SE519685C2 - Rotary cone drill bit with nested storage and a protected lubricant reservoir - Google Patents

Abstract

A rotary cone rock bit, comprises a bit body including a plurality of legs exten ding therefrom, each of the legs having an outer surface that includes a leading surf ace and a trailing surface, a roller cone rotatably supported on each of the legs, a bearing system between each cone and the leg on which it is supported, and a lubricant reservoir in fluid co mmunication with the bearing system. The reservoir can be provided with a wear resistant plug, if desired. In the present bit, the reservoir has at least one opening positioned in either the leg 's leading surface, trailing surface, center surface, shoulder surface or some combination of these. Alternatively, the reservoir can be formed inside the bit body, preferably by means of a canist er, which can be provided with venting means as desired.

Description

. . , . . u 519 685 2 tvärsnittsarea genom vilken luften strömmar vid varje punkt utmed det ringformiga partiet från borrkronan till ytan måste hållas noggrant inom ett givet intervall. På motsvarande sätt ökar det snabba luftflödet omkring och runt en stenflisa avsevärt det avverkade materialets eroderande verkan, särskilt på de främre delarna av borrkronan. . . ,. . The cross-sectional area through which the air flows at each point along the annular portion from the drill bit to the surface must be kept carefully within a given range. Correspondingly, the rapid flow of air around and around a rock significantly increases the erosive effect of the felled material, especially on the front parts of the drill bit.

Vidare utvecklas numera bergborrkronor med kapslade Smörjsystem som tillåter lättare rotation av borrkronans delar. Dessa kapslade Smörjsystem innefattar typiskt en smörjmedelsreservoar i vätskekommunikation med lagren. I många fall skapas reservoaren genom att borra en hålighet i borrkronans ben. Tillträde till reservoaren sker genom monteringsöppningen för denna hålighet, vilken sedan kan tätas med en konventionell plugg eller ventilerad plugg. Dessa kapslade smörj system är särskilt utsatta för erosion av borrkronans stomme, eftersom varje brott i det kapslade systemet kan resultera i inträngning av avverkat material och/ eller partiklar i lagren, vilket orsakar borrkronbrott. Hittills har reservoaröppningen placerats pä den yttre huvudytan av varje ben, med resultatet att reservoarpluggarna och väggarna till själva reservoaren är känsliga för slitage på benet.Furthermore, rock drill bits are now being developed with encapsulated lubrication systems that allow easier rotation of the drill bit parts. These encapsulated lubrication systems typically include a lubricant reservoir in fluid communication with the bearings. In many cases, the reservoir is created by drilling a cavity in the drill bit bone. Access to the reservoir takes place through the mounting opening for this cavity, which can then be sealed with a conventional plug or ventilated plug. These nested lubrication systems are particularly prone to erosion of the drill bit body, as any breakage in the nested system can result in penetration of felled material and / or particles into the bearings, causing drill bit breakage. So far, the reservoir opening has been placed on the outer main surface of each leg, with the result that the reservoir plugs and the walls of the reservoir itself are sensitive to wear on the leg.

Det är således önskvärt att tillhandahålla en gruvborrkrona som tillhandahåller förbättrat skydd av reservoaren och dess monteringsöppning och plugg. Det är vidare önskvärt att tillhandahålla en borrkrona som kan motstå slitage på dess skuldror och ben under upprymning eller då borrkronan dras tillbaka ur ett hål. 519 685 s Kort ritningsbeskrivning För en detaljerad beskrivning av de föredragna utföringsformerna av uppfinningen görs hänvisning till medföljande ritningar, vari: FIGUR 1 är en isometrisk vy av en roterande konborrkrona enligt föreliggande uppfinning; FIGUR 2 är en sidovy av ett ben av borrkronan enligt fig. 1; FIGUR 3 är en tvärsnittsvy av en roterande konborrkrona, enligt känd teknik, i ett borrhål; F IGUR 4 är en vy framifrån av ett ben på en roterande konborrkrona med en första utföringsform av en skyddad smörjmedelsreservoar; FIGUR 5 är en tvärsnittsvy av planet 5-5 i fig. 4; FIGUR 6 är en vy framifrån av ett ben på en roterande konborrkrona med en andra utföringsform av en skyddad smörjmedelsreservoar; FIGUR 7 är en vy framifrån av ett ben på en roterande konborrkrona med en tredje utföringsform av en skyddad smörjmedelsreservoar; FIGUR 8 är en vy framifrån av ett ben på en roterande konborrkrona med en fjärde utföringsform av en skyddad smörjmedelsreservoar; FIGUR 9 är en tvärsnittsvy enligt planet 9-9 i fig. 8; FIGUR 10 är en vy framifrån av ett ben på en roterande konborrkrona med en femte utföringsform av en skyddad smörjmedelsreservoar; FIGUR 1 1 är en tvärsnittsvy enligt planet 11-1 1 i fig. 10; FIGUR 12 är en tvärsnittsvy av ett ben på en roterande konborrkrona med en sjätte utföringsform av en skyddad smörjmedelsreservoar; FIGUR 13 är en sprängvy av den skyddad smörjmedelsreservoaren enligt fig. 12; FIGUR 14 är en tvärsnittsvy av ett ben på en roterande konborrkrona med en sjunde utföringsform av en skyddad smörjmedelsreservoar; FIGUR 15 är en tvärsnittsvy av ett ben på en roterande konborrkrona med en åttonde utföringsform av en skyddad smörjmedelsreservoar; FIGUR 16 är en tvärsnittsvy av en roterande konborrkrona med en nionde utföringsform av en skyddad smörjmedelsreservoar; FIGUR 16a är en tvärsnittsvy enligt planet l6a-16a i fig. 16; FIGUR 17 är en tvärsnittsvy av en roterande konborrkrona med en tionde utföringsform av en skyddad smörjmedelsreservoar; FIGUR 18 är en tvärsnittsvy av ett ben på en roterande konborrkrona med en elfte utföringsform av en skyddad smörjmedelsreservoar; 519 685 4 FIGUR 19 är en vy framifrån av ett ben på en roterande konborrkrona med en tolfte utföringsform av en skyddad smörjmedelsreservoar; FIGUR 20 är en vy framifrån av ett ben på en roterande konborrkrona med tre skyddade smörjmedelsreservoarer enligt föreliggande uppfinning; och FIGUR 21 är en tvärsnittsvy av ett ben på en roterande konborrkrona med ännu en utföringsform av en skyddad smörjmedelsreservoar.Thus, it is desirable to provide a mine drill bit that provides improved protection of the reservoir and its mounting opening and plug. It is further desirable to provide a drill bit that can resist wear on its shoulders and legs during reassembly or when the drill bit is withdrawn from a hole. 519 685 s Brief Description of the Drawings For a detailed description of the preferred embodiments of the invention, reference is made to the accompanying drawings, in which: FIGURE 1 is an isometric view of a rotating cone crown according to the present invention; FIGURE 2 is a side view of a leg of the drill bit according to fi g. 1; FIGURE 3 is a cross-sectional view of a rotating cone drill bit, according to the prior art, in a borehole; FIGURE 4 is a front view of a leg of a rotating cone drill bit with a first embodiment of a protected lubricant reservoir; FIGURE 5 is a cross-sectional view of the plane 5-5 in fi g. 4; FIGURE 6 is a front view of a leg of a rotating cone drill bit with a second embodiment of a protected lubricant reservoir; FIGURE 7 is a front view of a leg of a rotating cone drill bit with a third embodiment of a protected lubricant reservoir; FIGURE 8 is a front view of a leg of a rotating cone drill bit with a fourth embodiment of a protected lubricant reservoir; FIGURE 9 is a cross-sectional view taken along plane 9-9 of fig. 8; FIGURE 10 is a front view of a leg of a rotating cone drill bit with a fifth embodiment of a protected lubricant reservoir; FIGURE 1 1 is a cross-sectional view according to the plane 11-1 1 in fi g. 10; FIGURE 12 is a cross-sectional view of a bone on a rotating cone drill bit with a sixth embodiment of a protected lubricant reservoir; FIGURE 13 is an exploded view of the protected lubricant reservoir according to fi g. 12; FIGURE 14 is a cross-sectional view of a leg of a rotating cone drill bit with a seventh embodiment of a protected lubricant reservoir; FIGURE 15 is a cross-sectional view of a bone on a rotating cone drill bit with an eighth embodiment of a protected lubricant reservoir; FIGURE 16 is a cross-sectional view of a rotating drill bit with a ninth embodiment of a protected lubricant reservoir; FIGURE 16a is a cross-sectional view taken along the plane 16a-16a in fi g. 16; FIGURE 17 is a cross-sectional view of a rotating cone drill bit with a tenth embodiment of a protected lubricant reservoir; FIGURE 18 is a cross-sectional view of a leg of a rotating cone drill bit with an eleventh embodiment of a protected lubricant reservoir; FIGURE 19 is a front view of a leg of a rotating cone bit with a twelfth embodiment of a protected lubricant reservoir; FIGURE 20 is a front view of a leg of a rotating cone bit with three protected lubricant reservoirs of the present invention; and FIGURE 21 is a cross-sectional view of a bone on a rotating cone drill bit with yet another embodiment of a protected lubricant reservoir.

