NO333770B1 - Gjenget skjøt for en borestreng for slagboring i fjell - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en skrue skjøt for en boresfreng for slagboring i fjell, omfattende harm og himn skruegjenger (5,9) på elementene (1,2) som skal skjøtes sarrmien for å darme en boresfreng. I samsvar med oppfirmelsen har harmgjengen (5) og hurmgjengen (9) en trapesform og en svakt konisk helning.

Description

Gjenget skjøt for en borestreng for slagboring i fjell

Foreliggende oppfinnelse vedrører en skrueskjøt for en borestreng for slagboring i fjell. Nærmere bestemt vedrører den en skrueskjøt for en borestreng for slagboring i fjell omfattende hann- og hunnskruegjenger på elementene som skal skjøtes sammen for å danne en borestreng, der hanngjengen og hunngjengen har en trapesform og en svak konisk helning langs gjengenes lengde.

En skrueskjøt av denne type er kjent fra US 6,196,598 Bl. US 3,129,963 A viser ytterligere eksempel på teknikkens stand.

Skrueskjøter av denne beskaffenhet blir brukt til å skjøte sammen borestrengelementer, slik som en borekrone, en eller flere borestrenger og et skaftadapter. Skrueskjøtene innbefatter innbyrdes samvirkende hann- og hunn skruegjenger der en utvendig hanngjenge på et komponentelement er skrudd til en innvendig hunngjenge på et samvirkende element, for slik å forbinde disse elementer sammen.

Svensk patentskrift 515518 viser en skrueskjøt av den foran nevnte type der hann- og hunngjengene er koniske og toppene og bunnene av de gjengede profiler har en krumningsradius som er større enn 30 % av gjengestigningen. En slik skruegjenge blir vanligvis referert til som en "taugjenge" (rope thread).

Selv om en slik gjenge funksjonerer tilfredsstillende i tilfellet av borestrenger av slankere dimensjoner, oppstår problemer når dimensjonene på borestrengene øker, som fører til forkortning av den nyttbare levetiden til gjengen. Dette skyldes i hovedsak strekkspenningene som virker på den innvendige gjengen, som bevirker at skrueskjøten blir tiltrukket for mye, eller overtrukket. I sin tur gjør dette det vanskelig å løsne eller løsgjøre skjøten når boring har blitt avsluttet eller når nye borestenger skal koples til.

Følgelig er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en ny skrueskjøt med hvilken de foran nevnte problemer er eliminert, for slik å gjøre det mulig å benytte den nye skruegjenge også med borestrenger av grovere dimensjoner.

Dette formål oppnås med en ny skrueskjøt der hann og hunngjengene har en trapesform med en svakt konisk helning som kjennetegnes ved at flankene til gjengene definerer omtrentlig den samme vinkel med gjengenes senterlinje, og at flankevinklene mellom gjengenes flanker og linjen som er tangentiell med gjengenes topper er mindre enn 45°.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i nærmere detalj med henvisning til en ikke-begrensende utførelse av denne, illustrert med hjelp av figurene i de vedlagte tegninger, hvor: Figur 1 viser et skjematisk, brutt lengdesnitt av en borestang som har en hann- og en hunn ende;

Figur 2 viser del av profilet av en innvendig skruegjenge; og

Figur 3 viser en tilsvarende del av profilet til en utvendig skruegjenge.

Figur 1 er et brutt lengderiss av en borestang, som viser spesielt begge ender av stangen. Hann-enden 1 og hunn-enden 2 er forbundet, hensiktsmessig sveist ved 3, til et mellomliggende element 4 for slik å oppnå en langstrakt borestang. En borestang av denne typen kan typisk ha en lengde på 6 meter. En borestang kan bestå av et antall slike stenger som har blitt skrudd sammen med hjelp av respektive skruegjenger. Som tidligere nevnt, borestrengen innbefatter en borekrone i en ende og et skaftadapter i den andre enden, som også er skjøtt til borestengene ved hjelp av tilsvarende skruegjenger.

Som det vil sees av fig. 1 er hann enden 1 utstyrt med en utvendig skruegjenge eller hanngjenge 5. Det vil også sees av figuren at hanngjengen er konisk og heller mot senteraksen 6 (vist med stiplede linjer) til borestangen. Hann-enden 1 har en endeflate 7 som kan benyttes som en stoppfiate, som beskrevet i nærmere detalj nedenfor. Det vil også sees av figuren at hunn-enden 2 innbefatter et innvendig forløpende hull 8 i hvilket hann-enden 1 til en annen borestang kan opptas. Hullet 8 har en innvendig gjenge, eller hunngjenge 9, som er ment å bli skrudd sammen med hanngjengen 5 til et annet element for å bli forbundet til elementet som bærer hunngjengen. Hunngj engen er derfor også svakt konisk og har den samme helningsvinkel som senteraksen 6 (vist med stiplede linjer) til borestangen. Plassert i bunnen av hullet 8 er en anleggsflate mot hvilken endeflaten 7 til hanndelen 1 kan bunne ut når de to elementer skrus sammen.

