SE546204C2 - Pressurized fluid-driven countersink drilling machine with a device for soft start from spool position and an impact piston included in such a countersink drilling machine - Google Patents

Pressurized fluid-driven countersink drilling machine with a device for soft start from spool position and an impact piston included in such a countersink drilling machine

Info

Publication number
SE546204C2
SE546204C2 SE2250739A SE2250739A SE546204C2 SE 546204 C2 SE546204 C2 SE 546204C2 SE 2250739 A SE2250739 A SE 2250739A SE 2250739 A SE2250739 A SE 2250739A SE 546204 C2 SE546204 C2 SE 546204C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
slide
valve
impact piston
drilling machine
spool
Prior art date
Application number
SE2250739A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE2250739A1 (en
Inventor
Fredrik Egerström
Original Assignee
Lkab Wassara Ab
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lkab Wassara Ab filed Critical Lkab Wassara Ab
Priority to SE2250739A priority Critical patent/SE546204C2/en
Priority to US18/873,203 priority patent/US20250314131A1/en
Priority to EP23824324.0A priority patent/EP4540487A1/en
Priority to PCT/SE2023/050587 priority patent/WO2023244157A1/en
Priority to CN202380045906.2A priority patent/CN119563065A/en
Publication of SE2250739A1 publication Critical patent/SE2250739A1/en
Publication of SE546204C2 publication Critical patent/SE546204C2/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14Fluid operated hammers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/10Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Uppfinningen avser en tryckvätsked riven sänkborrmaskin (1) med en anordning för mjukstart från spoilage, vilken sänkborrmaskin innefattar;ett maskinhus (2) med en differentialtryckareabalanserad slagkolv (20) konfigurerat med ett hålläge i maskinhuset,ett ventilhus (4) med en differentialtryckareabalanserad ventilslid (6) konfigurerad med ett hålläge i ventilhuset,ett slidstyrningsgränssnitt (17) i vilket ett slidrör (4a) sticker in i och har glidpassning mot en spolkanalsektion (15a) i ett bakre ändparti av slagkolven (20),ett flertal slidstyrportar (C, D) vilka är verksamma i slidstyrningsgränssnittet (17) och med vilka ventilslidens (6) läge i ventilhuset (4) styrs och kontrolleras genom trycksättning respektive tryckavlastning av en styrtrycksyta (A2) hos ventilsliden (6), varvid nämnda styrtrycksyta (A2) trycksätts respektive tryckavlastas via en i slidröret (4a) anordnad slidstyrkanal (4c),varvid en drivyta (A1) på slagkolven (20) omväxlande trycksätts resp. tryckavlastas, beroende på ventilslidens läge i ventilhuset. Utmärkande är att den innefattar en tryckavlastningsport (E) vilken är anordnad att i spolläget öppna en tryckavlastningskanal (40) mellan en till slagkolven (20) anordnad drivkammare (30) och slidstyrkanalen (4c), vilken tryckavlastningsport (E) vidare är konfigurerad att under successivt ökande strypverkan, tillåta slagkolven (20) att återföras till ett stycke från spolläget tillbakadraget aktiveringsläge genom avledande av tryckflöde från slagkolvens (20) drivkammare (30) till ventilslidens styrtrycksyta (A2) via slidstyrkanalen (4c) och därmed triggande ventilsliden (6) att röra sig bort från sitt hålläge tills dess slagkolven (20) under sin rörelse uppnått en balanspunkt vid vilken att tryckavlastningsporten (E) är stängd.The invention relates to a pressurized fluid-powered downhole drilling machine (1) with a device for soft start from spoilage, which downhole drilling machine comprises; a machine housing (2) with a differential pressure area balanced impact piston (20) configured with a holding position in the machine housing, a valve housing (4) with a differential pressure area balanced valve spool (6) configured with a holding position in the valve housing, a spool control interface (17) in which a spool tube (4a) protrudes into and has a sliding fit against a flushing channel section (15a) in a rear end portion of the impact piston (20), a plurality of spool control ports (C, D) which are operative in the spool control interface (17) and with which the position of the valve spool (6) in the valve housing (4) is controlled and monitored by pressurizing and depressurizing a control pressure surface (A2) of the valve spool (6), said control pressure surface (A2) being pressurized and depressurized via a (4a) arranged slide control channel (4c), whereby a drive surface (A1) on the impact piston (20) is alternately pressurized and depressurized, depending on the position of the valve slide in the valve housing. Characteristically, it comprises a pressure relief port (E) which is arranged to open a pressure relief channel (40) in the flush position between a drive chamber (30) arranged for the striker (20) and the slide control channel (4c), which pressure relief port (E) is further configured to, under a gradually increasing throttling effect, allow the striker (20) to be returned to an activation position retracted a short distance from the flush position by diverting pressure flow from the striker's (20) drive chamber (30) to the valve slide's control pressure surface (A2) via the slide control channel (4c) and thereby triggering the valve slide (6) to move away from its holding position until the striker (20) has reached a balance point during its movement at which the pressure relief port (E) is closed.

Description

Föreliggande uppfinning avser en tryckvätskedriven sänkborrmaskin med en anordning för mjukstart från spolläge enligt ingressen till patentkravet 1. Uppfinningen avser även en slagkolv som ingår i en sådan sänkborrmaskin enligt patentkravet BAKGRUND Uppfinningen hänför sig till en tryckvätskedriven sänkborrmaskin av det slag som uppvisar ett i ett ventilhus ingående slidrör som i ett slidstyrningsgränssnitt sticker in i och har glidpassning mot en spolkanalsektion i ett bakre ändparti av en slagkolv och i vilket slidstyrningsgränssnitt slidstyrportar som styr en i ventilhuset upptagen ventilslid är verksamma. En sådan sänkborrmaskin är exempelvis känd från SE 526 I en sådan sänkborrmaskin ingår ett slagverk med ett maskinhus i vilket slagkolven är upptagen och anordnad att slå på en bakre ände eller nacke av en borrkrona som är rörligt infäst i ett borrfäste (borrchuck) i en främre ände av sänkborrmaskinen. Slagkolvens fram och återgående rörelse triggas av den i ett ventilhuset upptagna ventilsliden. Ventilsliden ställer om en från tryckvätskan verksam kraft på slagkolven så att slagkolven omväxlande rör sig bakåt i riktning från borrkronans nacke resp. accelereras framåt för slag mot borrkronans nacke. Slagkolven har ett differentialtryckareabalanserat bakre hålläge i maskinhuset och påverkas konstant av en liten hydraulisk kraft som driver slagkolven att efter varje slag röra sig bakåt från borrkronan, mot ventilhuset. Kraften på slagkolven växlas genom att en drivyta på slagkolven omväxlande trycksätts resp. tryckavlastas. Omvänt triggar slagkolvens rörelser ventilslidens rörelser så att Ventilsliden omväxlande ställer om det tryck som verkar på slagkolvens drivyta. Ventilsliden är på motsvarande sätt differentialtryckareabalanserad och drivs konstant med en liten kraft mot ett främre hålläge i ventilhuset. Den hydrauliska kraften på Ventilsliden växlas genom att en styrtrycksyta på Ventilsliden omväxlande trycksätts resp. tryckavlastas via nämnda portar i slidstyrningsgränssnittet mellan slagkolv och slidrör. The present invention relates to a pressurized fluid-driven countersink drilling machine with a device for soft start from spool position according to the preamble to patent claim 1. The invention also relates to an impact piston that is part of such a countersink drilling machine according to the patent claim BACKGROUND The invention relates to a pressurized fluid-driven countersink drilling machine of the type that exhibits a valve housing slide tube which in a slide guide interface protrudes into and has a sliding fit against a spool channel section in a rear end portion of an impact piston and in which slide guide interface slide guide ports which guide a valve slide received in the valve housing are operative. Such a counterboring machine is known, for example, from SE 526. Such a counterboring machine includes a percussion mechanism with a machine housing in which the percussion piston is accommodated and arranged to strike a rear end or neck of a drill bit which is movably attached to a drill holder (drill chuck) in a front end of the countersink drill. The reciprocating movement of the impact piston is triggered by the valve slide housed in a valve housing. The valve slide reverses a force exerted by the pressure fluid on the impact piston so that the impact piston alternately moves backwards in the direction from the neck of the drill bit or is accelerated forward to strike the neck of the drill bit. The impact piston has a differential pressure area balanced rear holding position in the machine housing and is constantly affected by a small hydraulic force that drives the impact piston to move backwards from the drill bit, towards the valve body, after each stroke. The force on the impact piston is changed by alternately pressurizing a drive surface on the impact piston or pressure is relieved. Conversely, the movements of the impact piston trigger the movements of the valve slide so that the valve slide alternately resets the pressure acting on the driving surface of the impact piston. The valve slide is correspondingly differential pressure area balanced and is constantly driven with a small force towards a forward holding position in the valve body. The hydraulic force on the valve slide is changed by alternately pressurizing a control pressure surface on the valve slide or pressure is relieved via said ports in the slide control interface between impact piston and slide tube.

