KR101902600B1 - 충격식 암석 천공을 위한 나사 장치, 나사 체결부 및 드릴 스트링 구성요소 - Google Patents

Abstract

상보관계의 나사로 제공하는 다른 드릴 스트링 구성요소과 함께 나사로 조이기 위한 나사를 포함하는 충격식 암석 천공을 위한 드릴 스트링 구성요소에서의 장치로서, 여기서 상기 나사는 두 개의 나사 플랭크(10,11)로 형성된 나사골(9)을 포함하고, 그중 하나는 작동시 압박 플랭크와 중간 나사 최저면(12)를 형성하고, 상기 나사골(9)은 실질적으로 그의 축 연장부를 따라서 동일하게 형성된 단면을 갖는 장치이다. 상기 나사 최저면(12)는 축 단면에서 볼 때, 부분 원형 형상인 적어도 3개의 표면 부위(Y1,Y2,YC)를 나타내며, 상기 부분 원형 형상의 상기 표면 부위(Y1,Y2,Y3)는 상기 나사 최저면의 중간 표면 부위에 대해 각 나사 플랭크로부터 볼 때, 증가하는 반경을 갖는다. 본 발명은 또한, 나사 체결부와 드릴 스트링 구성요소에 관한 것이다.

Description

충격식 암석 천공을 위한 나사 장치, 나사 체결부 및 드릴 스트링 구성요소{Thread device, thread joint and drill string component for percussive rock drilling}

본 발명은 상보관계의 나사로 제공하는 다른 드릴 스트링 구성요소(drill string component)과 함께 나사로 조이기 위한 나사를 포함하는 충격식 암석 천공을 위한 드릴 스트링 구성요소의 장치에 관한 것으로, 여기서 상기 나사는 두 개의 나사 플랭크(thread flank)와 중간 나사 최저면(thread bottom)으로 형성된 나사골을 포함하고, 상기 나사골은 실질적으로 그의 축 연장부를 따라서 동일하게 형성된 단면을 갖는다. 본 발명은 또한, 나사 체결부와 드릴 스트링 구성요소에 관한 것이다.

충격식 암석 천공을 위한 드릴 스트링 구성요소를 체결하기 위하여 소위 사다리꼴 나사의 사용이 잘 알려져 있다. 여기서, 수나사로 이루어진 드릴 스트링 구성요소의 한쪽 선단은 그 다음의 드릴 스트링 구성요소의 한쪽 선단에서 암나사와 함께 나사로 조여지게 된다.

다른 한편으로, 체결 대상인 드릴 로드의 양쪽 선단은 그의 양쪽 선단에 암나사와 함께 제공되어 있는 슬리브로 함께 나사로 조여지게 된다.

드릴 스트링 구성요소 또는 충격식 암석 천공을 위한 나사 체결부는 순간적인 높은 하중과 강경한 환경으로 처리되어진다. 나사로 조여지는 체결부는 작동시 늘어짐을 방지하는 모멘트 레벨로 당겨지게 된다. 이것은 수나사는 물론 암나사의 각 나사 벽면에 큰 힘이 작용한다는 것을 의미한다. 드릴 스트링 구성요소의 작업 수명은 작동시에 처리되는 하중에 견딜 수 있는 나사 체결부의 능력과 관련이 있다. 그 때문에 이러한 하중에 견딜 수 있는 우수한 내성 능력을 가지는 나사 체결부를 제공하는 것이 바람직하다. 그래야만 구성요소의 작업 수명을 늘릴 수 있다.

다른 중요한 양상은 저비용의 생산성이다.

미국특허 제4,040,756호는 경사진 나사 최상면(thread top)을 갖는 나사로 조여지는 체결부에 관해 공지하고 있다. 이것은 암나사는 물론 수나사의 나사 최저면과 관련되어 있지만, 이들은 연속적으로 굴곡진 구성을 제공하고 있다. 이 나사 최저면은 인접하는 나사 플랭크으로 균일하게, 접선적으로 가고 있다.

