JPS63501650A - 掘削方法および掘削装置 - Google Patents
掘削方法および掘削装置Info
- Publication number
- JPS63501650A JPS63501650A JP61505335A JP50533586A JPS63501650A JP S63501650 A JPS63501650 A JP S63501650A JP 61505335 A JP61505335 A JP 61505335A JP 50533586 A JP50533586 A JP 50533586A JP S63501650 A JPS63501650 A JP S63501650A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- drill bit
- shaft
- drilling
- axle pin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 11
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 2
- DJGAAPFSPWAYTJ-UHFFFAOYSA-M metamizole sodium Chemical compound [Na+].O=C1C(N(CS([O-])(=O)=O)C)=C(C)N(C)N1C1=CC=CC=C1 DJGAAPFSPWAYTJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
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
- E21B10/62—Drill bits characterised by parts, e.g. cutting elements, which are detachable or adjustable
-
- 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
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/20—Roller bits characterised by detachable or adjustable parts, e.g. legs or axles
-
- 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
- E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
- E21B23/03—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for setting the tools into, or removing the tools from, laterally offset landing nipples or pockets
-
- 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
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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。
Description
【発明の詳細な説明】
鉱菰ヰ損男惺
発明の分野
本発明は深い穴をあけるための方法および該方法を実施するための装置に間する
。 本発明はより具体的にドリルビットが磨耗した際、地表位置に対してドリル
ロッド全体を持ち上げる必要なく、それに関する凡ゆる短所を伴わないでドリル
ビットを交換、すなわちドリルビットの交換を穴内下方のその場所で行えること
を意味する方法および装置に関する。
先行技術
地殻への深穴あけは、穴あけ後の油、天然ガスおよびゲオエネルギー(geoe
nergi )の故で今日非常な関心を持たれている。 結局、深穴あけは可成
り以前から陸上ならびに海洋で行われて来た。
砕した物質、いわゆるでい水は掘削用液体または洗浄水、これは水、鉱物ペース
油または圧搾空気等であってもよいが、これらによって地面まで洗浄されること
になる。 掘削は下方へ進行するので、あけられた穴は鋼管により補強されるこ
とになる。
ドリルビットは、屡々ローラータイプ・ビット、たとえばその表面に均一に分配
された硬質合金チップを有する3本のローラーを備えたものがら構成される。
これらのローラーは穴の底部に対して大きなカで押圧されることになり、そして
その底部を横切って回転し、それによって硬質合金チップが穴の底部で物質を破
壊乃至粉砕する。 この物質は、プライマリ−・ロック(primary r。
ck)から砂岩として石の種の特定されていないものまで、そして砂利および土
さえも含む非常に変化に富んだ硬度を有して成っている可能性がある。 勿論、
ドリル速度は地面の硬度に左右されることになる。
他の周知かつ利用されている掘削技法は、たとえばハンマドリル法であって、こ
れによりエア駆動ハンマが掘削穴内で物質の切削を行う、 この掘削技法はどの
程度深く掘削し得るかに関してその限界を有している。
ローラータイプ・ビットを備える掘削において、勿論ドリルビットは磨耗するこ
とになり、通常は成る距離を掘削した後、交換せねばならない、 ドリルビット