Vid denna typ av sänkborrmaskiner kan ett s.k. spolläge inträffa, i vilket bergborrmaskinens borrkrona plötsligt stannar under borrarbetet. Borrkronan befinner sig härvid i sitt yttersta främre ändläge och är avlastad från matningskraft mot en bergfront framför borrkronan. Slagkolven anligger härvid med full hydraulisk kraft framåt mot den stillastående borrkronans nacke samtidigt som tryckvätska (vatten) spolas från borrkronans frontyta genom borrkronan. För att måste urborrningar i kunna återuppta borrarbetet på nyttsänkborrmaskinens slagverk återstartas vilket sker genom ett s.k. påhugg varvid borrkronan ansätts mot bergfronten med sådan kraft att den bringar slagkolven att följa med en aktiveringssträcka ett stycke bakåt i bergborrmaskinen tills dess slagkolven och nämnda slidstyrportar hamnar i ett startläge i maskinhuset. I startläge befinner sig slagkolven i ett läge där en slidstyrport i slidstyrningsgränssnittet kommunicerar med en i slidhuset ingående slidstyrkanal varvid ventilslidens drivarea trycksätts, ventilsliden ställs om och sänkborrhammarens slagverk återstartar. With this type of countersink drilling machines, a so-called spool mode occurs, in which the rock drill bit suddenly stops during the drilling operation. The drill bit is here in its most forward end position and is relieved of feeding force against a rock face in front of the drill bit. The impact piston here rests with full hydraulic force forward against the neck of the stationary drill bit at the same time as pressure fluid (water) is flushed from the front surface of the drill bit through the drill bit. In order to be able to resume drilling work on the new countersink drilling machine, the percussion must be restarted, which takes place through a so-called impact whereby the drill bit is applied to the rock face with such force that it causes the impact piston to follow an activation distance a bit backwards in the rock drilling machine until then the impact piston and said slide control ports end up in a start position in the machine housing. In start position, the impact piston is in a position where a slide control port in the slide control interface communicates with a slide control channel included in the slide housing, whereby the drive area of the valve slide is pressurized, the valve slide is reset and the percussive mechanism of the hammer drill restarts.

Den aktiveringssträcka som erfordras för att från spolläget ånyo nå startläge och genomföra återstart av slagverket kan definieras som den sträcka, utefter sänkborrmaskinens centrum- eller längdaxel (maskinriktning), som borrkronan (slagkolven) från spolläget måste tryckas tillbaka in i maskinen för att slidstyrportarna i slidstyrningsgränssnittet öppnar och det resulterande tryckflödet ställer om ventilsliden från hålläge till startläge i ventilhuset. The actuation distance required to return from the flush position to the start position and perform a restart of the percussion can be defined as the distance, along the center or longitudinal axis (machine direction) of the sinker, that the drill bit (percussion ram) from the flush position must be pushed back into the machine in order for the slide guide ports in the slide guide interface opens and the resulting pressure flow resets the valve slide from hold position to start position in the valve body.

Ett problem vid omstart från spolläge hos kända sänkborrmaskiner är inte bara att aktiveringssträckan för nå startläget vid omstart är relativt lång (vanligen ca. 10 mm eller mer) utan att borrkronan därvid också måste ansättas med relativt stor kraft mot den mötande bergfronten. Vid borrarbete med sänkborrmaskiner innebär ovan beskrivna påhugg med omstart från spolläge ett oönskat och omständligt avbrott som reducerar borrarbetets effektivitet. Därtill föreligger en olägenhet hos kända sänkborrmaskiner att okontrollerat gå in och ur spolläge vid borrarbete i trasigt eller sprickrikt berg på grund på grund av det intermittent uppträdande borrmotstånd som borrkronan normalt möter under borrarbete i sådant berg. Det bör underförstås att ständigt uppträdande spolläge/påhugg och den ställtid som därvid uppstår reducerar sänkborrmaskinens effekt och produktivitet vid borrarbete. A problem when restarting from flush mode with known downhole drilling machines is not only that the activation distance to reach the start position when restarting is relatively long (usually approx. 10 mm or more) but that the drill bit must also be applied with a relatively large force against the oncoming rock face. When drilling with countersink drills, the above-described cutting with a restart from spool mode means an unwanted and cumbersome interruption that reduces the efficiency of the drilling. In addition, there is an inconvenience with known downhole drilling machines to go into and out of coil mode uncontrollably when drilling in broken or fissured rock due to the intermittent drilling resistance that the drill bit normally encounters during drilling in such rock. It should be understood that constantly occurring coil position/cut-in and the resulting set-up time reduce the effect and productivity of the countersink drilling machine when drilling.

