JPH03129086A - ノンコア ダイヤモンドビツト - Google Patents
ノンコア ダイヤモンドビツトInfo
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- JPH03129086A JPH03129086A JP26604389A JP26604389A JPH03129086A JP H03129086 A JPH03129086 A JP H03129086A JP 26604389 A JP26604389 A JP 26604389A JP 26604389 A JP26604389 A JP 26604389A JP H03129086 A JPH03129086 A JP H03129086A
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- diamond
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- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 66
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Earth Drilling (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はノンコアダイヤモンドビットに係り、特にロー
ラーカッターを内蔵したノンコアダイヤモンドビットに
関し、岩石もしくはコンクリートの掘削、穿孔分野に利
用される。
ラーカッターを内蔵したノンコアダイヤモンドビットに
関し、岩石もしくはコンクリートの掘削、穿孔分野に利
用される。
岩石の掘削、穿孔用のダイヤモンドビットにはダイヤモ
ンドのセットの方法から分類して、サーフェイスセット
ダイヤモンドビットと、インプリグネイテツドダイヤモ
ンドビットとがあり。
ンドのセットの方法から分類して、サーフェイスセット
ダイヤモンドビットと、インプリグネイテツドダイヤモ
ンドビットとがあり。
前者はダイヤモンド粒の切刃を硬質の結合金属（マトリ
ックス）の表面に垂直に植えつけたものであり、後者は
ダイヤモンド粒と硬質結合金属粉とを混合後、溶融もし
くは焼結することによって形成されたビットであり、従
ってダイヤモンドの結晶もしくは切刃の方向は無作為で
あって結合金属中に無方向に分散している。
ックス）の表面に垂直に植えつけたものであり、後者は
ダイヤモンド粒と硬質結合金属粉とを混合後、溶融もし
くは焼結することによって形成されたビットであり、従
ってダイヤモンドの結晶もしくは切刃の方向は無作為で
あって結合金属中に無方向に分散している。
更にダイヤモンドビットは、コアを採取して地質調査を
しながら穿孔するのが通常で、ビットの構造もコアを採
取できるように中心部に空隙が設けられているが、既知
の地質もしくはコアを採取する必要のない場合には、ノ
ンコアダイヤモンドビットを使用し、場合によっては地
中の途中から拡孔する場合等にもノンコアダイヤモンド
ビットが使用される。
しながら穿孔するのが通常で、ビットの構造もコアを採
取できるように中心部に空隙が設けられているが、既知
の地質もしくはコアを採取する必要のない場合には、ノ
ンコアダイヤモンドビットを使用し、場合によっては地
中の途中から拡孔する場合等にもノンコアダイヤモンド
ビットが使用される。
かくの如く、コア採取の有無により、コアダイヤモンド
ビットとノンコアダイヤモンドビットに分類する場合も
ある。
ビットとノンコアダイヤモンドビットに分類する場合も
ある。
ノンコアダイヤモンドビットも用途により種々の形状の
ものがあるが１通常次の４つに分類される。
ものがあるが１通常次の４つに分類される。
（イ）岩石との接触面が凹面を呈するコンケープビット
。
。
（ロ）岩石との接触面が凸状であって２段となっている
パイロットビット。
パイロットビット。
（ハ）岩石と接触する先端部がテーパーが付いて先細と
なっているテーパービット。
なっているテーパービット。
（ニ）岩石との接触する先端部が半球状となっているコ
ンベックスビット。
ンベックスビット。
これらの各種ビットは岩石の硬軟、もしくは穿孔目的等
周囲の状況によって使い分けられているが、いずれの場
合でも、ダイヤモンドビットの振動を防止し、また孔曲
りを防止する目的で、ダイヤモンドビットの上部に必ず
リーミングシエルを接合する。リーミングシエルは通常
ダイヤモンドビットより外径で０．５ｎｎ程度大きく作
