SE469602B - Skarvgaenga foer slagborrning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 469 602 erhállit de i patentkraven angivna kännetecknen.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande under hänvis- ning till bifogade ritningar, pà vilka en utföringsform visas i exemplifierande syfte.

Pà ritningarna visar Fig. 1 en längdsektion genom den ena änden av en borrstàng utbildad enligt föreliggande upp- finning.

Fig. 2 visar en sidvy av den andra änden av borrstángen i Fig. 1.

Fig. 3 visar tva borrstänger av det i Fig. 1 och 2 visade utförandet inbördes hopkopplade.

Fig. 4 visar en inre gänga vid ett borrelement enligt upp- finningen.

Fig. 5 visar en yttre gänga vid ett borrelement enligt upp- finningen.

Fig. 6 visar i förstoring en del av skarven i Fig. 3.

Den i Fig. 1 och 2 visade borrstängen 10 är vid sin ena ände utbildad med ett hylsformat parti 11, vilket är utbildat med en invänding gänga 12. Vid sin andra ände är borrstàngen 10 utbildad med en utvändig gänga 13. Borrstängen 10 är vidare utbildad med en genomgående spolkanal 14 genom vilken ett spolmedium, vanligen luft eller vatten, leds. Det hylsforma- de partiets 11 botten bildar en ringformad anslagsyta 15 vilken vid hopskarvning av tvà borrstänger 10 är avsedd att anligga mot en motsvarande ringformad anslagsyta 16 vid den andra borrstàngens utvändigt gängade ände.

Vid den illustrerade utföringsformen har borrstàngen 10 10 15 20 25 30 35 469 602 cirkulärt tvärsnitt, varvid den vid sina ändar är utbildad med nyckelgrepp 17, 18 för att möjliggöra fasthàllning av borrstängerna vid hopkoppling och lossning av dessa.

Den invändiga gängan 12 har ett i längdsektion rakt flank- parti 19 och den utvändiga gängan 13 har ett motsvarande rakt flankparti 20. Bada gängorna har i profil raka toppar och bottnar betecknade 21 resp 22 för den utvändiga gängan och 23 resp 24 för den invändiga gängan. De raka topparna och bottnarna ansluter till de raka flankerna 19, 20 via 28 pà krökta partier 25, 26 pà den utvändiga gängan och 27, den invändiga gängan.

Gängorna 12, 13 är pà konventionellt sätt utformade sä att när de är sammanskruvade anliggning uppstár endast mellan de raka flankpartierna 19, 20 och således ej mellan de krökta partierna ellernællantoppar och bottnar. Därigenom undvikes anliggning mellan partier som bildar endast en liten vinkel med borraxeln, vilken anliggning skulle kunna resultera i att gängorna kilades fast i varandra.

Som ovan nämnts är syftet med föreliggande uppfinning att säkerställa att kontakt ej uppstàr mellan den inre gängans 12 topp 24 och den yttre gängans 13 botten 22 vid slitna gängor. På grund av snedförslitningen av gängprofilen vid gängslitage tenderar spalten a mellan toppen 24 och bottnen 22 att bli mindre pä ena sidan, närmare bestämt den närmast anliggningsflankerna 19,20 belägna sidan.

Vid gängförband av föreliggande typ eftersträvar man att mellanrummet mellan gängorna blir sä litet som möjligt i syfte att motverka inträngande av borrmjöl i förbandet. I strid mot detta syfte har det befunnits att borrelementens livslängd väsentligt förlänges om spalten a kraftigt förstoras. Där- igenom säkerställes att kontakt ej uppstår vid partierna 22, 24 ens vid kraftigt slitna gängor. Kontakt uppstàr därvid självfallet vid partierna 21, 23 eftersom spalten b mellan 10 15 20 25 30 35 469 602 den inre gängans botten 23 och den yttre gängans topp 21 är av konventionell storlek. Sàdan kontakt med s k pittings som följd orsakar dock sällan utmattningsbrott. Orsaken till " detta är att partiet med den invändiga gängan 12 har väsent- ligt större böjstyvhet än partiet med den utvändiga gängan 13, vilket leder till lägre böjpäkänningar i det förstnämnda partiet. Det har befunnits att spalten a skall vara större än 1 % av den yttre gängans 13 ytterdiameter Dy för att det skall säkerställas att kontakt ej skall uppstà mellan parti- erna 22, 24. Vid den illustrerade utföringsformen har den in- re gängan 12 en höjd h som är mindre än 5 % av den inre gängans 12 innerdiameter Di. Vid en föredragen utföringsform har gängan 12 en höjd h som är mindre än 4.5 % av innerdia- metern Di för innerdiametrar mindre än 55 mm.