Beskrivning av föredragna utfóringsformer För närvarande föredragna utföringsformer av uppfinningen visas i de ovan angivna figurerna och beskrivs detaljerat i det följande. Vid illustrering och beskrivning av de föredragna utföringsformerna används lika eller identiska hänvisníngsnummer för att beteckna lika eller motsvarande element.Description of Preferred Embodiments Currently preferred embodiments of the invention are shown in the above figures and are described in detail below. In illustrating and describing the preferred embodiments, like or identical reference numerals are used to denote like or corresponding elements.

Figurerna är inte nödvändigtvis skalenliga och vissa särdrag och vissa vyer i figurerna kan visas skalmåssigt överdrivna eller i schematisk form för tydlig och koncis beskrivning.The figures are not necessarily to scale, and certain features and views in the figures may be shown exaggerated or in schematic form for a clear and concise description.

Inledningsvis visas med hänvisning till fig. 1-2 en markborrkrona 10 med kapslad lagring. Den illustrerade borrkronan 10 är en roterande konbergborrkrona som används för att borra spränghål vid gruvdrift, som utnyttjar vätskecirkulering för att kyla och rengöra borrkronan 10 och för att transportera avverkat material och rasmassor upp genom borrhålet till ytan (ej visat). Det skall förstås att föreliggande uppfinning inte begränsas till roterande konbergborrkronor 10 för gruvdrift, utan kan användas i andra typer av markborrkronor med kapslad lagring för varje annan önskad markborrtillämpning, såsom borrning vid oljekällor, rörledningar, avlopp och elektriska ledningsdragningar.Initially displayed with reference to fi g. 1-2 a ground drill bit 10 with encapsulated storage. The illustrated drill bit 10 is a rotating cone rock drill bit used to drill blast holes in mining operations, which utilizes fluid circulation to cool and clean the drill bit 10 and to transport harvested material and landslides up through the borehole to the surface (not shown). It is to be understood that the present invention is not limited to rotary concave drill bits 10 for mining, but can be used in other types of ground drill bits with encapsulated storage for any other desired ground drilling application, such as drilling at oil wells, pipelines, sewers and electrical wiring.

Borrkronan innefattar en borrkronstomme 12, en infästningsände 14 och en skärande 16. Infästningsänden 14 innefattar en anslutning 13, såsom ett gängat tappförband 15, för anslutning av borrkronan 10 till en bärare, såsom ett borrskaft (ej visat). Borrkronstommen 12 innefattar ben 20 som allmänt utsträcker sig mellan borrkronans 10 infästningsände 14 och skäränden 16. Vid skäränden 16 bär varje ben 20 en skärkon 18 med ett flertal utskjutande skärelement 19 för kontakt med bergformationen och borrning av borrhålet 17 då bergkronan 10 roteras i medurs riktning, 519 685 s .la m betraktat från infästningsänden 14. Typiskt har roterande konborrkronor 10 tre ben 20 och koner 18, även om föreliggande uppfinning kan användas med borrkronor 10 med godtyckligt antal ben 20/kon l8-kombinationer.The drill bit includes a drill bit body 12, a mounting end 14 and a cutting end 16. The mounting end 14 includes a connection 13, such as a threaded pin connection 15, for connecting the drill bit 10 to a carrier, such as a drill shaft (not shown). The drill bit body 12 includes legs 20 which generally extend between the mounting end 14 of the drill bit 10 and the cutting end 16. At the cutting end 16 each leg 20 carries a cutting cone 18 with a number of projecting cutting elements 19 for contact with the rock formation and drilling of the borehole 17 as the rock crown 10 is rotated clockwise. , 519 685 s. La m viewed from the attachment end 14. Typically, rotary cone drill bits 10 have three legs 20 and cones 18, although the present invention can be used with drill bits 10 with any number of legs 20 / cone 18 combinations.

Medan delar av beskrivningen av de föredragna utföringsforrnerna av föreliggande uppñnning häri görs med hänvisning till ett enda ben 20, är sådana beskrivningar lika tillämpliga för varje ben 20 på en borrkrona 10 enligt föreliggande uppfinning.While parts of the description of the preferred embodiments of the present invention herein are made with reference to a single leg 20, such descriptions are equally applicable to each leg 20 of a drill bit 10 of the present invention.

Med fortsatt hänvisning till fig. 1 och 2, utsträcker sig en kammare 80, med en karnmaryta 82, genom borrkronan 10 för att tillåta försörjning av cirkulerande fluidum (ej visad) till ett eller flera munstycken 84 formade i benen 20, såsom är känt inom teknikområdet. Det cirkulerande fluidet, såsom gas eller borrslam, tillhandahålls till kammaren 80 från en fluidumförsörjningskälla (ej visad) och genom en försörjningsledning, såsom ett borrskaft (ej visat), ansluten till borrkronans 10 infästningsände 14.With further reference to Figs. 1 and 2, a chamber 80, with a core surface 82, extends through the drill bit 10 to allow supply of circulating fluid (not shown) to one or more nozzles 84 formed in the legs 20, as is known in the art. the technical field. The circulating fluid, such as gas or drilling mud, is provided to the chamber 80 from a fluid supply source (not shown) and through a supply conduit, such as a drill shaft (not shown), connected to the mounting end 14 of the drill bit 10.

Varje munstycke 84 utsträcker sig från kammaren 80 till en öppning 86 som öppnas mot det inre 70 av borrkronan 10, såsom är känt inom teknikområdet. En munstycksklack 90 är placerad på benet 20 över munstycket 84. Munstyckena 84 är verksamma för att rikta trycksatt fluidum mot botten 71 av borrhålet 17 (fig. 3) för att lyfta avverkat markmaterial och annat material upp genom borrhålet 17. Munstyckena 84 riktar också det cirkulerande fluidet över konerna 18 och skärelementen 19 för att frigöra sönderbrutet material som ansamlas däromkring.Each nozzle 84 extends from the chamber 80 to an opening 86 which opens towards the interior 70 of the drill bit 10, as is known in the art. A nozzle lug 90 is located on the leg 20 above the nozzle 84. The nozzles 84 are operative to direct pressurized fluid toward the bottom 71 of the borehole 17 (fi g. 3) to lift harvested soil material and other material up through the borehole 17. The nozzles 84 also direct the circulating over the cones 18 and the cutting elements 19 to release broken material which accumulates thereon.

Med hänvisning till fig. 5 innefattar borrkronan 10 ett lagersystem 50 för att tillåta rotation av konen 18 omkring en axeltapp 23 som utsträcker sig från benet 20. Lagersystemet 50 kan vara ett rullagersystem 50a, som är eller blir känt inom teknikområdet, såsom det rullagersystem som är beskrivet i amerikanska patentet nr. 4 793 719 till Crockett et al., vilket patent härmed i sin helhet införs som referens. Rullagersystemet 50a innefattar olika konventionella rullagerkomponenter, såsom exempelvis konlagerytor 52, axeltappslagerytor 54, rullager 56 och låskulor 58, placerade i det inre 59 av konen 18. Ett rullagersystem 50a som är kompatibelt för användning med borrkronan 10 enligt föreliggande uppfinning visas också med avseende på den tidigare kända borrkronan 10a i ñg. 3. Alternativt kan lagersystemet 50 vara ett friktionslagersystem 50b (fig. 9) innefattande konventionella 519 685 6 friktionslagersystemkomponenter såsom är eller blir kända inom teknikområdet. I vardera typen av lagersystem 50a, 50b kan ett belastningshål 57 för låskulan formas i benet 20 för att införa låskulorna 58 i det inre av konen 59. En kulhållande plugg 55 (fig. 9) är typiskt placerad i hålet 57 för att hålla fast låskulan 58.With reference to fi g. The drill bit 10 includes a bearing system 50 for allowing rotation of the cone 18 about a shaft journal 23 extending from the leg 20. The bearing system 50 may be a roller bearing system 50a which is or will be known in the art, such as the roller bearing system described in U.S. Pat. no. U.S. Patent 4,793,719 to Crockett et al., Which patent is hereby incorporated by reference in its entirety. The roller bearing system 50a includes various conventional roller bearing components, such as, for example, cone bearing surfaces 52, shaft journal bearings 54, roller bearings 56 and locking balls 58, located in the interior 59 of the cone 18. A roller bearing system 50a compatible for use with the drill bit 10 of the present invention is also shown. previously known drill bit 10a in ñg. Alternatively, the bearing system 50 may be a friction bearing system 50b (fi g. 9) comprising conventional friction bearing system components as are or will be known in the art. In each type of bearing system 50a, 50b, a load hole 57 for the locking ball 57 may be formed in the leg 20 to insert the locking balls 58 into the interior of the cone 59. A ball retaining plug 55 (Fig. 9) is typically located in the hole 57 to hold the locking ball. 58.