I fig. 1A visas schematiskt i en längdsnittsvy ett parti av en känd sänkborrmaskin 1 som befinner sig i ett startläge varvid en första och en andra slidstyrport C respektive D befinner sig i mitt för varandra öppet läge. Sänkborrmaskinen 1 innefattar ett maskinhus 2 i vilket en differentialtryckareabalanserad slagkolv 20 med ett bakre hålläge i maskinhuset är axiellt fram- och återgående rörligt upptagen, ett ventilhus 4 i vilket en differentialtryckareabalanserad ventilslid 6 med ett främre hålläge i ventilhuset 4 är axiellt fram- och återgående rörligt upptagen i en ringformig slidkammare 4b, ett i ventilhuset ingående slidrör 4a som i ett slidstyrningsgränssnitt 17 sticker in i och har glidpassning mot en diametermässigt vidgad spolkanalsektion 15a i ett bakre ändparti av slagkolven 20, i vilket nämnda första och andra slidstyrport C, D är verksamma och med vilka ventilslidens 6 axiella ändlägen i slidkammaren 5 styrs och kontrolleras genom trycksättning respektive tryckavlastning av en styrtrycksyta A2 hos ventilsliden Som framgår av figuren är nämnda styrtrycksyta A2 belägen inne i en ringformig slidstyrkammare 4b till vilken ett styrtrycksflödet leds via en i slidröret 4a definierad slidstyrkanal 4c. Slidstyrkanalen 4c är en kommuteringskanal som på ett omväxlande sätt, i enriktning leder tryckvätska till den ringformiga slidstyrkammaren 4b för trycksättning av styrtrycksytan A2 hos ventilsliden 6 vilket driver ventilsliden bakåt från dess främre hålläge i ventilhuset 4 och omvänt, i en andra riktning, genom att slidstyrkammaren 4b dräneras på tryckflöde till den centrala spolkanalen 15 via den andra slidstyrporten D. Dränering av slidstyrkammaren på tryckflöde sker via ett radiellt dräneringsspår 16 i den inre mantelytan av slagkolvens 20 baktill belägna spolkanalsektion I fig. 1B visas schematiskt i längdsnittsvy ett parti av sänkborrmaskinen i fig. 1A i spolläge varvid den första slidstyrporten C är öppen varvid tryckflöde strömmar in i spolkanalen 15 medan den andra slidstyrporten D till slidstyrkanalens 4c inlopp är stängd. I detta läge har borrkronan (ej visad) och slagkolv 20 har tryckts ut ca 30 mm från startläget (jämför drivkammarens 30 axiella totallängd 55 mm i startläge i fig. 1A och axiella totallängd 85 mm i spolläget). I spolläget hålls slagkolven 20 ute med fullt tryck på drivarean A1 i den ringformiga drivkammaren 30. För återgång från spolläge till startläge måste borrkrona och slagkolv 20 tryckas in en aktiveringssträcka Z på minst ca 10 mm med full kraft för att de första och andra slidstyrportarna C, D skall inta ett inbördes öppet läge (jfr. startläget i fig. 1A). Det vill säga för återstart måste slagkolven 20 drivas så långt bak i maskinhuset 2 att nämnda första och andra styrslidport C, D öppnar för trycksättning av slidstyrkanalen 4c och därmed ventilslidens 6 styrtrycksyta A2 så att ventilslidventilen 6 triggas att ställa om från sitt främre hålläge om i ventilhuset 4 till sitt bakre läge och därmed omstart av sänkborrmaskinens slagverk. Fig. 1A shows schematically in a longitudinal section view a part of a known countersink drilling machine 1 which is in a start position, whereby a first and a second slide control port C and D respectively are in a mutually open position. The countersink machine 1 comprises a machine housing 2 in which a differential pressure area balanced impact piston 20 with a rear holding position in the machine housing is axially reciprocatingly movable, a valve housing 4 in which a differential pressure area balanced valve slide 6 with a front holding position in the valve housing 4 is axially reciprocating movable accommodated in an annular slide chamber 4b, a slide tube 4a included in the valve housing which in a slide control interface 17 protrudes into and has a sliding fit against a diametrically widened spool channel section 15a in a rear end portion of the impact piston 20, in which said first and second slide control ports C, D are operative and with which the axial end positions of the valve slide 6 in the slide chamber 5 are controlled and controlled by respectively pressurizing and depressurizing a control pressure surface A2 of the valve slide As can be seen from the figure, said control pressure surface A2 is located inside an annular slide control chamber 4b to which a control pressure flow is led via a slide control channel defined in the slide tube 4a 4c. The slide control channel 4c is a commutation channel which alternately, in one direction, leads pressure fluid to the annular slide control chamber 4b for pressurizing the control pressure surface A2 of the valve slide 6, which drives the valve slide backwards from its front holding position in the valve body 4 and vice versa, in a second direction, by the slide control chamber 4b is drained on pressure flow to the central flush channel 15 via the second slide control port D. Drainage of the slide control chamber on pressure flow takes place via a radial drainage groove 16 in the inner casing surface of the rearwardly located flush channel section of the impact piston 20 In fig. 1B, a section of the countersink drilling machine in fig. 1A in flush position whereby the first slide control port C is open whereby pressure flow flows into the flush channel 15 while the second slide control port D to the inlet of the slide control channel 4c is closed. In this position, the drill bit (not shown) and impact piston 20 have been pushed out about 30 mm from the start position (compare the total axial length of the drive chamber 30 55 mm in the start position in Fig. 1A and the total axial length 85 mm in the flush position). In the flush position, the impact piston 20 is held out with full pressure on the drive area A1 in the annular drive chamber 30. To return from the flush position to the start position, the drill bit and impact piston 20 must be pushed in an activation distance Z of at least approx. 10 mm with full force so that the first and second slide control ports C , D must assume a mutually open position (cf. the starting position in Fig. 1A). That is, for restarting, the impact piston 20 must be driven so far back in the engine housing 2 that said first and second guide slide ports C, D open to pressurize the slide guide channel 4c and thus the control pressure surface A2 of the valve slide 6 so that the valve slide valve 6 is triggered to change from its front hold position if i the valve housing 4 to its rear position and thus restarting the percussive mechanism of the downhole drilling machine.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett första syfte med föreliggande uppfinning är således ett önskemål att åstadkomma en sänkborrmaskin som kan återstartas på ett mjukare och mer effektivt sätt än hittills kända sänkborrmaskiner. Ett andra syfte med uppfinningen är att åstadkomma en sänkborrmaskin som uppvisar förbättrade driftsegenskaper vid borrarbete i trasigt sprickrikt berg. SUMMARY OF THE INVENTION A first aim of the present invention is thus a desire to create a countersink drilling machine that can be restarted in a smoother and more efficient way than hitherto known countersink drilling machines. A second purpose of the invention is to provide a sink drilling machine that exhibits improved operating characteristics when drilling in broken fissure-rich rock.

Dessa syften med uppfinningen uppnås genom en sänkborrmaskin som erhållit de särdrag och kännetecken som anges i patentkravet 1. Ytterligare kännetecken och tekniska fördelar med uppfinningen framgår av underkraven. These aims of the invention are achieved through a countersink drilling machine which has obtained the features and characteristics stated in patent claim 1. Further characteristics and technical advantages of the invention appear in the subclaims.

Enligt en annan aspekt hänför sig uppfinningen även till en slagkolv avsedd att användas i en sänkborrmaskin enligt uppfinningen. According to another aspect, the invention also relates to an impact piston intended for use in a downhole drilling machine according to the invention.

Tack vare uppfinningen blir en reducerad aktiveringssträcka Z' för slagkolven bakåt i maskinhuset relativt kort (i praktiken ca. 1 mm) vilket väsentligen bidrar till att åstadkomma ett mjukare och effektivare påhugg vid omstart av sänkborrmaskinen. Thanks to the invention, a reduced activation distance Z' for the impact piston backwards in the machine housing is relatively short (in practice approx. 1 mm), which significantly contributes to achieving a softer and more efficient cut when restarting the countersink drilling machine.

Enligt en utföringsform innefattar slidstyrningsgränssnitt vid en sänkborrmaskin en tryckavlastningsport E vilken är anordnad att i spolläge öppna en tryckavlastningskanal mellan en till slagkolven anordnad drivkammare och slidstyrkanal, vilken tryckavlastningsport E vidareär konfigurerad att under successivt ökande strypverkan, tillåta slagkolven att återföras i riktning mot sitt hålläge i maskinhuset genom avledande av tryckflöde från slagkolvens drivkammare till ventilslidens styrtrycksyta via slidstyrkanalen och därmed triggande ventilsliden att röra sig bort från sitt hålläge tills dess en balanspunkt uppnås vid vilken att tryckavlastningsporten E är stängd. According to one embodiment, the slide control interface of a downhole drilling machine includes a pressure relief port E which is arranged to open a pressure relief channel in the flush position between a drive chamber arranged for the impact piston and slide control channel, which pressure relief port E is further configured to, during successively increasing throttling action, allow the impact piston to be returned in the direction of its holding position in the engine housing by diverting pressure flow from the impact piston's drive chamber to the valve slide's control pressure surface via the slide control channel and thereby triggering the valve slide to move away from its holding position until a balance point is reached at which the pressure relief port E is closed.

FIGURBESKRIVNING I det följande beskrivs uppfinningen närmare med ledning av ett utföringsexempel som visas på bifogade ritningar; på vilka; flgí visar schematiskt en längdsnittsvy av ett slagverksparti som ingår i en sänkborrmaskin i ett känt utförande vilken befinner sig i startläge varvid en första och en andra styrslidport C, D befinner sig i inbördes öppet läge för trycksättning av en slidstyrkanal och omställning av en ventilslid från ett främre hålläge i ett ventilhus till ett startläge. flgi visar schematiskt en längdsnittsvy av ett slagverksparti av sänkborrmaskinen i fig. 1A när den befinner sig i spolläge varvid en första slidstyrport C är öppen medan en andra styrslidport D stängd och slagkolven hålls ute med fullt vätsketryck i dess drivkammare. flgi visar schematiskt en längdsnittsvy genom en vätskedriven sänkborrmaskin enligt föreliggande uppfinning vid vilken sänkborrmaskin det parti till vilket uppfinningen är lokaliserad har inringats med punkt-streckad konturlinje. DESCRIPTION OF FIGURES In the following, the invention is described in more detail with the guidance of an embodiment shown in the attached drawings; on which; Fig. 1 schematically shows a longitudinal section view of a percussion part that is part of a countersink drilling machine in a known design which is in the starting position, whereby a first and a second control slide port C, D are in a mutually open position for pressurizing a slide control channel and switching a valve slide from a front holding position in a valve housing to a starting position. Fig. 1 schematically shows a longitudinal section view of a percussion portion of the downhole drilling machine of Fig. 1A when it is in the flush position, wherein a first slide control port C is open while a second control slide port D is closed and the impact piston is held out with full fluid pressure in its drive chamber. Fig schematically shows a longitudinal section view through a liquid-driven countersink drilling machine according to the present invention in which countersink drilling machine the part to which the invention is located has been circled with a dot-dashed contour line.

