SE531017C2 - Bergborrningsverktyg - Google Patents

Bergborrningsverktyg

Info

Publication number
SE531017C2
SE531017C2 SE0501054A SE0501054A SE531017C2 SE 531017 C2 SE531017 C2 SE 531017C2 SE 0501054 A SE0501054 A SE 0501054A SE 0501054 A SE0501054 A SE 0501054A SE 531017 C2 SE531017 C2 SE 531017C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
drill
rock
drill bit
shock wave
guide
Prior art date
Application number
SE0501054A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0501054L (sv
Inventor
Roger Noel
Original Assignee
Sandvik Intellectual Property
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sandvik Intellectual Property filed Critical Sandvik Intellectual Property
Priority to SE0501054A priority Critical patent/SE531017C2/sv
Priority to US11/919,793 priority patent/US20090065224A1/en
Priority to EP06733391A priority patent/EP1882078A1/en
Priority to PCT/SE2006/000536 priority patent/WO2006121386A1/en
Priority to CA002606120A priority patent/CA2606120A1/en
Priority to RU2007145427/03A priority patent/RU2007145427A/ru
Priority to KR1020077026052A priority patent/KR20080013901A/ko
Publication of SE0501054L publication Critical patent/SE0501054L/sv
Priority to ZA200709487A priority patent/ZA200709487B/xx
Publication of SE531017C2 publication Critical patent/SE531017C2/sv

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/10Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B1/00Percussion drilling
    • E21B1/38Hammer piston type, i.e. in which the tool bit or anvil is hit by an impulse member

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

25 30 šäöl 01? Många medel har utvecklats genom åren att förbättra hålets rakhet vid topphammarborrning. De två mest vanliga medlen är: styrkronor och styrrör.
Styrkronor är försedda med upp till 6 eller 8 skåror på den yttre delen av kjolen.
Skåroma år medlet för att förbättra stymingen i det borrade hålet, men de slits oundvikligen ut mycket tidigare än de hårdmetallstift som krossar berget till kax.
Efter ytterligare någon tid kan borrkronan fortfarande borra, men de styrande organen har försvunnit. Styrrör, såsom visas i U.S. Patent Nr. 6,681 ,875 har yttre diametrar nåra borrkronans diameter. Den mycket höga styvheten hos styrröret tenderar att hålla borrkronan rakt i linje. Tyvärr saktar penetrationshastigheten ner 10 till 20 %. Dessutom motstår ett styrrör inte slageffekten över en lång tidsperiod och oundvikligen bryts anslutningen till borrkronan eller tvingar den övre stången, ansluten därtill, att brytas. De resulterande bormingkostnadema anses vanligen överdrivna och styrrör år inte speciellt accepterade i branschen.
Andra vanliga styrsystem har korta skåror vilka snabbt slits ut och den förväntade förbättringen av borrkronans styrning blir mycket snabbt ineffektiv.
Själen mgd uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa en borrsträng med ett effektivt och beständigt styrorgan.
Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa ett bergborrelement som undviker överbelastning av gångförbandet anslutande till borrsträngen.
Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa ett bergborrelement fomigiven med en relativt låg linjär vikt för en hög överiöringseffektivitet av chockvågen.
Dessa och andra syften har uppnåtts av ett bergborrelement, en borrsträng och en metod för att överföra slagenergi i en borrstrâng såsom definieras i de efterföljande patentkraven med hänvisning till ritningama.
Kort beskrivning av ritnlngama 10 15 25 30 531 017 Fig. 1A visar schematiskt en tidigare känd/a borrsträng under överföring av en chockvåg.
Fig. 1B och 1C visar schematiskt tvà tidigare kända borrsträngsutrustningar under överföring av en chockvàg.
Fig. 2A visar schematiskt en borrstrång enligt föreliggande uppfinning i en sprängvy i tvärsnitt innefattande en skarvstång, en styrstàng och en borrkrona.
Fig. 28 visar schematiskt styrstàngen enligt föreliggande uppfinning visad i Fig. 2A.
Fig. 3 visar schematiskt en borrsträng innefattande en styrstâng enligt föreliggande uppfinning under överföring av en chockvàg.
Fig. 4A visar schematiskt ett altemativ borrstrâng enligt föreliggande uppfinning i en sprängvy i tvärsnitt med en skarvstàng, en altemativ styrstàng och en borrkrona.
