NO154586B - Skjaerevalse for en rotasjonsborkrone. - Google Patents
Skjaerevalse for en rotasjonsborkrone. Download PDFInfo
- Publication number
- NO154586B NO154586B NO801095A NO801095A NO154586B NO 154586 B NO154586 B NO 154586B NO 801095 A NO801095 A NO 801095A NO 801095 A NO801095 A NO 801095A NO 154586 B NO154586 B NO 154586B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- cutting roller
- sealing
- cutting
- shaft
- ring
- Prior art date
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 122
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 30
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 10
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 7
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/22—Roller bits characterised by bearing, lubrication or sealing details
- E21B10/25—Roller bits characterised by bearing, lubrication or sealing details characterised by sealing details
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/10—Roller bits with roller axle supported at both ends
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/12—Roller bits with discs cutters
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/16—Roller bits characterised by tooth form or arrangement
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/08—Roller bits
- E21B10/22—Roller bits characterised by bearing, lubrication or sealing details
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
- E21B10/50—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of roller type
- E21B10/52—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of roller type with chisel- or button-type inserts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
- Milling Processes (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en skjærevalse for en rotasjonsborkrone, omfattende en aksel med endepartier opplagret i armer i borkronen og et utvidet midtparti avgrenset av en skulder på hver side, en skjærevalse som er dreibart opplagret på akselens midtparti, og pakningsanordninger mellom skjærevalsen og akselen.
Kjente borkraner for sjakter med stor diameter omfatter vanligvis en bæreplate som er fastgjort til en borstreng, for å rotere med denne. Boringen utføres ved hjelp av et antall skjærevalser som er dreibart forbundet med bæreplaten. Foruten nedad kan det også bores oppad, hvorved boret trekkes oppad gjennom et styrehull.
Slike borkroner er kjent f.eks. fra US-patentskrift 3.612.196 og 3.216.513. Ifølge nevnte patentskrifter og ved alle øvrige kjente typer er pakningsdiameteren lik lager-diameteren, eller noe større enn denne.
En ulempe med pakninger av stor diameter er at de be-vegelige delers innbyrdes overflatehastighet vil økes, slik at varmeutviklingen blir større enn med pakninger av mindre diametre. Hvert enkelt punkt på pakningens roterende ytterflate vil tilbakelegge en større distanse, og pakningens levetid blir følgelig redusert. Pakningenes plassering på sidene av lagrene medfører en annen ulempe, nemlig at kutterbredden ikke vil kunne reduseres i vesentlig grad uten overgang til lagre av mindre bredde. En smalere kutter kan i visse tilfeller være ønskelig.
Et annet fellestrekk ved borkroner er tendensen til å "spore". "Sporing" oppstår ved at en tann på en skjærevalse gjentatte ganger passerer gjennom et tidligere utfrest spor i en borehullbunn eller -flate. Det kan derved dannes en kam på flaten, og dette kan medføre ulemper, såsom skjærmantelerosjon eller for tidlig tannbrudd. Uttrykket "tann" er her benyttet som betegnelse for så vel wolframkarbidskjær som andre innsatsskjær av hardmetall som er fastgjort i hull i valsens ytterflate, og likeledes for utfreste ståltenner i yttersiden. Som omtalt i US-patentskrift 3.726.350, er det særlig vanskelig å unngå sporing med skjærvalser for tilnærmelsesvis ideell rullebevegelse. Ideell rullingskontakt er ofte gunstig for skjærets levetid ved fjellboring, særlig for borkroner med innsatsskjær av hardmetall.
Ifølge en tidligere kjent metode til forebyggelse av sporing er skjærevalsen slik dimensjonert, at forholdet mellom den omkrets som en skjærrad vil beskrive på borehullsflaten, og omkretsen av denne rad på skjærevalsen ikke er likt et "heltall". (Uttrykket "heltall" innbefatter ikke brøk og blandete tall). Tannanordninger som skal forebygge sporing, har også vært i bruk, slik det fremgår av ovennevnte patentskrift. Problemet er imidlertid ikke løst. Laboratorieforsøk har f.eks. vist at et skjær, ved å foreta en svak glidning, kan falle tilbake i et tidligere utfrest spor. En slik glidning i et punkt kan medføre at de øvrige innsatsskjær, dersom disse er jevnt fordelt rundt skjærevalsen, bringes tilbake til det gamle mønster. Det er foreslått at grupper av skjær i en rad anordnes atskilt fra andre grupper. I den utstrekning det er kjent er imidlertid avstanden mellom midtlinjene for innbyrdes tilgrensende tenner i en sirkelformet rad den samme for alle skjærgrupper i raden.
Formålet med oppfinnelsen er å frembringe en skjærevalse med liten tendens til sporing og med redusert overflatehastighet på pakningsanordningen uten reduksjon av lager-dimensjonene.
Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at midtpartiets skuldre er utformet med ringformete utsparinger, og at pakningsanordningene i det minste delvis befinner seg i utsparingene .
Skjærevalsen er vanligvis utstyrt med flere rader av hardmetallskjær. Innsatskjærene i hver rad er anordnet i et antall grupper. Delingen varierer innenfor hver gruppe på slik måte, at den øker gradvis i visse grupper og minsker gradvis i andre grupper. Det benyttes fortrinnsvis en syklus hvori to grupper med økende deling etterfølges av to grupper med minskende deling.
Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende i forbindelse med de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et øvre planriss av en borkrone for stig-boring. Fig. 2 viser et delvertikalsnitt av borkronen i fig. 1, hvor skjærevalsens dreining i snittplanet er markert med strekete linjer, for angivelse av deres innbyrdes stillinger. Fig. 3 og 4 viser skjærevalser som om ønskelig kan er-statte valsene ifølge fig. 1. Fig. 5 viser et vertikalsnitt av en av valsene ifølge fig. 1, med den nærmest innenforliggende valse vist med strekte linjer og dreiet i snittplanet. Fig. 6 viser et skjematisk riss av et foretrukket delingssystem for innsatsskjærene på valsen ifølge fig. 1. Fig. 7 viser et enderiss av en skjærevalse, og illustrerer prinsippet for skjærdelingen ifølge fig. 6. Fig. 8 viser et vertikalsnitt av borkronen i fig. 1, i likhet med snittet i fig. 2, men hvor bæreplaten er forbundet med skjærevalsene som er vist i fig. 3 og 4. Det er i fig. 2 vist en borkrone 11 som under boring av en sjakt 13 trekkes oppad gjennom et tidligere boret styrehull 15. Borkronen 11 omfatter en skjærbæreflate 17 som er fastgjort til en sylinderformet stamme 19 som løper koaksialt med platens 17 rotasjonsakse og rettvinklet mot platen. Stammen 19 er forbundet med en borestreng (ikke vist). Et antall skjærevalser 21 er ved hjelp av holdere 23 forbundet med platen 17. Hver holder 23 omfatter to innbyrdes atskilte armer 25 som er rettet fra bæreplaten 17. Armene 25 danner en sadel eller vugge for opp-takelse av skjærevalsen 21. Hver skjærevalse 21 kan dreies om sin akse, og hver akse løper stort sett i et vertikalt radial-plan gjennom bæreplatens 17 rotasjonsakse, som vist i fig. 1. Når bæreplaten 17 bringes i rotasjon av borestrengen, vil skjærevalsene 21 rotere i ringformete baner og derved bare i sjaktens 13 tak 27.
Det fremgår av fig. 1 at skjærevalsene 21 omfatter en indre valse 29, syv mellomvalser 31a-31g, samt tre ytre valser eller konturvalser 33. Den indre skjærevalse 29 og konturskjærevalsene 33 har en bredde som tilnærmelsesvis motsvarer halve bredden av mellomvalsene 31. Den indre valse 29 og konturvalsene 33 omfatter forsterkninger på den indre skjærerad og den ytre skjærerad for boring av styrehullet 15 (fig. 2) og konturflåtene. De baner eller de ringformete flater som fjernes ved hjelp av de forskjellige skjærevalser er vist med strekete linjer 35.
Den indre skjærevalse 29, som er montert i tilgrensning til stammen 19, fjerner kanten av styrehullet 15 (fig. 2). Innerkanten av den innerste mellomvalse 31a beligger i samme avstand fra stammen 19 som innerkanten av den indre skjærevalse 29. En halvdel av mellomvalsen 31a overlapper den indre valses 29 bane fullstendig. Innerkanten av den nærmest utenforliggende mellomvalse 31b befinner seg i samme avstand fra bæreplatens 17 rotasjonsakse som midtpunktet 37 på den innerste mellomvalse 31a. Den indre halvdel av mellomvalsen 31b vil derved fullstendig overlappe den ytre halvdel av mellomvalsen 31a. Mellomvalsens 31b ytterkant har samme avstand fra bæreplatens 17 sentrum som midtpunktet 37 for mellomvalsen 31c. Det fremgår av fig. 5 at "ytterkant" betegner ytterkanten av den ytre skjærerad av innsatsskjær 39. Den indre halvdel eller innerpartiet av mellomvalsen 31c overlappes fullstendig av den ytre halvdel eller ytterpartiet av mellomvalsen 31d. Innerpartiet av mellomvalsen 31f overlappes fullstendig av ytterpartiet av mellomvalsen 31e. Innerpartiet av mellomvalsen 31g overlappes fullstendig av ytterpartiet av mellomvalsen 31f. Banene for de tre konturskjærevalser overlappes fullstendig av mellomvalsens 31g ytterparti.