中で磨耗することになるのは、ローラーのベアリングならびに硬質金属インサー
トである。 従って、最高品質のベアリングならびに最高の構造強度および品質
を有する硬質金属ビットが使用される。 成る用途に際しては、硬質金属ビット
がディヤマント(diamants )で置換され、これがドリルビットをより
高価なものとする。
更にローラ・ベアリングは非常に苛酷な環境に暴露される。 深穴あけにおいて
、穴への液柱の圧力は非常に高く、また同時に穴はスラッジ掘り屑によって満た
されている。 これらの事実は、必然的にベアリングのリークに関する極端に高
い要求を伴うことになる。 それはもし、スラッジがベアリング表面ドリルビッ
トの寿命を延長させるために込み入った技術が利用されるが、長時間の掘削によ
って遅かれ早かれダメになるものである。 それで、上述したように、ドリルロ
ッドは持ち上げねばならず、そしてドリルビットは地上で交換されることになる
。 ドリルロッドを巻き上げるための作業は非常に時間のかかる手順であり、そ
して同時に長い掘削停止をもたらす、 成る場合、たとえば掘削穴が可成り屈曲
していれば、ドリルロッドを巻き上げることは非常に困難であり、かつ実際的に
は不可能である。
発明の要約
本発明はドリルビット交換の問題を解決することを意図しており、その結果この
交換はドリルロッドの巻き上げを要することなく地下で行うことが可能であり、
それによってドリルビットが漬れた場合長い掘削停止を回避し、その結果掘削時
間は可成り短縮されることになる。
穴の底部における地下のドリルビットの交換に際して、数種類の問題が生じる。
第一に、新しいドリルビットをその穴の底部に隣接して運び降ろさねばならな
い、 この問題は本発明により、掘削装置の底部における掘削機構の一体部分と
して2個以上のドリルビットを備えることにより解決される。 このようにして
、最初のドリルビットが磨耗すると、他のドリルビットが使用可能な状態でその
上に直接配置されている。
本発明が特にその解決を意図している第二の問題は、磨耗したドリルビットを何
処に位置させるかということである。 穴の直径というのはドリルビットと同じ
位の大きさであり、従ってそこには磨耗ドリルビットとその上に位置させる新し
いものとの間に交換の余地が全くない。
穴の中に押し込まれたドリルビットは解放することはできず、そしてその理由に
よって穴内に放置しなければならないことそれ自体は以前から良く知られていた
。 ドリルロッドを地上に取り出した後、先ず新しいドリルビットを組み立てる
ことができる。 次いで、新しいビットを備えたドリルロッドを穴の中へ再び下
降させ、そしてこの新しいドリルビットが小さな角度をもって当初穴の近くに開
穴をあけ、古い押し込まれたドリルビットの傍を下方へ進む。
勿論、この技法はまた、本発明による掘削装置において利用し得るものである。
しかし、この種の開穴を掘削することは非常に困難である。 その上、掘削穴を
このように特定方向へ向けるというのは一つの欠点である。
本発明によれば、開穴は磨耗したドリルビットのために設けられるものなので、
それは邪魔にならないように行われ、そして掘削は新しいドリルビットによって
下方へ継続させることができる。
従って、本発明によれば、地面に穴をあける方法が提供され、掘削装置は駆動手
段により駆動されるドリルロッドに取り付けられ、この掘削装置は掘削中にドリ
ルビット下方の土壌を分解するが、この場合この掘削装置は少なくとも2個のド
リルビットを収容している。 第一のドリルビットが磨耗すると、前記ドリルビ
ットは本発明によって、穴の底部のその場所において前記のものの上に位置する
第二のドリルビットについて交換される。
この掘削装置は二つのステップを伴う分離装置を含んで構成される。 第一のド
リルビットの交換に際して、前記解放装置の第一ステップが始動されることによ
り掘削装置の継続した回転における磨耗したドリルビットは穴の側面に影響を及
ぼし、そして減圧排気ポケットを開ける。 好ましいのは、それぞれ交換可能な
ドリルビット用の解放装置が1枚のプレートと少なくとも2本のシ、ヤフトから
成っており、これらが前記プレートをその上に位置する、対応する第ニブレート
と連結しており、その場合第一シャフトは偏心装置の始動に関して解放可能であ
り、そして第二シャフトは枢軸可能で、がっ第一プレートを他方のプレートと偏
心的に連結させ、その結果第一プレートはその解放されたシャフトと共に半径方
向外方へ所定の角度、たとえば80°に旋回合軸回転され、次いで、前記シャフ
トが前記角度を達成すると、そのシャフトはその上部に位置する前記対応する第
ニブレートとの連結から解放される。 次に、関連プレートを備える第一ドリル
ビットおよびシャフトを、このように形成された減圧ことであり、そうすればこ
のシャフトはその上方に配置された第ニブレートとの対応する連結から解放され
る際、その長さに関して短縮されることになる。
本発明の好ましい実施態様によれば、第二シャフトはアクスル・ピンによって第
ニブレートに連結されるが、このアクスル・ピンは本質的に長方形の横断面とス
リットを備えるスリーブを有しており、このスリットの幅はアクスル・ピンの最
も狭い寸法に対応している。 このアクスル・ピンが前記スリーブ内の前記スリ
ットを通過し得るという事実によって、シャフトが半径方向外方へ前記所定角度
に旋回合軸回転されると、シャフトとスリーブは第ニブレートとアクスル・ピン
から解放されることになる。
本発明はまた、該発明による方法を実施するための掘削装置に関する。 この掘