Med hänvisning till fig. 9 är smörjmedel, såsom ett fett (ej visat), tillhandahållet till rullagersystemet 50 via ett smörjmedelsreservoarsystem 60. Ett reservoarsystem 60 som passar för användning med borrkronan 10 enligt föreliggande uppfinning visas också med avseende på den tidigare kända borrkronan lOa i fig. 3. Reservoarsystemet 60 innefattar en eller flera reservoarer 62 placerade i borrkronan 10 för att leverera smörjmedel till lagersystemet 50, såsom genom en smörjmedelsgång 68. Valfritt önskat antal reservoarer 62 kan placeras i ett enskilt ben 20 eller någon annanstans i borrkronan 10. Exempelvis visar fig. 20 ett ben 20 med tre reservoarer 62, medan fig. 15-17 visar smörjmedelsreservoarer 62 placerade i borrkronans kammare 80. Medan den följande beskrivningen av föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning delvis görs med avseende på enda reservoar 62, kan den lika väl tillämpas på varje reservoar 62 hos ett ben 20 eller en borrkrona 10 med flera reservoarer,.Referring to Fig. 9, lubricant, such as a grease (not shown), is provided to the roller bearing system 50 via a lubricant reservoir system 60. A reservoir system 60 suitable for use with the drill bit 10 of the present invention is also shown with respect to the prior art drill bit 10a in Fig. 3. The reservoir system 60 includes one or more reservoirs 62 located in the drill bit 10 to deliver lubricant to the bearing system 50, such as through a lubricant passage 68. Any desired number of reservoirs 62 may be placed in a single leg 20 or elsewhere in the drill bit 10. For example. Fig. 20 shows a leg 20 with three reservoirs 62, while Figs. 15-17 show lubricant reservoirs 62 located in the drill bit chamber 80. While the following description of preferred embodiments of the present invention is made in part with respect to single reservoir 62, it may as well applied to each reservoir 62 of a leg 20 or a drill bit 10 with fl your reservoirs ,.

Med fortsatt hänvisning till fig. 9, innehåller reservoaren 62 typiskt olika reservoarsystemkomponenter som är kända inom teknikområdet, såsom exempelvis ett flexibelt membran 64 som utjämnar trycket mellan det inre 70 av borrkronan 10 och den smorda, eller smörjmedelsbärande, sidan 66 av borrkronan 10. Det skall emellertid förstås att det inte är begränsande för föreliggande uppfinning huruvida reservoarsystemkomponenter införs eller inte används i reservoaren 62. För att tillåta införande, eller laddning, av smörjmedlet och reservoarsystemkomponenterna i reservoaren 62 under sammanbyggnad av borrkronan 10, lämnas inledningsvis en ände 76 av reservoaren tillgänglig genom en reservoarmonteringsöppning 63. Efter att smörjmedlet och reservoarsystemkomponenterna har förts in, eller laddats, i reservoaren 62 tätas typiskt monteringsöppningen 63 och täcks, såsom exempelvis med ett reservoartäcklock 74 som hålls på plats med en kvarhållande, eller snåpp-, ring 75 för att kvarhålla smörjmedlet och reservoarsystemkomponenterna i reservoaren 62 (se också den tidigare 519 685 v kända borrkronan l0a i ñg. 3). Den motstående änden 77 av reservoaren 62 bildar typiskt ett bottenhål i benet 20 (fig. 1 1).With further reference to Fig. 9, the reservoir 62 typically contains various reservoir system components known in the art, such as, for example, a flexible diaphragm 64 which equalizes the pressure between the interior 70 of the drill bit 10 and the lubricated, or lubricant-bearing, side 66 of the drill bit 10. however, it should be understood that it is not limiting for the present invention whether or not reservoir system components are inserted into reservoir 62. To allow insertion, or charging, of the lubricant and reservoir system components into reservoir 62 during assembly of drill bit 10, an end 76 of reservoir is initially provided available. through a reservoir mounting opening 63. After the lubricant and reservoir system components have been inserted, or loaded, into the reservoir 62, the mounting opening 63 is typically sealed and covered, such as with a reservoir cover 74 held in place by a retaining, or snap, ring 75 to retain lubricant t and the reservoir system components in the reservoir 62 (see also the previously known 519 685 v drill bit l0a in ñg. 3). The opposite end 77 of the reservoir 62 typically forms a bottom hole in the leg 20 (fi g. 1 1).

Med fortsatt hänvisning till fig. 9, kan reservoarsystemet 60 konfigureras för att avlasta smörjmedlets expansion eller överskottsvolym (ej visat) som inryms däri. Återigen kan varje lärnplig teknik eller mekanism som är eller kommer att bli känd inom området användas. Exempelvis kan reservoaren 62 konfigureras så att det finns tillräckligt utrymme (ej visat) i reservoaren 62 för att smörjmedlet däri skall kunna expandera, såsom är känt inom teknikområdet. Såsom ett annat exempel kan överskottssmörjmedel i reservoarsystemet 60 ventileras från reservoaren 62. Varje lämplig konventionell teknik kan användas. Exempelvis kan överskottssmörjmedel ventileras genom det flexibla membranet 64, såsom är känt inom teknikområdet. Ett annat exempel på ventilering av överskottssmörjmedel från reservoarsystemet 60, såsom visas i fig. 9, är genom en ventilationskanal 94 som utsträcker sig från reservoaren 62 till det inre av borrkronan 70, i enlighet med föreliggande uppfinning. Enligt föreliggande uppfinning kan öppningen hos ventilationskanalen 94 placeras på halsytan, främre ytan, bakre ytan, skulderytan eller centrala sidoytan även om det föredras att ventilationskanalsöppningen inte är på samma yta som monteringsöppningen 63. En kontrollanordning, såsom en konventionell tryckavlastningsventil 96, kan innefattas för att möjliggöra kontrollerad ventilering av Smörjmedel från reservoarsystemet 60.With continued reference to fi g. 9, the reservoir system 60 can be configured to relieve the expansion or excess volume of the lubricant (not shown) contained therein. Again, any teaching technology or mechanism that is or will be known in the art can be used. For example, the reservoir 62 can be configured so that there is sufficient space (not shown) in the reservoir 62 for the lubricant therein to expand, as is known in the art. As another example, excess lubricant in the reservoir system 60 may be vented from the reservoir 62. Any suitable conventional technique may be used. For example, excess lubricant may be vented through the visible membrane 64, as is known in the art. Another example of venting excess lubricant from the reservoir system 60, as shown in fig. 9, is through a vent duct 94 extending from the reservoir 62 to the interior of the drill bit 70, in accordance with the present invention. According to the present invention, the opening of the ventilation duct 94 may be located on the neck surface, front surface, rear surface, shoulder surface or central side surface, although it is preferred that the ventilation duct opening is not on the same surface as the mounting opening 63. A control device such as a conventional pressure relief valve 96 may be included. enable controlled ventilation of Lubricant from the reservoir system 60.

Det skall förstås att de tidigare nämnda förfarandena, utformningarna, komponenterna och metoderna har tillhandahållits såsom hjälp vid förståelsen av innehållet i uppfinningen och är inte nödvändiga för utövande av uppfinningen.It is to be understood that the aforementioned methods, designs, components and methods have been provided to aid in the understanding of the content of the invention and are not necessary for the practice of the invention.

Med hänvisning till fig. 1 innefattar, enligt föreliggande uppfinning, varje ben 20 på borrkronans 10 borrkronstomme 12 en främre sida 30, en bakre sida 36, en skuldra 40 och en central sida 46. Den främre sidan 30 har en yttre yta 32, den bakre sidan 36 har en yttre yta 38, skuldran 40 har en yttre skulderyta 42 och den centrala sidan 46 har en yttre bakåtvänd (eng: backturn) yta 48. Ytorna 32, 38, 42, 48 bildar del av den yttre ytan 100 av benet 20. I den visade utföringsformen utsträcker sig exempelvis den främre 519 685 sidoytan 32 allmänt från den nedre änden 21 av anslutningen 13 till den nedre kanten 26 av benet 20 mellan kanterna 45, 47 av den centrala sidan 46 resp. skuldran 40, och benets 20 kant 49. Den bakre sidoytan 38 utsträcker sig allmänt från den nedre änden 21 av anslutningen 13 till den nedre kanten 26 av benet 20 mellan kanten 91 för munstycksklacken 90 och kanterna 43, 44 av den centrala sidan 46 resp. skuldran 40.With reference to fi g. 1, according to the present invention, each leg 20 of the drill bit body 12 of the drill bit 10 includes a front side 30, a rear side 36, a shoulder 40 and a central side 46. The front side 30 has an outer surface 32, the rear side 36 has a outer surface 38, the shoulder 40 has an outer shoulder surface 42 and the central side 46 has an outer backturn surface 48. The surfaces 32, 38, 42, 48 form part of the outer surface 100 of the leg 20. In the embodiment shown In the embodiment, for example, the front side surface 19 32 extends generally from the lower end 21 of the connection 13 to the lower edge 26 of the leg 20 between the edges 45, 47 of the central side 46 and 469, respectively. the shoulder 40, and the edge 49 of the leg 20. The rear side surface 38 extends generally from the lower end 21 of the connection 13 to the lower edge 26 of the leg 20 between the edge 91 of the nozzle lug 90 and the edges 43, 44 of the central side 46 and 46, respectively. shoulder 40.

