NO854492L

NO854492L - Diamond drill.

Info

Publication number: NO854492L
Application number: NO854492A
Authority: NO
Inventors: Honore Joseph Lambot
Original assignee: Diamant Boart Sa
Priority date: 1984-11-12
Filing date: 1985-11-11
Publication date: 1986-05-13
Also published as: DK519285D0; DK519285A; EP0182770A1; CA1264317A

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et ssssssssssssssssssssssssss diamant-forsynt spiss, forsynt med skjæreelementer som kan være syntetiske, og som er slik plassert at de rager ut i forhold til dreneringssoner tildannet av overflatepartier som definerer verktøyets egentlige hoveddel, og forsynt med minst en spyleåpning som får tilført borevæske. The present invention relates to a ssssssssssssssssssssssssss diamond-tipped tip, provided with cutting elements which may be synthetic, and which are positioned in such a way that they protrude in relation to drainage zones formed by surface portions which define the actual main part of the tool, and provided with at least one flushing opening which allows drilling fluid.

De elementer som kommer i betraktning, er naturlige runde diamanter, naturlige kubiske diamanter, monterte syntetiske diamanter enten disse er monokrystallinske eller polykrystallinske og med forskjellige former, eller separate polykrystallinske plater forsynt med diamanter. The elements that come into consideration are natural round diamonds, natural cubic diamonds, mounted synthetic diamonds whether these are monocrystalline or polycrystalline and of various shapes, or separate polycrystalline plates studded with diamonds.

Skjæreverktøyene med diamant-forsynte spisser i henhold til den foreliggende oppfinnelse blir hovedsakelig brukt i forbindelse med boring i mykt eller halvhardt terreng, som kan være klebrig, f.eks. leire og porøs sandstein. De blir også benyttet i forbindelse med terreng som utgjøres av vekslende lag av meget myk og halvhardt terreng. Terreng av denne type nødvendiggjør meget vellkonstuerte hydrauliske systemer for derved å unngå på den ene side, fornyet opp-maling av av skjøret og på den annen side, tilstoppning av verktøyet. The cutting tools with diamond-tipped tips according to the present invention are mainly used in connection with drilling in soft or semi-hard terrain, which can be sticky, e.g. clay and porous sandstone. They are also used in connection with terrain made up of alternating layers of very soft and semi-hard terrain. Terrain of this type necessitates very well designed hydraulic systems in order to avoid, on the one hand, renewed re-painting of the fragile and, on the other hand, clogging of the tool.

I belgisk patentskrift 771628 er der beskrevet en dreibar borekrone forsynt med monterte steiner. Disse diamanter er anordnet på overflaten av verktøyet i hovedsakelig radiale rekker. De er plassert i det parti av verktøyets hoveddel som utgjøres av utragende arbeidene fremspring med en høyde på flere millimeter, som er adskilt fra hverandre ved hjelp av radial spor som tillater avskjæret og dreneres ved hjelp av kjølemidlet. Det arrangenment som går ut på de monterte fremspring og uttagningene som tjener til drenering av kjø-lemidlet for diamanten og fjerning av fragmenter av fjellgrunnen, er optimalt, en borevæske blir tilført via en bred kanal i den midtre sone av verktøyet. Denne kanal er ikke spesielt tilformet og borevæsken som kommer ut ved overflaten av verktøyet, kommer i berøring med berggrunnen med en lav hastighet og strømmer fortrinnsvis langs de hovedsakelig radiale vannpassasjer. Det totale trykkfall ved verktøyet er vanligvis lavt, ca. 10 bar. In Belgian patent document 771628, a rotatable drill bit equipped with mounted stones is described. These diamonds are arranged on the surface of the tool in mainly radial rows. They are located in the part of the main part of the tool that is formed by projecting work protrusions with a height of several millimeters, which are separated from each other by means of radial grooves that allow the cut off and are drained by means of the coolant. The arrangement of the mounted protrusions and the extractions that serve to drain the coolant for the diamond and remove fragments of the bedrock is optimal, a drilling fluid is supplied via a wide channel in the middle zone of the tool. This channel is not specially shaped and the drilling fluid that comes out at the surface of the tool comes into contact with the bedrock at a low speed and preferably flows along the mainly radial water passages. The total pressure drop at the tool is usually low, approx. 10 bars.

Disse kjente verktøyer med innsatte steiner, tillater boring i temmelig hardt og meget hardt terreng, avhengig av kvantiteten og størrelsen av steinene. På den annen side er deres effektivitet middelmådig og de blir raskt tilstoppet i mykt og sammenklebet terreng. These known tools with inserted stones allow drilling in fairly hard and very hard terrain, depending on the quantity and size of the stones. On the other hand, their effectiveness is mediocre and they quickly become clogged in soft and cohesive terrain.

