JPS59173482A - ジエツト作動ロ−タリドリル用ドリルビツト - Google Patents

ジエツト作動ロ−タリドリル用ドリルビツト

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JPS59173482A
JPS59173482A JP58243081A JP24308183A JPS59173482A JP S59173482 A JPS59173482 A JP S59173482A JP 58243081 A JP58243081 A JP 58243081A JP 24308183 A JP24308183 A JP 24308183A JP S59173482 A JPS59173482 A JP S59173482A
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drill bit
drill
crown
plate
bit according
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JP58243081A
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セルジユ・イポリト
ジヨルジユ・オ−ギユスタン・カニヨンクル
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Charbonnages de France CDF
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B10/00—Drill bits
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    • 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
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はジェット作動回転ドリル用のドリルビットに関
し、特にその目的はドリルビットの形状寸法を最適にす
ることにある。
公知のごとく、ドリルビットは駆動回転させるドリルパ
イプの端に取付けらｎて、ビットの作用面に形成された
鋭い刃先でビットの回転軸に平行の岩石に喰い込み侵入
するのに使用される採鉱工具である。この鋭い刃先は一
般にタングステンカーバイドで造られていてろう付けで
組立てられていることが最も多い高硬度プレートよりな
る。この場合、時にはドリルビットが組立てインサート
を備えていると仕様さｎていることがある。
このようなドリルビットは実際には比較約款（小さい摩
耗性岩石をせん孔するのに用いられる。もつと硬くかつ
（または〕もつと摩耗性の高い岩石に対しては衝撃効果
を伴う回転衝撃式ドリルを利用することが提案されてき
たが、このドリル操作は非常に高い設備費を伴うことを
別にしても、人間工学的規則または保全にまで非常に有
害な騒音、震動、油気を発生するので重大な欠点を持っ
ているようである。
しかし、大きな将来性を有するように見える別の解決法
、即ち半硬質の岩石（約５ｏｏ）＜−ル以上またはこれ
に等しい圧力）および硬（て摩耗性のある岩石をせん孔
するためＮジェット作動の回転ドリル法が最近提案さｎ
ている。
この方法は衝撃効果を伴わずにドリルビットを簡単に回
転させる一方、ビットの鋭利な刃先の近くに岩石を砕く
非常な高圧液体を噴射しこれによってドリルビットによ
る岩石の切削掘下げを容易にすることにある。
このような方法を利用するには非常な高圧下に上記の流
体（水を使うことが最も多い）をドリルパイプおよびド
リルビット中に供給することに関係するある種の困難が
あった。しかし、水または空気を低圧（約２０乃屋４０
バール）をドリルビットに送ってせん孔または゛切削残
層を除去することは既に公知であることに注目されたい
。
１９７９年３月８日申請のＧ、Ｄカニョンタルのフラン
ス特許２４５０９３６号は成上の困難を克服する方法を
開示している。゛そこに開示の方法を利用するために、
ドリルビットを貫通する二組の加圧流路、即ち切削残層
を除去するための低圧流体入口流路と、組立てプレート
を貫通するか、またはこの組立てプレートの前方番こ開
口する本来のせん孔を助けるための非常に高い高圧（１
，０００乃至４０００バール）下で流体を送るためのず
っと狭い流路とを形成することが計画されている。上記
特許はまた二つの非常に違った圧力下での流体噴射に必
要な流体供給装置の全体についても記載している。
ジェットの圧力を利用した回転ドリル以外の目的に今ま