추가 예로는 미국특허 제6,196,598호와 동 제4,687,368호에 그 배경 기술이 소개되어 있다. 여기서 후자가 더욱 전통적인 사다리꼴 나사에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 종래 기술에 따른 장치의 추가 개선점을 제공하기 위한 것이며, 수나사를 포함하는 드릴 스트링 구성요소의 장치, 드릴 스트링 구성요소 및 방법을 제공하기 위한 것이며, 최종 나사 체결부는 우수한 내피로성을 제공할 수 있으며, 그로 인해 천공을 보다 경제적으로 수행할 수 있다.

이러한 목적은 다음의 장치 및 드릴 스트링 구성요소으로부터 달성되며, 이러한 구성은 상기 나사 최저면은 축 단면에서 볼 때 부분 원형 형상을 갖는 적어도 3개의 표면 부위를 보이고 있고, 상기 부분 원형 형상의 표면 부위는 각 나사 플랭크로부터 나사 최저면의 중간 표면 부위까지 볼 때 반경이 증가하는 것을 특징으로 한다.

이러한 것은 나사의 가장 민감한 지역에서 발생하는 장력 집중은 즉, 압박 플랭크 루트 영역과 관련해서, 넓어질 수 있고, 만일 그것이 부분적으로 선형적으로 확장되는 나사 최저면을 갖는 사다리꼴 형태의 나사와 관련이 있거나 균일하게 굴곡진 나사 최저면을 갖는 나사와 관련이 있는지 상관없이 통상적인 나사의 경우와 비교해서 레벨을 벗어날 수 있다.

본 발명에 따르면, 이것은 나사골이 그의 연장부를 따라 실질적으로 동일한 형상의 단면을 가질 경우 경제적으로 유리하게 생산할 수 있는 나사로부터 달성될 수 있으며, 그로 인해서 통상적인 제조 방법으로 제조할 수 있다. 표면 부위를 원형 형상으로 하는 것은 간편하고 경제적으로 유리한 생산으로 이어지게 된다. 원하는 장력 감소 효과를 얻기 위해서 부분 원형 형상을 가지는 표면 부위의 연장부를 결정하는 것은 통상적인 계산 방법을 사용하여 만들 수 있다.

나사 최저면의 영역에서의 장력 집중의 감소는 나사 체결의 작업 수명에 매우 유리하다는 점에 주목해야 한다. 이 영역에서 장력 레벨의 약간의 감소가 좋은 내피로성을 파열하고 그로 인해 나사 체결에 실패하는 결과를 이미 가져오고 있기 때문이다.

본 발명의 특징은 압박 플랭크에 작용하는 힘에 의해 달성된다고 할지라도, 나사 재질에서 내부 장력의 형태에 수용하고자 하는 것은 장력 집중을 증가시킬 수 있는 형태의 감소에 적합하게 되는 나사 최저면의 형상에 의해서 더 유리한 방법으로 수용될 수 있다. 특히 예기치 못하게 본 발명의 구조는 나사 최저면 영역의 보다 큰 외관상의 부위에서 장력 분포를 확장하는 결과를 가져오게 되어 최종적으로 최대한으로 장력이 감소하게 된다는 것을 보여주게 된다. 본 발명의 구조에 대해서, 압박 플랭크에 근접한 부분 원형 형상을 가지는 표면 부위는 반경이 큰 표면 부위가 뛰 따르거나 또는 나사 최저면의 중간 표면 부위를 향하는 방향에서 볼 때, 복수의 표면 부위는 계속해서 반경이 증가하게 된다.

통상적인 사다리꼴의 나사와 비교해서 본 발명의 추가 장점은 본 발명에 따른 수나사의 나사 프로필이 슛 피닝(shot peening) 또는, 통상적인 나사의 경우와 비교해서 플라스틱 재질을 마이크로 레벨로 할 수 있는 어떤 다른 방법을 통해서 내압 스트레스를 재질로 유도하는 것이 보다 쉽게 될 수 있다는 것이다. 이와 같은 이유는 분출된 슛을 위한 접근성이 나사의 균일 및 보다 더 안전한 처리로 유도하는 것이 더 좋아지게 될 것이다.

적당하게 상기 나사 최저면의 중간 표면 부위는 상기 나사 최저면의 중앙 표면 부위이다.