Egg visar schematiskt en längdsnittsvy av sänkborrmaskinen när den befinner sig i spolläge och i enlighet med drivkammare, via en uppfinningen slagkolvens tryckavlastningsport E, har anordnats i tryckflödeskommunikation med en i ett slidstyrningsgränssnitt ingående slidstyrkanal och trycksättning av en styrtrycksyta hos en ventilslid för omställning av ventilsliden från dess hålläge till startläge. Egg schematically shows a longitudinal section view of the countersink drilling machine when it is in the spool position and in accordance with the drive chamber, via an invention the impact piston pressure relief port E, has been arranged in pressure flow communication with a slide control channel included in a slide control interface and pressurization of a control pressure surface of a valve slide for switching the valve slide from its hold position to start position.

Eig¿ visar schematiskt en längdsnittsvy av slagverkspartiet enligt fig. 3 i spolläge, men i ett läge där slagkolven under inverkan av rådande differentialareatryck, i enlighet med uppfinningen har återförts till ett nytt och ett stycke från spolläget tillbakadraget aktiveringsläge i sänkborrmaskinens maskinhus, och ställt in sig på en i förväg bestämd balanspunkt som uppnåtts i samband med att tryckavlastningsporten E har stängt. Eig¿ schematically shows a longitudinal sectional view of the percussion part according to Fig. 3 in spool position, but in a position where the percussion piston under the influence of prevailing differential area pressure, in accordance with the invention, has been returned to a new and partially retracted activation position from the spool position in the machine housing of the sinker, and set settled on a pre-determined balance point reached when the pressure relief port E has closed.

Med hänvisning till fig. 2 betecknas allmänt med 1 en vätskedriven sänkborrmaskin vilken omfattar ett maskinhus 2 som definieras av ett cylindriskt rör vilket i en främre del inrymmer ett hammarhus 3 och i en bakre del ett ventilhus 4 vilket, i en slidstyrkammare 4b inrymmer en axiellt rörlig ventilslid 6. En borrkrona 7 är vridfast fäst i en chuck 8 i en främre ände av maskinhuset 2. Borrkronan 7 har i sin bakre ände en nacke 9. Med nacke 9 avses allmänt den bakre skaftformade del av borrkronan 7 som mottar slagenergi. I maskinhusetsbakre ände är ett bakstycke 10 inskruvat. Bakstycket 10 är avsett att kopplas till ett borrstöd iform av en borrsträng (ej visad). Bakstycket 10 bildar således en s.k. borrsträngsadapter som är fäst vid huset 2 genom att skruvas fast därpå via en mellan delarna verksam gängning 11. Med 12 betecknas ett filter eller en sil. With reference to Fig. 2, a fluid-driven downhole drilling machine is generally denoted by 1 which comprises a machine housing 2 which is defined by a cylindrical tube which in a front part houses a hammer housing 3 and in a rear part a valve housing 4 which, in a slide control chamber 4b houses an axial movable valve slide 6. A drill bit 7 is rotatably attached to a chuck 8 at a front end of the machine housing 2. The drill bit 7 has at its rear end a neck 9. Neck 9 generally refers to the rear shaft-shaped part of the drill bit 7 that receives impact energy. At the rear end of the machine housing, a back piece 10 is screwed in. The back piece 10 is intended to be connected to a drill support in the form of a drill string (not shown). The back piece 10 thus forms a so-called drill string adapter which is attached to the housing 2 by being screwed onto it via a thread 11 operating between the parts. 12 denotes a filter or a strainer.

En trycksatt drivvätska (tryckvätska) i form av exempelvis vatten under ett tryck av exempelvis 18 MPa är avsedd att ledas från en kraftkälla i form av en i borrsträngens andra ände ansluten borrigg via en central kanal i borrsträngen. Borrkronan 7 har en central spolkanal 15 som i dess front avslutas i spolutlopp 15c som mynnar i borrkronans 7 frontyta. Förbrukad tryckvätska som leds genom spolkanalen 15 bildar härvid spolvätska med vilken borrkax kan undanföras från ett område framför borrkronan 7. Maskinhuset 2 inrymmer ett allmänt med 16 betecknat slagverk vilket är beläget mellan bakstycket 10 och borrkronan 7 (se även det område som inringats med punkt-streckad konturlinje. A pressurized driving fluid (pressure fluid) in the form of, for example, water under a pressure of, for example, 18 MPa is intended to be led from a power source in the form of a drilling rig connected to the other end of the drill string via a central channel in the drill string. The drill bit 7 has a central coil channel 15 which in its front terminates in coil outlet 15c which opens into the front surface of the drill bit 7. Spent pressure fluid that is led through the flushing channel 15 forms flushing fluid with which drill cuttings can be removed from an area in front of the drill bit 7. The machine housing 2 houses a percussion mechanism generally designated 16 which is located between the rear part 10 and the drill bit 7 (see also the area circled with dots dashed contour line.

Med hänvisning även till fig. 3 och 4 framgår närmare att slagverket 16 innefattar i huvudsak två delar, nämligen en i maskinhusets 2 främre del belägen slagkolv 20 som är glidbart styrt upptagen i hammarhuset 3 för utförande av rörelse mellan ett främre respektive bakre ändläge, samt en i maskinhusets 2 bakre del belägen ventil i vilken nämnda ventilhus 4, slidstyrkammare 4b och axiellt rörlig ventilslid 6 ingår. Ventilsliden 6 är hylsformig och glidbart styrd i slidstyrkammaren 4b för utförande av en fram och återgående rörelse. Ventilhuset 4 innefattar en inloppsport respektive en avloppsport (ej visade) som kan sättas i och ur förbindelse med slagkolvens 20 ringformiga drivkammare 30. Eftersom ventilslidens 6 funktion som sådan, att kontrollera tryckflöde till och från slagkolvens 20 drivkammare 30 och tillhörande drivarea A1 kommer denna del hos sänkborrmaskinen inte att beskrivas meri detalj. With reference also to Fig. 3 and 4, it is clear in more detail that the impact mechanism 16 essentially comprises two parts, namely an impact piston 20 located in the front part of the machine housing 2, which is slidably controlled and received in the hammer housing 3 to perform movement between a front and rear end position, and a valve located in the rear part of the engine housing 2 in which said valve housing 4, slide control chamber 4b and axially movable valve slide 6 are included. The valve slide 6 is sleeve-shaped and slidably controlled in the slide control chamber 4b to perform a reciprocating movement. The valve housing 4 includes an inlet port and an outlet port (not shown) which can be placed in and out of connection with the annular drive chamber 30 of the impact piston 20. Since the function of the valve slide 6 as such is to control pressure flow to and from the drive chamber 30 of the impact piston 20 and associated drive area A1, this part with the countersink drilling machine not to be described in more detail.