で使用されてきたドリルビットが在来のドリルビット（
ジェット圧の利用なし）の形状寸法に非常に近い形状寸
法を有することは現実のようである。
本出願人は回転ドリル法におけるジェットの利用が使用
ドリルビットの全く新規な設計を可能にすることを今回
その研究の進行するうちに発見するに至った。
従って、本発明の目的は現在知られているドリルビット
の性能よりも高性能でしかも製造コストの低い新規なド
リルビット形状を提供することにある。
この目的で、本発明によれば回転駆動棒の端に取付けら
れ、この端に対向して、削屑取除きランプより相互に角
度的に分離した半径方向および軸方向に突出する作用刃
先がドリルプレート近く≦こ開けた非常番こ高い圧力流
体供給流路と組合せて形成された多数のドリルプレート
よりなる形式の採鉱ドリルビットが提案され、このドリ
ルビットはドリルプレートの半径方向寸法が小さく、こ
のドリルビットを軸方向に延びる不連続的な局面のクラ
ウン内に中心バースタを取巻いて挿入され、流体′供給
流路がこのクラウンを貫通するよう番こしたことを特徴
としている。
このようなドリルビットの形状寸法は現在知られている
形状寸法とは異なることは極めて明白である。当然のこ
とながら、先行技術のドリルビットは全体的にコンバク
１トでがつしりしていて、ドリルビットの最大半径より
も僅かに小さい半径寸法のプレートよりなり、ドリルビ
ットトのほぼ全横断面にわたって岩石をせん孔する。
これらのプレートは、その寸法のために、大きな金属塊
上の休止位置にある以外は耐えられない高い応力を回転
中に受ける。事実上、＼このプレートは鍛造によって製
造されたらせんアームで支えられるか、または前記のフ
ランス特許２４５０９３６号に示すようながっしりした
ドリルビットに形成された凹所に挾持される。
他方１本発明のドリルビットでは軸方向スラストがずっ
と長い半径方向の刃先に分布する時は先行技術の場合よ
りもずっと高い貫通力を、軸方向に突出の刃先を介して
同じ軸方向スラストのために、発揮するよう番こしたも
と小さいプレートが利用される。従って、本発明のドリ
ルビットは今までよりもずっと硬い岩石をせん孔できる
。こｎは６００−８００バ一ル以上の圧力を出すことが
できるからである。好ましくは首振り運動、または加圧
流体ジェットにおいては、例えばコーンにしてもより中
心バースタがあるために、ドリルビットがプレートで切
削されてない中心の岩石帯番こぶっつかる危険が防止で
きることに注目されたい。
本発明の重要な特徴によれば、削屑の排出ランプは直線
である。このことは本発明か旋削またはミリングなどの
簡単で費用の少ない作業工程においてはプレートのろう
付は以前に形成可能なドリルビットを提案しているので
製造コストを著しく減少することができる。
本発明のその他の目的、特徴および利点は添付の図面を
参考に非制限的実施例についておこなう以下の説明から
明白になる。
第１図および第２図または３図および４図に例示するご
とく、本発明のドリルビット１（軸方向に対称にするこ
とが有利）は公知のごとく一端にドリル作業中ドリルビ
ットを回転させるためのドリルパイプまたはドリル棒（
図示せず）の端を受入れるための内向きにねじ切りされ
た固定スカート１１よりなる。
ドリルビット１はスカート１１から連結部分１２へ拡が
ってゆき、ビットの本体である作用端１３となって終っ
ている。図示の実施例では、固定スカート１１と本体１
３とは円筒状であるが、連結部は切頭円錐形である。
公知のごとく、ドリルビットの本体１３はドリルビット
内に適正に力を配分するために通常は角度的に分配する
ことが有利とされる多数のプレート２０、本実施例の場
合、各ドリルビットに対し二枚のプレートを備えている
。このプレートは軸方向と半径方向嘉こ突出する作用刃
先２１および２２を有する。
プレートは公知のごとくろう付けで組立てられ且つ岩石
の破砕残層を取除（ためのランプ３０６コヨって角度的
に分離されている。
本発明によれば、図示の実施例ではプレ　トは本体１３
の半径の約半分の半径方向寸法の小さいプレートである
。これらのプレートがドリルビット１から軸方向に延び
る不連続的局面クラウン５０内に中心バースタを囲んで
挿入されている。加圧流体、一般には水、を供給するた
めの流路６０が断続的クラウン５０を貫通して刃先２１
の近くに開口している。プレート２０は好ましくは直線
状に設けられている。プレートは他端がスカートｌｌ内
に開口し、ここで公知の装置により回転駆動棒（図示せ
ず）を介して液が供給される。
流路６０が矢印Ｆで示すごとくドリルビットの回転方向
に鑑みて、刃先２１の前に開くかプレート２０を横断し
て開くかあるいは、ブー十の後側に開くか、開き方次第