Pà i och för sig känt sätt har gängorna en ingàng och ligger gängornas stigningsvinkel.c¿ nællan 5.50 och 80. Stignings- vinkeLnqL beräknas ur sambandet tan CL = s-- , där Dm - 77 s = stigningen, och Dm = den effektiva diametern eller medeldiametern.

Den i förhållande till vid skarvgängan i US-A-3645570 nàgot minskade stigningsvinkeln beror pà att stigningsvinkeln vid föreliggande uppfinning anpassats till hydrauliskt drivna bergborrmaskiner under det att stigningsvinkeln vid skarv- gängan i US-A-3645570 anpassats till pneumatiskt drivna bergborrmaskiner. Pá grund av stötvàgens karaktär drar de sistnämnda át gängförbandet hàrdare än hydrauliskt drivna bergborrmaskiner. Eftersom lossningsmomentet ökar om stig- ningsvinkeln minskas har en förhållandevis liten stignings- vinkel valts för att säkerställa att gängförbandet gàr till- räckligt hàrt àtdraget vid borrning med hydrauliska berg- borrmaskiner. Vid en föredragen utföringsform har det be- 10 15 20 25 30 35 469 682 funnits att stigningsvinkeln gl skall minska 0.40 - 0.80 vid en ökning av gängornas 12, 13 diameter med 10 mm, varvid stigningsvinkeln CL är i storleksordningen 7.20 för en inre gänga l2 med 38 mm ytterdiameter.

Pà i och för sig känt sätt är flankernas 19, 20 lutnings- vinkellß mot slagborrsträngens längdaxel 250 - 4(°, med företräde för värden i storleksordningen 350. Som ovan nämnts uppstår anliggning endast vid flankerna 19, 20. Utformningen av de flankerna 19, 20 motstàende flankerna liksom utform- ningen av de till dessa anslutande krökta partierna samt Det har dock befunnits lämpligt att gängornas bàdä motstàende flanker topparna och bottnarna är därför förhållandevis fri. är i huvudsak symmetriska med avseende pà flanklutningen. Vi- dare är gängornas toppar och bottnar raka och i huvudsak pa- rallella med slagborrsträngens längdaxel. De kan dock utbildas pá annat sätt, exempelvis konkava, varvid spalten a mäts vid topparnas och bottnarnas mest närliggande punkt och höjden h är gängans största höjd.

Nedan följer en sammanställning av de värden som befunnits lämpliga för spalten a, den inre gängans höjd h och stig- ningsvinkeln CL vid olika värden pà innergängans innerdia- meter Di och yttergängans ytterdiameter dy.

Di (mm) Dy (mm) a (mm) h (mm) cl 29.20 31.70 0.35 1.35 7.56° 35.20 38.20 0.45 1.60 7.170 40.60 44.20 0.55 1.90 6.72° 46.60 50.00 0.65 2.20 6.310 54.70 57.00 0.70 2.65 5.97° Som framgàr av Fig. 2 är ett spar 29 anordnat i anslagsytan 16.

Spàret 29 sträcker sig tvärs över anslagytan 16 och kommuni- cerar med spolkanalen 14, varvid det säkerställes att spol- 10 15 20 25 30 35 469 602 medium tillföres till gängorna 12, 13 för renspolning och kylning av dessa. Alternativt kan spolspáret 29 anordnas i anslagsytan 15.

