således alltid ett borrstift i varje segment 18 att kunna styra upprymningsborren i pilothålet. Även de ytterli- gare stiften l6d och 16e, som ligger längre ut mot kanten 20 av borrkronan 15 visas också. Dessa får normalt aldrig någon styrande verkan, utan är de som alltid avverkar berg oavsett om kanten för pilothålet går vid linjen l9a, l9b eller l9c.Fig. 3 shows by means of different vertical dashed lines l9a, l9b and 19c how different pins l6a, l6b and 16c will be those which function as guiding pins at a pilot hole which has a wall which follows the lines l9a, l9b or l9c. Thus, with the adjacent or overlapping placement of the drill pins 16, a drill pin in each segment 18 will always be able to guide the reaming drill in the pilot hole. The additional pins l6d and 16e, which lie further out towards the edge 20 of the drill bit 15, are also shown. These normally never have a guiding effect, but are the ones that always cut down rocks regardless of whether the edge of the pilot hole runs along line l9a, l9b or l9c.

De stift som är placerade längst in mot centrum av borrkronan på dess koniska segment, dvs. stiften l6a, är de som avgör vilken. minsta storlek: på. pilothål 13 son1 upprymningsborren ifråga kan användas för. Det har exempelvis för upprymning med en och samma upprymningskrona enligt uppfinningen gått att upprymma pilothål med en diameter av från ca. 150 mm till ca. 205 mm.The pins that are placed furthest towards the center of the drill bit on its conical segment, ie. pins l6a, are the ones who decide which. minimum size: on. pilot hole 13 son1 the reaming drill in question can be used for. For example, for reaming with one and the same reaming crown according to the invention, it has been possible to reap pilot holes with a diameter of from approx. 150 mm to approx. 205 mm.

K:\Paxent\020 l67se\Ansökníngstex1.doc, 2002-! 1-07 10 15 20 25 30 , . - . .n 524 178 Borrstiften 16 är lämpligen placerade i samma mönster i vart och ett av segmenten. Vidare kan flera borrstift i ett och samma segment vara belägna pà samma avstånd från centrum av borrkronan. Se speciellt Fig. 5.K: \ Paxent \ 020 l67se \ Ansökníngstex1.doc, 2002-! 1-07 10 15 20 25 30,. -. .n 524 178 The drill pins 16 are suitably located in the same pattern in each of the segments. Furthermore, several drill pins in one and the same segment can be located at the same distance from the center of the drill bit. See especially Fig. 5.

Antalet segment 18 på borrkronan 15 mäste vara minst tre för att erhålla en korrekt styrning av upprymningsborren 11. I det visade utföringsexemplet är antalet segment fyra, men beroende pà storlek pà upprymningsborren kan även fler seg- ment komma ifråga.The number of segments 18 on the drill bit 15 must be at least three in order to obtain a correct control of the reaming drill 11. In the embodiment shown, the number of segments is four, but depending on the size of the reaming drill, more segments may also be considered.

Vid änden av borrkronan 15 förenas segmenten 18 av en plan eller nàgot konkavt utformad. tvärgàende ändyta 21. Även i borrkronans tvärgàende ändyta 21. är anordnat borrstift 22, men dessas funktion är inte att avverka berg utan att mala ner eventuellt borrkax som fallit ner och fastnat i pilothà- let 13. Dessa borrstift 22 tar också emot mot botten vid upprymning av bottenhàl, så att inte godset i borrkronan 15 skadas.At the end of the drill bit 15, the segments 18 are joined by a plane or somewhat concavely shaped. transverse end surface 21. Also in the transverse end surface 21 of the drill bit, drill pins 22 are arranged, but their function is not to cut rock but to grind down any drill cuttings that have fallen down and got stuck in the pilot hole 13. These drill pins 22 also receive towards the bottom at clearing of the bottom hole, so that the goods in the drill bit 15 are not damaged.

Med en upprymningskrona enligt uppfinningen kan man således använda en och samma upprymningsborr för olika storlekar pà det borrade pilothàlet, givetvis inom vissa ramar, där man tidigare varit tvungen att använda olika upprymningsborrar, anpassade till storleken pà pilothàlet.With a reaming crown according to the invention, one can thus use one and the same reaming drill for different sizes of the drilled pilot hole, of course within certain frames, where one has previously had to use different reaming drills, adapted to the size of the pilot hole.