Fig. 4B visar schematiskt styrstángen enligt föreliggande uppfinning visad i Fig. 4A.
Fig. 5 visar schematiskt altemativa borrstrángen under överföring av en chockvàg.
Detal'|erad beskrivning av gppfinningen Den grundläggande idén för styrstången eller bergborrelementet 10 enligt föreliggande uppfinning är att i bästa fall undvika spånningskoncentrationer i ett gângförband, vilka oundvikligen uppstår med de tunga styrrör som erfars i tidigare kända lösningar såsom U.S. Patent Nr. 6,681,875.
Spânningskoncentrationen i ett konventionellt styrrör är avbildat i Fig. 1A, och medför oundvikligen ett tidigt brott i gängförbandet 5 mellan borrstàng 1 och styrröret 2. Det tidiga brottet har tre specifika ursprung, nämligen tryckchockvågor, torsionsvågor och statiska böjspånningar.
Beträffande tlyckchockvågor: Den tyngre linjära massan hos styrröret 2, åtminstone 105-250 % av den linjära massan av själva borrsträngen, reflekterar en del av infallande chockvågs 4A energi tillbaka till borrstrângen och till borrmaskinen, som resultat av den så kallade städeffekten. Därför àsamkas den 10 15 20 25 30 531 G17 första stången 1, ansluten till styrröret 2 och mer uttryckligen till dess hangängade tapp, av en lokal ökning av tryckspänningnivån. Detta fenomen skall beskrivas ytterligare i detalj nedan med hänvisning till Fig. 1.
Beträffande medelrotationsvridmoment och torsionsvågor: Den lägre trögheten för borrstràngen mot den högre trögheten för rörsektionen hos styrröret 3 är känslig för det konstanta medelvridmomentet och torsionsvågorna som utbreder sig längs borrsträngen. Borrstången 1, och mer uttryckligen hangängan hos borrstången, utvecklar höga torsíonsspänningar i varje slag, när hårdmetallstift hos borrkronan slår på bergforrnationen.
Beträffande statiska böjspânningar: För en given vinkelawikelse hos hålet, ej visat, kan de böjspänningama vara jämnt utslätade på båda sidor om ett gängförband mellan två närliggande något flexibla stänger. Fallet är grundläggande olikt när en del är ett styvt borrör 3. Beroende på borrörets styvhet kan det förmodas att böjspänningama inducerade i hantappen hos stången 1 direkt ansluten till ett styrrör är nästan fördubblad relativt spänningar utvecklade i ett stäng till stäng gängförband.
Alla ovannämnda spänningar (slående, rotation, böjande) kombineras i en resulterande spänningsfördelning, vars lokala övervärden initierar utmattningsbrott och kommer att resultera i fullt brott.
Fig. 1B och 1C visar schematiskt två förut kända borrsträngsutrustningar under överföring av en chockvåg. I båda figurema slår kolven pà en nackadapter ansluten till en skarvstàng. Såsom framgår ur dessa figurer beror en chockvåg bLa. på formen och längden L hos kolven. l Fig. 1B har chockvågen en oregelbunden form med hög maxamplitudtopp A. I Fig. fC har chockvågen en rektangulär form med konstant amplitud A. Längden 2L hos varje chockvåg är emellertid alltid två gånger längden L hos kolven.
Fig. 1A visar överföringen och reflexion hos en infallande chockvåg 4A skapad av en borrmaskínskolv. Chockvågen i Fig. 1A är för äskådlighetens skull baserad på en chockvåg som visas i Fig. 1C. En borrstång 1, delvis visad i den vänstra sidan av Fig. 1A, är hårt gängad mot honânden hos ett borrör 2 via 10 15 20 25 30 531 H1? gängförbandet 5. En borrkrona 3 är ansluten till den andra ânden av styrröret, och borrkronan pressas emot berget som skall borras.
Vid tiden t = -1 färdas chockvågen 4A, visad i dess hela längd vilket betyder två gånger längden för slagkolven, längs stången 1 mot högra sidan av Fig. 1A. Den infallande chockvågen 4A antas färdas genom gängförbandet 5 utan någon reflekterande våg; ett sådant antagande görs endast för diskussionens skull. Ett tyngre gängfömand med partiell reflexion när chockvågen slår emot den skulle obetydligt minska spånningsnivàn hos chockvågen som överförs vidare till styrröret 3, och obetydligt öka spänningsnivån i hangângan, men skulle inte i grund och botten ändra förklaringen. Ett tungt förband skulle förbättra problemet som skall beskrivas endast nâgra få procent.