Midtpunktet 37 danner dessuten toppunktet i en vinkel som avgrenses av den indre og den ytre halvdel av hver skjærevalse 21. Både den ytre og den indre halvdel har innadskrånende, kjeglestumpformete ytterflater. Den ytre halvdel har en helningsvinkel a i forhold til en skjærevalsemantels 59 rotasjonsakse. Den indre halvdel heller innad i en større vinkel i forhold til mantelens 59 rotasjonsakse. Vinkelen a er fortrinnsvis 7 1/2°, og vinkelen p er 12 712°. Hver halvdel utskjærer en plan flate. Som vist i fig. 2, er hver holders 23 armer 25 innstilt slik at det opprettes en sammenhengende kontur mellom styrehullet 15 og sjaktens 13 vegg. Hver bane danner en rettavkortet kjegleflate med individuell helningsvinkel i forhold til bæreplaten 17 og i forhold til de tilgrensende baner, for opprettelse av nevnte kontur. Som det fremgår av de strekete linjer i fig. 5, er hver mellomvalse, ved hjelp av den tilgrensende holder, innstilt slik at ytterflaten har stort sett samme helningsvinkel i forhold til bæreplaten 17 som den indre halvdel av den nærmest utenforliggende skjærevalse.
Som vist i fig. 5, er hver skjærevalse 21 utstyrt med flere rader av wolframkarbidskjær 39 som er pressinnpasset i motsvarende hull i kutterens ytterflate. Mellomskjærevalsene omfatter tre perifere rader i den ytre halvdel og tre perifere rader i den indre halvdel. Som nærmere forklart i det etter-følgende, er montasjemønsteret for skjærene i den indre halvdel fortrinnsvis tydelig forskjellig fra skjærmønsteret på den ytre halvdel. Som det videre fremgår av de strekete linjer i fig. 5, er holderne 23 forskjøvet sideveis en halv skjærbredde. Derved vil skjærradene på en overlappende skjærevalse bringes i anlegg mot materialet hvor det bores i soner som befinner seg mellom de soner som bringes i kontakt med den overlappete skjærevalses skjærrader. Som følge av at skjærevalsene er anordnet parvis på denne måte, slik at deres skjærrader bearbeider forskjellige soner, vil det på denne frembringes tettliggende spor.
Fig. 3 viser en skjærevalse 93 av samme bredde som mell-omsk jærevalsene 31, som i utskiftningsøyemed kan monteres på holderne 23 for mellomskjærevalsene 31. Fig. 4 viser en skjærevalse 95 av samme bredde som den indre skjærevalse 29 og konturskjærevalsene 33, som i utskiftningsøyemed kan monteres på holderne 23 for disse valser. Begge disse skjærevalser 93 og 95 har plane omkretsflater bortsett fra et enkelt kamparti 97
som skjærer seg inn i materialet som det bores i. Kampartiet 97 er anordnet midt på skjærevalsen 93. Valsen 95 kan vendes, slik at kampartiet 97 vil befinne seg på konturvalsens ytterkant og på innerkanten av skjærevalsen mærmest styrehullet, som vist i fig. 8.
Dersom mellomvalsene 31' dekker to 76 mm baner, vil banene for kampartiene 97 bare befinne seg 76 mm fra hverandre på grunn av overlappingen som er vist i fig. 8 og med hen-visning til fig. 1. Kampartiet 97 på skjærevalsen 31c' befinner seg på eksempelvis bare en halv valsebredde utenfor kampartiet 97 på valsen 31b'. Uten det overlappingssystem som er vist i fig. 1, ville det måtte anordnes to skiver på en 152 mm skjærevalse for å oppnå avstanden 76 mm. Det er derfor mulig å an-vende samme hus både for skjærevalser med tenner og for valser med kam.
Det fremgår videre av fig. 5 at hver skjærevalse 21 omfatter en aksel 41. Akselen 41 omfatter et generelt sylinderformet, utvidet midtparti 43 med sylinderformete partier 45 med mindre diameter på hver side. En skulder 47 atskiller det ut-videte parti 43 fra hvert av partiene 45. Det er anordnet en utsparing 49 i skulderen 47. Innerdiameterén ved utsparingen 49 er noe større enn partiets 45 diameter, og ytterdiameteren ut-gjør ca. 3/4 av midtpartiets 43 minstediameter. Begge partier 45 er utformet med kanaler 51 for sammenkopling med armene 25 på holderne 23.