削装置はドリルロッドに取り付けられ、そして駆動装置によって駆動されるが、
互いに軸方向上方に適合させた少なくとも2個のドリルビットを含んで構成され
ている。 偏心装置は、始動装置による始動において、穴の側面に円錐形の減圧
排気ポケットを開けるようにしである。 解放装置は最下方のドリルビットを解
放し、そしてその上に位置する第ニトリルビットによる引き続く掘削のために、
該最下方ドリルビットを円錐形減圧排気ポケット内に配置する。
好ましいのは、偏心装置が清心的に適応させたシャフトを含んで構成されること
であり、このシャフトは第一ドリルビットと連結するようにした第一プレートを
、第ニトリルビットと連結するようにした第ニブレートに対し半径方向かつ枢軸
可能に連結するものである。 更に、始動装置は少なくとももう1本のシャフト
を含んで構成され、これは第一プレートを安定位置において第ニブレートに連結
させ、そして解放装置によって第ニブレートがら解放可能となるものである。
前記解放装置は入れ子穴ヘッドを含んで構成することができ、これは第二シャフ
トを第ニブレートに強固に連結するように成っていて、前記入れ子穴ヘッドはリ
モートコントロール可能な係止装置によってそのプレートから解放可能である。
この係止装置は離れた位置、たとえば地上位置から電波、マイク電波、超音波
等によりリモートコン)・ロール可能である。 ステップ1において、入れ子穴
ヘッドがその座(seat)を去ると、チャンネルおよび通気装置は、掘削液を
磨耗したドリルビットに対しては遮断し、そして新しいドリルビットに対して開
放するように、自動的に変fヒをもたらす。
本発明の好ましい実施態様によれば、解放装置は本質的に長方形の横断面を有す
るピンと、該ピンと協動するスリーブとを含んで構成され、このスリーブはピン
の最小寸法に相当する寸法のスリットを備えているので、それがピンの最小寸法
と対向して位置するとき、ピンはスリットを通過することが可能である。
減圧排気ポケットが設けられている間、切削物質は穴の底部に沈下することにな
る。 従って掘削が遮断されたとき、開けられた穴は十分に深くなければならず
、その結果ドリルライニング下方の容量は少なくとも減圧排気ポケットの容量に
相当するものである。
図面の簡単な説明
本発明の好ましい実施態様により添付図面を参照しながら以下に発明をより詳細
に説明するものとする。
第1図は本発明による掘削装置を示す斜視図である。
第2図は第1図に類似する斜視図であるが、ドリルビットを取り外したものであ
る。
第2a図は第2図の■−■線に沿う横断面図である。
第3図は中央位置における第1図による掘削装置の一部を示す斜視図である。
第4図はドリルビットの交換に際して、最終位置における第3図に対応する斜視
図である。
第5図および第6図は係止およびつつかい(trigging)装置を示す斜視
図である。
好ましい実施態様の詳細な説明
第1図において、本発明による掘削装置は透視図法により示されている。
掘削装置1の上部にはドリルロッド2が取り付けられている。 このドリルロッ
ドは地表レベル、たとえば掘削プラットフォームまたは地上ベース・ステーショ
ンに位置する駆動装置により駆動される。 勿論、この駆動装置はまた、横穴、
トンネル等の地下に配置することも可能である。
互いに下方へ整列して配列される3個のローラ・ドリルビットまたはクラウン3
a、3b、3cはロッド2に連結されている。 下部クラウン3aが最初に掘削
作業を遂行する。 これらのクラウンは勿論、周知の構造を有しており、従って
ここではより詳細に説明しないものとするが、その意図は本掘削装置もまた、他
のタイプの掘削装置、ドリルビットおよび物質切削装置についての比較し得るア
レンジメントにおいて利用可能であることにある。
各ビット3a−3cは、その他のものと横方向プレート4a −4cならびに「
掘削エツジ」と最も近接した次のプレートとの開に配置された制振装置6(第2
図)との整列の後、整列される。 これらのプレートは、第1図に示す実施態様
中の3本の入れ子穴シャフト5a−5cと相互連結されている。 本実施態様に
おいては3本のシャフトが示されているが、用途ならびに構造的強度に関する要
求によってシャフトの数を変化させ得ることは容易社理解できる。 これらのプ
レートはシャフトと相互連結され、そしてそれらの間に配置されたドリルビット
および制振装置により相互に所定距離をもって保持されている。
制振装置6は第2a図による横断面図■−■線から明らかなようにプレート4の
上側に配置されている。 それはその上に位置するドリルビットの3個のローラ
用の凹所を有している。 ダンパの作用は、ドリルロッドの軸方向において加え
られ、かつ入れ子穴シャフトと平行な各プレート間に回転モーメントを伝達する
力を阻むことである。
第1図から明らかなように、ドリルビット3bおよび3Cは横断プレート4の境
界およびシャフト5内に位置し、かつこれらによって保護されており、そしてこ
れらはドリルビット3aによる掘削中磨耗することはない。
ドリルロッド2からの回転モーメントはドリルビット3aに対するドリルピッ)
3Cおよび〜bと平行なプレート4およびシャフト5により伝達される。 掘削
液はドリルロッドからプレート内に構築されたチャンネルに流れ、ひいてはプレ
ートに相互連結する3本の入れ子穴シャフト5bの1本の内側に、そしてこの目
的のための穴を備えるドリルビット3bに対して下方へ流れる。 その後、でい