られており、側面数個所にダイヤモンドが植え付けられ
ている。
周囲の状況によって使い分けられているが、いずれの場
合でも、ダイヤモンドビットの振動を防止し、また孔曲
りを防止する目的で、ダイヤモンドビットの上部に必ず
リーミングシエルを接合する。リーミングシエルは通常
ダイヤモンドビットより外径で０．５ｎｎ程度大きく作
られており、側面数個所にダイヤモンドが植え付けられ
ている。
ところが、ノンコアダイヤモンドビットはいずれのタイ
プでも穿孔特高速回転しても、その周速は外側は最大で
あるが、中心部に至るに従い周速が無限に小さくなり、
中心部では周速がＯとなる。その結果中心部が切削抵抗
となり、表面に植付けられているダイヤモンド粒は圧潰
されてビットの切削性能を著しく低下する。
プでも穿孔特高速回転しても、その周速は外側は最大で
あるが、中心部に至るに従い周速が無限に小さくなり、
中心部では周速がＯとなる。その結果中心部が切削抵抗
となり、表面に植付けられているダイヤモンド粒は圧潰
されてビットの切削性能を著しく低下する。
例えば、岩石掘削周速が７０〜１４０ ｍ／ｗｉｎのサ
ーフェイスセットダイヤモンドビットにおいても、実際
のポーリング作業においては振動等の原因で６０ ｍ／
ｗｉｎ程度の周速で使用されることが多いが、この場合
中心から３０ｍφの中心部の周速はＯ” １７ ｍ／ｗ
ｉｎに低下し切削効率が低減する。
ーフェイスセットダイヤモンドビットにおいても、実際
のポーリング作業においては振動等の原因で６０ ｍ／
ｗｉｎ程度の周速で使用されることが多いが、この場合
中心から３０ｍφの中心部の周速はＯ” １７ ｍ／ｗ
ｉｎに低下し切削効率が低減する。
特に硬岩掘削の場合には中心部が切削抵抗となり、ダイ
ヤモンド粒への荷重が大となって圧潰される傾向となる
。このことが従来のノンコアダイヤモンドビットの最大
の問題点であるが、今日までこの問題を解決する対策が
とられていない状況である。
ヤモンド粒への荷重が大となって圧潰される傾向となる
。このことが従来のノンコアダイヤモンドビットの最大
の問題点であるが、今日までこの問題を解決する対策が
とられていない状況である。
〔発明が解決しようとするｒｊＪ題点〕本発明の目的は
、岩石掘削用のノンコアダイヤモンドビットの上記従来
の技術の問題点を解決し、 （イ）中心部におけるダイヤモンドへの荷重を減少し、
圧潰から防止する。
、岩石掘削用のノンコアダイヤモンドビットの上記従来
の技術の問題点を解決し、 （イ）中心部におけるダイヤモンドへの荷重を減少し、
圧潰から防止する。
（ロ）中心部の切削効率の低減を防止するのみならず、
積極的に増加する。
積極的に増加する。
ことのできるすぐれたノンコアダイヤモンドビットを提
供するにある。
供するにある。
本発明の要旨とするところは次の如くである。
すなわち、
（１）円筒状のビット本体と、前記ビット本体の先端に
接合され複数のダイヤモンド粒を埋設した結合金属より
成る切刃部とを有して成り上部のリーミングシエル本体
に接合されるダイヤモンドビットにおいて、前記ビット
本体の中心部にベル状に設けられ前記リーミングシエル
本体に接合されたカッターボディと、前記カッターボデ
ィの内面に斜めに取付けられたローラーカッターと、前
記カッターボディの中心部に上下に設けられ前記リーミ
ングシエル本体の中空部を経て流入する循環水の排出通
路と、を有することを特徴とするノンコアダイヤモンド
ビット。
接合され複数のダイヤモンド粒を埋設した結合金属より
成る切刃部とを有して成り上部のリーミングシエル本体
に接合されるダイヤモンドビットにおいて、前記ビット
本体の中心部にベル状に設けられ前記リーミングシエル
本体に接合されたカッターボディと、前記カッターボデ
ィの内面に斜めに取付けられたローラーカッターと、前
記カッターボディの中心部に上下に設けられ前記リーミ
ングシエル本体の中空部を経て流入する循環水の排出通
路と、を有することを特徴とするノンコアダイヤモンド
ビット。
（２）前記カッターローラーは鋼歯型もしくは超硬合金
チップインサート型である上記（１）に記載のノンコア
ダイヤモンドビット。
チップインサート型である上記（１）に記載のノンコア
ダイヤモンドビット。
（３）前記ローラーカッターは２コーンもしくは３コー
ンである上記（１）に記載のノンコアダイヤモンドビッ
ト。
ンである上記（１）に記載のノンコアダイヤモンドビッ
ト。
である。
本発明のノンコアダイヤモンドビットの実施例を第１図
を参照して説明する。第１図に示すダイヤモンドビット
はコンケープ型ノンコアダイヤモンドビット２であって