To indre lagerbaner 53 er innpasset på akselens 41 midtparti 43. Den største av de indre lagerbaner er beliggende på yttersiden av kutterenheten 21. Et antall koniske lagerruller 55 ligger an mot ytterflaten av den indre lagerbane 53 og holdes i stilling ved hjelp av en buranordning 56 og en ytre lagerbane 57. En skjærevalsemantel 59 er trangt innpasset over de to ytre lagerbaner 57. En gjenget ring 58 som fastholder og forbelaster lageranordningene, blir, etter å være tiltrukket, fastlåst mot dreining ved hjelp av en settskrue 60. Den ytre lagerbane 57, buranordningen 56, lagerrullen 55 og den indre lagerbane 53 tjener for dreibar opplagring av skjærevalse-mantelen 59 som derved kan rotere i forhold til akselen 41. Akselen 41 tjener for dreibar opplagring av mantelen 59. En dekningsring 61 er fast forankret til mantelen 59 og kan derved rotere med denne. Ringen 61 er utformet med en aksial boring 63 som opptar et av akselpartiene 45 med mindre diameter. Dekningsringen 61 har en jevn ytterflate som løper i flukt med sidene av mantelen 59, og en konkav innerflate med et parti som strekker seg inn i utsparingen 49. Det er i det parti av den aksiale boring 63 som er innpasset i utsparingen 49 anordnet et pakningssete 65. Hver dekningsring 61 er med gjenger 67 forbundet med valsemantelen 59, og avstøttet ved hjelp av en styretapp 69 og en låsring 71. Hver dekningsring 61 er dessuten utstyrt med en gjenget sokkel 73 for tilkopling av et mon-ter ing sver kt øy .
' Det er anbrakt en pakningsanordning mellom hvert akselparti 45 og hvert pakningssete 65, for å forebygge inntrengning av grus i lagersystemet. Den foretrukne pakningsanordning er av typen "Caterpillar"-pakning som er kjent fra US-patentskrift 3.612.196. Pakningsanordningen omfatter et pakningsbur 75 som er fastgjort med gjenger 77 til akselpartiet 45. En O-ring 79 hindrer inntrengning av væsker gjennom gjengene. Pakningsburet 75 består av et ringformet kanalelement hvor kanalen 81 er rettet innad. En elastisk O-ring 85 som er anbrakt mellom kanalen 81 og en fastgjort tetningsring 83 som er innpasset i kanalen 81, sammenpresses av tetningsringen. Tetningsringen 83 er av metall og innbefatter en innadvendt metallflate. Ved hjelp av en roterende tetningsring 87 som er anbrakt i utsparingen 49, sammenpresses en elastisk O-ring 89 mellom tetningsringen og pakningssetet 65. Under rotasjonen sammen med valsemantelen 59 vil tetningsringens 87 ytterflate befinne seg i glidende anlegg mot yttersiden av den fikserte tetningsring 83. En kvadratisk hylse 91 er ved hjelp av en kile 93 fastgjort over hvert av akselpartiene 45, for opplagring i armene 25.
Som det fremgår av figuren, er pakningsanordningens diameter vesentlig mindre enn diameteren av akselens midtparti 43 og innerdiameteren av hver av de indre lagerbaner 53. I den foretrukne utførelse har tetningsringenes 83 og 87 metallflater en ytterdiameter av ca. 117,5 mm, mens den minste lagerbane 53 har en innerdiameter av ca. 193,7 mm. Det kan derfor anvendes et lager av stor diameter med en pakningsanordning av mindre diameter, for å redusere overflatehastigheten og varmeutviklingen. Da forsenkningen 49 opptar mer enn halve bredden av pakningsanordningen, vil dessuten skjærevalsens totalbredde kunne reduseres. I den foretrukne utførelse har pakningsanordningen en bredde av ca. 41,3 mm hvorav ca. 28,5 mm befinner seg i utsparingen 49. Videre er avstanden mellom pakningsanordningen på den ene side og pakningsanordningen på den annen side mindre enn bredden av de to indre lagerbaner 53.
Fig. 7 viser et enderiss av en skjærevalse 99 med en enkelt rad av innsatsskjær 39. Skjærevalsen 99 er illustrativ både for en skjærevalse for en sjaktborkrone som vist i de øvrige figurer, og for et trekonusbor som kjent fra US-patentskrift 3.727.705. Innsatsskjærene 39 er anordnet i fire separate grupper 101, 103, 105 og 107. Delingen varierer innenfor hver gruppe. Delingen er her definert som avstanden mellom senterlinjene for innbyrdes tilgrensende skjær i en perifer rad, målt generelt mellom senterlinjenes skjæringspunkter med ytterflaten av skjærevalsen hvori skjærene er montert. I gruppen 101 øker delingen gradvis mot urviserretningen. Gruppen 103 er identisk med gruppen 101 med gradvis økende deling. Gruppen 103 etterfølges umiddelbart av gruppen 105 med gradvis minskende deling. Gruppen 105 etterfølges umiddelbart av gruppen 107 med minskende deling.