부분 원형 형상을 가지는 상기 표면 부위는 균일하게 서로 인접하는 나사 플랭크에 대해 구절(九折)되어 있다. 이에 의해서, 장력을 유도하는 각도 없이 접선 방향으로 구절이 존재하는 것을 의미하게 된다.

이들은 또한 중간 없이 서로 직접적으로 또는 예를 들어 선형적으로 구절하는 것이 바람직하다. 그 이유는 그러한 구절은 장력 레벨 감소에 기여하지 못하기 때문이다.

나사 플랭크에 아주 가까운 각 표면 부위의 반경과 나사 최저면의 중앙 표면 부위의 반경 간의 관계는 약 0.05 - 0.7, 바람직하게는 약 0.3 - 0.6, 더욱 바람직하게는 약 0.35 - 0.55이다.

본 발명의 한 양상에 따르면, 나사골 및 특히 나사 최저면은 상기 축 단면에서 볼 때 비대칭이다. 여기서 비대칭의 의미는 축 단면에서 볼 때, 나사 최저면이 2개 인접하는 나사산 사이에서 방사상의 가상선(도 2에서 점선 L로 표시함)에 대해 대칭이 약하다는 것을 의미한다.

이로 인해 나사 최저면은 압박 플랭크에 대해 반대편에 있는 나사 플랭크에 인접하는 부분 원형 형상을 가지는 표면 부위가 압박 플랭크로 이루어진 나사 플랭크에 체결되는 부분 원형 형상을 갖는 표면 부위 보다 드릴 스트링 구성요소의 대칭축 쪽으로 안쪽 방향으로 좀 더 확장되어 있는 형상으로 이루어져 있다. 바람직하게, 압박 플랭크에 대해 반대편에 있는 나사 플랭크는 압박 플랭크를 형성하는 나사 플랭크 보다 드릴 스트링 구성요소의 대칭축을 향해서 좀 더 길게 확장되어 있다. 압박 플랭크를 형성하는 나사 플랭크에 인접하는 부분 원형 형상을 가지는 표면 부위의 반경과 압박 플랭크에 반대편에 있는 나사 플랭크에 인접하는 부분 원형 형상을 가지는 표면 부위의 반경 간의 비율은 이 구현예에서는 1 보다 크고, 적당하게는 1과 10 사이이다.

나사 플랭크는 드릴 스트링 구성요소의 축 단면에서 볼 때 선형 연장부를 갖는 것이 바람직하다.

발명의 구현예에서, 나사는 원뿔형의 나사이고, 원뿔형의 나사에서 적당한 원뿔 각도는 2° - 8°이다.

압박 플랭크가 없는 나사 플랭크에 인접하는 표면 부위에서 최소한 나사 최저면는 나사의 나사 최상면의 높이와 비교해서 그 만큼의 깊이를 형성하고, 연결된 나사 체결부의 각진 굴곡이 있는 경우에, 접촉은 수나사의 인접하는 나사 최상면과 암나사의 나사 최저면 사이에서 시작하고, 제2 나사 플랭크에 인접하는 표면 부위에서 암나사의 나사 최상면과의 접촉은 피하는 것이 바람직하다.

이에 의하여, 비스듬하게 편향된 체결부로 천공을 하기 위한 나사 체결부의 특성은 증가하게 된다.

별로 대수롭지 않은 경사짐은 비교적 급격하게 굴곡진 천공홀에서 발생하며, 그 결과로 천공홀로 드릴 스트링 구성요소이 손실되어 다른 한편으로 나사로 조여진 체결부의 피로 골절의 위험성이 증가하게 된다.

비록 이러한 양상은 비스듬하게 빗나간 나사 체결부의 경우에 달성될 수 있으며, 암나사의 나사 최상면과 수나사의 나사 루트 부위 사이에서 접촉을 피하게 되고, 그것에 의해 가장 우수한 장력 집중이 일어나는 곳에서 접촉을 피할 수 있게 된다. 이러한 접촉은 다른 한편으로는 접촉 면적에서 열을 발생시키며, 여기서 재질은 경화되지 않고 쉽게 손상되어 수나사의 피로 골절이 되는 단점을 일으키는 경향이 있다. 잠재적인 장력 집중은 원하지 않는 위치에서 높게 발생하게 된다.