Skulderytan 42 visas utsträckande sig från den nedre änden 21 av anslutningen 13 till den övre kanten 51 av den centrala sidan 46 mellan de främre och bakre sidorna 30, 36 vid kanterna 47 resp. 44. Slutligen utsträcker sig den bakåtvända ytan 48 mellan kanterna 45, 43 och 51 och den nedre kanten 26 av benet 20.The shoulder surface 42 is shown extending from the lower end 21 of the connection 13 to the upper edge 51 of the central side 46 between the front and rear sides 30, 36 at the edges 47 resp. 44. Finally, the rearwardly facing surface 48 extends between the edges 45, 43 and 51 and the lower edge 26 of the leg 20.

Då, med fortsatt hänvisning till fig. 1, borrkronan 10 roterar vid drift, är den främre sidan 30 av varje ben 20 först i benets 20 medurs rotationsbana, följt av skuldran 40 och den centrala sidan 46, vilka följs av den bakre sidan 36.Then, with continued reference to fi g. 1, the drill bit 10 rotates during operation, the front side 30 of each leg 20 is first in the clockwise rotation path of the leg 20, followed by the shoulder 40 and the central side 46, which are followed by the rear side 36.

Vid borrning, såväl som utdragning av borrkronan 10 från borrhålet 17 (fig. 2), kommer borrkronans ben 20 i kontakt med avverkat markmaterial (ej visat) i borrhålet 17 och kan också komma i kontakt med borrhålväggen 72 (fig. 2). Allmänt kommer den främre sidan 30, benets skuldran 40 och den centrala sidan 46 av varje ben 20 att utsättas för sådan kontakt, medan den bakre sidan 36 genom ytorna 32, 42 och 48 och benets volym 29 i huvudsak är blockerad från signifikant kontakt med avverkat markmaterial och borrhålväggen 72. Beroende på olika faktorer, såsom sammansättningen av den bergformation som borras, kommer kontakten mellan benens 20 ytor 100 och avverkat markmaterial (och borrhålväggen) att orsaka olika grader av slitage och skada på benen 20. Vid exempelvis upprymning i hårda eller steniga bergsformationer kan benen, särskilt benens skuldror 40 och främre sidor 30, utsättas för avsevärd kontakt mot stenigt avverkat material vilket orsakar avsevärd nötningsförslitning, sprickbildning och brott i borrkronans ben 20.When drilling, as well as pulling out the drill bit 10 from the borehole 17 (fi g. 2), the legs 20 of the drill bit come into contact with felled ground material (not shown) in the borehole 17 and can also come into contact with the borehole wall 72 (Fig. 2). In general, the front side 30, the shoulder 40 of the leg and the central side 46 of each leg 20 will be exposed to such contact, while the rear side 36 through the surfaces 32, 42 and 48 and the volume 29 of the leg will be substantially blocked from significant contact with felled soil material and borehole wall 72. Depending on various factors, such as the composition of the rock formation being drilled, the contact between the surfaces 100 of the legs 20 and felled soil material (and the borehole wall) will cause varying degrees of wear and damage to the bones. rocky rock formations, the bones, in particular the shoulders 40 and front sides 30 of the legs, can be subjected to considerable contact with rocky material, which causes considerable abrasion wear, cracking and rupture of the drill bit bone 20.

Med hänvisning till den tidigare kända borrkronan l0a enligt fig. 3, är det ett bekymmer att skadan på borrkronans ben 20, såsom beskrivits ovan, kan leda till skada på smörjmedelsreservoaren 62, vilket kan leda till borrkronsbrott i förtid. Exempelvis kommer införsel av främmande material, såsom avverkat markmaterial, in i reservoar- eller lagersystemen 60, 50 att 519 685 xajía leda till förorening och försämring av smörjmedlet och reservoar- och lagersystemkomponenterna, vilket i förtid orsakar borrkronsbrott. Det är därför ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla förbättrat skydd av reservoaren 62 och reservoaröppningen 63 mot skada orsakad av kontakt mellan borrkronan 10 och avverkat markmaterial (och borrhålväggen) under borrning och borrkronsåterdragning.With reference to the previously known drill bit l0a according to fi g. 3, there is a concern that damage to the drill bit bone 20, as described above, may result in damage to the lubricant reservoir 62, which may lead to premature drill bit failure. For example, introduction of foreign materials, such as felled soil material, into the reservoir or bearing systems 60, 50 will lead to contamination and deterioration of the lubricant and the reservoir and bearing system components, which prematurely causes drill bit breakage. It is therefore an object of the present invention to provide improved protection of the reservoir 62 and the reservoir opening 63 against damage caused by contact between the drill bit 10 and felled ground material (and the borehole wall) during drilling and drill bit retraction.

I tidigare kända borrkronor 10a, såsom visas i tig. 3, var reservoarens monteringsöppning 63 typiskt placerad på benets skuldra 40, eller över skärningslinj en mellan skuldran och den centrala sidan (ej visad), och riktat snett uppåt i förhållande till borrhålväggen 72, eller från borrkronans l0a centrumaxel ll. Exempelvis var en typisk reservoaröppning 63 hos en tidigare känd borrkrona placerad på skuldran 40 och orienterad med dess axel i en vinkel 31 av omkring 75° eller mindre i förhållande till borrkronans l0a centrumaxel ll. Det har varit känt att riktningen hos den tidigare kända reservoaröppningen 63 utsatt reservoaröppningen 63 och reservoaren 62 för skada såsom beskrivits ovan, särskilt vid upprymning.In prior art drill bits 10a, as shown in FIG. 3, the reservoir mounting opening 63 was typically located on the shoulder 40 of the leg, or across the line of intersection between the shoulder and the central side (not shown), and directed obliquely upward relative to the borehole wall 72, or from the center axis 11 of the drill bit 10a. For example, a typical reservoir opening 63 of a prior art drill bit was located on the shoulder 40 and oriented with its axis at an angle 31 of about 75 ° or less relative to the center axis 11 of the drill bit 10a. It has been known that the direction of the prior art reservoir opening 63 exposes the reservoir opening 63 and the reservoir 62 to damage as described above, especially during evacuation.

Det skall förstås att var och en av följande aspekter av uppfinningen kan utövas ensam eller i kombination med en eller flera andra sådana aspekter. l en aspekt av uppfinningen är monteringsöppningen 63 tillgänglig från den yttre benytan 100, men placerad för att minska reservoarens 62 och öppningens 63 benägenhet att skadas vid kontakt mellan benet 20 och avverkningsmassor i borrhälet, eller borrhålväggen 72 (ñg. 4, 7, 8).It is to be understood that each of the following aspects of the invention may be practiced alone or in combination with one or more of such other aspects. In one aspect of the invention, the mounting opening 63 is accessible from the outer leg surface 100, but positioned to reduce the tendency of the reservoir 62 and the opening 63 to be damaged in contact between the leg 20 and felling masses in the borehole, or borehole wall 72 (nos. 4, 7, 8). .

Monteringsöppningen 63 kan placeras var som helst på den främre sidan 30 (tig. 7), den bakre sidan 36 (fig. 4) eller den centrala sidan 46 (fig. 8). Då, enligt denna aspekt, borrkronan 10 roterar i borrhälet l7, särskilt under utdragning och upprymning, är reservoarens monteringsöppning 63 i allmänhet mer utpräglat blockerad, eller skyddad från kontakt med borrhålväggen 72 och avverkat markmaterial i borrhålet 17 av benvolymen 29, jämfört med den tidigare kända placeringen av monteringsöppningen 63 på benets skuldra 40 (fig. 3). l de visade föredragna utföringsformerna är reservoarens monteringsöppning 63 placerad över borrkronans halsnivå 22.The mounting opening 63 can be placed anywhere on the front side 30 (fig. 7), the rear side 36 (fi g. 4) or the central side 46 (fi g. 8). When, according to this aspect, the drill bit 10 rotates in the borehole 17, especially during extraction and reaming, the reservoir mounting opening 63 is generally more pronouncedly blocked, or protected from contact with the borehole wall 72 and felled ground material in the borehole 17 by the bone volume 29, compared to the previous known location of the mounting opening 63 on the shoulder 40 of the leg (Fig. 3). In the preferred embodiments shown, the mounting opening 63 of the reservoir is located above the neck level 22 of the drill bit.

”Borrkronans halsnivå” 22 hänför sig till det tvärsnittet genom varje ben 20 och borrkronan 10 allmänt utfört utmed linjen 27 (fig. 2), som utsträcker sig närmast nivån för munstycksöppningarna 86. ”Borrkronans hals” 33, som 519 685 10 också visas i fig. 2, hänför sig till de inre, eller motriktade, delarna av varje ben 20 mellan dess nedre kant 26 och den nedre änden 81 av borrkronans kammare 80. Öppningen 63 kan emellertid, enligt denna aspekt av uppfinningen, också placeras vid eller under borrkronans halsnivå 22.The "drill bit neck level" 22 refers to the cross-section through each leg 20 and the drill bit 10 generally formed along line 27 (fi g. 2), which extends closest to the level of the nozzle openings 86. The "drill bit neck" 33, which is also shown in Fig. 2, relates to the inner, or opposite, portions of each leg 20 between its lower edge 26 and the lower end 81 of the drill bit chamber 80. However, according to this aspect of the invention, the opening 63 may also be located at or below the drill bit. neck level 22.