水と共に掘削液は、ライニングおよびドリルロッド2間を地表まで流れる。
掘削液は適当なポンプ装置により地上レベルに推進される。
第2図において、第1図による掘削装置がドリルビットを除いて示されており、
他の詳細をより明瞭に示しているが、中でも制振装置は既に説明された。
シャフト5aの1本がピン7と共に下部プレー)4aに取り付けられているのが
理解される。 同じシャフトは、以下でより詳細に説明する枢軸可能カップリン
グにより上部プレートに締着される。 第3図および第4図からより明瞭に理解
されるように、他の2本のシャフト5bおよび5Cの各1本は一寸の間(mom
eIIt)下部プレート4aに堅固に締着され、そして入れ子式ヘッド8によっ
て上部プレート4bに開放可能に連結されている。 各入れ子式ヘッドは係止ピ
ン9によって一つの位置に保持され、これはキャップIO内に位置するピストン
により制御される。 この装置によって、係止ピン9は後退されることになり、
また入れ子式ヘッド8はプレート4bから解放される(dreleSsed )
。
本発明によれば、インパルス・レシーバ−を備える係止装置は第5図のプレート
27において密閉的に包囲されている。 従って、プレート27から入れ子式ヘ
ッド21を解放するために、インパルスによってインパルス・レシーバ−に対す
る始動がもたらされ、これがばねにより活動化されたパンチング、ピンの引き金
を引き、次いでこれはカプセル内に閉じ込められたガスを解放する。 超過圧力
をもって供給されるガスは、第5図によるチャンネル内においてピストン23の
他の側へ導かれるが、これは係止ピン22がプレート27から入れ子式ヘッド2
1の出て行くのを阻止することを意味する。 同時に、圧力はピストンの周囲で
解放されることになるので、逆圧が十分に減少すると、ばね24もまたビス用し
ており、それによって係止ピン22における圧力は減少し、かつ入れ子式ヘッド
21においてその穴を残しておくためにより好ましい状況を有するものである。
次に、係止ピン22に対するチャンネル25の出口における特別なバッキング
をフリーとし、そして液体圧力は係止ピン22の端部に達する。 その時、全て
の力が係止ピン22に向かい、かつ一方向において協動する。 係止ピン22が
チャンネル26を通過すると、液体は入れ子式ヘッド21の周囲を指向すること
になり、次いでこれは係止プロファイル28のいずれかの側における均圧を包含
するものである。 係止ピン22はその穴を去り、入れ子式ヘッド21はその座
を去り、そして入れ子式シャフト5bおよび5cのばねはそれらのハウジングを
互いに押圧することが可能となり、そしてそれらのシャフトはシャフト5aを除
き、全て短縮される。
入れ子式ヘッドを適所に保持し、がっその入れ子式ヘッドを解放するために設計
された全装置はプレート4内に緊密に包囲される。 インパルス・レシーバ−は
多くの異なった方法、たとえば電波、マイクロ波、超音波あるいは何が他の形態
のインパルスであって、液体で充填されるが、減圧とされたドリルロッドの内方
を伝播するものによってリモートコントロール可能である。 更に他のインパル
ス路およびインパルス形態もまた、特別な場合には有用であるが、今のところは
上述の解決が好ましい、 ピストンを備える係止ピンを伴ったカプセルは空気圧
的、液圧的、あるいは他の機械的方法により駆動することができ、これは適切な
方法においてアレンジすることができる。
前述したように、掘削液は解放の第1ステツプにおいて磨耗したドリルビット3
aに対し自動的に遮断される。 このオートマティックスは、入れ子式ヘッドが
機構に対し影響を及ぼすものであるが、この機構は掘削液用のチャンネル内にフ
ラップを、液体が現在使用されているドリルビットを指向するように保持するも
のである。 交換に際して、入れ子式ヘッドがその座を去ったとき、そして入れ
子式シャフトの収縮運動に起因してその機構がフラップの位置を変いドリルビッ
トに対して開放される。 これによって、掘削装置内の各ドリルビットが少なく
とも1本の、チャンネルを備えたシャフト、チャンネルを備えたプレートならび
にそれのために設計されたバルブ装置を有することが理解される。
磨耗したドリルビット3aを交換すべき場合は、本発明に従って以下のように行
われる。
先ず、掘削装置の回転を停止し、そしてできれば掘削穴から切削物を洗い落とす
、 次いで、インパルス信号をプレート4b内に配置したインパルス・レシーバ
−に送り、これがその係止ピンによって2個のカプセルを起動し、それぞれが対
応する入れ子式ヘッド8およびシャフト5bまたは5cを解放する。 ドリルビ
ット3aおよびそのプレート4は、今やシャフト5aによってプレート4bにの
み連結されている。 各シャフト5はばね14を備えており、これは入れ子式シ
ャフトを短縮するものである。 従って、掘削、装置は最初緩慢に回転させる。
磨耗したドリルビット3a、プレート4aならびにシャフト5bおよび5cは今
やシャフト5&により偏心的にぶら下げられる。 これは更に、その回転に起因
して、前記エレメントが加速力を受け、そして掘削穴の壁に向かって外方へ強制
されるように向きを変える。 シャフト5bおよび5cはもはやこの種の運動を
阻止するものではない、 シャフト5aはプレート4aおよび4bの双方に枢軸
可能に取り付けられており、そして外方へのこの種の運動を妨げるものではない
、 磨耗した掘削装置は今や掘削壁において摩滅し、そして壁内の円錐形スリッ
トを塞ぐことになる。 この工程は第3図中に概略的に示されており、これはシ