본 발명에서는 장력 감소와 유리한 방식으로 상기에 따른 수나사의 최저면에서의 접촉 회피의 조합을 달성할 수 있으며, 특히 비대칭적인 나사골에 대해서 수나사는 상기 각각의 나사 플랭크에 아주 가깝게 원리적으로 다른 목표를 만족하도록 형성화할 수 있다. 이로 인해 나사의 작은 단면이 종래 기술에 따른 경우에 비해서 나사를 보다 큰 형태로 할 수 있다.

특히 바람직한 양상으로, 나사는 다른 드릴 스트링 구성요소에 배치되는 상보관계인 암나사와 함께 나사로 조여지는 수나사이다. 하지만, 나사는, 다른 드릴 스트링 구성요소에 배치되는 상보관계인 수나사와 함게 나사로 조여지는 바람직하게 암나사일 수 있다.

본 발명은 또한 수나사 및 암나사를 포함하는 나사 체결부에 관한 것이다. 여기서 나사 체결부는 상기에 따른 장치로 구성되어 있다.

본 발명은 추가로 드릴 스트링 구성요소에 관한 것으로, 드릴 비트, 드릴 로드, 체결 슬리브, 샹크 어댑터의 그룹으로부터 구성되고, 상기에 따른 적어도 하나의 장치를 포함한다.

도 1은 본 발명의 장치에 장착되는 서로 다른 드릴 스트링 구성요소(a~f)의 개략도이다.
도 2는 나사 체결부를 통한 일부 차축 단면도이다.
도 3은 비스듬한 상태에서의 도 2에 따른 나사 체결부의 상세도이다.
도 4a는 탑재 상황의 컴퓨터 시뮬레이션으로서, 이 도면은 나사산 저부의 여역 및 그 이하에 걸쳐 얻어진 장력 분포를 나타내는 본 발명의 나사산 프로필을 통한 부분 단면도이다.
도 4b도 탑재상황의 컴퓨터 시뮬레이션으로서, 이 도면은 나사산 저부의 영역과 그 이하에 걸쳐 얻어진 장력 분포를 나타내는 통상적인 나사산 프로필을 통한 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 원뿔형의 나사 체결부의 차축 단면도이다.
도 6a-c 및 7a-b는 본 발명에 따른 나사산의 상세도이다.

본 발명에서 의미하는 용어 "드릴 스트링 구성요소(drill string component)은 드릴 비트(drill bits), 드릴 로드(drill rods), 샹크 어댑터(shank adapters), 체결 슬리브(joining sleeves) 및 전환 어댑터(transferadapters)를 포함한다.

도 1에는 본 발명에 따른 장치를 위한 여러가지 다른 드릴 스트링 구성요소을 예시하고 있는 바, 즉,

(a) 수나사와 암나사를 갖는 드릴 로드

(b) 수나사를 갖는 샹크 어댑터

(c) 원뿔형 나사를 갖는 드릴 로드의 일부

(d) 각각 수나사와 암나사를 갖는 드릴 로드의 일부

(e) 암나사를 갖는 드릴 비트

(f) 2개의 암나사를 갖는 체결 슬리브.

나사 체결부는 충격식 천공을 위한 드릴 스트링 구성요소과 함께 나사의 작동을 위한 것이다. 드릴 스트링 구성요소의 안쪽에는 드릴 비트에 대해 수세식 세정 흐름의 전달을 위해서 수세식 세정 채널이 축 방향으로 연속해서 확장되어 있다.

도 2는 본 발명의 나사 체결부의 상세도로서, 제1 나사산(7)과 제2 나사산(7')이 수나사에 속해 있다. 암나사의 나사산은 부호 8로 표시되어 있다. 나사산(7,7') 사이에 나사골(9)이 위치하고 있으며, 이 나사골은 그의 연장부를 따라 실질적으로 같은 단면 형상을 갖는 나사산(8)을 차례로 수용하고 있다.