ビット本体４は円筒形であり、その先端の切刃部にはマ
トリックスとなる結合金属６の中に複数のダイヤモンド
粒８が植付けられている。上部にはリーミングシェル本
体１０が結合されており、その周囲にも数個所ダイヤモ
ンド粒８が植付けられている。リーミングシエル本体１
０の外径は先に記載した如く、下方のダイヤモンドビッ
ト２の外径より０．５ｍ程度大きく作られている。ダイ
ヤモンドビット本体４の中心部には、カッターボディ１
４がベル状に設けられ、その上部はリーミングシェル本
体とねじ接合されている。カッターボディ１４の内面に
は、第１図において、それぞれＡＢ、Ａ’Ｂ’で示す如
き斜方向に回転軸１６を有するローラーカッター１８が
取付けられており、ボールベアリングもしくはローラー
ベアリングを介して回転容易となっている。ローラーカ
ッター１８の数は２もしくは３であって、通常２コーン
もしくは３コーンと称される。
を参照して説明する。第１図に示すダイヤモンドビット
はコンケープ型ノンコアダイヤモンドビット２であって
ビット本体４は円筒形であり、その先端の切刃部にはマ
トリックスとなる結合金属６の中に複数のダイヤモンド
粒８が植付けられている。上部にはリーミングシェル本
体１０が結合されており、その周囲にも数個所ダイヤモ
ンド粒８が植付けられている。リーミングシエル本体１
０の外径は先に記載した如く、下方のダイヤモンドビッ
ト２の外径より０．５ｍ程度大きく作られている。ダイ
ヤモンドビット本体４の中心部には、カッターボディ１
４がベル状に設けられ、その上部はリーミングシェル本
体とねじ接合されている。カッターボディ１４の内面に
は、第１図において、それぞれＡＢ、Ａ’Ｂ’で示す如
き斜方向に回転軸１６を有するローラーカッター１８が
取付けられており、ボールベアリングもしくはローラー
ベアリングを介して回転容易となっている。ローラーカ
ッター１８の数は２もしくは３であって、通常２コーン
もしくは３コーンと称される。
ローラーカッター１８の大型のものは、それ自身が石油
掘削等の穿孔用に使用されており公知であり、２コーン
もしくは３コーンの場合、歯２゜が相互に噛み合って、
それぞれの回転を妨げないように構成されている。本発
明において使用するローラーカッター１８の歯も石油掘
削の場合と同様、＃ｌ製でも、また超硬合金チップをイ
ンサートしたものの、いずれでも差支えない。
掘削等の穿孔用に使用されており公知であり、２コーン
もしくは３コーンの場合、歯２゜が相互に噛み合って、
それぞれの回転を妨げないように構成されている。本発
明において使用するローラーカッター１８の歯も石油掘
削の場合と同様、＃ｌ製でも、また超硬合金チップをイ
ンサートしたものの、いずれでも差支えない。
カッターボディ１４の中心部にはローラーカッター１８
およびダイヤモンドビット２が岩石を掘削するときに発
生する岩石粉を排出し、併せて穿孔時の岩石とローラー
カッター１８およびダイヤモンドビット２との摩擦熱を
冷却する循環水の排出通路１２が設けられている。、循
環水は地上より供給され、リーミングシェル本体１０の
中空部１１を経てカッターボディ１４の中心部の循環水
排出通路１２を通って、ベルの内部のローラーカッター
１８の直上に開口している。地上からは循環水として清
水のみならず、ベントナイト等を溶かした泥水を送りこ
む場合もあり、これらの循環水はリーミングシエル本体
１０の中空部１１から循環水排出通路１２を介して岩石
掘削部に供給される。
およびダイヤモンドビット２が岩石を掘削するときに発
生する岩石粉を排出し、併せて穿孔時の岩石とローラー
カッター１８およびダイヤモンドビット２との摩擦熱を
冷却する循環水の排出通路１２が設けられている。、循
環水は地上より供給され、リーミングシェル本体１０の
中空部１１を経てカッターボディ１４の中心部の循環水
排出通路１２を通って、ベルの内部のローラーカッター
１８の直上に開口している。地上からは循環水として清
水のみならず、ベントナイト等を溶かした泥水を送りこ
む場合もあり、これらの循環水はリーミングシエル本体
１０の中空部１１から循環水排出通路１２を介して岩石
掘削部に供給される。
〔作用〕
本発明によるノンコアダイヤモンドビットは、従来のノ
ンコアダイヤモンドビットの内部にローラーカッターを
内蔵せしめたもので、それぞれ公知の工具であるが、こ
れら公知のノンコアダイヤモンドビットとローラーカッ
ターを組合せた構成であって、しかも大なる効果を発揮
せしめた穿孔工具は未だ開発されていない。すなわち、
従来のノンコアダイヤモンドビットの周速は中心部に至