ャツ)5bおよび5c解放直後の磨耗したドリルビットを示している。 同じ第
3図から、どのようにしてシャフト5bおよび5cの自由端が掘削壁の他の側に
切り込み、そして磨耗材料をそれから剥ぎ取るかも明らかである。 しかし、最
も有用な作業は磨耗したドリルビットそれ自体により行われる。
掘削装置は回転を継続するけれども、円錐形スリットは漸進的に大きくなり、ひ
いては今や半円形の減圧排気ポケット内の磨耗したドリルビット3aの切削物質
が増加することになる。 シャフト5aおよびプレート4b間のジヨイントは、
所定角度において傾斜して配置され、かつプレート4b内にスリットを備えるス
リーブ12よって固定されたアクスル・ピン11から成る。 傾斜したアクスル
・ピン11は第3図および第4図から明らかなように、平らな横断面を有してお
り、そしてスリーブ12は円筒状横断面を有しており、そしてこれはピンの最小
部に相当する寸法を有するスリット13を備えている。 スリーブおよびピンの
解放は、ピンの最狭部がスリットと整列したときに生ずる。
出発位置において、スリーブ12のスリット13はその最高位置に位置している
。
シャフト5aは、その連続回転の開駆動ロッドの垂直線から外方に角度を付され
ているので、スリーブのスリットはアクスル・ピンの最狭部前方に置き換えられ
る。 アクスル・ピンの所定傾斜角において、スリーブ12のスリット13はア
クスル・ピン最狭部の反対側に位置している。 スリット13の幅はアクスル・
ピンの最狭部と同じように大きいので、スリーブ12はアクスル・ピン11を去
ることになり、これは第4図に示されている。
ポケットの直径は次の方法により更に増加させることができる。 スリーブがア
クスル・ピン11を去るためには、スリーブ・スリット12はスリット13内の
成る摩擦抵抗を克服せねばならず、これは増加させた回転速度により達成される
。 この期間中、回転速度を緩慢に増力口させると、加速力が入れ子穴シャツ)
5aを長くし、これは複動ばねを備えている。 9粍したドリルビット3aは本
質的に半径方向における磨耗物質であって、ポケットの直径を増加させ、それに
よってリング状スリットが形成される。 加速力が摩擦抵抗と同じ位大きくなる
と、スリーブ12はアクスル・ピン11を滑り落ちる。
この瞬間まで、回転運動のための回しモーメントはアクスル・ピン11によって
シャフト5aのスリーブ12へ、かつプレート4aならびに穴の側面に対し影響
を関連のシャフト5を磨耗したドリルビット3aと共に収容可能とするために十
分な寸法を今や、少なくとも達成した。 スリーブ12がアクスル・ピン11が
ら解放されると、ジヨイントによって伝達されているモーメントは停止され、そ
してドリルビット3aは回転運動の円形路に対し接線方向に続く。
減圧排気ポケットは今やその仕事を遂行してドリルビット3a、プレート4aお
よび入れ子式シャフト5を永久に包囲し、かつ保持する。
ドリルロッドの回転が停止されると、掘削ライニングが掘削穴の底部に押圧され
、それによって減圧排気ポケットがシールされることになる。 新しいドリルビ
ット3bが掘削装置内の正しい位置に存在し、そして掘削は限定されない延長状
態において再び開始可能となる。
上において、ばね14は入れ子式シャフト共に引っ張られ、その結果シャフト5
bおよび5Cの入れ子式ヘッドが外れることを述べた。 シャフト5aは全工程
の間、重力および加速力に起因して依然として延長される。 次に、スリーブ1
2がアクスルビン11を越えると、ばね14もまた前記シャフト5a内でその最
終保持に関し、それを短縮するために収縮される。
第1図において、3個のドリルビットを備える掘削装置が示されているが、本発
明によれば、この掘削装置は少なくとも2個のドリルビットにより作動可能であ
り、またビットの数の上限は単に用途によってのみ左右されるものであることが
理解される。 従って、たとえば6個のドリルビットをラインに取り入れるのに
何らの困難も存在しない。
第2図において、掘削液用のチャンネルシステム15が示されているが、それる
ことが可能であり、このばねは係止ビン9の除去ならびにプレート4bがらの入
れ子式ヘッド8の解放を容易にするものである。
間に使用することができる。
本発明による掘削装置はまた、他の掘削法、たとえばターボドリルにも適用可能
である。
本発明は上に開示された実施態様に限定されるものではなく、添付された請求の
範囲により定義されるような発明の範囲内で、多くの観点において変形が可能で
ある。
!i′92σ
、4〉、ヂ
国除調査報告
ANNEX To τHE INTERNAτl0NAL 5EARC)! R
三poRT 0NFor more c!etails about this
an−*ex :
Claims (10)
- 1.掘削装置が少なくとも2個のドリルビットを含んで成り、そして第一のドリ ルビットが磨耗した際、前記第一ドリルビットを、その上に位置する第二ドリル ビットについて掘削穴底部のその場所で交換することを特徴とする穴あけのため の掘削装置下方の地面を分解するために駆動手段により駆動される駆動ロッドに 取り付けられた掘削装置を含んで構成される地中に穴を開ける方法。