Med 17 becknas allmänt ett slidstyrningsgränssnitt med en första respektive en andra slidstyrningsport C, D vilka omväxlande styr ventilsliden 6 att röra sig mellan sitt främre hålläge respektive bakre ändläge i ventilhusets 4 slidstyrkammare Slagkolven 20 är differentialtryckareabalanserad och strävar således normalt att med en i förväg bestämd primär första kraft f1 röra sig mot ett bakre hålläge i nära anslutning till ventilhuset 4, vilket illustreras med pilen f1 i fig. 2. I slidstyrningsgränssnittet 17 sticker ett i ventilhuset 4 ingående slidrör 4a in i och har vätsketätande glidpassning med sin yttre mantelyta mot en inre mantelyta av en diametermässigt vidgad spolkanalssektion 15a i en bakre del av slagkolvens 20 spolkanal 15. Ventilsliden 6 är differentialtryckareabalanserad och är tillordnad ett främre hålläge i ventilhuset 4 med en iförväg bestämd primär andra kraft f2, vilket illustreras med pilen f2 i fig. 2. Vid trycksättning av en i ventilsliden 6 ingående styrtrycksyta A2 som bildar del av ringformig slidstyrkammare 4b (se fig. 1A), vid öppna slidstyrportar C, D, erhålls en bakåtriktad sekundär kraft på ventilsliden 6 betecknad F2 i fig. 2, dvs. ett krafttillskott som övervinner den primära andra kraft f2 och som genom rådande differentialtryckareaverkan driver ventilsliden 6 mot dess främre hålläge i ventilhuset Slidröret 4a bildar härvid en kommuteringskanal 4c som på ett omväxlande sätt, i en riktningleder tryckvätska till den ringformiga slidstyrkammaren 4b för att genom inverkan på nämnda styrtrycksyta A2 driva ventilsliden 6 bakåt från hålläget och omvänt, i en andra riktning, dränerar tryckvätska från den ringformiga slidstyrkammaren 4b till den centrala spolkanalen 15 via det radiella dräneringsspåret 16 i den inre mantelytan av slagkolvens 20 baktill belägna spolkanalsektion 15a. 17 generally designates a slide control interface with a first and a second slide control ports C, D respectively, which alternately control the valve slide 6 to move between its front holding position and rear end position respectively in the slide control chamber of the valve housing 4. The impact piston 20 is differential pressure area balanced and thus normally strives to with a predetermined primary first force f1 move towards a rear holding position in close proximity to the valve housing 4, which is illustrated by the arrow f1 in Fig. 2. In the slide control interface 17, a slide tube 4a included in the valve housing 4 protrudes into and has a liquid-tight sliding fit with its outer casing surface against an inner casing surface of a diametrically enlarged flushing channel section 15a in a rear part of the flushing channel 15 of the impact piston 20. The valve slide 6 is differential pressure area balanced and is assigned to a front holding position in the valve body 4 with a predetermined primary second force f2, which is illustrated by the arrow f2 in Fig. 2. pressurization of a control pressure surface A2 included in the valve slide 6 which forms part of the annular slide control chamber 4b (see fig. 1A), when slide control ports C, D are open, a backward secondary force is obtained on the valve slide 6 denoted F2 in fig. 2, i.e. a power supplement which overcomes the primary second force f2 and which through the prevailing differential pressure area action drives the valve slide 6 towards its front holding position in the valve housing. The slide tube 4a forms a commutation channel 4c which in an alternating manner, in one direction directs pressure fluid to the annular slide control chamber 4b in order to through the effect on said control pressure surface A2 drives the valve slide 6 backwards from the hole position and conversely, in a second direction, pressure fluid drains from the annular slide control chamber 4b to the central flush channel 15 via the radial drainage groove 16 in the inner mantle surface of the impact piston 20 located at the rear of the flush channel section 15a.

Genom att den bakåtriktade sekundära kraften F2 på ventilsliden 6 vid trycksättning av ventilslidens 6 styrtrycksyta A2 är större än den differentialtryckareabaserade primära kraften f2 framåt på ventilsliden, dvs F2>f2 kommer ventilsliden 6 att förbli kvar i sitt bakre läge i ventilhuset 4 varvid inloppsporten till slagkolvens 20 drivkammare 30 öppnas och strömmar tryckvätska in och trycksätter slagkolvens drivare A1 i vilket slagkolven accelereras mot borrkronan 7 vilket illustreras med pilen F1 i fig.Because the rearward secondary force F2 on the valve slide 6 when pressurizing the control pressure surface A2 of the valve slide 6 is greater than the differential pressure area-based primary force f2 forward on the valve slide, i.e. F2>f2, the valve slide 6 will remain in its rear position in the valve housing 4 whereby the inlet port to the impact piston 20 drive chamber 30 is opened and pressure fluid flows in and pressurizes the impact piston driver A1 in which the impact piston is accelerated towards the drill bit 7 which is illustrated by arrow F1 in fig.

Allt det ovan beskrivna utgör i allt väsentligt redan känd teknik. Everything described above essentially constitutes already known technology.

Med hänvisning till fig. 3 och 4 är i enlighet med uppfinningen en tryckavlastningsport E anordnad i slidstyrningsgränssnittet 17 och vilken tryckavlastningsport kontrolleras av ett slidparti 4a:1 som utgörs av slidrörets 4a yttre mantelyta och den andra slidstyrporten D, dvs. i praktiken öppnas och stängs den mynningsöppning som leder in till slidrörets 4a slidstyrkanal 4c beroende tryckavlastningsportens E läge i förhållande till den andra slidstyrporten D. With reference to Fig. 3 and 4, in accordance with the invention, a pressure relief port E is arranged in the slide control interface 17 and which pressure relief port is controlled by a slide part 4a:1 which consists of the outer casing surface of the slide tube 4a and the second slide control port D, i.e. in practice, the orifice opening that leads into the slide tube 4a slide control channel 4c is opened and closed depending on the position of the pressure relief port E in relation to the other slide control port D.

Tryckavlastningsporten E är konfigurerad att när sänkborrmaskinen 1 befinner sig i spolläge (se fig. 3) öppna en i slagkolven 20 anordnad allmänt med 40 betecknad tryckavlastningskanal (se detaljförstoring) som är flödesöverförande verksam mellan slagkolvens 20 drivkammare 30 och slidstyrkanalen 4c varvid tryckavlastningsporten E, när den befinner sig mitt för den andra slidstyrporten D, under successivt ökande strypverkan tillåter slagkolven 20 att genom rådande differentialareatryck f1 återföras i riktning mot sitt bakre hålläge i maskinhuset 2 tills den når ett nytt och ett stycke från spolläget tillbakadraget aktiveringsläge genom det tryckflöde som avleds från slagkolvens 20 drivkammare 30 till slidstyrkanalen 4c. Det nya tillbakadragna aktiveringsläget resulterar också i en ny väsentligen reducerad aktiveringssträcka Z' för att nå startläge och omstart av bergborrmaskinens slagverk. The pressure relief port E is configured so that when the downhole drilling machine 1 is in flush position (see Fig. 3) a pressure relief channel arranged in the impact piston 20 generally designated 40 (see detailed enlargement) opens which is flow transfer effective between the drive chamber 30 of the impact piston 20 and the slide control channel 4c whereby the pressure relief port E, when it is located in the middle of the second slide control port D, under successively increasing throttling action allows the impact piston 20 to be returned by the prevailing differential area pressure f1 in the direction of its rear holding position in the machine housing 2 until it reaches a new and a distance from the spool position retracted activation position by the pressure flow diverted from the impact piston 20 drive chamber 30 to the slide control channel 4c. The new retracted actuation position also results in a new substantially reduced actuation distance Z' to reach start position and restart of the rock drilling machine's percussion.

Det härvid rådande trycket i slidstyrkanalen 4c tryckställer ventilslidens 6 styrtrycksyta A2 varvid ventilsliden 6 triggas att röra sig bort (bakåt) från sitt främre hålläge i ventilhusets 4 slidstyrkammare 4b och i riktning mot sitt bakre ändläge i slidstyrkammaren 4b vilket resulterar i den avloppsventil (ej visad) som ventilsliden kontrollerar öppnar och slagkolvens 20 ringformiga drivkammare 30 med drivarean A1 tryckavlastas. The prevailing pressure in the slide control channel 4c puts pressure on the control pressure surface A2 of the valve slide 6, whereby the valve slide 6 is triggered to move away (backwards) from its front holding position in the slide control chamber 4b of the valve housing 4 and in the direction of its rear end position in the slide control chamber 4b, which results in the drain valve (not shown ) that the valve slide controls opens and the impact piston 20's annular drive chamber 30 with the drive area A1 is depressurized.