Videre er der i US patentskrift 4.323.130 omtalt boreverk-tøyer som omfatter plater som er forsynt med diamanter og fordelt over hele overflaten av verktøyet. Furthermore, in US patent document 4,323,130, drilling tools are discussed which comprise plates that are provided with diamonds and distributed over the entire surface of the tool.

Disse verktøyer blir i stor grad distribuert i to foretruk-ne former: infiltrerte karbidverktøyer og stålverktøyer. De to former for verktøyer skiller seg hovedsakelig ved den kronologiske orden av de forskjellige tilberedningstrinn. These tools are largely distributed in two preferred forms: infiltrated carbide tools and steel tools. The two forms of tools differ mainly in the chronological order of the various preparation steps.

Sagt generelt utgjøres de plater som er forsynt med diamanter, av et polykrystallinsk diamantlag påført et wolfram karbin- substrat ved sintring. Generally speaking, the plates that are provided with diamonds are made up of a polycrystalline diamond layer applied to a tungsten carbine substrate by sintering.

Ved infiltrerte karbinverktøyer er platene forsynt med diamanter bare fiksert på verktøyet ved driftenden etter støp-ing av verktøyet. De gjøres intergrerte ved lodding på wolfram karbidunderlag som på forhånd er lukket inn i verktøy-ets hoveddel under dettes fremstilling ved infiltrasjon. In the case of infiltrated carbine tools, the plates are provided with diamonds only fixed on the tool at the operating end after casting the tool. They are integrated by soldering on a tungsten carbide substrate which is previously enclosed in the tool's main part during its manufacture by infiltration.

På den annen side er i forbindelse med stålverktøyer, platene forsynt med diamanter loddet på et karbinunderlag før karbidunderlaget blir fiksert på hoveddelen av verktøyet, vanligvis ved sintring. On the other hand, in connection with steel tools, the diamond-encrusted plates are brazed onto a carbide substrate before the carbide substrate is fixed to the body of the tool, usually by sintering.

Fordelingen av platene svarer til de nøyaktige kriterier vedrørende radialdensitet som en funksjon av avstand fra midtpartiet av verktøyet og vinkelfordelingen, for å tilla-te god mekanisk avbalansering av boreverktøyet. Denne fordeling av platent har forbindelse med optimal fordeling av borevæsketilførset som, i dette tilfelle, utgjøres av flere kanaler som anordnet i hoveddelen og munner ut ved overflaten av verktøyet på vel definerte punkter, generelt på hver side av dreieaksen på forskjellige avstander fra denne akse. Disse kanaler er generelt forstynt med innsprøytings-dyser ved deres ender, noe som gjør dem istand til å frem-skaffe kraftfulle stråler som muliggjør forhindring av tilstoppning og på en optimal måte å bidra til oppbrekking av fjellgrunnen. The distribution of the plates corresponds to the exact criteria regarding radial density as a function of distance from the center part of the tool and the angular distribution, to allow good mechanical balancing of the drilling tool. This distribution of platen is connected with optimal distribution of the drilling fluid supply which, in this case, consists of several channels which are arranged in the main part and open out at the surface of the tool at well-defined points, generally on each side of the axis of rotation at different distances from this axis. These channels are generally narrowed with injection nozzles at their ends, which enables them to produce powerful jets that enable the prevention of clogging and in an optimal way contribute to the breaking up of the bedrock.

Innsprøytingsdysene er fremstilt av et materiale med høy slitestyrke, generelt sintret wolfram karbid. Borevaesken som foreligger i det indre hulrom av verktøyet og som kommer fra settet med borerør, vil når det går gjennom dysen, bli brått akselerert med en høy hydraulisk ytelse. Trykket oppstrøms i forhold til stråledysen skiller seg fra det som er nedstrøms med 50 til 100 bar, svarende til line-ære hastigheter ved åpningen i størrelsesorden 100 meter pr. sekund. The injection nozzles are made of a material with high wear resistance, generally sintered tungsten carbide. The drilling fluid present in the inner cavity of the tool and coming from the set of drill pipes, when it passes through the nozzle, will be abruptly accelerated with a high hydraulic performance. The pressure upstream in relation to the jet nozzle differs from that downstream by 50 to 100 bar, corresponding to linear velocities at the opening of the order of 100 meters per second.

Uansett ytre form kan den verktøyhoveddel som er omtalt i ovennevnte US patentskrift 4.325.130, fremstilles av stål eller fra infiltrert karbid. Regardless of the external form, the main tool part which is mentioned in the above-mentioned US patent document 4,325,130 can be made of steel or from infiltrated carbide.