나사골(9)은 즉, 제1 나사 플랭크(10)에 근접되어 있는 반경 RA를 가지는 제1 표면 부위 Y1, 제2 나사 플랭크(11)에 근접되어 있는 반경 RC를 가지는 제2 표면 부위 Y2, 반경 RB를 가지는 중간, 여기서는 중앙 표면 부위 YC들이 서로 구절되는 부분 원형 형상을 가지는 복수의 표면 부위를 보여주는 나사 최저면(12)를 갖고 있다. 상기 표면 부위들은 균일하게 접선적으로 서로 구절되어 있다. 이것이 선형 구절로 존재하는 경우도 바람직하지만, 표면 부위 사이에 각도 계단을 가지는 불균일한 구절도 추천되지 않는다. 나사 플랭크는 나사의 대칭축과 동일한 각도로 형성된다. 보통, 이 각은 35°이다. 일부 경우에는 다른 각도, 예를 들면 45°로 존재할 수 있다.

중심 표면 부위 YC의 반경 RB는 2개의 나사 플랭크(10,11)에 근접하는 둘 모두의 반경 보다 크다. RA, RC와 RB의 비율은 약 0.05 - 0.70이 적당하며,바람직하게는 0.30 - 0.60, 더욱 바람직하게는 0.35 - 0.55이다. 이에 의하여, 이점은 상세한 설명의 상기 도입부에서 나타낸 감소된 장력 수준과 관련해서 얻어진다는 것이다.

본 발명의 한 양상에서, 제2 나사 플랭크(11)에 인접한 표면 영역에 있는 나사 최저면(12)은 나사산(7')의 높이에 대하여 어떤 깊이를 보여주고 있는데, 나사 체결부가 비스듬한 위치에 있는 경우에 수나사의 나사산(7')의 나사 최상면와 암나사의 나사 최저면(3) 사이에 일차로 접촉이 시작된다.

두 인접하는 나사 벽면 간의 방사상의 가상선은 L로 표시되어 있다. 가장 작은 단면 반경은 B로 표시되어 있으며, 부호 6은 수세식 세정 채널이다.

이것들은 도 3의 상세도로부터 더 명백하다. 여기서, 암나사(3)와 수나사(2) 사이에서 비스듬한 부위가 발생되었다. 암나사의 중앙축은 이점 쇄선으로 표시한 반면에 수 나사의 중앙축은 일점 쇄선으로 표시되어 있다. 도 3에서 비스듬한 부위는 명확하기 하기 위해 좀 과장했지만 각도 α로 표시되어 있다.

도 3에 예시한 바와 같이, 접촉이 영역 13-14에서 시작되는데, 이것은 암나사의 나사 최저면(13)과 접촉하기 위해 들어오는 수나사의 나사 최상면(14)이 도달하는 것에 의한 접촉에 해당한다. 수나사의 나사산의 루트 영역인 부호 15로 표시되는 표면 영역에서, 제2 나사 플랭크(7')에서 암나사의 나사 최상면과 수나사의 나사 최저면 간의 접촉은 없다. 이것은 이 영역에서의 연소와 점식을 피할 수 있고, 그로 인해 상기에서 설명한 다른 결과, 영역(15)의 가열, 비경질 및 수나사에 대한 피로 손상의 위험성을 피하게 된다.

도 4a는 수나사(2)의 나사 최저면의 영역 및 그 이하에서의 얻어진 장력 분포를 나타낸 것으로, 이것은 도시하지 않은 암나사와 함께 나사로 고정되게 된다. 이 도면은 동일한 장력을 표시하는 복수의 라인을 보여주고 있으며, 여기서 숫자(60% - 80%)는 도 4b에 따른 통상적인 사다리꼴 나사로 되어 있는 비교 나사에서 발생될 수 있는 최대 장력의 백분율과 관련이 있다. 하중 분포는 도 4a와 도 4b에서의 2개의 비교 대상에 대해서 동일하다는 점에 주목해야 한다.

도 4로부터 확실한 바와 같이, 보다 큰 장력 집중이 압박 플랭크(10)에 비교적 가까운 외면 지역에 집중되어 있다. 최고로 등록된 장력은 비교 나사에 대해서 발생하는 최대 장력의 대략 85°이상이다. 도면으로부터, 장력이 상당히 넓은 지역에 걸쳐 분산되어 있다는 것과 장력이 건너뛰고 불균일함이 없이 펼쳐져 있다는 것이 입증되었다.