Graden av delingsøkning og delingsminskning samt antallet i hver gruppe er valgt ut fra flere kriterier. Det er for det første en minimumsdeling som bestemmes av det skjærevalsemetall som er nødvendig for fastholding av skjæret. Den maksimale deling bestemmes av graden av boring som forårsakes av et enkelt innsatsskjær. Denne er vanligvis noe større enn diameteren av skjæret 39 og avhenger også av skjærevalsens omkrets og størrelsen av den del av skjæret som rager ut fra valsens ytterflater.
Antallet innsatsskjær i gruppen avhenger av den ønskete endring fra skjær til skjær. For å oppnå en markert delingsfor-skjær fra et innsatsskjær til de tilgrensende skjær, blir det generelt benyttet grupper fra tre til syv skjær. Ved beregning av den nøyaktige posisjon blir antallet mellomrom mellom skjærene, minus én, dividert med den totale delingsøkning. Dette konstante tall tildeles hvert mellomrom mellom innsats-sk jærene i gruppen. I en gruppe med økende deling vil følgelig enhver avstand mellom senterlinjer for innsatsskjær være lik den foregående avstand i gruppen med tillegg av det konstante tall. I en gruppe med minskende deling vil enhver avstand mellom senterlinjer for innsatsskjær være lik den foregående avstand med fradrag av det konstante tall. Det benyttes fortrinnsvis samme maksimum og samme minimum for hver gruppe i en
enkelt rad.
De innbyrdes avstander for de seks skjærrader i fig. 5 er som eksempel vist i fig. 6. "Avstand" mellom skjær angir vinkelmålet mellom tenner. Samtlige skjær i en enkelt rad befinner seg i samme avstand fra skjærvalsens kant. Raden med den minste diameter, som vist i fig. 6, er den innerste rad, til-svarende den rad som er vist lengst mot venstre i fig. 5. Raden med den største diameter, som vist i fig. 6, er den ytterste rad eller raden lengst mot høyre i fig. 5. Mantelens 59 diameter varierer ikke så mye som de relative diametre mellom rad 1 og rad 6 som vist i avstandsdiagrammet i fig. 6. Den spesielle vinkel for et skjær i forhold til en referanselinje 109 er imidlertid bestemt av det virkelige plasseringspunkt for skjæret i mantelen 59. I rad 1 er eksempelvis det første skjær 111 vist beliggende i 0° vinkel. Skjæret 113 i rad 6 er vist i ca. 5° vinkel, slik at skjæret 113 vil være dreiet 5° i forhold til skjæret 111 på mantelen 59.
Som vist i fig. 6 er hver rad delt i åtte eller flere grupper, hvor de grupper som er markert med "I", har økende deling og de grupper som er merket "D", har minkende deling, sett mot urviserretningen. De stjernemerkete skjær tjener for utfylling av mellomrommet mellom den første gruppe i en rad og den siste, fullstendige gruppe. Fortrinnsvis er restgruppen likeledes anordnet med varierende stigning, idet den generelt øker eller minker i overensstemmelse med det normale i an-gjeldende syklus.
Hver gruppe, bortsett fra restgruppen, omfatter seks skjær, hvor avstanden mellom skjærene kan variere. Dersom f.eks. den valgte minimumsstigning for rad 1 er 22,22 mm og den valgte maksimumsstigning er 33,96 mm, er differansen 11,74 mm mellom stigningene. Delt på fire mellomrom vil dette gi et konstant tall, ca. 2,93 mm, for hvert mellomrom mellom midtlinjer. Avstanden mellom midtlinjene for skjærene 111 og 115 i skjæringspunktet med mantelen er 22,22 mm, noe som tilsvarer ca. 7° fra referanselinjen 109. Avstanden mellom midtlinjene for skjærene 115 og 117 er summen av 22,22 mm pluss 2,93 mm, dvs. 25,15 mm. Dette plas-serer skjæret 117 drøyt 15° fra referanselinjen 109. Avstanden mellom midtlinjene for skjærene 117 og 119 er 25,15 mm pluss 2,93 mm, dvs. 28,08 mm, motsvarende ca. 23° vinkel for skjæret 119. Avstanden mellom midtlinjene for skjærene 119 og 121 er 28,08 mm pluss 2,93 mm, som er lik 31,01 mm og motsvarer en vinkel av ca. 33° for skjæret 121. Avstanden mellom midtlinjene for skjærene 121 og 123 er 31,01 mm pluss 2,93 mm, som er lik 33,94 mm og motsvarer en plassering av skjæret 123 i ca. 44° vinkel. De øvrige, økende grupper beregnes nøyaktig på samme måte.