Vid tiden t = 0 anslår infallande chockvåg på den tyngre rörsektionen 2.
Vid tiden t = 1 skulle, på grund av den tyngre linjära massan, den infallande chockvägen 4A delas upp in i en Överförd våg 4G som utbreder sig genom röret 2 och en reflekterad våg 4B av samma längd som utbreder sig tillbaka mot borrmaskinen. Den mer eller mindre täta schaffreringen reflekterar spänningsamplituden i båda överförda 4C och reflekterade 4B vågor.
Chockvågen definieras av dess spänningsnivå och pulslängden. En hög spänningsnivå (typiskt 200 MPA) visas med en tät schaffrering vid tiden t = -1 innan vågen anslår mot det tyngre röret 2. Spånningsnivån är något lägre, och schaffreringen är mindre tät efter att vågen färdats in i rörsektionen. Den reflekterade vågen 4B är avbildad med en mycket gles schaffrering, lutad i en annan riktning som en symbol av en väg som utbreder sig mot den vänstra sidan i Fig. 1A. Emellertid adderar den reflekterade chockvågen 4B till den infallande chockvågen 4A, och därför är spänningsnivån (visad med schaffreringens densitet) maximum.
Vid tiden t = 2, överförs och reflekteras den första halvan (50 %) av den infallande chockvågen 4A.
Vid tiden t = 3 färdas infallande chockvåg 4A till höger ochlängden på stången som utsätts för hög spänningsnivå är kortare än innan. För enkelhetens 10 15 20 25 30 531 G17 skull och för att reducera antalet figurer utbreder sig den överförda vågen 4C till borrkronan som nu anslår berget. Reaktionema vid borrkronan 3 är mycket varierande beroende på borrkronans vikt och bergets hårdhet. Det antas att en borrkrona med samma linjära massa som rörsektionen används och att berget är hard tillräckligt för att motstå borrkronans rörelse och krontrycket. En andra reflekterad tryckchockvág kommer då att påbörjas.
Vid tiden t = 4, överförs den infallande chockvågen 4A helt in i rörsektionen och därför avslutas bildandet av spänningsvågen 4B kommer till en ände.
Vid tiden t = 5, är den reflekterade vägen 4B avslutad och färdas till den vänstra sidan i riktning mot borrmaskinen. _ Den mest ogynnsamma tiden för gängförbandet 5 är frán tid omkring t = 0 till omkring t = 4, när infallande 4A och reflekterade 4B spänningvàgor överlagras.
Fig. 1A visar en triangel som avbildar position och tid för överlappet mellan infallande och reflekterade vågor. Såsom framgår ur Fig. 1A är gångförbandet 5 utsatt för de ökade spänningsnivåema fràn tiden t = 1 till t = 3. 'Fdsperiodema i den här sammanhanget är mycket korta. eftersom chockvágen färdas i stål med en hastighet av omkring 5200 m/s och en vanlig tidsperiod för en chockvàg att passera ett borrstàls tvärsnitt är omkring en tredjedel av en millisekund (0.33 ms). Denna korta tid motsvarar till spänningsöltrfingen visad i triangelns lodräta basllnje i Fig. 1A från t = 0 till t = 4.
Till exempel om en infallande chockvåg är 200 MPA och den reflekterade chockvàgen 4B är 40 MPA (endast 20 %) beroende på den högre rörirnpedansen, då är den resulterande spänningsnivàn 240 MPA. Som jämförelse skulle spänningsnivàn 240 MPA utvecklas i ett vanligt stång till stång gängförband, e] visat, i en borrmaskin med 44 % högre energi per slag (E), såsom resultat av formeln: E = IUÄÖI där o är tryckspänning. 10 15 20 25 30 53% 017 Den konventionella borrsträngen kan inte motstå en 44 % ökning av energi per slag. Gângförbandet mellan borrstång och borrör, som utsätts för en 44 % högre spänning, visat sig att vara den svaga punkten i borrstrången.
Utmattningssprickoma utvecklas vanligtvis i gångförbandet 5, och mer exakt i hangängan, och begränsar livslängden för de tvâ komponentema till intervallet 800 till 2500 borrade meter. De bör noteras att ett standard stång till stång gängförband kan borra från 10 000 till 20 000 borrade meter. Sådana livslângder för stång och borrör registreras ofta på arbetsplatser.