Den sistnevnte type av verktøy viser ypperlig effektivitet i mykt terreng og spesielt i meget mykt og sammenklebet terreng. Imidlertid har man observert at inntrengningshas-tigheten avtar meget raskt når man nærmer seg hardere terreng, f.eks. terreng med midlere hardhet, f.eks. kalkstein og dolomit. Der er også observert enøkende risiko for tilstoppning når verktøydiameteren øker, p.g.a. den økende vanskelighet med å eliminere avskjær. The latter type of tool shows excellent efficiency in soft terrain and especially in very soft and cohesive terrain. However, it has been observed that the penetration rate decreases very quickly when approaching harder terrain, e.g. terrain with medium hardness, e.g. limestone and dolomite. An increasing risk of clogging has also been observed when the tool diameter increases, due to the increasing difficulty of eliminating intercepts.

Den foreliggende oppfinnelse har som mål å rydde av veien de ovenfor angitte ulemper. Den vedrører en drillbor med diamantforsynt spiss, forsynt med skjæreelementer som kan være syntetiske, og som rager ut i forhold til dreneringssoner tildannet av overflatepartier som definerer verktøy-ets egentlige hoveddel, og forsynt med minst en spyleåpning som får tilført borevæske, hovedsakeligkarakterisert vedat skjæreelementene er gruppert på øyer som er fordelt over hele overflaten av verktøyet og er skilt fra hverandre ved nevnte avløpssoner, idet øyene såvel som avløpssonene er optimalt forsynt med kanaler som ved sine ender er forsynt med en innsprøytningsdyse. The present invention aims to clear the way of the above mentioned disadvantages. It relates to a drill bit with a diamond-tipped tip, provided with cutting elements which may be synthetic, and which protrude in relation to drainage zones formed by surface portions which define the actual main part of the tool, and provided with at least one flushing opening which is supplied with drilling fluid, mainly characterized in that the cutting elements are grouped on islands which are distributed over the entire surface of the tool and are separated from each other by said drain zones, the islands as well as the drain zones being optimally provided with channels which are provided with an injection nozzle at their ends.

I hardere terreng kan der fordelaktig brukes naturlige eller syntetiske steiner som er montert på øyer som rager ut 1 - 10 mm i forhold til verktøyets virkelige hoveddel. In harder terrain, natural or synthetic stones can advantageously be used which are mounted on islands that protrude 1 - 10 mm in relation to the actual main part of the tool.

I henhold til et trekk ifølge oppfinnelsen, er steinene anordnet på isolerte øyer med en skjærbredde fra 10 til 20 mm, og monteringsunderlager for skjærelementene rager fortrinnsvis ut ca. 7 mm i forhold til overflatenivået for hoveddelen av det aktuelle verktøy. According to a feature according to the invention, the stones are arranged on isolated islands with a cutting width of 10 to 20 mm, and mounting supports for the cutting elements preferably protrude approx. 7 mm in relation to the surface level of the main part of the tool in question.

Ved en spesiell utførelsesform blir tilstopping av verktøy-et med stor diameter unngått ved at man anordner plater forsynt med polykrystallinske diamanter på øyer som rager ut 1-40 mm i forhold til verktøyets virkelige hoveddel. In a particular embodiment, clogging of the tool with a large diameter is avoided by arranging plates provided with polycrystalline diamonds on islands that protrude 1-40 mm in relation to the actual main part of the tool.

I henhold til enda et trekk til oppfinnelsen er de plater som er forsynt med polykrystallinske diamenter, anordnet på isolerte øyer med en skjærebredde fra 20 til 60 mm, og monteringsunderlaget for de understøttende knaster rager ut ca. 15 mm i forhold til overflatenivået av verktøyets egentlige hoveddel. According to yet another feature of the invention, the plates which are provided with polycrystalline diamonds are arranged on isolated islands with a cutting width of 20 to 60 mm, and the mounting base for the supporting lugs protrude approx. 15 mm in relation to the surface level of the actual main part of the tool.

Andre trekk og detaljer ved oppfinnelsen vil fremkomme ved den følgende detaljerte beskrivelse av en foretrukken ut-førelsesform for drillverktøyet i henhold til oppfinnelsen, som har fordeltet skjæreelementer og stråler. Other features and details of the invention will emerge from the following detailed description of a preferred embodiment of the drill tool according to the invention, which has distributed cutting elements and beams.

Kort omtale av tegningsfigurene.Brief description of the drawing figures.