도 4b로부터 명확한 바와 같이, 보다 큰 장력 집중이 비교적 적고, 압박 플랭크(10)에 비교적 가까운 외면 지역에 집중되어 있다. 비교 나사에 대해 최고로 등록된 장력은 물론 당연히 100%이다. 도면으로부터, 장력이 상당히 적은 지역에 분산되어 있다는 것이 입증되었다.

도 4a와 도 4b의 결과를 비교하면 본 발명에 따른 나사의 루트 지역에서의 최대 장력이 12 - 15% 까지 감소한다는 것을 보여주고 있다. 추가로, 통상적인 나사에 대한 장력 분포는 보다 높은 장력 레벨에도 불구하고, 더욱 집중되어 있다는 것이 입증되었으며, 이것이 하중시 재질에서 높은 효과를 일으킨다.

본 발명에 따른 나사에 대한 이러한 우수한 결과는 놀라운 것이며, 통상의 나사와 비교해서 본 발명에 따른 장치의 내피로성에 관하여 상당한 상승을 기대할 수 있다.

도 5는 수나사(2)와 암나사(3)로 된 본 발명에 따른 원뿔형 나사를 예시한 것이다. 또한, 이 구현예에서 각각 나사골은 실질적으로 그의 연장부를 따라 같은 형상을 갖는다.

도 6a는 서로 균일하게 그리고 직접적으로 구절하는 부분 원형(각각의 반경 RA와 RB)으로 된 2개의 표면 부위를 가지는 나사골의 상세도를 예시한 것이다. 도 6b에서, x로 표시한 선형 부위에 걸쳐 서로 직접적으로 구절하는 부분 원형(각각의 반경 RA와 RB)으로 된 2개의 표면 부위를 가지는 나사골의 상세도를 예시하고 있다. 도 6c는 서로 불균하게 구절하는 부분 원형(각각의 반경 RA와 RC)으로 된 2개의 표면 부위를 가지는 나사골의 상세도를 예시한 것으로, 두줄 화살표에서 접선 방향의 구절이 없다.

도 7a는 나사 플랭크(10)와 서로 균일하게 그리고 직접적으로 구절하는 부분 원형(반경 RA)으로 된 표면 부위를 가지는 나사골의 상세도를 예시한 것이다. 도 7b는 나사 플랭크(10)와 서로 불균일하게 구절하는 부분 원형(반경 RA)으로 된 2개의 표면 부위를 가지는 나사골의 상세도를 예시한 것으로, 두줄 화살표에서 접선 방향의 구절이 없다.

본 발명은 수나사와 암나사 간의 표면 접촉하는 충격식 암석 천공을 위한 드릴 스트링 구성요소에 관한 것이다. 이 나사의 행동에서 특히 및 강력히 요구되는 것은 신뢰할만한 기능에 대해 중대한 것이다. 본 발명의 나사는 플랭크 강도가 20° - 50°, 더욱 바람직하게는 22.5 - 47.5°를 제공하는 것을 일반적으로 의도하고 있다. 위에서 나타낸 바와 같이, 플랭크 각의 일반적인 값은 35°이지만, 어느 경우에는 다른 각도의 값, 예를 들면 45°가 바람직하다.

본 발명에 따른 장치, 충격식 암석 천공을 위한 드릴 스트링 구성요소를 위한 요구 조건 때문에, 문제의 나사는 비교적 (나사) 프로필 높이와 (나사) 프로필 폭간의 관계가 0.10 - 0.30, 바람직하게는 0.20 - 0.30, 더욱 바람직하게는 0.23 - 0.25를 가지는 비교적 좁다. 프로필 높이는 나사의 최저면로부터 나사의 최상면까지의 거리를 의미하며, 프로필 폭은 나사골에서 2개의 인접하는 나사 플랭크를 따라 중앙축 단면으로 확장되어 있는 2개의 직선과 나사 최상면 선과의 교차점 간의 거리를 의미한다.

본 발명에 따른 장치의 프로필 높이(위에서 표시함)와 나사의 피치 간의 비율은 일반적으로 0.05 - 0.25, 더욱 바람직하게는 0.13 - 0.17이다.