- 2.掘削装置が二つのステップにおいて解放可能な解放装置を含んで成り、それ によって第一ドリルビットの交換に際して偏心装置が第一のステップにおいて始 動され、それにより掘削装置の継続した回転における磨耗ドリルビットが掘削穴 の側面に影響を及ぼし、かつ前記側面中に半円形の減圧排気ポケットを作成し、 その結果磨耗ドリルビットがその上に位置するドリルビットによって継続した掘 削から外れて第二ステップにおいて前記ポケット内に配置されることを特徴とす る請求の範囲第1項による方法。
- 3.それぞれ交換可能なドリルビットに関する解放装置が第一プレートおよび少 なくとも2本のシャフトを含んで成り、これらは前記第一プレートと、その上に 位置し、対応する第二プレートとを連結し、偏心装置の始動のために前記第二プ レートから前記第一プレートを解放し、前記第二シャフトは枢軸可能であり、そ して前記第一プレートとその上に位置する、対応する第二プレートとを偏心的に 連結し、その結果前記シャフトおよび前記掘削装置の回転における前記第一プレ ートが半径方向外方に所定角度、たとえば約80°に旋回心軸回転されることを 特徴とすると共に、前記第二シャフトが前記角度を達成したとき、前記第二シャ フトが、その上に位置する対応する第二プレートとの連結から解放され、更に前 記第一ドリルビットと、対応する第一プレートおよびシャフトとをこのように形 成された半円形の減圧排気ポケット中に配置することを特徴とする請求の範囲第 2項による方法。
- 4.各シャフトは入れ子式であり、そしてその上に位置する対応する第二プレー トからの解放に際して、短縮された長さに関し引っ張られることを特徴とする請 求の範囲第3項による方法。
- 5.本質的に長方形横断面を有するアクスルピンによって第二シャフトが前記第 二プレートに連帯され、そしてスリーブが、アクスルピンの最小寸法に相当する 幅を有するスリットを備えることを特徴とすると共に、シャフトが半径方向外方 に前記所定角度をもって旋回心軸回転されたとき、前記アクスルピンをスリーブ の前記スリットを通過させることにより前記シャフトおよび前記スリーブが前記 第二プレートおよび前記アクスルピンから解放されることを特徴とする請求の範 囲第3項または第4項による方法。
- 6.a)互いに上方へ装着された少なくとも2個のドリルビット(3a、3b、 3c)と、 b)穴の側面に、半円形状の減圧排気ポケットを作成するようにした偏心装置( 5a)と、 c)前記偏心装置を始動させるための始動装置(8、9、10、5b、5c)と 、 d)最下方のドリルビットを解放し、かつそれを前記形成した半円形状の減圧排 気ポケット中に配置する解放装置(11、12)であって、前記ドリルビットの 上に位置する第二ドリルビットによって連続的掘削を行うものと、e)磨耗した ドリルビットに対する掘削液の供給を遮断し、そして新しいドリルビットに対し 掘削液の供給を開始する切り替え装置とを特徴とする地面に穴を掘削する請求の 範囲第1項による方法を実施するための、ドリルロッドに取り付けられ、かつ駆 動手段により駆動される掘削装置。
- 7.前記偏心装置が偏心的に適応させたシャフト(5a)であって、第一プレー ト(41)を半径方向で枢軸可能に第二プレート(4b)と連結させるものを含 んで成り、前記第一プレートは前記第一ドリルビット(3a)と関連するように されており、前記第二プレートは前記第二ドリルビット(3b)と関連するよう にされていることを特徴とすると共に、始動装置が少なくとも第二のシャフト( 5h、5c)であって、安定な位置において前記第一プレート(4a)を前記第 二プレート(4b)に連結し、かつ解放装置(8、9、10)により前記第二プ レートから解放可能であるものを含んで成ることを特徴とする請求の範囲第6項 による掘削装置。
- 8.解放装置が入れ子式ヘッド(8)であって、前記第二シャフト(5b、5c )を前記第二プレート(4b)に固定的に取り付けるようにしたものを含んで成 り、前記入れ子式ヘッド(8)は、リモートコントロール可能な係止装置(9、 10)により前記プレート(4b)から解放可能であることを特徴とする請求の 範囲第7項による掘削装置。
- 9.係止装置が遠く離れた位置、たとえば地上位置から電波、マイクロ波、超音 波等によってリモートコントロール可能であることを特徴とする請求の範囲第8 項による掘削装置。
- 10.解放装置が更にアクスルピンを含んで構成され、該アクスルピンは本質的 に長方形の横断面と、前記アクスルピンと協動するスリーブであって、そのアク スルピンの最狭寸法に相当する寸法のスリットを備えるものを有しており、その 結果それがアクスルピンの最狭寸法の対向側に位置する場合、アクスルピンが前 記スリットを通過し得ることを特徴とする請求の範囲第6項乃至第9項のいずれ かによる掘削装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8504473-3 | 1985-09-27 | ||
| SE8504473A SE452042B (sv) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | Forfarande och anordning for utbyte av en borrkrona pa plats i ett borrhal |
| PCT/SE1986/000430 WO1987002091A1 (en) | 1985-09-27 | 1986-09-26 | A method and a device for deep hole drilling |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63501650A true JPS63501650A (ja) | 1988-06-23 |