Fig. 1 viser i perspektiv et flatt drillverktøy med monterte steiner som rager ut på fremspring fordelt i henhold til oppfinnelsen over hele verktøyets overflate. Fig. 2 og 3 er henholdsvis grunnriss og sideriss av drill-verktøyet vist på fig. 1. Fig. 4 og 5 er henholdsvis oppriss og grunnriss av den type øyer som er vist på fig. 1 og 2. Fig. 6-11 viser i detalj tre forskjellige utførelsesform-er for kubisk steinmontering som muliggjør anvendelse i forbindelse med en øy, idet detaljene er vist i henholdsvis sideriss og oppriss. Fig. 12 - 17 viser i detalj tre forskjellige utførelsesfor-mer for montering av en prismatisk stein som muliggjør anvendelse i forbindelse med en øy, sett henholdsvis i sideriss og oppriss. Fig. 18 er et perspektivriss av et flatt drillverktøy med plater som er forsynt med polykrystallinske diamanter som er anordnet for å rage ut på fremspring. Fig. 19 og 20 er henholdsvis enderiss og grunnriss av dril-lverktøyet vist på fig. 16. Fig. 21 og 22 viser i detalj et fremspring som er forsynt med polykrystallinske plater. Fig. 23 viser en form for radial fordeling av øyene og deres skjæreelementer. Fig. 24 viser fremstillingen av en større øy omfattende et sekundært element for beskyttelse av plater som er forsynt med diamanter, som utgjøres av en bremseflate. Fig. 25 er et snitt gjennom en øy som vist på fig. 24, tatt vinkelrett på overflaten på verktøyet og parallelt med skjæreretningen. Fig. 1 shows in perspective a flat drill tool with mounted stones that protrude on projections distributed according to the invention over the entire surface of the tool. Fig. 2 and 3 are respectively a plan view and a side view of the drill tool shown in fig. 1. Fig. 4 and 5 are respectively elevation and ground plan of the type of islands shown in fig. 1 and 2. Figs. 6-11 show in detail three different embodiments of cubic stone assembly which enable use in connection with an island, the details being shown in side view and elevation, respectively. Fig. 12 - 17 show in detail three different embodiments for mounting a prismatic stone which enables use in connection with an island, seen respectively in side view and elevation. Fig. 18 is a perspective view of a flat drill tool with plates provided with polycrystalline diamonds arranged to project onto protrusions. Fig. 19 and 20 are respectively end view and ground view of the drill tool shown in fig. 16. Figs. 21 and 22 show in detail a projection provided with polycrystalline plates. Fig. 23 shows a form of radial distribution of the islands and their cutting elements. Fig. 24 shows the preparation of a larger island comprising a secondary element for the protection of discs provided with diamonds, which is constituted by a braking surface. Fig. 25 is a section through an island as shown in fig. 24, taken perpendicular to the surface of the tool and parallel to the cutting direction.

På tegningsfigurene er samme henvisningstall brukt for like elementer. In the drawings, the same reference numbers are used for similar elements.

Mange nylige publikasjoner gir uttrykk for viktigheten av hydraulikk når det gjelder påvirkningen av ytelse. De går i hovedsak ut på "strålevirkningen" og frigjøreingen av verk-tøyer som er utstyrt med disse stråler. De skjæreelementer som foreligger i størst utstrekning, utgjøres av plater som er forsynt med diamanter av PDC-typen, dvs. typen "polycry-stalline diamond compact". spesielt omtaler boken med tit-telen "Advanced Drilling Techniques" av William C. Maurer, omfattende 698 sider og utgitt i 1980 av The Petroleum Company, forskjellige sider av strålevirkninger i forbindelse med petroleumboring. Many recent publications express the importance of hydraulics in influencing performance. They mainly focus on the "radiation effect" and the release of tools equipped with these rays. The cutting elements that are present to the greatest extent are made up of plates that are equipped with diamonds of the PDC type, i.e. the "polycrystalline diamond compact" type. in particular, the book entitled "Advanced Drilling Techniques" by William C. Maurer, comprising 698 pages and published in 1980 by The Petroleum Company, discusses various aspects of radiation effects in connection with petroleum drilling.

Artikkelen av Dave Glowka "Optimallisation of Bit Hydraulic Configuration" ved Sandia National Laboratories, som ble publisert i den tekniske journal "Society of Petroleum Engineers Journal" i februar 1983 anlyserer virkemåten for verktøyer med PDC-plater forsynt med spyleåpninger uten innsprøytningsdyser. The article by Dave Glowka "Optimallisation of Bit Hydraulic Configuration" at Sandia National Laboratories, which was published in the technical journal "Society of Petroleum Engineers Journal" in February 1983, analyzes the operation of tools with PDC plates provided with flushing ports without injection nozzles.

I virkeligheten er der allerede omtalt stråleverktøyer i likhet med disse, i US patentskrift 4.322.130, men skjæreelementene er fiksert ved det flate nedre overflatenivå av verktøymatrisen. In reality, beam tools similar to these have already been described in US Patent 4,322,130, but the cutting elements are fixed at the flat lower surface level of the tool die.