Tryckavlastningsporten E innefattar i det här beskrivna utföringsexemplet en spårformad radiellt riktad spårformad fördjupning 41 i en invändig mantelyta av slagkolvens 20 vidgade spolkanalsektion 15a i slidstyrningsgränssnittet 17 i slagkolvens 20 bakre del och en eller ett flertal långsträckta kaviteter 42 som löpande parallellt med sänkborrmaskinenscentrumaxel kan utgöras av en, utefter en omkrets jämt fördelade borrningar eller cirkelbågformade delutrymmen som mynnar i slagkolvens 20 drivyta A1 i drivkammaren 30. Genom val det axiella läget hos den spårformade fördjupningen 41 slagkolvens 20 invändiga mantelyta i slidstyrningsgränssnittet 17 kan man på ett enkelt sätt konfigurera en önskad reducerad aktiveringssträcka Z' iförhållande till en nominell aktiveringssträcka Z (det nominella avståndet mellan spolläge och startläge) för åstadkomma en mjuk och effektiva återstart av sänkborrmaskinen. In the embodiment described here, the pressure relief port E includes a groove-shaped radially directed groove-shaped depression 41 in an inner jacket surface of the percussion piston 20's widened flush channel section 15a in the slide control interface 17 in the rear part of the percussion piston 20 and one or a plurality of elongated cavities 42 which run parallel to the center axis of the countersink drilling machine can consist of a . ' in relation to a nominal activation distance Z (the nominal distance between coil position and start position) to achieve a smooth and efficient restart of the countersink drilling machine.

Som bäst framgår av de båda detaljförstoringarna i fig. 3 och 4 kontrolleras nämnda tryckavlastningsport E genom att ett slidparti 4a:1 hos slidrörets 4a yttre mantelyta skär den spårformade fördjupningen 41 slagkolvens 20 invändiga mantelyta i slidstyrningsgränssnittet Som bäst framgår av fig. 4 förblir tryckavlastningsporten E öppen tills dess en balanspunkt uppnås vid vilken slagkolven 20, genom inverkan av differentialtryckareaverkan förflyttat sig så långt bakåt i slidstyrningsgränssnittet 17 att tryckavlastningsporten E stänger varvid slagkolven 20 befinner sig positionerad i ett nytt och ett stycke från spolläget tillbakadraget aktiveringsläge. I det här beskrivna utföringsexemplet har tryckavlastningsportens E relativa läge i förhållande till den andra slidstyrporten D valts på ett sådant sätt att borrkronans 7 och därjämte slagkolvens 20 reducerade aktiveringssträcka Z' bakåt i bergborrmaskinen tills dess slagkolven 20 positionerats sig i sitt nya tillbakadragna aktiveringsläge i maskinhuset uppgår till enbart ca. 1 mm, dvs. den reducerade aktiveringssträckan Z'=1mm. Tack vare slagkolven 20 positionerats sig i nämnda nya tillbakadragna aktiveringsläge erhålls en reducerad aktiveringssträcka Z', dvs. den erforderliga aktiveringssträckan Z' för att ställa om slagkolven till startläge med öppna första och andra slidstyrportar C, D blir väsentligen kortare än vid hittills känd teknik vilket väsentligen underlättar vid omstart och minimerar risk för oönskade produktionsstopp hos sänkborrmaskinen. As can best be seen from the two detail enlargements in Figs. 3 and 4, said pressure relief port E is controlled by a sliding portion 4a:1 of the outer jacket surface of the slide tube 4a cutting the groove-shaped recess 41 the inner jacket surface of the impact piston 20 in the slide control interface As best seen from Fig. 4, the pressure relief port E remains open until a balance point is reached at which the impact piston 20, due to the influence of the differential pressure area action, has moved so far back in the slide control interface 17 that the pressure relief port E closes, whereby the impact piston 20 is positioned in a new and partially retracted activation position from the spool position. In the design example described here, the relative position of the pressure relief port E in relation to the second slide control port D has been chosen in such a way that the reduced activation distance Z' of the drill bit 7 and thereby the impact piston 20 backwards in the rock drilling machine until the impact piston 20 has positioned itself in its new retracted activation position in the machine housing amounts to to only approx. 1 mm, i.e. the reduced activation distance Z'=1mm. Thanks to the impact piston 20 being positioned in said new retracted activation position, a reduced activation distance Z' is obtained, i.e. the required activation distance Z' to reset the impact piston to the start position with open first and second slide control ports C, D is significantly shorter than with previously known technology, which significantly facilitates restarting and minimizes the risk of unwanted production stops at the downhole drilling machine.

Det stycke med vilket slagkolven 20 återförs från spolläget till balanspunkten är i motsats till hittills kända bergborrmaskiner således mindre än det nominella avståndet mellan slagkolvens spolläge och startläge utefter sänkborrmaskinens 1 centrumaxel. The part with which the percussion piston 20 is returned from the coil position to the balance point is, in contrast to hitherto known rock drilling machines, thus less than the nominal distance between the coil position of the percussion piston and the start position along the central axis of the downhole drilling machine 1.

Förhållandet mellan den nya reducerade aktiveringssträckan Z' för återstart av sänkborrmaskinen från det tillbakadragna aktiveringsläget i vilket balanspunkten uppnås och den nominella aktiveringssträckan mellan spolläget och startläget ligger lämpligen i intervallet 1:2 till 1:10. Praktiska försök har visat att ett mest föredraget förhållande liggeri intervallet 1:5 till 1:10 varvid det sistnämnda förhållandet har visat sig ge särskilt goda resultat. The ratio between the new reduced activation distance Z' for restarting the countersink drilling machine from the retracted activation position in which the balance point is reached and the nominal activation distance between the flush position and the starting position is conveniently in the range of 1:2 to 1:10. Practical trials have shown that a most preferred ratio is in the range of 1:5 to 1:10, the latter ratio having been shown to give particularly good results.

Den uppfinningsenliga sänkborrmaskinen 1 fungerar på följande sätt: Med hänvisning till fig. 3 visas sänkborrmaskinen 1 i ett spolläge varvid tryckavlastningsporten E befinner sig i öppet läge. Slidstyrkanalen 4c trycksätts frånslagkolvens drivkammare 30, vilket ställer om ventilsliden 6 genom trycksättning av ventilslidens 6 tryckarea A2. Slagkolven 20 kan då inte stå kvar lika långt ut eller fram i maskinhuset 2 i spolläget, utan söker sig in (bakåt i maskinhuset), tills tryckavlastningsporten E stänger. The inventive countersink drilling machine 1 functions in the following way: With reference to Fig. 3, the countersink drilling machine 1 is shown in a flush position, whereby the pressure relief port E is in the open position. The slide control channel 4c is pressurized by the shut-off piston's drive chamber 30, which resets the valve slide 6 by pressurizing the valve slide 6's pressure area A2. The impact piston 20 cannot then remain as far out or forward in the machine housing 2 in the spool position, but moves in (backwards in the machine housing), until the pressure relief port E closes.

Slagkolven 20 söker sig alltså bakåt i maskinhuset till dess den uppnått ett nytt och ett stycke från spolläget tillbakadraget aktiveringsläge genom det tryckflöde som avleds från slagkolvens 20 drivkammare 30 till slidstyrkanalen 4c. Sänkborrmaskinen har härvid uppnått en ny reducerad aktiveringssträcka Z' för återstart av sänkborrmaskinen som är kortare än en nominell aktiveringssträcka som enligt känd teknik utgörs av det nominella avståndet mellan spolläge och startläge med avseende på slagkolvens 20 rörelse utefter centrumaxeln. The impact piston 20 thus seeks its way backwards in the engine housing until it has reached a new activation position withdrawn a bit from the coil position through the pressure flow that is diverted from the drive chamber 30 of the impact piston 20 to the slide control channel 4c. The countersink drilling machine has thereby achieved a new reduced activation distance Z' for restarting the countersink drilling machine which is shorter than a nominal activation distance which, according to known technology, consists of the nominal distance between coil position and start position with respect to the movement of the impact piston 20 along the center axis.