Som ovan nämnts avser uppfinningen även att utbilda borr- stången 10 med samma böjstyvhet utefter hela sin längd, varigenom andelen stàngbrott som slutskada minskas. I detta syfte har det släppningsparti 30 pà borrstàngen 10 som an- ordnas i direkt anslutning till den yttre gängan 13 utbildats med samma diameter som borrstängen i övrigt.

Fastän den förbättrade gängan beskrivits i anslutning till en i ena änden utvändigt och i andra änden invändigt gängad borrstáng skall det förstàs att gängan kan användas vid varje typ av i en slagborrsträng ingäende borrelement, sàsom en i bàda ändar utvändigt gängad borrstàng, en skarvmflsa för hop- koppling av tvà sàdana borrstänger och en borrkrona avsedd att hopkopplas med en sádan borrstàng. 'w

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 469 602 Patentkrav

1. Gängad förbindning för hopkoppling av två i en slagborrsträng ingående element (10) innefattande en inre (12) och en yttre (13) cylindrisk gänga, varvid gängorna (12, 13) är utbildade med för anliggning mot varandra avsedda raka flanker (19, 20), k ä n n e t e c k n a d av att spalten (a) mellan den yttre gängans (13) botten (22) och den inre gängans (12) topp (24) vid åtminstone det första gängvarvet, företrädesvis vid samtliga gängvarv, är större än 1 % av den yttre gängans (13) ytterdiameter (Dy), och att den inre gängan (12) har en höjd (h) mindre än 5 % av den inre gängans (12) innerdiameter (Di).

2. Förbindning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att flankerna (19, 20) lutar 25° - 40", företrädesvis 35°, mot slagborrsträngens längdaxel.

3. Förbindning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att gängorna (12, 13) har en ingång och att gängornas stigningsvinkel (a) är 5.5” - 8°, varvid stigningsvinkeln (a) minskas med 0.4° - 0.8° vid en ökning av gängornas (12, 13) diameter med 10 mm och varvid stigningsvinkeln (a) är i storleksordningen 7.2” för en inre gänga (12) med 38 mm ytterdiameter.

4. Förbindning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att den inre gängans (12) innerdiameter (Di) är 29.20 mm medan den yttre gängans (13) ytterdiameter (Dy) är 31.70 mm, och att spalten (a) mellan den yttre gängans (13) botten (22) och den inre gängans (12) topp (24) vid åtminstone det första gängvarvet, företrädesvis vid samtliga gängvarv, är 0.35 %. 10 15 20 25 30 35 469 602 8

5. Förbinding enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att den inre gängans (12) innerdiameter (Di) är 35.20 mm medan den yttre gängans (13) ytterdiameter (Dy) är 38.20 mm, och att spalten (a) mellan den yttre gängans (13) botten (22) och den inre gängans (12) topp (24) vid åtminstone det första gängvarvet, företrädesvis vid samtliga gängvarv, är 0.45 mm.

6. Förbindning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att den inre gängans (12) innerdiameter (Di) är 40.60 mm medan den yttre gängans (13) ytterdiameter (Dy) är 44.20 mm, och att spalten (a) mellan den yttre gängans (13) botten (22) och den inre gängans (12) topp (24) vid åtminstone det första gängvarvet, företrädesvis vid samtliga gängvarv, är 0.55 mm.

7. Förbindning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att den inre gängans (12) innerdiameter (Di) är 46.60 mm medan den yttre gängans (13) ytterdiameter (Dy) är 50.80 mm, och att spalten (a) mellan den yttre gängans (13) botten (22) och den inre gängans (12) topp (24) vid åtminstone det första gängvarvet, företrädesvis vid samtliga gängvarv, är 0.65 mm.

8. Förbindning enligt något av kraven l-3, k ä n n e t e c k n a d av att den inre gängans (12) innerdiameter (Di) är 54.70 mm medan den yttre gängans (13) ytterdiameter (Dy) är 57.80 mm, och att spalten (a) mellan den yttre gängans (13) botten (22) och den inre gängans (12) topp (24) vid åtminstone det första gängvarvet, företrädesvis vid samtliga gängvarv, är 0.70 mm.