Disse stråleverktøyer i henhold til oppfinnelsen, som er generelt betegnet med henvisningstal1 1, skiller seg fra andre drillverktøyer ved kombinasjonen av følgende elementer: - en hvilken som helst profil kan etter valg være forsynt med en konisk uttagning 2, - en fordeling av skjæreelementer 3 over hele overflaten av verktøyet, uten å være fordelt som "blader" eller "finner", eller fullstendig isolert fra hverandre men istedet gruppert og forhøyet på øyer 4, adskilt fra hverandre ved dreneringssoner 5 som tjener til avkjøling og fjerning av steinfragmenter, - tilførsel av fyllfludum gjennom føringer 6 som munner ut ved overflaten av verktøyet enten i dreneringssone 5, eller ved øyene 4, idet de er rettet mot formasjonen og generelt er utstyrt ved deres ende med en stråledyse 7, dvs. en dyse som består av et materiale som gir stor motstand mot ero-sjon og som, gjennom sin velkonstroerte profil, tillater borevæsken å akselereres med god hydraulisk virkningsgrad. Kanalene kan ende i rensekanaler eller ved øyene. These jet tools according to the invention, which are generally denoted by reference number 1 1, differ from other drill tools by the combination of the following elements: - any profile can optionally be provided with a conical recess 2, - a distribution of cutting elements 3 over the entire surface of the tool, without being distributed as "blades" or "fins", or completely isolated from each other but instead grouped and elevated on islands 4, separated from each other by drainage zones 5 that serve for cooling and removal of rock fragments, - supply of fill fludum through guides 6 which open out at the surface of the tool either in the drainage zone 5, or at the islands 4, being directed towards the formation and generally equipped at their end with a jet nozzle 7, i.e. a nozzle consisting of a material which gives great resistance to erosion and which, through its well-constructed profile, allows the drilling fluid to be accelerated with good hydraulic efficiency. The channels can end in cleaning channels or at the islands.

Hastigheten på borevæsken kommer fortrinnsvis opp i en størrelsesorden 100 m/s ved stråleutløpet. The speed of the drilling fluid preferably reaches an order of magnitude of 100 m/s at the jet outlet.

Den markerte turbulens som oppnås på denne måte bidrar til fjerningen av fjellfragmenter og bidrar til å forhindre gjenmaling av fragmenter, noe som reduserer inntrengnings-hastigheten for verktøyet og verktøyets levetid. The marked turbulence achieved in this way contributes to the removal of rock fragments and helps to prevent re-grinding of fragments, which reduces the rate of penetration of the tool and the life of the tool.

Den forhindrer verktøyet fra å bli tilstoppet i meget mykt og klebrig terreng. Det skal også bemerkes at i meget mykt terreng vil borevæsken som kommer i berøring med fjellet under høy hastighet, bidra med oppbrekkingen av fjellet, under forutsetning at dysen er rettet mot formasjonen. It prevents the tool from getting clogged in very soft and sticky terrain. It should also be noted that in very soft terrain, the drilling fluid that comes into contact with the rock at high speed will contribute to breaking up the rock, provided that the nozzle is aimed at the formation.

Slik det fremgår av fig. 1 - 3, i forbindelse med et bore-verktøy med monterte steiner, bærer hver øy 4 flere kubiske steiner 8 som er montert ved hjelp av deres underlag i et fremspring som utgjøres av et flateparti 9 som rager ut i forhold til det ytre overflatenivå av verktøyets hoveddel. As can be seen from fig. 1 - 3, in connection with a drilling tool with mounted stones, each island 4 carries several cubic stones 8 which are mounted by means of their base in a projection which is constituted by a surface portion 9 which projects in relation to the outer surface level of the main part of the tool.

I dette tilfellet rager det parti av overflaten 9 som steinene er montert på, opp med en høyde som kan være mer eller mindre lik skjærebredden for øyen, idet denne verdi er å betrakte som en teknologisk grense. In this case, the part of the surface 9 on which the stones are mounted protrudes to a height which may be more or less equal to the cutting width of the eye, this value being considered a technological limit.

Tre kubiske steiner 11 med dimensjoner på ca. 4 mm, blir anordnet i to rader for derved å gi fullstendig dekning ved hver øy. Forhøyningen rager fortrinnsvis ca. 7 mm opp fra overflaten av verktøyets hoveddel. Three cubic stones 11 with dimensions of approx. 4 mm, is arranged in two rows to thereby provide complete coverage at each island. The elevation preferably extends approx. 7 mm up from the surface of the main body of the tool.