Balanspunkten för slagkolven 20 i spolläge bestäms av tryckavlastningsportens E axiellt valda läge i slidstyrningsgränssnittet 17 med avseende på sänkborrmaskinens centrumaxel. Genom lämpligt vald konfiguration har det visat sig lämpligt med en reducerad aktiveringssträcka Z' som uppgår till endast ca 1 mm intryckning av slagkolv 20, för att sänkborrmaskinens slagverk skall återstarta, vilket innebär en mjuk och lätt igångsättning av sänkborrmaskinen från spolläget. The balance point for the impact piston 20 in the flush position is determined by the axially selected position of the pressure relief port E in the slide control interface 17 with respect to the center axis of the countersink. Through an appropriately chosen configuration, it has been shown to be suitable with a reduced activation distance Z' which amounts to only about 1 mm indentation of the impact piston 20, in order for the percussion of the countersink drilling machine to restart, which means a smooth and easy start-up of the countersink drilling machine from the spool position.

Det resulterande mjukare spolläget ger ett enklare och mer kontrollerbart påhuggsförfarande samt erbjuds härvid möjlighet att utföra ett mer effektivt borrarbete, även i trasigt eller sprickrikt berg.The resulting softer coil position provides a simpler and more controllable logging procedure and offers the opportunity to perform more efficient drilling work, even in broken or fissured rock.

Claims (1)

1. _ Tryckvätskedriven sänkborrmaskin (1) med en anordning för mjukstart från spolläge, vilken sänkborrmaskin innefattar; ett maskinhus (2) med en differentialtryckareabalanserad slagkolv (20) konfigurerat med ett hålläge i maskinhuset, ett ventilhus (4) med en differentialtryckareabalanserad ventilslid (6) konfigurerad med ett hålläge i ventilhuset, ett slidstyrningsgränssnitt (17) i vilket ett slidrör (4a) sticker in i och har glidpassning mot en spolkanalsektion (15a) i ett bakre ändparti av slagkolven (20), en första slidstyrport (C) och en andra slidstyrport (D) vilka är verksamma i slidstyrningsgränssnittet (17) och med vilka venti|s|idens (6) läge i ventilhuset (4) styrs och kontrolleras genom trycksättning respektive tryckavlastning av en styrtrycksyta (A2) hos ventilsliden (6), varvid nämnda styrtrycksyta (A2) trycksätts respektive tryckavlastas via en i slidröret (4a) anordnad slidstyrkanal (4c), varvid en drivyta (A1) hos en till slagkolven (20) anordnad drivkammare (30) omväxlande trycksätts resp. tryckavlastas, beroende på venti|s|idens (6) läge i ventilhuset (4), kännetecknad av att slidstyrningsgränssnittet (17) innefattar en tryckavlastningsport (E) vilken kontrolleras av ett slidparti (4a:1) som utgörs av en yttre mantelyta av slidröret (4a) och nämnda andra slidstyrport (D) och vilken tryckavlastningsport (E) är anordnad att i spolläget tryckavlasta slagkolvens drivyta (å) genom att öppna en tryckavlastningskanal (40) mellan slagkolvens (20) drivkammare (30) och slidstyrkanalen (4c), vilken tryckavlastningsport (E) vidare är konfigurerad att under successivt ökande strypverkan, tillåta slagkolven (20) att återföras till ett stycke från spolläget tillbakadraget aktiveringsläge med reducerad aktiveringssträcka (Ä) genom avledande av tryckflöde från slagkolvens (20) drivkammare (30) till venti|s|idens styrtrycksyta (A2) via slidstyrkanalen (4c) och därmed triggande ventilsliden (6) att röra sig bort från sitt hålläge tills dess slagkolven (20), under sin rörelse från spolläget, uppnått en balanspunkt i vid vilken tryckavlastningsporten (E) är stängd. _ Tryckvätskedriven sänkborrmaskin enligt kravet 1, varvid slagkolven (20) har ett bakre hålläge i maskinhuset (2) och att slagkolven (20) återförs till det tillbakadragna aktiveringsläget med reducerad aktiveringssträcka (Z') i riktning mot nämnda bakre hålläge. _ Tryckvätskedriven sänkborrmaskin enligt något av kraven 1 - 2, varvid det stycke med vilket slagkolven (20) återförs från spolläget till balanspunkten är mindre än det nominella avståndet för en nominell aktiveringssträcka (Z) mellan slagkolvens spolläge och startläge utefter sänkborrmaskinens (1) centrumaxel. _ Tryckvätskedriven sänkborrmaskin enligt något av kraven 1 - 3, varvid förhållandet mellan den reducerade aktiveringssträckan (Z') för återstart av sänkborrmaskinen från det tillbakadragna aktiveringsläget i vilket balanspunkten uppnås och det nominella avståndet för en nominell aktiveringssträcka (Z) mellan spolläget och startläget ligger i intervallet 1:2 till 1:10, i vilket ett mest föredraget förhållande ligger i intervallet 1:5 till 1: _ Tryckvätskedriven sänkborrmaskin enligt något av kraven 1 - 4, varvid tryckavlastingsporten (E) och den på slidröret (4a) anordnade andra slidstyrporten (D) är konfigurerade att ligga mitt för varandra i spolläget när tryckavlastningskanalen (40) är öppen i ett utgångsläge och slagkolven (20) befinner sig i sitt framskjutna läge i maskinhuset (2). _ Tryckvätskedriven sänkborrmaskin enligt något av kraven 1 - 5, varvid tryckavlastningsporten (E) innefattar en spårformad radiellt riktad fördjupning (41) i en invändig mantelyta (15a) av slagkolven (20) i slidstyrningsgränssnittet (17) vars definierade portöppning skärs av slidpartiet (4a:1) hos slidrörets (4a) yttre mantelyta. _ Tryckvätskedriven sänkborrmaskin enligt något av kraven 1 - 6, varvid tryckavlastningskanalen (40) innefattar en eller ett flertal axiella kaviteter (42) som kan utgöras av en eller ett flertal borrningar som mynnar i en hos slagkolvens (20) ingående drivyta (A1). Slagkolv (20) avsedd att ingåringå i en sänkborrmaskin (1) enligt något av kraven 1 - 7, kännetecknad av att den innefattar en tryckavlastningsport (E) med tillhörande tryckavlastningskanal (40) som i spolläge gör det möjligt att överföra tryckflöde från en till drivkolven (20) anordnad drivkammare (30) till en styrtrycksyta (A2) hos en ventilslid (6) som triggar ventilsliden (6) att röra sig bort från ett hålläge för ventilsliden i ett ventilhus (4).1. _ A pressurized fluid-driven downhole drilling machine (1) with a device for soft start from flush position, which downhole drilling machine comprises; a machine housing (2) with a differential pressure area balanced piston (20) configured with a holding position in the machine housing, a valve housing (4) with a differential pressure area balanced valve spool (6) configured with a holding position in the valve housing, a spool control interface (17) in which a spool tube (4a) protrudes into and has a sliding fit against a flush channel section (15a) in a rear end portion of the piston (20), a first spool control port (C) and a second spool control port (D) which are operative in the spool control interface (17) and with which the position of the valve spool (6) in the valve housing (4) is controlled and monitored by pressurizing and depressurizing a control pressure surface (A2) of the valve spool (6), said control pressure surface (A2) being pressurized and depressurized via a spool control channel (4c) arranged in the spool tube (4a), a drive surface (A1) of a further piston (20) arranged drive chamber (30) is alternately pressurized and depressurized. pressure is relieved, depending on the position of the valve|slide (6) in the valve housing (4), characterized in that the slide control interface (17) comprises a pressure relief port (E) which is controlled by a slide portion (4a:1) which consists of an outer jacket surface of the slide tube (4a) and said second slide control port (D) and which pressure relief port (E) is arranged to relieve pressure from the driving surface (å) of the impact piston in the flush position by opening a pressure relief channel (40) between the driving chamber (30) of the impact piston (20) and the slide control channel (4c), which pressure relief port (E) is further configured to, under a gradually increasing throttling effect, allow the impact piston (20) to be returned to a partially retracted activation position with a reduced activation distance (Ä) from the flush position by diverting pressure flow from the driving chamber (30) of the impact piston (20) to the control pressure surface (A2) of the valve|slide via the slide control channel (4c) and thereby triggering the valve slide (6) to move away from its holding position until the impact piston (20), during its movement from the flush position, has reached a balance point at which the pressure relief port (E) is closed. _ A hydraulically operated downhole drilling machine according to claim 1, wherein the impact piston (20) has a rear holding position in the machine housing (2) and that the impact piston (20) is returned to the retracted activation position with a reduced activation distance (Z') in the direction towards said rear holding position. _ A hydraulically operated downhole drilling machine according to any one of claims 1 - 2, wherein the distance by which the impact piston (20) is returned from the flush position to the balance point is less than the nominal distance for a nominal activation distance (Z) between the flush position of the impact piston and the starting position along the center axis of the downhole drilling machine (1). _ A hydraulically driven downhole drilling machine according to any one of claims 1 - 3, wherein the ratio between the reduced actuation distance (Z') for restarting the downhole drilling machine from the retracted actuation position in which the balance point is reached and the nominal distance for a nominal actuation distance (Z) between the flush position and the start position is in the range 1:2 to 1:10, in which a most preferred ratio is in the range 1:5 to 1: _ A hydraulically driven downhole drilling machine according to any one of claims 1 - 4, wherein the pressure relief port (E) and the second slide control port (D) arranged on the slide tube (4a) are configured to lie opposite each other in the flush position when the pressure relief channel (40) is open in an initial position and the impact piston (20) is in its advanced position in the machine housing (2). _ A hydraulically driven downhole drilling machine according to any one of claims 1-5, wherein the pressure relief port (E) comprises a groove-shaped radially directed recess (41) in an inner jacket surface (15a) of the impact piston (20) in the slide control interface (17) whose defined port opening is intersected by the slide portion (4a:1) of the outer jacket surface of the slide tube (4a). _ A hydraulically driven downhole drilling machine according to any one of claims 1-6, wherein the pressure relief channel (40) comprises one or a plurality of axial cavities (42) which may consist of one or a plurality of bores which open into a driving surface (A1) of the impact piston (20). Impact piston (20) intended to be included in a downhole drilling machine (1) according to any one of claims 1 - 7, characterized in that it includes a pressure relief port (E) with an associated pressure relief channel (40) which, in the flush position, makes it possible to transfer pressure flow from a drive chamber (30) arranged on the drive piston (20) to a control pressure surface (A2) of a valve spool (6) which triggers the valve spool (6) to move away from a holding position for the valve spool in a valve housing (4).
SE2250739A 2022-06-17 2022-06-17 Pressurized fluid-driven countersink drilling machine with a device for soft start from spool position and an impact piston included in such a countersink drilling machine SE546204C2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE2250739A SE546204C2 (en) 2022-06-17 2022-06-17 Pressurized fluid-driven countersink drilling machine with a device for soft start from spool position and an impact piston included in such a countersink drilling machine
US18/873,203 US20250314131A1 (en) 2022-06-17 2023-06-12 Pressurized liquid driven downhole drilling machine with a device for soft start from a flush position and impact piston making part of such a downhole drilling machine
EP23824324.0A EP4540487A1 (en) 2022-06-17 2023-06-12 Pressurized liquid driven downhole drilling machine with a device for soft start from a flush position and impact piston making part of such a downhole drilling machine
PCT/SE2023/050587 WO2023244157A1 (en) 2022-06-17 2023-06-12 Pressurized liquid driven downhole drilling machine with a device for soft start from a flush position and impact piston making part of such a downhole drilling machine
CN202380045906.2A CN119563065A (en) 2022-06-17 2023-06-12 A pressurized fluid driven downhole drilling rig having means for soft starting from a flushing position and an impact piston forming part of such a downhole drilling rig