るに従って次第に低減し、中心部においては周速Ｏにな
る欠点を、本発明においては内蔵するローラーカッター
が補い、中心部においても一定の穿孔力を有する。従っ
て、本発明によるノンコアダイヤモンドビットは全体と
してきわめてすぐれた穿孔性能を有せしめることができ
た。
ンコアダイヤモンドビットの内部にローラーカッターを
内蔵せしめたもので、それぞれ公知の工具であるが、こ
れら公知のノンコアダイヤモンドビットとローラーカッ
ターを組合せた構成であって、しかも大なる効果を発揮
せしめた穿孔工具は未だ開発されていない。すなわち、
従来のノンコアダイヤモンドビットの周速は中心部に至
るに従って次第に低減し、中心部においては周速Ｏにな
る欠点を、本発明においては内蔵するローラーカッター
が補い、中心部においても一定の穿孔力を有する。従っ
て、本発明によるノンコアダイヤモンドビットは全体と
してきわめてすぐれた穿孔性能を有せしめることができ
た。
更に本発明においては、ノンコアダイヤモンドビット２
の上部に接続したり一ミングシェル本体１０の中空部１
１まで送られて来た循環水を。
の上部に接続したり一ミングシェル本体１０の中空部１
１まで送られて来た循環水を。
リーミングシエル本体１０の下部中心に接続されたカッ
ターボディ１４の中心部に設けられたＷｉ環水排出通路
１２を介して、ローラーカッター１８の上方に開口せし
めてローラーカッター１８およびダイヤモンドビット２
により掘削された岩石粉を洗浄排除できる構成となって
いるので、本発明によるノンコアダイヤモンドビット２
による岩石掘削は外周部のみならず中心部においても、
従来のノンコアダイヤモンドビットをはるかにしのぐ掘
削性能を発揮させることができた。
ターボディ１４の中心部に設けられたＷｉ環水排出通路
１２を介して、ローラーカッター１８の上方に開口せし
めてローラーカッター１８およびダイヤモンドビット２
により掘削された岩石粉を洗浄排除できる構成となって
いるので、本発明によるノンコアダイヤモンドビット２
による岩石掘削は外周部のみならず中心部においても、
従来のノンコアダイヤモンドビットをはるかにしのぐ掘
削性能を発揮させることができた。
従来のノンコアダイヤモンドビットはいずれの型式にお
いても 、その切刃部の外側は周速が大で穿孔力も大で
あるが、中心部に至るに従い周速が次第に減少し、中心
部においては周速０となる構造的欠点があるが、本発明
は、ノンコアダイヤモンドビットの内部にローラーカッ
ターをＰ蔵させる構成をとることによりこれを解消し、
での効果を挙げることができた。
いても 、その切刃部の外側は周速が大で穿孔力も大で
あるが、中心部に至るに従い周速が次第に減少し、中心
部においては周速０となる構造的欠点があるが、本発明
は、ノンコアダイヤモンドビットの内部にローラーカッ
ターをＰ蔵させる構成をとることによりこれを解消し、
での効果を挙げることができた。
（イ）内蔵させたローラーカッターは、２コーン型、も
しくは３コーン型のいずれにおいても男に一定の掘削力
を有し、しかも、本体のノンコアダイヤモンドビットの
周速の低減する中心部から３０＋ａｍφ以内の位置に、
ローラーカッターを菱けたので、全体として掘削力を著
しく向上させ２ことができた。
しくは３コーン型のいずれにおいても男に一定の掘削力
を有し、しかも、本体のノンコアダイヤモンドビットの
周速の低減する中心部から３０＋ａｍφ以内の位置に、
ローラーカッターを菱けたので、全体として掘削力を著
しく向上させ２ことができた。
（ロ）特にコーンケープ型ノンコアダイヤモニドビット
に適用して大なる効果を収めることがてきた。
に適用して大なる効果を収めることがてきた。
（ハ）ローラーカッターの数、もしくは刃の材質は、掘
削する岩石の性質、その催芽孔目的により自由に選択で
きるので、全体としてきわめてすぐれたノンコアダイヤ
モンドビットを提供することができた。
削する岩石の性質、その催芽孔目的により自由に選択で
きるので、全体としてきわめてすぐれたノンコアダイヤ
モンドビットを提供することができた。
（ニ）ローラーカッターによる岩石掘削および本来のダ
イヤモンドビットによる岩石掘削により発生する岩石粉
は、カッターボディ１４の上部中心に設けた循環水排出
通路１２を介して、ローラーカッターエ８の直上に開口
する循環水によって洗浄排出されるので、掘削は円滑高
能率に進められる。
イヤモンドビットによる岩石掘削により発生する岩石粉
は、カッターボディ１４の上部中心に設けた循環水排出
通路１２を介して、ローラーカッターエ８の直上に開口
する循環水によって洗浄排出されるので、掘削は円滑高