To steiner 11'som er anordnet i fronten, tillater en pass-ende skjærebredde, f .eks. av størrelsesorden for skjærebredden for en vanlig plate med 13,3 mm diameter. De to frontsteiner 11' er fulgt av en tredje stein 11'<1>anordnet mellom sporene av de første to. Fig. 3 viser at fordelingen av steinene i henhold til den foreliggende oppfinnelse baserer seg på fordelingen av flate verktøyer med fordelte plater, så langt som steinene er anordnet på isolerte øyer 4 som er fordelt i henhold til lover i likhet med dem som er adoptert for plater. Hver øy har en flerhet av steiner for derved å gi hver øy en pass-ende skjærebredde som i tilfelle av det beskrevne eksempel er av størrelsesorden for skjærebredden for plater som nor-malt blir benyttet på flate verktøyer med fordelte plater. Tilførsel av borevæske er den samme som omtalt i forbindelse med fig. 2, og omfatter derfor de samme fordeler. Fig. 4 og 5 anskueliggjør i detalj en mulig utførelsesform for øyene omfattende skjæreelementer. I dette tilfellet rager overflatearealet 9 som skjæreelementene er montert på, opp ca. 7 mm fra verktøyets egentlige hoveddel 10. Der er montert tre steiner 8 i to rader, for derved å gi full dekning av hver øy. Fig. 6-11 gir eksempler på plassering i matrisen for et kubisk skjæreelement. Således angir fig. 6 og 7, 8 og 9 såvel som 10 og 11 henholdsvis enderiss og sideriss av de ovenfor angitte eksempler. Bevegelsesretningen for fjellet er i de tre tilfeller vist ved pilen 12. Fig. 6-9 viser at det kubiske skjæreelement kan plasseres slik at det ovenfor fjellet i en flat flate 13, idet det element som trenger dypest inn i fjellet utgjøres av hjørnet 14 i tilfellet 6 og kanten 15 i tilfellet 8. Fig. 10 og 11 viser at det kubiske skjæreelement kan plasseres slik at en kant 16 vil møte fjellet. I dette tilfellet vil det element som trenger dypest inn i fjellet, nød-vendigvis være hjørnet 17. Two stones 11' arranged in the front allow a suitable cutting width, e.g. of the order of magnitude of the cutting width of a normal plate with a diameter of 13.3 mm. The two front stones 11' are followed by a third stone 11'<1>arranged between the tracks of the first two. Fig. 3 shows that the distribution of the stones according to the present invention is based on the distribution of flat tools with distributed plates, in so far as the stones are arranged on isolated islands 4 which are distributed according to laws similar to those adopted for plates. Each island has a plurality of stones to thereby give each island a suitable cutting width which, in the case of the described example, is of the order of magnitude of the cutting width for plates which are normally used on flat tools with distributed plates. Supply of drilling fluid is the same as discussed in connection with fig. 2, and therefore includes the same benefits. Fig. 4 and 5 illustrate in detail a possible embodiment of the islands comprising cutting elements. In this case, the surface area 9 on which the cutting elements are mounted protrudes approx. 7 mm from the actual main part of the tool 10. Three stones 8 are mounted in two rows, thereby providing full coverage of each island. Fig. 6-11 gives examples of placement in the matrix for a cubic cutting element. Thus, fig. 6 and 7, 8 and 9 as well as 10 and 11, respectively end views and side views of the above examples. The direction of movement of the rock is in the three cases shown by the arrow 12. Fig. 6-9 shows that the cubic cutting element can be placed so that it is above the rock in a flat surface 13, the element that penetrates the deepest into the rock being made up of the corner 14 in the case 6 and the edge 15 in the case 8. Fig. 10 and 11 show that the cubic cutting element can be placed so that an edge 16 will meet the rock. In this case, the element that penetrates the deepest into the rock will necessarily be corner 17.

I de tre tilfeller er skjæreelementet plassert slik at der fremskaffes en frigjøringsvinkel 18 som generelt ligger In the three cases, the cutting element is positioned so that a release angle 18 is provided which generally lies

mellom 5 og 30° regnet positivt som vist på figurene.between 5 and 30° counted positively as shown in the figures.

På fig. 12 - 17 er der gitt tre eksempler på plassering i matrisen av et prismatisk skjæreelement med en triangulær basis 19. In fig. 12 - 17 there are three examples of placement in the matrix of a prismatic cutting element with a triangular base 19.

Disse illustrasjoner er i likhet med dem på fig. 6-11 relatert til kubiske steiner. De er gitt i samme henvisningstall 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26. These illustrations are similar to those in fig. 6-11 related to cubic stones. They are given in the same reference number 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26.