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE2250739A SE546204C2 (en) 2022-06-17 2022-06-17 Pressurized fluid-driven countersink drilling machine with a device for soft start from spool position and an impact piston included in such a countersink drilling machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE2250739A1 SE2250739A1 (en) 2023-12-18
SE546204C2 true SE546204C2 (en) 2024-07-02

Family

ID=89191739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE2250739A SE546204C2 (en) 2022-06-17 2022-06-17 Pressurized fluid-driven countersink drilling machine with a device for soft start from spool position and an impact piston included in such a countersink drilling machine

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20250314131A1 (en)
EP (1) EP4540487A1 (en)
CN (1) CN119563065A (en)
SE (1) SE546204C2 (en)
WO (1) WO2023244157A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995016848A1 (en) * 1993-12-13 1995-06-22 G-Drill Ab An in-hole rock drilling machine
SE526252C2 (en) * 2003-03-26 2005-08-09 Wassara Ab Hydraulic drill string device
US20160369565A1 (en) * 2013-06-28 2016-12-22 Mincon International Limited Multi-accumulator arrangement for hydraulic percussion mechanism

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995016848A1 (en) * 1993-12-13 1995-06-22 G-Drill Ab An in-hole rock drilling machine
SE526252C2 (en) * 2003-03-26 2005-08-09 Wassara Ab Hydraulic drill string device
US20160369565A1 (en) * 2013-06-28 2016-12-22 Mincon International Limited Multi-accumulator arrangement for hydraulic percussion mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
US20250314131A1 (en) 2025-10-09
CN119563065A (en) 2025-03-04
EP4540487A1 (en) 2025-04-23
SE2250739A1 (en) 2023-12-18
WO2023244157A1 (en) 2023-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101028172B1 (en) Hydraulic drill string device, especially hydraulic in-hole rock drilling machine
US4660658A (en) Hydraulic down-the-hole rock drill
JPS5950837B2 (en) Fluid operated impact tools
JPS6344513B2 (en)
EP0543806B1 (en) Hydraulic down-the-hole rock drill
SE458018B (en) HYDRAULIC PRESSURE MANUAL OPERATED SLAGBERG DRILL
SE440873B (en) HYDRAULIC SUSPENSION WITH REFLEX DUMPERS INCLUDING LOCK SPLACES IN SERIES WITH CUTTING NOZZLE
SE509682C2 (en) Cyclic and hydraulic actuator
US5680904A (en) In-the-hole percussion rock drill
JPH07205047A (en) Hydraulically driven impact hammer
SE530781C2 (en) Rock drilling equipment and method associated with this
CN103459094A (en) Device and method for rock and concrete machining
US20180179855A1 (en) Downhole fluid-pressure safety bypass apparatus
AU652495B2 (en) A pneumatic hammer
SE546204C2 (en) Pressurized fluid-driven countersink drilling machine with a device for soft start from spool position and an impact piston included in such a countersink drilling machine
US4450920A (en) Hydraulic reciprocating machines
EP1802426B1 (en) Percussion device
EP0733153B1 (en) A hydraulic impact motor
WO2012168558A1 (en) Percussion device of rock breaking device and method for controlling percussion device
RU2097520C1 (en) Down-the-hole shock machine
WO2016003350A1 (en) Down-the-hole drill with parallel flows for rotation motor and hammer.
CN119900502B (en) Ball-launched downhole tool assembly
RU2307911C1 (en) Immersible hydraulic hammer
US20180179856A1 (en) Downhole fluid-pressure safety bypass method
WO2016003351A1 (en) Indexing hydraulic dth rock drill by intermittent pressure