| JPH0768837B2 JPH0768837B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=20361539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61505335A Expired - Lifetime JPH0768837B2 (ja) | 1985-09-27 | 1986-09-26 | 掘削方法および掘削装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4889194A (ja) |
| EP (1) | EP0269638B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0768837B2 (ja) |
| AU (1) | AU6401586A (ja) |
| DE (1) | DE3675946D1 (ja) |
| DK (1) | DK162852C (ja) |
| SE (1) | SE452042B (ja) |
| WO (1) | WO1987002091A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5950742A (en) * | 1997-04-15 | 1999-09-14 | Camco International Inc. | Methods and related equipment for rotary drilling |
| RU2578229C1 (ru) * | 2014-10-07 | 2016-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Опытный завод технических средств бурения на газ" | Буровой шарошечный расширитель со сменными секциями |
| US10774500B2 (en) | 2017-03-09 | 2020-09-15 | Caterpillar Inc. | Power operated locking system earth moving equipment and method |
| CN110863853B (zh) * | 2019-12-24 | 2024-05-14 | 吕梁学院 | 一种煤层瓦斯抽采钻孔塌孔清煤装置 |
| US12270256B2 (en) | 2022-03-16 | 2025-04-08 | Saudi Arabian Oil Company | Refreshable polycrystalline diamond compact (PDC) drill bits |
| CN114799261B (zh) * | 2022-05-19 | 2024-05-14 | 溧阳市金昆锻压有限公司 | 一种八孔数控枪钻及其使用方法 |
| CN115182342B (zh) * | 2022-09-13 | 2022-11-29 | 山东鲁中公路建设有限公司 | 应用于不良地质的桩基施工工艺和装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA542092A (en) * | 1957-06-11 | A. Zublin John | Apparatus for drilling a curved lateral bore deviating from an existing well bore | |
| US2203747A (en) * | 1937-09-20 | 1940-06-11 | Harvey D Sandstone | Laminated disk drill bit |
| US2839270A (en) * | 1954-06-01 | 1958-06-17 | Oilwell Drain Hole Drilling Co | Releasable connections for drain hole drilling equipment |
| US3847236A (en) * | 1973-06-28 | 1974-11-12 | J Coalson | Drill bit |
| DE2438733A1 (de) * | 1974-08-13 | 1976-02-26 | John P Coalson | Bohrwerkzeug |
| SU754037A1 (ru) * | 1978-03-20 | 1980-08-07 | Кузбасский Политехнический Институт | Породоразрушающий инструмент |
| US4394882A (en) * | 1981-03-17 | 1983-07-26 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Continuous chain bit with downhole cycling capability |
-
1985
- 1985-09-27 SE SE8504473A patent/SE452042B/xx not_active IP Right Cessation
-
1986