Fig. 18 - 20 viser en mulig utførelsesform for øyer 4 som omfatter plater 27 forsynt med polykrystallinske diamanter som er loddet på karbid tapper 28 som er innsatt i hoveddelen 10 av drillverktøyet 1. Fig. 18 - 20 show a possible embodiment for islands 4 comprising plates 27 provided with polycrystalline diamonds which are soldered onto carbide pins 28 which are inserted into the main part 10 of the drill tool 1.

Overflaten 9 på hvilken platene 27 forsynt med diamanter er montert, rager ut i forhold til verktøyets egentlige hoveddel, med en høyde som i det minste kan være lik skjærebredden for øyen, idet denne verdi er å betrakte som en teknologisk grense. The surface 9 on which the plates 27 provided with diamonds are mounted protrudes in relation to the actual main part of the tool, with a height which can at least be equal to the cutting width for the eye, this value being considered a technological limit.

Tre vanlige plater 27 som er forsynt med diamanter og har en diameter på f.eks. 13,3 mm, er montert på en øy 4 som fordelaktig rager ut 15 mm fra overflaten av verktøyets hoveddel 10. Three ordinary plates 27 which are provided with diamonds and have a diameter of e.g. 13.3 mm, is mounted on an island 4 which advantageously protrudes 15 mm from the surface of the tool's main part 10.

Anordningen med platene 21 på hver øy 4 og fordelingen av øyene er valgt slik at der tillates fullstendig dekning ved øyen. The arrangement with the plates 21 on each island 4 and the distribution of the islands have been chosen so that complete coverage at the island is permitted.

Slik det fremgår av fig. 21 og 22, er to fremre plater f.eks. slik plassert at der skaffes en skjærebredde på ca. 35 mm. De fremre plater 27' forsynt med diamanter blir fulgt av en tredje plate 27''anordnet mellom sporene for de første to. As can be seen from fig. 21 and 22, are two front plates e.g. positioned so that a cutting width of approx. 35 mm. The front plates 27'' provided with diamonds are followed by a third plate 27'' arranged between the grooves of the first two.

En ledning for innføring av væsken 6 kan munne ut ved overflaten av øyen, idet ledningen er forsynt med en innsprøyt-ningsdyse 7 hvis akse er rettet mot formasjonen og står på skrå mot de plater som er forsynt med diamanter, slik det fremgår av fig. 15 og 16. A line for introducing the liquid 6 can open out at the surface of the eye, the line being provided with an injection nozzle 7 whose axis is directed towards the formation and is at an angle to the plates which are provided with diamonds, as can be seen from fig. 15 and 16.

Fig. 23 viser en form for mulig radial fordeling av de kubiske skjæreelementer 8. Elementene og øyen 4 er anordent på forskjellig avstand fra dreieaksen for verktøyet. Den radiale forskyvning mellom to påfølgende stusser er slik at Fig. 23 shows a form of possible radial distribution of the cubic cutting elements 8. The elements and the eye 4 are arranged at different distances from the axis of rotation of the tool. The radial displacement between two consecutive stubs is such that

skjæreelementet er plassert på det ytre av en øy 1, er kombinert med hensyn til projeksj on med skjæreelementet plassert ved midtpartiet av øyen i + 1, og også kombinert med hensyn til projeksjon med skjæreelementet plassert til høyre på øyen i + 2. I dette tilfellet blir hvert spor krysset tre ganger etter hverandre av de etterfølgende elementer i, i + 1 og i + 2, the cutting element is located on the outside of an island 1, is combined with regard to projection with the cutting element located at the middle part of the island i + 1, and also combined with respect to projection with the cutting element located to the right of the island i + 2. In this case each track is crossed three times in succession by the following elements i, i + 1 and i + 2,

Densiteten av skjæreelementene kan åpenbart fordobles der-som det er ønsket, med multiplisering av antallet av øyer, særlig ved de spesielt påkjente punkter. The density of the cutting elements can obviously be doubled where desired, by multiplying the number of islands, especially at the particularly stressed points.

Slik det fremgår av fig. 24 og 25, kan øyene forsynt med plater anordnet med diamanter, være spredt i betydelig grad, hovedsakelig i forbindelse med verktøyer med stor diameter. I dette tilfellet kan øyene være adskilt ved hjelp av dreneringssoner med likt volum. As can be seen from fig. 24 and 25, the islands provided with plates arranged with diamonds can be spread to a considerable extent, mainly in connection with tools of large diameter. In this case, the islands can be separated by drainage zones of equal volume.