Innsatsskjæret 123 er det første skjær i den andre gruppe
og samtidig det siste skjær i den første gruppe. Det første skjær 12 5 i den første gruppe med minkende .leiing er samtidig det femte skjær i den andre, økende gruppe. Avstanden til midtlinjen for det foregående skjær 127 er 31,01 mm og til midtlinjen for det etterfølgende skjær 129 33,94 mm. Avstanden fra midtlinjen for skjæret 129 til midtlinjen for det etter-følgende skjær 131 er 33,94 mm minus 2,93 mm, dvs. 31,01 mm. Gruppene med minskende deling beregnes på omvendt måte av
gruppene med økende deling. Grunnen til at en minkende ?'ad overlapper ett skjær i en økende rad, er at det derved for-hindres at to maksimumsstigninger etterfølger hverandre. Ved overgang fra den andre, minkende gruppe til den første, økende gruppe kan overlappingen bortfalle, idet stigningen har en mini-mumsverdi. Avstanden mellom midtlinjene for skjærene 133 og 13 5 har f.eks. minimumsverdien 22,22 mm for det siste skjær i en minskende gruppe. Avstanden mellom midtlinjene for skjærene 135 og 137 er likeledes 22,22 mm for det første i en økende gruppe. I raden 1 er skjæret 135 det eneste med samme deling på begge sider.
De øvrige rader beregnes på samme måte, bortsett fra at mak-simums- og minimumsdelingene kan forandres som følge av ai. valsemantelen har større omkrets. Utgangspunktet for gruppene er heller ikke det samme. I den foretrukne utførelse sr raden 2,
av samme mønster som raden 1, dreiet 82°, raden 3, av samme mønster som raden 1, dreiet 2 9°, raden 4, av samme mønster som raden 1, dreiet 312°, raden 5, av samme mønster som raden 1, dreiet 174° og raden 6, av samme mønster som raden 1, dreiet 200° i for-
hold til referanselinjen 109. Skjærradsmønstret for de tre innerste rader på en skjærevalse vil følgelig være vesentlig forskjellig fra de innbyrdes avstander for de tre ytterste rader på skjærevalsen 21.
Det vil fremgå at foreliggende oppfinnelse frembyr be-tydelige fordeler. Som følge av overlapping og opprettelse av to vesentlig forskjellige skjærarrangement på hver halvdel av mellomskjærevalsene kan sporingen reduseres. Overlappingen og brytningsvinklene bevirker reduksjon av kamdannelsen mellom skjærbanene. Kostbare forsterkninger, nødvendig for utfresing av kontur og styrehull, kan begrenses til skjærevalsene med den minste bredde. Konturskjærevalser hvor bare skjærene i den ytre er beskadiget, kan anvendes på ny nærmest styrehullet. Dersom det er ønskelig med større belastning på skjærevalsene for å øke inndriftshastigheten og minske skjærutgiftene, kan det vekselvis fjernes skjær uten ulempe for borehullsdekningen. Overlappingen gjør det mulig å anordne enkeltvise skjærevalser med 76,2 mm avstand i tilknytning til et skjærhus for skjærevalser med 152 mm avstand.
Claims (8)
1. Skjærevalse for en rotasjonsborkrone, omfattende en aksel (41) med endepartier (45) opplagret i armer (25) i borkronen og et utvidet midtparti (43) avgrenset av en skulder (47) på hver side, en skjærevalse (59) som er dreibart opplagret på akselens (41) midtparti (43), og pakningsanordninger mellom skjærevalsen (59) og akselen (41), karakterisert ved at midtpartiets (43) skuldre (47) er utformet med ringformete utsparinger (49), og at pakningsanordningene i det minste delvis befinner seg i utsparingene.
2. Skjærevalse i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det fra hver ende av skjærevalsehylsen (59) rager innad en dekningsring (61) til dannelse av en dekkhylse som omslutter akselens (41) midtparti (43), og at hver dekningsring (61) indre ende omfatter et utvidet parti som strekker seg inn i utsparingen (49) i akselens midtpartis skulder (47).
3. Skjærevalse i samsvar med krav 2, karakterisert ved at dekningsringens (61) indre endeflate er utformet med et pakningssete (65).
4. Skjærevalse i samsvar med krav 2 eller 3, karakterisert ved at pakningsanordningene er anordnet i et mellomrom mellom dekningsringenes (61) indre ender og akselens (41) endepartier (45).
5. Skjærevalse i samsvar med krav 2, 3 eller 4, k a r a k terisert ved at dekningsringenes (61) ytterflater løper stort sett i flukt med skjærevalsens (59) kanter.