- 1986-09-26 WO PCT/SE1986/000430 patent/WO1987002091A1/en not_active Ceased
- 1986-09-26 AU AU64015/86A patent/AU6401586A/en not_active Abandoned
- 1986-09-26 EP EP86905992A patent/EP0269638B1/en not_active Expired
- 1986-09-26 JP JP61505335A patent/JPH0768837B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1986-09-26 DE DE8686905992T patent/DE3675946D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-05-26 DK DK269087A patent/DK162852C/da not_active IP Right Cessation
-
1988
- 1988-11-22 US US07/275,641 patent/US4889194A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0269638B1 (en) | 1990-11-28 |
| DK269087A (da) | 1987-05-26 |
| SE8504473L (sv) | 1987-03-28 |
| SE452042B (sv) | 1987-11-09 |
| AU6401586A (en) | 1987-04-24 |
| US4889194A (en) | 1989-12-26 |
| DK162852B (da) | 1991-12-16 |
| SE8504473D0 (sv) | 1985-09-27 |
| WO1987002091A1 (en) | 1987-04-09 |
| DK162852C (da) | 1992-05-18 |
| DK269087D0 (da) | 1987-05-26 |
| JPH0768837B2 (ja) | 1995-07-26 |
| DE3675946D1 (de) | 1991-01-10 |
| EP0269638A1 (en) | 1988-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4671367A (en) | Pole hole digger with percussive core drilling | |
| US7461706B2 (en) | Drilling apparatus with percussive action cutter | |
| US3945444A (en) | Split bit casing drill | |
| CN105518248B (zh) | 用于培养井下表面的设备和方法 | |
| CA2416134A1 (en) | Formation cutting method and system | |
| US20050133267A1 (en) | [coring tool with retention device] | |
| US20220412169A1 (en) | Hybrid bit including earth boring and percussion elements for drilling earth formations | |
| AU2002302794A1 (en) | Drilling apparatus | |
| CN104863496A (zh) | 旋挖桩机孔底液压高频潜孔破岩钻 | |
| JPS63501650A (ja) | 掘削方法および掘削装置 | |
| JPS5976391A (ja) | 空圧打撃式拡孔掘削装置 | |
| JPH0137558B2 (ja) | ||
| CN114439374B (zh) | 跟进扩孔钻头和旋挖机 | |
| JPS5936079B2 (ja) | 地中孔掘削工法 | |
| JP2003253982A (ja) | 環状掘削装置 | |
| US20050133258A1 (en) | [nanotube electron emission thermal energy transfer devices] | |
| JPH10147931A (ja) | ボーリングマシンの中掘り掘削機 | |
| Cruse | A review of water well drilling methods | |
| US3142345A (en) | Method and apparatus for rotary drilling with compressional waves | |
| CN103334695A (zh) | 旋挖联合气动潜孔锤钻进成孔方法及设备 | |
| JPH0121319B2 (ja) | ||
| JPH08144675A (ja) | 掘削装置 | |
| JPH04309685A (ja) | 井戸掘り工法 | |
| US4440240A (en) | Method of making holes in the soil and apparatus for performing this method | |
| JPH08114079A (ja) | 掘削装置 |