I meget myke terrenger som disse verktøyer er ment brukt for, vil den aktuelle forskyvningshastighet være meget høy, slik at platene 27 forsynt med diamanter og hovedsakelig dem som er plassert i første rad av hver øy 4, vil måtte favne et enormt volum av materiale, som alltid er for stort med hensyn til mekanisk styrke for de plater som er forsynt med selve diamantene eller med hensyn til deres opplagring av sintret wolfram karbid. Som et resultat er det nødvendig å beskytte platene forsynt med diamanter fra denne potensi-elle forbigående overbelastning ved hjelp av bremseflater 29 som er plassert foran platene forsynt med diamanter, og hvis øvre flate 30 ligger på et nivå som er lavere enn for skjærekanten av platene forsynt med diamanter svarende til en verdi lik den tolererte skjæredybde. Disse bremseflater 29, slik det fremgår av fig 18, utgjøres fortrinnsvis av en superelevasjon tildannet av det samme infiltrerte karbid som verktøyets egentlige hoveddel og forsynt med steiner, f.eks. de syntetiske polykrystallinske terninger 11 som allerede er omtalt, for derved å øke motstanden mot slita-sje ved formasjonen av flaten 42 og å redusere friksjons-koeffisienten for denne på den samme formasjon. Bremseflat-ene 29 kan også utgjøres f.eks. av stykker av wolfram karbid som er sintret med kobolt og eventuelt omfatte diamant eller, om nødvendig, av en eller flere rader av diamant-påførte plater som også er plassert på et lavere nivå enn hovedplatene. In very soft terrains for which these tools are intended to be used, the displacement speed in question will be very high, so that the plates 27 provided with diamonds and mainly those placed in the first row of each island 4, will have to embrace an enormous volume of material, which is always too great with respect to the mechanical strength of the plates provided with the diamonds themselves or with respect to their deposit of sintered tungsten carbide. As a result, it is necessary to protect the diamond plates from this potential transient overload by means of braking surfaces 29 which are placed in front of the diamond plates and whose upper surface 30 is at a level lower than that of the cutting edge of the plates provided with diamonds corresponding to a value equal to the tolerated depth of cut. These braking surfaces 29, as can be seen from Fig. 18, are preferably made up of a superelevation made of the same infiltrated carbide as the actual main part of the tool and provided with stones, e.g. the synthetic polycrystalline cubes 11 which have already been discussed, thereby increasing the resistance to wear in the formation of the surface 42 and reducing the coefficient of friction for this on the same formation. The braking surfaces 29 can also be formed, e.g. of pieces of tungsten carbide sintered with cobalt and possibly including diamond or, if necessary, of one or more rows of diamond-coated plates also placed at a lower level than the main plates.

Det skal forstås at oppfinnelse ikke er begrenset til de utførelsesformer som er omtalt ovenfor, og at mange modifi-kasjoner kan utføres med hensyn til antall skjæreelementer montert på hver øy, med hensyn til fordelingen av disse såvel som antall og plassering av dysene uten å avvike fra oppfinnelsens omfang. It should be understood that the invention is not limited to the embodiments discussed above, and that many modifications can be made with regard to the number of cutting elements mounted on each island, with regard to the distribution of these as well as the number and location of the nozzles without deviating from the scope of the invention.

Claims

1. Cutting tool with a diamond-tipped tip, provided with cutting elements which may be synthetic, and which may be positioned in such a way that they protrude in relation to drainage zones formed by surface portions which define the actual main part of the tool, and provided with at least one flushing opening which is supplied with drilling fluid, characterized in that the cutting elements are grouped on islands which are distributed over the entire surface of the tool and are separated from each other at the drainage zones, and that an injection nozzle is arranged in each flushing opening at the end.

2. Tool as specified in claim 1, characterized in that the cutting elements are mono- or polycrystalline, possibly synthetic diamonds.

3. Tool as specified in claim 1, characterized in that the cutting elements are made up of plates which are provided with polycrystalline diamonds.

4. Tool as stated in claim 2, characterized in that the stones are arranged in islands with a cutting width of 10 - 50 mm (preferably 10 - 20 mm).

5. Tool as stated in claim 3, characterized in that the plates, which are provided with diamonds, are arranged in islands with a cutting width from 20 - 200 mm (preferably from 20 - 60 mm).

6. Tool as specified in claim 1, characterized in that the mounting base for the cutting elements protrudes less than or equal to the cutting width 40 mm in relation to the surface level of the actual main part of the tool.

7. Drill bit as specified in claim 1, characterized in that the cutting elements are grouped in a tree-shape, in which two front elements are arranged followed by a third element arranged between the grooves for the first two elements.

8. Drill bit as specified in claim 1, characterized in that the flushing opening opens into the islands that carry the cutting elements.

9. Drill bit as specified in claim 1, characterized in that the flushing openings are inclined radially and tangentially in relation to the flat surface of the tool.

10. Drill bit as specified in claim 1, characterized in that the islands comprise braking surfaces which serve to limit the cutting depth of the plates provided with diamonds.