で数種のドリルビットの形状が可能である。
プレートをろう付けする際に心合ぜが難しくなるのを避
けるため、本発明では流路６０をなるべくはプレー）２
０の外側に形成することを球案する。
図を解り易くするため、第２図および４図では流路６０
の直径を実際のものに比へて大きくしである。実際には
、この流路６０は慣用の圧力より高い１０００バール以
上に達する圧力を持つ高圧流体をプレート近くで噴射す
るように設計さｎている。このように噴射された流体ジ
ェットの能力およびその方向づけも第２図および４図番
こ示した射出ノズル６１によって与えられることが好ま
しい。
第１図および２図は本発明のドＩＪ　）レビットで、こ
のビットでは流体流路６０は関連のプレート２０の後方
に関口している。
このプレート２０はクラウン５０の半径方向厚さとほぼ
等しい半径方向厚さを持っている。
プレート２０の横断面は外側の横面２３が刃先２２に対
し半径方向５こ凹みゝ、岩石またはぜん孔される材料と
は係合しないように台形になっている。同様に、各プレ
ート２０の外側前面２４はドリルビットの回転軸Ａから
傾斜している。
好ましくは、プレートの後方のクラウン５０の横断面５
１もまた岩石せん孔面に対し流路６０の開口を軸方向に
凹んだ状態にしておくために後方に傾斜している。この
ようにして、プレート２０の刃先のみがせん孔動作に参
加する。
断続的クラウン５０は被せん孔岩石から偏向しているの
で少なくとも一方の加圧流体供給流路が開いている横断
区域５１の後で排出ランプ３０と連結する。
第１図および２図に見られるとおり、ランプ３０はｇ　
ＩＪソング簡単に製造できる直線面３１゜３２．３３に
より限定することが有利である。
排出ランプ３０は固定スカートの高さにまで続くので岩
石削屑はせん孔された孔の壁とスカート１１との間に、
次いで回転駆動棒との間に排出される。
各排出ランプの表面３１は好ましくは刃先２１からプレ
ートの前面に沿って流れる岩石削屑の排出を容易１こす
るため次のプレートのベースの所で終わっている。
図示の実施例では、クラウン５０は被せん孔岩石を指向
するコーン４０ａよりなる中心ノマ−スタ４０を囲焼し
ている。製造を容易にするため、このコーンはつぎ足さ
れてゆくことが好ましい。さらに、その中心線は回転中
値かな首振り運動を受けること番こより運動効率を増加
するように回転軸Ａから傾いていることが有利である。
他方、第３図および４図は本発明のドリルビットを示し
、この実施例では噴射流路６ｏはプ１／　−ト２０の前
側に開き、プレー）２０の形状は第１図Ｓよび２図のプ
レートの形状と酷似している。流体ジェットは凝集的で
あるので岩石を砕くのにはさらに効率がよいことを考え
ると、ジェットが被砕岩石近くで出ることが好ましい。
従って、ドリルビットの本体１３は各プレートの前で岩
に向って軸方向に延びるショルダ１４よりなる。各プレ
ートはこのように本体１３Ｉこ軸方向に形成された凹所
内に組立てられる。流路６０が中へ開口するショルダ１
４の前面１６は岩石削屑をランプの方へ排出し易くする
ため中心線へ傾いていることが好都合である。さらに排
出は前面１６とランプ３ｏの直線面３１′との間の連結
面１５の故に容易化されている。ランプ３０は第１実施
例同様に直線面３１’、３２’および３３′により限定
されることが好ましい。
第３図および第４図に示す実施例では中心バースタ４０
は、既に弱化して破砕されてはいるがプレートで未だ切
り落されていない岩石の一部を破砕して離すための加圧
流体供給管４０ｂよりなる。この流路４０ｂは使用され
る回転棒の構造をｆｍ単にするため流路６ｏと同一圧力
源からの圧力供給が好ましい。上記二つの実施例におい
てプレート２０はクラウン５ｏを横切って軸方向に配置
されているので刃先２１自体は半径方向ではなく、従っ
てプレートは刃先２１により、次に刃先２２ｉこより次
々と掘削される間に引継ぎする掘削くさび２５の役目を
する。
プレートの掘削能力はこのように最適化さｎている。
本発明はその付属の特許請求の範囲に限定される本発明
の範囲から逸脱することなく種々の変型実施が適業技術
者には提案可能であることは理解される。従って、プレ
ート数、加圧流体流路の位置および数、その方向、プレ
ートの種々の面の傾斜、クラウンあるいはランプその他
の傾斜、中心バースタの構造などは各ユーザの個々の必
要条件および掘削される特定の材料の必要な条件次第で
選定できる
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のドリルビットの第１実施例の第１実施
例の正面図、第２図は＠１図のドリルビットを中心線の
一側において一部断面にして示す側面図、第３図は本発