6. Skjærevalse i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at hver pakningsanordning omfatter et pakningsbur (75) som er fastgjort til akselens (41) endeparti (45), at en stasjonær pakningsring (83) er anbrakt i pakningsburet (75) og innbefatter en første pakningsflate av metall, at en første ettergivende ring (85) er anbrakt mellom den stasjonære pakningsring (83) og pakningsburet (75), at en dreibar pakningsring (87) er anbrakt mellom dekningsringens pakningssete (65) og akselen og innbefatter en andre metallisk pakningsflate i glidbart anlegg mot den stasjonære paknings-rings (83) pakningsflate, samt at en andre ettergivende pakningsring (89) er anbrakt mellom pakningssetet (65) og den dreibare pakningsring (87), idet de metalliske pakningsflåters ytterdiameter er mindre enn det midtre akselpartis (43) diameter.
7. Skjærevalse i samsvar med krav 6, karakterisert ved at pakningsanordningens dreibare ring (87) er anbrakt i utsparingen (49).
8. Skjærevalse i samsvar med krav 6 eller 7, omfattende to lagre mellom akselens midtparti (43) og skjærevalsehylse (59), hvor lagrene omfatter to indre og to ytre lagerringer (53,57), karakterisert ved at avstanden (A) mellom den dreibare pakningsring (87) på skjærevalsens ene side og den dreibare pakningsring (87) på skjærevalsens annen side er mindre enn den totale bredde (B) av de to indre lagerringer (53) i montert stilling.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO850587A NO165650C (no) | 1979-05-29 | 1985-02-15 | Skjaerevalse for borkrone. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/043,533 US4316515A (en) | 1979-05-29 | 1979-05-29 | Shaft drill bit with improved cutter bearing and seal arrangement and cutter insert arrangement |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO801095L NO801095L (no) | 1980-12-01 |
NO154586B true NO154586B (no) | 1986-07-28 |
NO154586C NO154586C (no) | 1986-11-05 |
Family
ID=21927654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO801095A NO154586C (no) | 1979-05-29 | 1980-04-16 | Skjaerevalse for en rotasjonsborkrone. |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4316515A (no) |
JP (1) | JPS55159096A (no) |
AU (1) | AU532507B2 (no) |
CA (1) | CA1118756A (no) |
CH (2) | CH648633A5 (no) |
DE (1) | DE3014188A1 (no) |
GB (2) | GB2050470B (no) |
NO (1) | NO154586C (no) |
SE (2) | SE442318B (no) |
ZA (1) | ZA802376B (no) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE457656B (sv) * | 1984-06-18 | 1989-01-16 | Santrade Ltd | Borrkrona innefattande en roterande skaerrulle och borrhuvud innefattande saadan borrkrona |
US5147000A (en) * | 1990-06-19 | 1992-09-15 | Norvic S.A. | Disc drill bit |
US5520257A (en) * | 1994-12-05 | 1996-05-28 | Baker Hughes Incorporated | Bit with ball plug compensator having pressure relief means |
US6196339B1 (en) | 1995-12-19 | 2001-03-06 | Smith International, Inc. | Dual-seal drill bit pressure communication system |
US5785135B1 (en) * | 1996-10-03 | 2000-05-02 | Baker Hughes Inc | Earth-boring bit having cutter with replaceable kerf ring with contoured inserts |
US6367569B1 (en) | 2000-06-09 | 2002-04-09 | Baker Hughes Incorporated | Replaceable multiple TCI kerf ring |
SE525099C2 (sv) * | 2003-04-22 | 2004-11-30 | Atlas Copco Secoroc Ab | Borrarrangemang för avverkning av berg |
GB2438550B (en) * | 2003-05-27 | 2008-01-02 | Smith International | Drill bit |
US7721824B2 (en) * | 2004-07-07 | 2010-05-25 | Smith International, Inc. | Multiple inserts of different geometry in a single row of a bit |
US7195078B2 (en) * | 2004-07-07 | 2007-03-27 | Smith International, Inc. | Multiple inserts of different geometry in a single row of a bit |
US8020638B2 (en) * | 2006-10-30 | 2011-09-20 | Smith International, Inc. | Seal with dynamic sealing surface at the outside diameter |
US20090271161A1 (en) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | Baker Hughes Incorporated | Arrangement of cutting elements on roller cones for earth boring bits |
US10450805B2 (en) | 2017-07-28 | 2019-10-22 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Rotatable cutting elements including rolling-element bearings and related earth-boring tools and methods |