Genom avsaknaden av pilotkropp löper en upprymningsborr en- ligt uppfinningen. mindre risk för att utsättas för sådana böjbelastningar att upprymningsborrens skaft bryts.Due to the lack of a pilot body, a reaming drill according to the invention runs. less risk of being subjected to such bending loads that the shaft of the reaming drill is broken.

Med utformningen av en upprymningsborr enligt uppfinningen är det också mindre risk för att borren ska stoppas av i pilot- K: \Pau:nt\020 l 67se\Ansökníngstext.doc. 2002-1 1-07 10 15 5 2 4 1 7 8 ;::= 33. . . « . .- hålet kvarsittande borrkax, då borrstiften 22 på änden 21 av borrkronan 15 kan mala sönder sådant kvarsittande borrkax.With the design of a reaming drill according to the invention, there is also less risk of the drill being stopped off in pilot application. 2002-1 1-07 10 15 5 2 4 1 7 8; :: = 33.. . «. .- hole drill cuttings, when the drill pins 22 on the end 21 of the drill bit 15 can grind such remaining drill cuttings.

Borrkax har också lättare att ta sig förbi borrkronan och falla ner genom pilothålet, då det inte kan hindras av någon pilotkropp.Drill cutters are also easier to get past the drill bit and fall down through the pilot hole, as it can not be obstructed by any pilot body.

Upprymningsborren enligt uppfinningen är dessutom bättre att använda vid upprymning av bottenhål, då risken att godset i borrkronan skadas är avsevärt mindre än med hittillsvarande upprymningsborrar med pilotkropp. En annan fördel är att vikten på borrkronan kan reduceras.The reaming drill according to the invention is also better to use when reaming bottom holes, as the risk of the goods in the drill bit being damaged is considerably less than with hitherto existing reaming drills with pilot body. Another advantage is that the weight of the drill bit can be reduced.

Upprymningsborren enligt uppfinningen kan som framgår av den ovanstående beskrivningen vara uppdelad i fler än tre seg- ment, varvid sàsom definierats i patentkraven stift i minst tre segment är placerade på samma avstånd från borrkronans axiella centrum. Detta är för att erhålla den erforderliga stabiliteten i styrningen arr borrkronan. Stiften 5. övriga segment kan med fördel ha en annan placering.As can be seen from the above description, the reaming drill according to the invention can be divided into more than three segments, wherein as defined in the claims pins in at least three segments are placed at the same distance from the axial center of the drill bit. This is to obtain the required stability in the guide scar drill bit. The pins 5. other segments may advantageously have a different location.

K:\Patent\020Iﬂseßnsökningstcxtdoc. 2002-11-07K: \ Patent \ 020I ﬂ seßnsearchstcxtdoc. 2002-11-07

Claims

utav o 10 15 20 25 30 524 178 '' '' "Patentkrav

A drilling drill (11) for widening, a CLEAR, drilled pilot hole (13) or a hole already drilled in a first step in submersible drilling, which drilling drill comprises a shaft (14) for attachment to the end of a submersible hammer and a conically shaped drill bit (15), characterized in that the conically shaped drill bit of the reaming drill is divided into at least three segments (18) which are terminated with a transverse end surface (21) directly in front (18) and that in ndnst three of (16) binding the conical segments the segments (18) are arranged drill pins which are located at the same distance from the axial center of the drill bit (15).

Removal drill according to claim 1, characterized in that a plurality of drill pins are provided (18). n a d of that (16a-16e) in each segment claim 2, know n e t e c k - (16)

3. A drilling rig according to n a d in that the drill pins are placed in the same pattern in each of the segments (18).

Removal drill according to claim 2 or 3, characterized in that several drill pins (16) (18) in one and the same segment are located at the same distance from the center of the drill bit (15).

Upholstery drill according to one of the preceding claims, characterized in that the drill pins (16a-16e) in a segment (18) when projected to a common plane are arranged to lie next to one another, or slightly overlapping one another (Fig. 3) . K: \ Paccnt \ 020 l uhewnskningstexldoc. 2002- I 1-07 524 178

Extension drill according to one of the features of the end surface (21) is provided with a drill pin (22). K: \ Patcnl \ 020 I óhe ﬂ nsökníngstextdoc, 2002- l I-07 att i borrkronans. . -. .Q -. . . .- previous requirements, (15) cross-