Syftet med föreliggande uppfinning är att undvika den högre spänningsnivàn som för närvarande uppstår i vilket gängförband som helst mellan borrstången och styrstången.
En utföringsform av en borrsträng enligt föreliggande uppfinning för slående bergborrning innefattande en styrstàng 10 enligt föreliggande uppfinning beskrivs i det följande med hänvisning främst till Fig. 2A och 2B. Styrstàngen 10 innefattar en förlängt första eller slank del 10A med en huvudsakligen cylindrisk grundform med en diameter D1 och en längd L1 och en andra del eller styrdel 10B med en huvudsakligen cylindrisk grundform med en diameter D2 och en längd L2. Styrstången innefattar dessutom en första eller övre ände 11 definierad av en företrädesvis pàsvetsad hylsa eller en hondel 12 och en andra eller lägre ände 13 definierad av en tapp eller handel 14. Tappen 14 har en huvudsakligen cylindrisk yttre gänga 15 och hylsan 12 har en huvudsakligen cylindrisk inre hongänga 16. Den första delen 10A har en yttre diameter D1 ungefär lika med den största diametem hos hongångan 16. Hongångan 16 är försedd i en urtagning i hylsan med en anslagsyta eller botten 18. Den slanka delens 10A yttre diameter D1 är ungefär lika med den största diametern hos nämnda gänga 16. Längden L1 kan definieras som avståndet fràn bottnen 18 till den närmaste positionen där styrdelen 10B har en full diameter D2. Längden L1 är större än längden för kolven som används i borrrnaskinen, det vill säga åtminstone 500 mm. Längden L2 kan definieras som avståndet mellan ändama hos styrdelen 1 OB, vilka ändar har fulla diametrar D2. Styrdelens diameter D2 är 105-250 % av 10 15 20 25 30 531 G17 den slanka delens 10A diameter. När det är fråga om tvärsnittsareorna (i mm2) eller linjär massa (i kg/m) år styrdelen 10B max 250 % av den slanka delen 10A.
En spolkanal som är generellt betecknad 19 har utsträckning invändigt i styrstàngen 10, genom vilken ett spolmedium, vanligtvis luft eller vatten, överförs.
Den genomgående spolkanalen 19 är anordnad att föra spolmedium till bergborrkronan 3 för slående topphammarborming. Denna kanal år lämpligen centralt lokaliserad i styrstàngen.
Den slanka delen 10A och styrdelen 10B år företrädesvis väsentligen cylindriska. En första skuldra 25 och en andra skuldra 26 avgränsar den cylindriska delen av den slanka delen 10A i respektive axiell ände därav. Den första skuldran 25 är anordnad i närheten av hongångan 16.
Fig. 3 visar överföringen av en chockvág liknande Fig. 1A med identisk chockvågsöverföring och -reflexion, applicerad på en borrsträng enligt föreliggande uppfinning innefattande styrstángen 10 enligt föreliggande uppfinning. Styrstången 10 innefattar en tillräckligt lång, slank stångdel 10A, definierad pà ett sådant sätt att gângförbandet 5 år absolut lokaliserat utanför triangeln där infallande 4A och reflekterade 4B chockvågor överlappar.
Vid tiden t = -1, t = O och t = 1 utsätts gângförbandet 5 för den infallande chockvågen 4A, liknande vilket som helst gângförband mellan två standardstänger.
Vid tiden t = 2 har infallande chockvägen 4A redan upphört och spänningsnivän är nära noll. Detta uppstår innan den reflekterade chockvågen 4B när gângförbandet 5 i motsatt riktning.
Vid tiden t = 3, t = 4 och t = 5 färdas en harmlös reflekterad våg 4B genom gângförbandet 5 utan märkbar påverkan på styrstången 10 liv.
Den grundläggande idén för styrstången 10 enligt föreliggande uppfinning âr att hålla änddelen eller delen av styrstången vänd bort från borrkronan 3 så identisk som möjligt som borrstàngen 1 ansluten därtill och därigenom undvika den negativa påverkan av en 105 % till 150 % tyngre linjär massa hos det konventionella styrröret, som lokalt höjer tryck-, .rotations- och böjspänningar. För att undvika någon ökning av tryckspänningar som har sin grund i slagpulser i 10 15 25 30 531 01? gångförbandet 5, som är det mest känslig området, skall denna slanka del 10A av styrstången 10 ha en längd lika med eller företrädesvis längre än slagkolven, vilket betyder att längden för den slanka delen 10A borde vara åtminstone 500 mm. Denna slanka del 10A samtidigt ståtar ut vrldmomentpuiser och böjspânningarna innan de överförs till gängförbandet 5 och överförs in i den mycket känsliga hangângan hos stången 1 ansluten därtill.