Som vist kan hunndelen 2 være utstyrt i sin frie ende med en stort sett sylindrisk kontaktflate 11 som omgir munningen til hullet 8. Hanndelen 1 kan så utstyres med en tilsvarende kontaktflens i en avstand fra enden av hanndelen som er kortere enn dybden til hullet 8, slik at hann- og hunndelene vil nå endeposisjonene som et resultat av kontakten mellom kontaktflaten og kontaktflensen, istedenfor endeflaten 7 til hanndelen som kommer i kontakt med anleggsflaten 10 til hunndelen.

Figur 2 viser del av en innvendig gjenge 9 av en hunndel 2. Flankene eller kantene 9a, 9b til gjengen 9 definerer vinklene a og p respektivt, med linjen 12 tangentiell til toppene 9c av gjengene. Forskjellen mellom vinklene, a - p, er lik med to ganger vinkelen y mellom linjen 12 og senterlinjen 6. Dette betyr at flankene 9a, 9b definerer eller danner den samme vinkel cp i forhold til senterlinjen 6. Flankene er også symmetriske med en rett sentrallinje mellom flankene som også er vinkelrett på senterlinjen 6.

Det er ikke nødvendig at vinklene mellom flankene og senterlinjen er nøyaktig den samme, men det er foretrukket at flankene danner i hovedsak den samme vinkel til senterlinjen 6.

Figur 3 viser et riss i likhet med det vist i figur 2, men viser i dette tilfellet en del av den ytre gjengen 5 på en hanndel 1. Også denne gjengen 5 danner flanker eller kanter 5a og 5b, som definerer vinkler P og a respektivt, med linjen 13 tangentiell til toppene 5c av gjengene. Forskjellen mellom vinklene P-a er lik med to ganger vinkelen y mellom linjen 13 og senterlinjen 6. Dette betyr også at flankene 5a, 5b danner den samme vinkel i forhold til senterlinjen 6 av den samme årsak som den nevnt ovenfor.

Dimensjoner for hvilke den nye skrueskjøt er passende er fortrinnsvis gjengediametre i størrelsesorden omkring 38-80mm. Dette korresponderer med borehulldiametre i størrelsesorden 64-200mm. Denne skrueskjøt er imidlertid ikke begrenset til disse dimensjoner, men kan bli brukt for både finere og grovere dimensjoner. Gjengenes flankevinkler a, p er mindre enn 45°, fortrinnsvis mellom 30° og 40°, i forhold til de respektive linjer 12, 13 som er tangentielle til flanketoppene eller kantene til gjengen. Konus vinke len er fortrinnsvis mindre enn 7°, fortrinnsvis omkring 4°. Med en konusvinkel på 4° vil vinkelen y i figurene således være 2°.

En ny gjengeutforming reduserer faren for at borestrengen bryter løs under bøyespenninger som den blir utsatt for i borehullet. Den koniske utformingen av skruegjengen muliggjør økning av materialtykkelsen i de indre deler av de respektive gjenger, med en tilsvarende reduksjon i faren for at et brudd eller fraktur oppstår.

Skrueskjøten i samsvar med oppfinnelsen kan lett skrus opp når borestrengen blir trukket ut fra borehullet, men er uansett tilstrekkelig stabilt til å sikre at skruegjengene ikke vil løsne i hullet.

Som vist i figurene og beskrevet ovenfor, er skrueskjøtene konstruert slik at borestrengene har en hunngjenge i en ende og en hanngjenge i den andre enden. Det skal imidlertid forstås at den nye skrueskjøten også kan bli brukt i forbindelse med spleisehylser eller skjøtemuffer, skjønt skrueskjøter som er fullstendig integrert i borestrenger er foretrukket siden disse eliminerer faren for skade på grunn av løsning av spleisehylser.

Claims (7)

1. Skrueskjøt for en borestreng for slagboring i fjell omfattende hann- og hunnskruegjenger (5, 9) på elementene (1,2) som skal skjøtes sammen for å danne en borestreng, der hanngjengen (5) og hunngjengen (9) har en trapesform og en svak konisk helning langs gjengenes lengde,karakterisert vedat flankene til gjengene definerer omtrentlig den samme vinkel med gjengenes senterlinje, og at flankevinklene (a, P) mellom gjengenes flanker og linjen (13; 12) som er tangentiell med gjengenes (5, 9) topper (5c; 9c) er mindre enn 45°.

2. Skrueskjøt som angitt i krav 1,karakterisert vedat den svake koniske helning langs lengden av gjengene forløper til den distale enden av hanngjengen.

3. Skrueskjøt som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat en konusvinkel for den koniske helning er mindre enn 7°.

4. Skrueskjøt som angitt i krav 3,karakterisert vedat konusvinkelen er om lag 4°.

5. Borstang for slagboring i fjell, der borstangen i en ende er anordnet med en hanngjenge (5) og i den andre enden med en hunngjenge (9) av typen som er angitt i ett av kravene 1-4, der hanngjengen (5) og hunngjengen (9) har en trapesform og en svak konisk helning langs gjengenes lengde,karakterisert vedat flankene til gjengene definerer omtrentlig den samme vinkel med gjengenes senterlinje, og at flankevinklene (a, P) mellom gjengenes flanker og linjen (13; 12) som er tangentiell med gjengenes (5, 9) topper (5c; 9c) er mindre enn 45°.

6. Skrueskjøt som angitt i krav 5,karakterisert vedat en konusvinkel for den koniske helning er mindre enn 7°.

7. Skrueskjøt som angitt i krav 6,karakterisert vedat konusvinkelen er om lag 4°.