能率に進められる。
第１図は本発明によるノンコアダイヤモンドビットの構
成を示す断面図である。 ２・・・、ノンコアダイヤモンドビット４・・・ビット
本体 ６・・・結合金属（マトリックス） ８・・・ダイヤモンド粒 １０・・・リーミングシエル本体 １１・・・中空部、 １２・・・循環水排水通路１４
・・・カッターボディ １６・・・ローラーカッター回転軸 １８・・・ローラーカッター ２０・・・ローラーカッター歯
成を示す断面図である。 ２・・・、ノンコアダイヤモンドビット４・・・ビット
本体 ６・・・結合金属（マトリックス） ８・・・ダイヤモンド粒 １０・・・リーミングシエル本体 １１・・・中空部、 １２・・・循環水排水通路１４
・・・カッターボディ １６・・・ローラーカッター回転軸 １８・・・ローラーカッター ２０・・・ローラーカッター歯
Claims (3)
- （１）円筒状のビット本体と、前記ビット本体の先端に
接合され複数のダイヤモンド粒を埋設した結合金属より
成る切刃部とを有して成り上部のリーミングシエル本体
に接合されるダイヤモンドビットにおいて、前記ビット
本体の中心部にベル状に設けられ前記リーミングシエル
本体に接合されたカッターボディと、前記カッターボデ
ィの内面に斜めに取付けられたローラーカッターと、前
記カッターボディの中心部に上下に設けられ前記リーミ
ングシエル本体の中空部を経て流入する循環水の排出通
路と、を有することを特徴とするノンコアダイヤモンド
ビット。 - （２）前記ローラーカッターは鋼歯型もしくは超硬合金
チップインサート型である請求項（１）に記載のノンコ
アダイヤモンドビット。 - （３）前記ローラーカッターは２コーンもしくは３コー
ンである請求項（１）に記載のノンコアダイヤモンドビ
ット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26604389A JPH03129086A (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | ノンコア ダイヤモンドビツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26604389A JPH03129086A (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | ノンコア ダイヤモンドビツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03129086A true JPH03129086A (ja) | 1991-06-03 |
| JPH0532554B2 JPH0532554B2 (ja) | 1993-05-17 |
Family
ID=17425602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26604389A Granted JPH03129086A (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | ノンコア ダイヤモンドビツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03129086A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997007261A1 (fr) * | 1995-08-11 | 1997-02-27 | Nippon Steel Corporation | Composition de resine-chromate et tole traitee en surface |
-
1989
- 1989-10-12 JP JP26604389A patent/JPH03129086A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997007261A1 (fr) * | 1995-08-11 | 1997-02-27 | Nippon Steel Corporation | Composition de resine-chromate et tole traitee en surface |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0532554B2 (ja) | 1993-05-17 |
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