I en annan aspekt av uppfinningen kan reservoaren 62 vara orienterad så att monteringsöppningen 63 är på den yttre ytan 100 av ben 20, men är så orienterad på skuldran 40 (fig. 21) att dess axel är i en vinkel 31 av mellan omkring 76° och omkring 180° i förhållande till borrkronans 10 centrumaxel 11, eller placerad vid godtycklig vinkelmässig riktning någonstans på den främre sidan 30 (fig. 7), bakre sidan 36 (fig. 4) eller centrala sidan 46 (fig. 8) av benet 20. Exempelvis är öppningen 63 i fig. 4 och 7 på de bakre resp. främre sidorna 36, 30 orienterade allmänt vinkelrätt i förhållande till borrkronans 10 centrumaxel ll. I fig. 21 är öppningen 63 orienterad i en vinkel 31 av omkring 81° i förhållande till borrkronans 10 centrumaxel 11.In another aspect of the invention, the reservoir 62 may be oriented so that the mounting opening 63 is on the outer surface 100 of legs 20, but is so oriented on the shoulder 40 (fi g. 21) that its axis is at an angle 31 of between about 76 ° and about 180 ° relative to the center axis 11 of the drill bit 10, or located at any angular direction somewhere on the front side 30 (Fig. 7), rear side 36 (fi g. 4) or central side 46 (Fig. 8) of the leg 20. For example, the aperture is 63 in fi g. 4 and 7 on the rear resp. the front sides 36, 30 are oriented generally perpendicular to the center axis 11 of the drill bit 10. In Fig. 21, the opening 63 is oriented at an angle 31 of about 81 ° relative to the center axis 11 of the drill bit 10.

I ännu en aspekt av uppfinningen, såsom exempelvis visas i fig. 4, 7 och 8, kan reservoaren 62 och monteringsöppningen 63 isoleras från kontakt med avverkningsmassor i borrhålet och borrhålväggen genom försänkning av monteringsöppningen 63 i benet 20. Reservoaröppningen 63 i benet 20 i fig. 4, visas exempelvis försänkt i den bakre sidan 36 av benet 20, medan öppningen 63 enligt fig. 7 är försänkt i den främre sidan 30. I ñg. 8 visas reservoarens monteringsöppning 63 försänkt in i den centrala sidan 46.In yet another aspect of the invention, as shown, for example, in Figs. 4, 7 and 8, the reservoir 62 and the mounting opening 63 may be isolated from contact with fellings in the borehole and borehole wall by countersinking the mounting opening 63 in the leg 20. The reservoir opening 63 in the leg 20 in . 4, is shown, for example, recessed in the rear side 36 of the leg 20, while the opening 63 according to Fig. 7 is recessed in the front side 30. I ñg. 8 shows the mounting opening 63 of the reservoir recessed into the central side 46.

Monteringsöppningen 63 ligger således försänkt i förhållande till skulder- resp. bakåtvända ytorna 42, 48 och skyddas därigenom, och av benvolymen 29. Vidare kan benet 20 konfigureras så att skuldran 40 tjänar som en skyddande avsats över monteringsöppningen 63, såsom exempelvis visas i fig. 9. I fig. 9 utstråcker sig skuldran 40 radiellt utåt från benet 20 mot borrhålväggen 72, i förhållande till reservoaröppningen 63 med ett avstånd 79 lika med mellan omkring 50% och omkring 100% av den exponerade radiella måttet 78 hos reservoaröppningen 63, och blockerar väsentligen reservoaröppningen 63 från kontakt med avverkningsmassor i borrhålet under upprymning.The mounting opening 63 is thus recessed in relation to the shoulder resp. rearwardly facing surfaces 42, 48 and thereby protected, and by the bone volume 29. Furthermore, the leg 20 can be configured so that the shoulder 40 serves as a protective ledge over the mounting opening 63, as shown, for example, in fi g. 9. I fi g. 9, the shoulder 40 extends radially outwardly from the leg 20 toward the borehole wall 72, relative to the reservoir opening 63 at a distance 79 equal to between about 50% and about 100% of the exposed radial dimension 78 of the reservoir opening 63, and substantially blocks the reservoir opening 63 from contact. with felling masses in the borehole during evacuation.

I ännu en annan aspekt av föreliggande uppfinning kan en skyddande plugg 110 placeras över reservoaröppningen 63, såsom exempelvis visas i fig. 7, . , « . .- 519 685 n , .. _ .. .. . 10-13. Pluggen 110 skyddar monteringsöppningen 63 och reservoaren 62 genom att utgöra en yttre kontakt- och slitageyta och genom att absorbera slagenergi från kontakt med avverkningsmassor i borrhålet och borrhålväggen 72 (fig. ll). Pluggen 110 kan ha godtycklig lämplig storlek och utformning, och kan konstrueras av varje lämpligt material med styrka eller slitageegenskaper motsvarande, eller bättre stål. Med hänvisning till fig. 13 kan exempelvis pluggen 110 ha en tjocklek 152 omkring 10% eller mer av dess diameter eller minsta bredd 154. Godtycklig lämplig teknik kan användas för att ansluta pluggen 110 till borrkronan 10, såsom genom svetsning, sarnmanpassande element eller mekaniska anslutningar (ej visade). Med fortsatt hänvisning till fig. 13, kan borrkronan 10 konfigureras så att pluggen 110 vilar på en pluggbas 1 12 formad i benet 20, varvid basen 112 absorberar energi från en slagkraft på pluggen 110 under borrning och borrkronans utdragning. Vidare kan ett mellanrum 113 vara format mellan pluggen 110 eller pluggbasen 112 och monteringsöppningen 63 för att tillåta utrymme för ansamling av överskottssmörjmedel från reservoaren 62, eller för att isolera reservoaren 62 från pluggen 110. Ett avtappningshål (ej visat) kan formas i pluggen 110, eller benet 20, och utstråcka sig till det yttre 70 av borrkronan 10 för att tillåta ventilering av överskottssmörjmedel från mellanrummet 1 13.In yet another aspect of the present invention, a protective plug 110 may be placed over the reservoir opening 63, as shown, for example, in Figs. 7,. , «. .- 519 685 n, .. _ .. ... 10-13. The plug 110 protects the mounting opening 63 and the reservoir 62 by forming an outer contact and wear surface and by absorbing impact energy from contact with felling masses in the borehole and the borehole wall 72 (fi g. Ll). The plug 110 can be of any suitable size and design, and can be constructed of any suitable material with strength or wear properties corresponding to, or better steel. With reference to fi g. 13, for example, the plug 110 may have a thickness 152 of about 10% or more of its diameter or minimum width 154. Any suitable technique may be used to connect the plug 110 to the drill bit 10, such as by welding, mating elements or mechanical connections (not shown). With continued reference to fi g. 13, the drill bit 10 can be configured so that the plug 110 rests on a plug base 12 formed in the leg 20, the base 112 absorbing energy from an impact force on the plug 110 during drilling and extension of the drill bit. Furthermore, a gap 113 may be formed between the plug 110 or the plug base 112 and the mounting opening 63 to allow space for accumulation of excess lubricant from the reservoir 62, or to isolate the reservoir 62 from the plug 110. A drain hole (not shown) may be formed in the plug 110. or the leg 20, and extend to the exterior 70 of the drill bit 10 to allow ventilation of excess lubricant from the gap 13.

Alternativt kan monteringsöppningen 63 helt isoleras från den yttre ytan 100 av benen 20, såsom exempelvis visas i fig. 14-18, för att reducera känsligheten för skada på reservoaren 62 och öppningen 63 till följd av kontakt mellan borrkronan 10 och avverkningsmassor i borrhålet eller borrhålväggen 72. Fig. 14-17 visar exempelvis reservoaren 62 så utformad att reservoaröppningen 63 öppnas mot borrkronans kammare 80. I fig. 14 är reservoaren 62 och monteringsöppningen 63 åtkomliga via kammaren 80 och står i förbindelse med lagersystemet 50 i benet 20, såsom genom smörjmedelsgången 68. Reservoaren 62 visas som ett reservoarhus 65 placerat i en hålighet eller mottagande ficka 69, formad i benet 20. Huset 65 kan vara varje lämplig behållare, såsom en kanister, med varje form och konstruktion lämplig för användningen som en reservoar 62, såsom beskrivits ovan eller såsom känd inom teknikområdet. Då ett hus 65 används införs det i håligheten 69 eller formas på annat vis in i borrkronans ben 20 under sammanbyggnad av borrkronan 10, och kan anslutas till 519 685 12 borrkronan 10 med varje lämplig konventionell teknik, såsom en gängad sammanpassande anslutning 101, kvarhållande ringar, tappar eller genom svetsning (ej visat). Reservoaren 62 behöver emellertid inte vara ett hus 65, utan kan ha andra lämpliga former. Exempelvis kan håligheten eller den mottagande fickan 69 i sig själv användas som reservoaren 62.Alternatively, the mounting opening 63 may be completely insulated from the outer surface 100 of the legs 20, as shown, for example, in fi g. 14-18, to reduce the susceptibility to damage to the reservoir 62 and the opening 63 due to contact between the drill bit 10 and felling masses in the borehole or borehole wall 72. Figs. 14-17 show, for example, the reservoir 62 so designed that the reservoir opening 63 opens towards the drill bit chamber 80 I fi g. 14, the reservoir 62 and the mounting opening 63 are accessible via the chamber 80 and communicate with the bearing system 50 in the leg 20, such as through the lubricant passage 68. The reservoir 62 is shown as a reservoir housing 65 located in a cavity or receiving shaft 69 formed in the leg 20. The housing 65 may be any suitable container, such as a canister, of any shape and construction suitable for use as a reservoir 62, as described above or as known in the art. When a housing 65 is used, it is inserted into the cavity 69 or otherwise formed into the drill bit legs 20 during assembly of the drill bit 10, and can be connected to the drill bit 10 by any suitable conventional technique, such as a threaded mating connection 101, retaining rings , drops or by welding (not shown). However, the reservoir 62 need not be a housing 65, but may have other suitable shapes. For example, the cavity or receiving pocket 69 may itself be used as the reservoir 62.