본 발명은 다른 타입의 드릴 스트링 구성요소에 적합할 수 있으며, 특히 수나사에 유리하며, 이들에 대해 특히 장력 집중은 특히 작업 수명, 수나사의 구조의 단순성, 그의 상대적인 하중감도 등이 상당히 중요하다. 슬리브 형태에서의 수나사는 하중에 대해 상당히 큰 필수적인 내하중을 형성할 수 있다.

2: 수나사,
3; 암나사,
6: 수세식 세정 채널
7: 제1 나사산,
7': 제2 나사산,
9: 나사골,
10,11: 나사 플랭크,
12: 나사 최저면

Claims (19)

1. 상보관계의 나사를 구비하는 다른 드릴 스트링 구성요소과 함께 나사로 조이기 위한 나사를 포함하는 충격식 암석 천공을 위한 드릴 스트링 구성요소에서의 장치로서, 상기 나사는 두개의 나사 플랭크(10,11)로 형성된 나사골(9)을 포함하고, 그 중 하나는 작동시 압박 플랭크와 중간 나사 최저면(12)를 형성하고, 상기 나사골(9)은 그의 축 연장부를 따라서 동일하게 형성된 단면을 갖는 장치에 있어서,
   상기 나사 최저면(12)은 축 단면에서 볼 때, 부분 원형 형상인 적어도 3 개의 표면 부위(Y1,Y2,YC)로 표시되며,
   상기 부분 원형 형상의 상기 표면 부위(Y1,Y2,YC)는 상기 나사 최저면의 중간 표면 부위에 대해 각 나사 플랭크로부터 볼 때, 증가하는 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 나사 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 부분 원형 형상을 갖는 상기 표면 부위(Y1,Y2,YC)의 적어도 2 개는 서로에 대해 균일 또는 직접적으로 구절되어 있는 것을 특징으로 하는 나사 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 부분 원형 형상을 갖는 상기 표면 부위(Y1,Y2)중 적어도 하나는 인접하는 나사 플랭크에 대해 균일 또는 직접적으로 구절되어 있는 것을 특징으로 하는 나사 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 나사 플랭크에 인접한 각 표면 부위(Y1,Y2)의 반경(RA,RC)과 상기 중간 표면 부위(YC)의 반경(RB) 간의 비율은 0.05 - 0.70인 것을 특징으로 하는 나사 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 나사 플랭크에 인접한 각 표면 부위(Y1,Y2)의 반경(RA,RC)과 상기 중간 표면 부위(YC)의 반경(RB) 간의 비율은 0.30 - 0.60인 것을 특징으로 하는 나사 장치
6. 제1항에 있어서,
   상기 나사 플랭크(10,11)는 상기 드릴 스트링 구성요소의 축 단면에서 볼 때 선형 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 나사 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 나사는 원뿔형 나사인 것을 특징으로 하는 나사 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 원뿔형의 나사는 원뿔 각도가 2° - 8°를 갖는 것을 특징으로 하는 나사 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 나사는 다른 드릴 스트링 구성요소에 배치되는 상보관계인 암나사와 함께 체결되는 수나사인 것을 특징으로 하는 나사 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 압박 플랭크가 없는 나사 플랭크에 인접하는 표면 부위에서 최소한 상기 나사 최저면는 상기 나사의 나사 최상면의 높이와 비교해서 그 만큼의 깊이를 형성하고, 체결된 나사 체결부의 비스듬한 굴곡이 있는 경우에 접촉은 수나사의 인접하는 나사 최상면와 상보관계인 암나사의 나사 최저면 사이에서 시작하고, 제2 나사 플랭크에 인접하는 상기 표면 부위에서 상기 암나사의 나사 최상면과의 접촉은 피하는 것을 특징으로 하는 나사 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 나사 최저면의 중간 표면 부위는 상기 나사 최저면의 중앙 표면 부위인 것을 특징으로 하는 나사 장치.
12. 수나사와 암나사를 포함하고, 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 따른 적어도 하나의 장치로 형성되는 것을 특징으로 하는 나사 체결부.
    
13. 드릴 스트링, 샹크 어댑터, 체결 슬리브, 드릴 비트, 전환 어댑터의 그룹으로부터 이루어지고 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 따른 적어도 하나의 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 스트링 구성요소.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
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