WO2019232085A1 (en) | 2018-05-29 | 2019-12-05 | Quanta Associates, L.P. | Horizontal directional reaming |
CN113356875B (zh) * | 2021-07-16 | 2022-07-22 | 西南交通大学 | 一种消除侧向力和降低tbm滚刀磨损的设计方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3601207A (en) * | 1969-05-19 | 1971-08-24 | Lawrence Mfg Co | Cutter assembly |
US3726350A (en) * | 1971-05-24 | 1973-04-10 | Hughes Tool Co | Anti-tracking earth boring drill |
US3756332A (en) * | 1971-11-01 | 1973-09-04 | Robbins Co | Disc type center cutter for a boring machine |
US3727705A (en) * | 1972-01-21 | 1973-04-17 | Hughes Tool Co | Drill bit with improved gage compact arrangement |
US3797592A (en) * | 1972-11-21 | 1974-03-19 | Kennametal Inc | Stabilizing roller |
JPS5432962Y2 (no) * | 1973-03-08 | 1979-10-12 | ||
US4187922A (en) * | 1978-05-12 | 1980-02-12 | Dresser Industries, Inc. | Varied pitch rotary rock bit |
-
1979
- 1979-05-29 US US06/043,533 patent/US4316515A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-12-17 CA CA000342067A patent/CA1118756A/en not_active Expired
-
1980
- 1980-04-10 CH CH2756/80A patent/CH648633A5/de not_active IP Right Cessation
- 1980-04-10 CH CH2845/84A patent/CH649345A5/de not_active IP Right Cessation
- 1980-04-14 DE DE19803014188 patent/DE3014188A1/de active Granted
- 1980-04-16 NO NO801095A patent/NO154586C/no unknown
- 1980-04-21 GB GB8012996A patent/GB2050470B/en not_active Expired
- 1980-04-21 GB GB8120860A patent/GB2076452B/en not_active Expired
- 1980-04-21 ZA ZA00802376A patent/ZA802376B/xx unknown
- 1980-04-28 JP JP5703880A patent/JPS55159096A/ja active Granted
- 1980-04-28 SE SE8003193A patent/SE442318B/sv not_active IP Right Cessation
- 1980-04-28 AU AU57834/80A patent/AU532507B2/en not_active Ceased
-
1985
- 1985-08-28 SE SE8504006A patent/SE460916B/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2076452A (en) | 1981-12-02 |
NO801095L (no) | 1980-12-01 |
US4316515A (en) | 1982-02-23 |
ZA802376B (en) | 1981-04-29 |
SE8504006L (sv) | 1985-08-28 |
CA1118756A (en) | 1982-02-23 |
SE8003193L (sv) | 1980-11-30 |
NO154586C (no) | 1986-11-05 |
SE8504006D0 (sv) | 1985-08-28 |
GB2076452B (en) | 1983-04-07 |
SE460916B (sv) | 1989-12-04 |
CH648633A5 (de) | 1985-03-29 |
JPS55159096A (en) | 1980-12-10 |
CH649345A5 (de) | 1985-05-15 |
AU532507B2 (en) | 1983-10-06 |
GB2050470B (en) | 1983-03-09 |
SE442318B (sv) | 1985-12-16 |
AU5783480A (en) | 1980-12-04 |
DE3014188A1 (de) | 1980-12-11 |
JPH0128199B2 (no) | 1989-06-01 |
GB2050470A (en) | 1981-01-07 |
DE3014188C2 (no) | 1991-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO154586B (no) | Skjaerevalse for en rotasjonsborkrone. | |
NO790798L (no) | Borkrone samt fremgangsmaate for dens fremstilling | |
US5890551A (en) | Rock drilling tool including a drill bit having a recess in a front surface thereof | |
EP0159801B1 (en) | Spherical bit | |
US5234064A (en) | Roller cutter assembly having adjustable ring cutter spacing | |
MX2011005858A (es) | Barrena de perforacion hibrida con fresas de soporte secundarias colocadas de angulos de ataque lateral alto. | |
US5027913A (en) | Insert attack angle for roller cone rock bits | |
US4813501A (en) | Rotary mining bit | |
CA1115263A (en) | Method and device in earth cutting | |
US4420050A (en) | Oil well drilling bit | |
NO166250B (no) | Rullemeisel for en borkrone. | |
US4202419A (en) | Roller cutter with major and minor insert rows | |
NO752996L (no) | ||
NO127361B (no) | ||
US4040493A (en) | Rock boring cutter with thread-on replaceable cutting element | |
CA1110226A (en) | Shaft drill bit with overlapping cutter arrangement | |
US7066288B2 (en) | Asymmetric compact for drill bit | |
NO165650B (no) | Skjaerevalse for borkrone. | |
EP0218567B1 (en) | Drill bit and roller cutter for said drill bit | |
GB2190120A (en) | Improvements in or relating to rotary drill bits | |
US7096981B2 (en) | Alternating inclinations of compacts for drill bit | |
USRE34167E (en) | Drill bit and roller cutter for said drill bit | |
NO783957L (no) | Borkrone. | |
US4596295A (en) | Roller cutter with a tilted journal | |
US20180328116A1 (en) | Drag bit with wear-resistant cylindrical cutting structure |