I fig. 15- 17 är reservoaren 62, såsom huset 65 som beskrivits ovan, placerad inom borrkronans kammare 80. Reservoarhuset 65 är monterat på karnmarytan 82 med tappar 98 (fig. 15), fästen 99 (fig. 16, 16a) eller andra godtyckliga lämpliga konventionella tekniker såsom genom svetsning eller kvarhållande ringar (ej visat). Reservoaren 62 kan ha förmåga att försörja lagersystemet 50 hos ett enda ben 20, såsom exempelvis visas i fig. 15, eller flera ben (fig. 16, 17). Vidare kan reservoarsystemet 60, såsom visas i fig. 15 och 16, innefatta rör 104 som ansluter reservoaren 62 med benets lagersystem 50, såsom genom gångarna 68. Såsom visas i fig. 16a, kan reservoarsystemet 60 ha flera rör 104 för försörjning av Smörjmedel till flera borrkronsben (ej visat).I fi g. 15-17, the reservoir 62, such as the housing 65 as described above, is located within the chamber 80 of the drill bit. The reservoir housing 65 is mounted on the core surface 82 with pins 98 (fi g. 15), brackets 99 (fi g. 16, 16a) or any other suitable conventional techniques such as by welding or retaining rings (not shown). The reservoir 62 may be capable of supplying the bearing system 50 of a single leg 20, as shown, for example, in fig. 15, or fl your legs (fi g. 16, 17). Furthermore, the reservoir system 60, as shown in fi g. 15 and 16, include tubes 104 which connect the reservoir 62 to the leg bearing system 50, such as through the passages 68. As shown in fig. 16a, the reservoir system 60 may have your pipes 104 for supplying lubricant to your drill bit legs (not shown).

Med hänvisning till den utföringsform som visas i fig. 17, kan reservoaren 62 allmänt vara placerad i närheten av den nedre änden 81 av kammaren 80 och i direkt kommunikation med gångarna 68 i benen 20 för att försörja lagersystemen 50 med Smörjmedel. Reservoaren 62, såsom huset 65, kan lätt monteras in i en sammanbyggd borrkrona 10 genom att föra in reservoaren 62 i kammaren 80 vid infästningsänden 14 av borrkronan 10, och fästa den med godtycklig lämplig konventionell teknik, såsom med en centrerande ring 120 eller genom svetsning. Alternativt kan reservoaren 62 lätt installeras genom ett hål 162 i den nedre änden 81 av kammaren 80.With reference to the embodiment shown in fi g. 17, the reservoir 62 may generally be located near the lower end 81 of the chamber 80 and in direct communication with the passages 68 in the legs 20 to supply the bearing systems 50 with lubricant. The reservoir 62, such as the housing 65, can be easily mounted into an assembled drill bit 10 by inserting the reservoir 62 into the chamber 80 at the attachment end 14 of the drill bit 10, and securing it by any suitable conventional technique, such as with a centering ring 120 or by welding . Alternatively, the reservoir 62 can be easily installed through a hole 162 in the lower end 81 of the chamber 80.

Vid användning av denna metod kan, då reservoaren 62 väl är placerad på önskat sätt, hålet 162 och reservoaren 62 svetsas samman vid den nedre änden 81 av kammaren 80 för att fästa reservoaren 62 i borrkronan 10 och, om så önskas, i huvudsak täta kammaren 80.Using this method, once the reservoir 62 is positioned as desired, the hole 162 and the reservoir 62 can be welded together at the lower end 81 of the chamber 80 to secure the reservoir 62 in the drill bit 10 and, if desired, substantially seal the chamber. 80.

Då monteringsöppningen 63 tas upp mot borrkronans kammare 80, såsom visas i fig. 14-17, kan reservoarsystemet 60 konfigureras för att tillåta flöde av cirkulerande fluidum genom hela längden av kammaren 80. Exempelvis kan ett mellanrum 88 (ñg. 15, 16) formas mellan reservoaren 62 och 519 685 is kammarytan 82. Såsom ett annat exempel kan reservoaren 62 innefatta en rín ormíg fluidumförbiledning (ej visad), såsom då reservoaren 62 formas med en munkform (eng: donut-shape) (ej visad). Överskottssmörjmedel kan ventileras från reservoarsystemet 60 med varje lämplig teknik, såsom de ovan beskrivna, om ventilering önskas. Exempelvis kan överskottssmörjmedel ventileras genom en ventilationskanal 94 som utsträcker sig från gången 68 (fig. 14-16) till borrkronans yttre 70. Överskottssmörjmedel kan därtill, eller alternativt, ventileras från reservoaren 62 in i kammaren 80 (fig. 15, 16) eller till borrkronans yttre 70 (fig. 17), såsom genom ett ventileringshål 87 i reservoarhuset 65. Vidare kan ventilationskanalen 94 eller ventileringshålet 87 utrustas med en kontrollanordning, såsom en tryckavlastningsventil 96, för att möjliggöra kontrollerad ventilering av Smörjmedel från reservoarsystemet 60.When the mounting opening 63 is received against the drill bit chamber 80, as shown in fi g. 14-17, the reservoir system 60 may be configured to allow the fate of circulating fluid throughout the length of the chamber 80. For example, a gap 88 (ñg. 15, 16) may be formed between the reservoir 62 and 519 685 in the chamber surface 82. As another example, the reservoir 62 comprises a rín ormíg fl uidum bypass (not shown), such as when the reservoir 62 is formed with a donut shape (not shown). Excess lubricant can be vented from the reservoir system 60 by any suitable technique, such as those described above, if ventilation is desired. For example, excess lubricant may be vented through a vent channel 94 extending from passage 68 (fi g. 14-16) to the outer 70 of the drill bit. In addition, or alternatively, excess lubricant may be vented from reservoir 62 into chamber 80 (fi g. 15, 16) or to the outer 70 of the drill bit (fi g. 17), such as through a vent hole 87 in the reservoir housing 65. Furthermore, the vent channel 94 or the vent hole 87 may be equipped with a control device, such as a pressure relief valve 96, to enable controlled ventilation of Lubricant from the reservoir system 60.

Reservoarsystemet 60 kan också, eller alternativt, utrustas med en kolvventil 138 (ñg. 15, 16) placerad i reservoaren 62, eller huset 65.The reservoir system 60 may also, or alternatively, be equipped with a piston valve 138 (ñg. 15, 16) located in the reservoir 62, or the housing 65.

Kolvventilen 138 innefattar ett kolvelement 144 och förspänningselement, såsom en fjäder 140 ansluten mellan locket eller änden 142 av reservoaren 62 och kolvelementet 144. Kolvelementet 144 ansluter väsentligen tätt mot den inre väggen 160 av reservoaren 62. Tryckförändringar i reservoaren 62 kommer att bringa kolvelementet 144 att röras uppåt och nedåt däri. Då trycket i reservoaren eller huset 65 tvingar kolvelementet 144 över en förvald höjd, eller nivå, hos ett avtappningshål 150 i reservoaren 62 släpps överskottssmörjmedel och tryck i reservoarsystemet 60 in i kammaren 80 genom avtappningshålet 150. Det skall emellertid förstås att ventileringen av överskottssmörjmedel från reservoarsystemet 60 med dessa eller andra metoder och strukturer inte krävs för, eller begränsar, föreliggande uppfinning.The piston valve 138 includes a piston member 144 and biasing member, such as a spring 140 connected between the lid or end 142 of the reservoir 62 and the piston member 144. The piston member 144 connects substantially tightly to the inner wall 160 of the reservoir 62. Pressure changes in the reservoir 62 will cause the piston member 144 to moved up and down in it. When the pressure in the reservoir or housing 65 forces the piston member 144 above a preselected height, or level, of a drain hole 150 in the reservoir 62, excess lubricant and pressure in the reservoir system 60 are released into the chamber 80 through the drain hole 150. It should be understood, however, that the excess lubricant is vented from the reservoir system. 60 with these or other methods and structures are not required for, or limit, the present invention.