明の別の実施例の正面図、第４図は中心線の一側で一部
を断面にした＄３図のドリルの正面図である。 なお図において、符号１はドリルビット、１３はドリル
ビット本体、１４はショルダ、２０はプレート、２１．
２２は作用刃先、２５はドリルくさび、３０は掘削屑、
排出ランプ、３１゜３１’　、　３２　、３２’　、　
３３．３３’は直線面、４０は中心バースタ、４０ａは
コーン、５０はクラウン、６０は高圧流体供給流路であ
る。 瞥ηｒ ＦＩＧ、４ 手続補正書 昭和σ年θ月よ　日 特許庁上官２．若杉和夫　殿 ３、補正をする者 、　　　　事件との関係　　栓ゐ：ｒ虫４孕７Ｋ、？１
／／ｆ） ４、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸を中心に回転するための回転駆動棒の端に装
    着されるジェット作動回転ドリル用のマイニングドリル
    ビットにおいて、本体と、該本体から上記回転駆動棒へ
    対向に軸方向に延びる断続的局面のクラウンと、該クラ
    ウン内に配置さｎた中心のバースタと、該クラウン内に
    挿入され、半径方向寸法が小さくて、該クラウンから半
    径方向に且つ軸方向に突出する作用刃先を備えた少なく
    とも二つのドリルプレートと、該プレートは残削屑排出
    ランプにより角度曲番こ分離されていること、上記クラ
    ウンを横断し、上記ドリルプレート近くで開口する非常
    な高圧の加圧流体供給流路とよりなるドリルビット。 ２、前記排出ランプが直線状の面により限定さｎた特許
    請求の範囲第１項に記載のドリルビット。 ３、前記回転軸をこ対し軸対称を有する特許請求の範囲
    第１項に記載のドリルビット。 ４、前記中心バースタをコーンとした特許請求の範囲第
    １項に記載のドリルビット。 ５、前記シーンが前記回転軸に対し傾いている特許請求
    の範囲第４項に記載のドリルビット。 ６、前記コーンがつぎ足されるようにした特許請求の範
    囲第５項に記載のドリルビット。 ７、前記中心バースタが非常に高い加圧流体供給流路？
    こより構成された特許請求の範囲第１項に記載のドリル
    ビット。 ８、全ての非常に高い加圧流体供給流路は同一流体源か
    ら流体供給を受けるようにした特許請求の範囲第７項に
    記載のドリルビット。 ９、前記プレートがドリルくさびを備えた特許請求の範
    囲第１項に記載のドリルビット。 １０、　　前記非常に高い加圧流体供給流路が前記プレ
    ートの前方の被せん孔材料へ向って該プレ・−トに沿っ
    て延びるショルダ内へ開口する特許請求の範囲第１項に
    記載のドリルビット。
JP58243081A 1982-12-23 1983-12-22 ジエツト作動ロ−タリドリル用ドリルビツト Pending JPS59173482A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8221674 1982-12-23
FR8221674A FR2538442B1 (fr) 1982-12-23 1982-12-23 Taillant pour foration rotative assistee par jet

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Publication Number Publication Date
JPS59173482A true JPS59173482A (ja) 1984-10-01

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ID=9280460

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JP58243081A Pending JPS59173482A (ja) 1982-12-23 1983-12-22 ジエツト作動ロ−タリドリル用ドリルビツト

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US (1) US4535853A (ja)
EP (1) EP0114016A1 (ja)
JP (1) JPS59173482A (ja)
AU (1) AU556885B2 (ja)
CA (1) CA1202955A (ja)
FR (1) FR2538442B1 (ja)
ZA (1) ZA839456B (ja)

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