I en annan utformning av föreliggande uppfinning, såsom visas i fig. 18, är reservoaröppningen 63 placerad i närheten av borrkronans hals 33.In another embodiment of the present invention, as shown in fig. 18, the reservoir opening 63 is located near the neck 33 of the drill bit.

Reservoaren 62 är i förbindelse med benets lagersystem 50, såsom genom gången 68. Genom att öppas mot borrkronans yttre 70 i närheten av borrkronans hals 33, är reservoaren 62 och reservoaröppningen 63 isolerade och skyddade från kontakt mellan borrkronan 10 och avverkningsmassor i borrhålet och borrhålväggen. Reservoaren 62 visas i 519 685 14 ñg. 18 med ett hus 65 (såsom beskrivits ovan) placerad i en hålighet eller mottagande ficka 69, formad i benet 20. Reservoaren 62, såsom huset 65, kan anslutas till borrkronan 10 med varje lärnplig konventionell teknik, såsom en gängad sampassande anslutning, kvarhållande ringar, tappar eller genom svetsning (ej visad). Reservoaren 62 behöver emellertid inte innefatta ett hus 65 utan kan ha varje lämplig form eller utformning. Exempelvis kan håligheten 69 tjäna som reservoar 62.The reservoir 62 communicates with the leg bearing system 50, such as through the passage 68. By opening toward the drill bit outer 70 in the vicinity of the drill bit neck 33, the reservoir 62 and reservoir opening 63 are insulated and protected from contact between the drill bit 10 and logs in the borehole and borehole wall. Reservoir 62 is shown in 519 685 14 ñg. 18 with a housing 65 (as described above) placed in a cavity or receiving pocket 69 formed in the leg 20. The reservoir 62, such as the housing 65, can be connected to the drill bit 10 by any conventional technique, such as a threaded mating connection, retaining rings , drops or by welding (not shown). However, the reservoir 62 need not include a housing 65 but may have any suitable shape or configuration. For example, the cavity 69 may serve as a reservoir 62.

I ännu en aspekt av uppfinningen kan ett hårt nötningsbeständigt material 122 innefattas i, eller på, borrkronan 10 för att stärka borrkronan 10 och förhindra nötningsslitage och kontaktskada på borrkronan 10, reservoaren 62 och reservoaröppningen 63, såsom exempelvis visas i ñg. 6 och 19. Det hårda nötningsbeständiga materialet 122 kan ha varje lämplig form och storlek och kan enligt önskemål placeras i järnnhöjd med (fig. 14), skjuta ut från (ñg. 9) eller vara nedsånkt i (ej visat) den yttre ytan 100 på ett eller flera ben 20 på borrkronan 10. Vidare kan det hårda nötningsbeständiga materialet 122 fästas mot borrkronan 10 med varje lämplig teknik som är eller kommer att bli känd inom teknikområdet.In yet another aspect of the invention, a hard abrasion resistant material 122 may be included in, or on, the drill bit 10 to strengthen the drill bit 10 and prevent abrasion wear and contact damage to the drill bit 10, reservoir 62 and reservoir opening 63, as shown, for example, in Figs. 6 and 19. The hard abrasion resistant material 122 may have any suitable shape and size and may, if desired, be placed at iron height with (fi g. 14), protrude from (ñg. 9) or be immersed in (not shown) the outer surface 100 on one or more legs 20 of the drill bit 10. Furthermore, the hard abrasion resistant material 122 can be attached to the drill bit 10 by any suitable technique that is or will be known in the art.

Det häri använda begreppet ”hårt nötningsbeständigt material” innefattar allmänt varje material eller materialblandning som är känd eller kommer att bli känd för att ha hållfasthet eller nötningsegenskaper lika med eller bättre än stål, och som kan fästas på, eller formas i, borrkronan 10. Det hårda nötningsbeständiga materialet 122 kan exempelvis vara insatser 124 (fig. 4), som är kända inom teknikområdet för att stärka och förhindra nötning av borrkronan 10. Insatser 124 kan också användas för att gripa och mala lösa stenstycken i borrhålet under drift, såsom beskrivs i amerikanska patentet nr. 5 415 243 till Lyon et al., vilket härmed i sin helhet infogas som referens. lnsatserna 124 kan vara volframkarbidinsatser, insatser orda av volframkarbidsubstrat och med en naturlig eller syntetisk diamantslityta, eller insatser konstruerade av annat lärnpligt material. Varje typ av insats som är, eller blir, känd för användning med borrkronor kan användas med föreliggande uppfinning, såsom insatser med ”plan topp", kupolform, mejselform och konisk form. lnsatserna 124 kan vara inbäddade i borrkronan 10, såsom är känt inom teknikområdet, eller på annat sätt fästas mot borrkronan 10 med godtycklig lämplig teknik. Exempelvis kan 519 685 15 hårda nötningsbeständiga material 122 vara hårda belåggningar eller avsättningar 134, såsom skyddselementet 136 enligt ñg. 18. Såsom visas i fig. 18 kan de hårda beläggningarna eller avsåttningarna 134, såsom skyddselementet 136, i sig självt bära insatser 124. De hårda beläggningarna eller avsättningarna 134 anbringas på borrkronan 10 med varje lämplig teknik, såsom genom hårdlödning eller svetsning.The term "hard abrasion resistant material" as used herein generally includes any material or mixture of materials which is known or will be known to have strength or abrasion properties equal to or better than steel, and which can be attached to, or formed into, the drill bit 10. hard abrasion resistant material 122 may be, for example, inserts 124 (fi g. 4), which are known in the art to strengthen and prevent abrasion of the drill bit 10. Inserts 124 may also be used to grip and grind loose pieces of rock in the borehole during operation, as described in U.S. Patent No. 5,415,243 to Lyon et al., Which is hereby incorporated by reference in its entirety. The inserts 124 may be tungsten carbide inserts, inserts made of tungsten carbide substrate and having a natural or synthetic diamond wear surface, or inserts constructed of other teachable material. Any type of insert that is, or will be, known for use with drill bits can be used with the present invention, such as "flat top" inserts, dome shape, chisel shape and conical shape.The inserts 124 may be embedded in the drill bit 10, as is known in the art. , or otherwise attached to the drill bit 10 by any suitable technique.For example, hard abrasion resistant materials 122 may be hard coatings or deposits 134, such as the protective member 136 of g. 18. As shown in fig. 18, the hard coatings or deposits may 134, as the protective element 136, itself carry inserts 124. The hard coatings or deposits 134 are applied to the drill bit 10 by any suitable technique, such as by brazing or welding.

Det hårda nötningsbeständiga materialet 122 kan placeras på varje ställe på borrkronan 10 som är lämpligt för att bidra vid skydd av reservoaren 62 och reservoaröppningen 63. Såsom exempelvis visas i fig. 14 och 18, kan materialet 122 placeras på borrkronan 10 utvändigt om hela reservoarsystemet 60 i förhållande till borrhålväggen 72. Fig. 14 visar insatser 124 medan fig. 18 visar skyddselement 136, vardera placerade på skuldran 40, för att bidra vid skydd av i benet 20 placerade reservoaren 62 och reservoarsystemet 60. Som ett annat exempel, kan hårda nötningsbeständiga material 122, såsom insatser 124, bäddas in i eller fästas mot pluggen 110 enligt föreliggande uppfinning, såsom visas i ñg. 7, 10-13.The hard abrasion resistant material 122 can be placed at any location on the drill bit 10 that is suitable for assisting in protecting the reservoir 62 and the reservoir opening 63. As shown, for example, in fi g. 14 and 18, the material 122 may be placed on the drill bit 10 outside of the entire reservoir system 60 relative to the borehole wall 72. Fig. 14 shows inserts 124 while Fig. 18 shows protective elements 136, each placed on the shoulder 40, to assist in protecting the bone. As another example, hard abrasion resistant materials 122, such as inserts 124, may be embedded in or attached to the plug 110 of the present invention, as shown in Figs. 7, 10-13.

Då reservoarens monteringsöppning 63 tas upp mot benytan 100, kan hårda nötningsbeständiga material 122 användas för att skydda reservoaren 62 och monteringsöppningen 63. Exempelvis kan en skyddande avsats eller utsprång 126 av hårt nötningsbeständigt material 122, såsom visas i fig. 6, strategiskt formas in i eller anslutas på benet 20, såsom ovan eller omkring monteringsöppningen 63. Utskottet 126 kan anslutas till borrkronan 10 med varje lämplig konventionell metod, såsom genom svetsning eller mekaniska fästorgan (ej visade). Som ett annat exempel, kan hårda nötningsbeständiga material 122, såsom insatser 124, placeras var som helst på den yttre ytan 100 av benet 20 för att bidra vid skydd av reservoaren 62 och monteringsöppningen 63 (fig. 6, 12). Fig. 4 och 7 visar användning av hårt nötningsbeständigt material 122, såsom insatser 124, på skuldran 40 och centrala sidan 46 då monteringsöppningen 63 är på de bakre resp. främre sidorna 36, 30. Fig. 20 visar ett exempel på användning av insatser 124 tillsammans med ett ben 20 med två reservoaröppningar 63 på skuldran 40 och en tredje monteringsöppning 63 på den bakre sidan 36.When the reservoir mounting opening 63 is received against the leg surface 100, hard abrasion resistant materials 122 can be used to protect the reservoir 62 and the mounting opening 63. For example, a protective ledge or protrusion 126 of hard abrasion resistant material 122, as shown in fi g. 6, is strategically formed into or connected to the leg 20, as above or around the mounting opening 63. The projection 126 may be connected to the drill bit 10 by any suitable conventional method, such as by welding or mechanical fasteners (not shown). As another example, hard abrasion resistant materials 122, such as inserts 124, may be placed anywhere on the outer surface 100 of the leg 20 to assist in protecting the reservoir 62 and mounting port 63 (fi g. 6, 12). Figs. 4 and 7 show the use of hard abrasion resistant material 122, such as inserts 124, on the shoulder 40 and central side 46 when the mounting opening 63 is on the rear resp. front sides 36, 30. Fig. 20 shows an example of the use of inserts 124 together with a leg 20 with two reservoir openings 63 on the shoulder 40 and a third mounting opening 63 on the rear side 36.

Andra exempel på ben 20 med insatser 124 på ytan 100, då nu 519 685 16 monteringsöppningen 63 är på skuldran 40, visas i fig. 12, 13 och 19. I fig. 6 visas monteringsöppningen 63 placerad vid skårningen mellan skuldran 40, centrala sidan 46 och bakre sidan 36 av benet 20 med ett utsprång 126.Other examples of legs 20 with inserts 124 on the surface 100, when now the mounting opening 63 is on the shoulder 40, are shown in fi g. 12, 13 and 19. I fi g. 6 shows the mounting opening 63 located at the notch between the shoulder 40, the central side 46 and the rear side 36 of the leg 20 with a projection 126.

Hårda nötningsbeståndiga material 122, såsom insatser 124, är strategiskt placerade på benet 20, såsom på skuldran 40 och centrala sidan 46, för att skydda reservoaren 62 och monteringsöppningen 63. Fig. 8 och 11 visar exempel på användning av hårt nötningsbeståndigt material 122, såsom insatser 124, för att bidra vid skydd av reservoaren 62 och monteringsöppningen 63 då monteringsöppningen 63 år på den centrala sidan 46. Det skall emellertid förstås att de specifika arrangemangen, placeringarna och mångderna av hårt nötningsbeståndigt material 122, såsom insatser 124, som visas i de bifogade ritningarna inte år begränsande för föreliggande uppfinning.Hard abrasion resistant materials 122, such as inserts 124, are strategically placed on the leg 20, such as on the shoulder 40 and central side 46, to protect the reservoir 62 and the mounting opening 63. Figs. 8 and 11 show examples of the use of hard abrasion resistant material 122, such as inserts 124, to assist in protecting the reservoir 62 and the mounting opening 63 when the mounting opening 63 is on the central side 46. It is to be understood, however, that the specific arrangements, locations and amounts of hard abrasion resistant material 122, such as inserts 124, shown in the the accompanying drawings are not limiting of the present invention.

Var och en av de föregående aspekterna av uppfinningen kan användas ensamt eller i kombination med andra sådana aspekter. Även om föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning har visats och beskrivits, kan modifieringar av dessa göras av fackmannen inom området utan att avvika från tanken med eller beskrivningen av denna uppfinning. De håri beskrivna utföringsformerna år endast exempel och år inte begränsande för uppfinningen. Många varianter och modifieringar av utföringsformerna som beskrivits håri år således möjliga och inom uppfinningens omfattning.Each of the foregoing aspects of the invention may be used alone or in combination with other such aspects. Although preferred embodiments of the present invention have been shown and described, modifications thereof may be made by those skilled in the art without departing from the spirit or description of this invention. The embodiments described herein are exemplary only and are not limiting of the invention. Many variants and modifications of the embodiments described here are thus possible and within the scope of the invention.

Följaktligen år omfattningen av skyddet inte begränsat till de håri beskrivna utföringsformerna.Accordingly, the scope of the protection is not limited to the embodiments described herein.

Claims (10)

10 15 20 25 30 519 ess j, .i I? 3.: ih' z PATENTKRAV10 15 20 25 30 519 ess j, .i I? 3 .: ih 'z PATENTKRAV 1. Roterande konbergborrkrona (10), innefattande: en borrkronstomme (12) med en inre kammare (80) samt innefattande ett flertal sig därifrån utsträckande ben (20), varvid varje ben uppvisar en främre sida (30) placerad för att vid medurs rotation av borrkronan utgöra den sida som först kommer i kontakt med markmaterial, en skuldra (40) som vid medurs rotation följer efter den främre sidan och som ansluter mot den främre sidans övre del, en central sida (46) som vid medurs rotation följer efter den främre sidan och som ansluter mot den främre sidans undre del, och en bakre sida (36) som vid medurs rotation följer efter skuldran och den centrala delen och som ansluter mot dessa, och en hals (33), hänförande sig till de motriktade delarna av varje ben mellan dessas nedre kant och en nedre ände av den inre kammaren (80); en rullkon (18) roterbart buren på vart och ett av benen; ett kapslat och smort lagersystem (50) mellan varje kon och det ben på vilket det bärs, och kännetecknad av en smörjmedelsreservoar (62) med en monteringsöppning (63) i halsen (33).A rotary cone rock bit (10), comprising: a bit body (12) having an inner chamber (80) and comprising a plurality of legs (20) extending therefrom, each leg having a front side (30) positioned to rotate clockwise. of the drill bit constitute the side which first comes into contact with ground material, a shoulder (40) which at clockwise rotation follows the front side and which connects to the upper part of the front side, a central side (46) which at clockwise rotation follows the front side and connecting to the lower part of the front side, and a rear side (36) following clockwise rotation following the shoulder and the central part and connecting thereto, and a neck (33), relating to the opposite parts of each leg between their lower edge and a lower end of the inner chamber (80); a roller cone (18) rotatably supported on each of the legs; an encapsulated and lubricated bearing system (50) between each cone and the leg on which it is carried, and characterized by a lubricant reservoir (62) with a mounting opening (63) in the neck (33). 2. Borrkrona enligt krav 1, i vilken monteringsöppningen (63) är försedd med en skyddsplugg (1 10), vilken skyddsplugg på dess yttre yta innefattar ett hårt nötningsbeständigt material (122).Drill bit according to claim 1, in which the mounting opening (63) is provided with a protective plug (1 10), which protective plug on its outer surface comprises a hard abrasion-resistant material (122). 3. Borrkrona enligt krav 1, vid vilken den i monteringsöppningen (63) monterade skyddspluggen har en diameter och en tjocklek (152) som åtminstone är omkring 10% större än dess diameter.The drill bit of claim 1, wherein the protective plug mounted in the mounting opening (63) has a diameter and a thickness (152) that is at least about 10% larger than its diameter. 4. Borrkrona enligt krav 1, vid vilken den i monteringsöppningen (63) monterade skyddspluggen har en tjocklek 10 15 20 25 519 ess 18 i (152) som åtminstone är omkring 10% större än dess minsta bredd (154).The drill bit of claim 1, wherein the protective plug mounted in the mounting opening (63) has a thickness of 519 ace 18 in (152) that is at least about 10% greater than its minimum width (154). 5. Borrkrona enligt krav 1, vari vart och ett av benen innefattar en hals (33) och reservoaren (62) vidare innefattar en ventilationskanal i halsen.The drill bit of claim 1, wherein each of the legs comprises a neck (33) and the reservoir (62) further comprises a vent in the neck. 6. Borrkrona enligt krav 1, vari reservoaren (62) vidare innefattar en ventilationskanalöppning i den främre sidan (30).The drill bit of claim 1, wherein the reservoir (62) further comprises a ventilation duct opening in the front side (30). 7. Borrkrona enligt krav 1, vari reservoaren (62) vidare innefattar en ventilationskanalöppning i skuldran (40).The drill bit of claim 1, wherein the reservoir (62) further comprises a vent passage in the shoulder (40). 8. Borrkrona enligt krav 1, vari vart och ett av benen innefattar en central sida (46) med en yta (48), och reservoaren (62) vidare innefattar en ventilationskanalöppning i den centrala sidans yta.The drill bit of claim 1, wherein each of the legs comprises a central side (46) having a surface (48), and the reservoir (62) further comprises a vent channel opening in the central side surface. 9. Borrkrona enligt krav 8, vari den centrala sidans yta (48) och skuldrans (40) yta (42) vardera innefattar ett hårt nötningsbeständigt material (122) därpå.The drill bit of claim 8, wherein the central side surface (48) and the shoulder (40) surface (42) each comprise a hard abrasion resistant material (122) thereon. 10. Borrkrona enligt krav 1, vari borrkronstommen innefattar en kammare (80) och reservoaren (62) har en ventilationskanalsöppning (87) i kammaren, för att låta tryck i kammaren pressa Smörjmedel i reservoaren mot lagersystemet.The drill bit according to claim 1, wherein the drill bit body comprises a chamber (80) and the reservoir (62) has a ventilation duct opening (87) in the chamber, for allowing pressure in the chamber to press Lubricant in the reservoir against the bearing system.