Styrdelen 10B hos styrstängen är en rörformig sektion fungerande som ett lager l kontakt med hålväggen för att förbättra stymlngen av borrkronan 3. Det största skälet för att definiera en rörforrnig sektion i stället för till exempel sex långa skåror (splines) är en slutsats från fälterfarenhet, det vill säga styrrör anses vara mindre aggressiva i jordborrning och i mjukbergborrning, eftersom sex skåror kanske försämrar väggen och driver hålet att till kollaps. Den andra delen 10B är helst karbunserad eller värmebehandlad, för att motstå hög förslitning på grund av svår friktion emot abrasivt berg, till en ythàrdhet mellan 48HRC och 62HRC. Den andra delen 10B kan innefatta yttre grunda skåror för att öka spolytan och samtidigt minska det fria utrymmet mellan skåror och hålvägg, för en bättre styming.
Metoden enligt föreliggande uppfinning för överföring av slagenergi från en topphammarenhet till en borrkrona kan sammanfattas på följande sätt.
Topphammarenheten har en kolv som ger chockvågor 4A. Varje chockvåg har en längd 2L. Metoden innefattar följande steg: - anordna en borrsträng innefattande en eller flera skarvstânger 1 eller skarvrör, ett bergborrelement 10 såsom definieras ovan, och en borrkrona 3 eller flera eller ett styrrör anslutet till en borrkrona 3, - anslut en ände 11 av nämnda bergborrelement 10, 10', vänd mot kolven, via ett gängförband Still en skarvstång 1 eller ett skarvrör, - accelerera kolven, - slå en ände av borrsträngen att skapa chockvågen 4A, - tillåt mer än halva chockvågen 4A att passera gångförbandet 5 innan någon reflekterad väg 4B är tillåts skapas, och - rotera och slå nämnda borrkrona emot ett bergmaterial för att göra ett hål däri. 10 15 20 25 30 531 C11? 10 Den andra delen 10B kan dessutom vara förändrad i längd för att optimera chockvägens överföring till borrkronan och till berget. En altemativ styrstäng 10' enligt föreliggande uppfinning visas i Fig. 4A, 4B och 5. l motsats till var föregående beskrivning är borrkronans 3 linjära massa ofta inte lika med rörets linjära massa. Borrkronan 3 är mycket tyngre och sä är även gängförbandet mellan den andra delen 10B och borrkronan 3. På grund av denna observation reflekteras mer energi tillbaks till borrmaskinen och överförs inte till berget.
Fig. 4A och 4B visar schematiskt en altemativ borrsträng enligt föreliggande uppfinning respektive en altemativ styrstång 10' enligt föreliggande uppfinning, varvid lika siffror betecknar lika särdrag som i den tidigare beskrivna uttöringsformen. Den altemativa styrstângen 10' innefattar fördelarna med styrstången 10 och har så en slank del 10A' och en styrde! 10B'. Den största skillnaden från styrstängen 10 är att längden L2' hos styrdelen 10B' har reducerats. Längden L1' hos den slanka delen 10A' är större än längden för kolven som används i borrrnaskinen, det vill säga åtminstone 500 mm. Den altemativa styrstängen 10' har dessutom möjligheten att ge något mer energi till berget genom den andra delen 10B' av styrstängen 10' och borrkronan 3 i dess helhet. Den totala längden av den andra delen 10B' och borrkronan 3 är utformad - såsom huvudsakligen halva längden av kolven hos bormfaskinen, vilket innebär att deras totala längd är huvudsakligen en fjärdedel av infallande chockvàg 4A. l en sådan konfiguration skapar den första halva chockvägen 4A en första spänningsnivå i styrdelen plus krona arrangemanget, medan den andra halva chockvàgen ytterligare ökar den första spänningsnivàn till ett högre värde. Den förhöjda spänningsnivån kan då skjuta hàrdmetallstiften något ytterligare in i berget. Denna process kan i själva verket förbättra den totala energiöverföringen till berget och den totala effektiviteten. l ljuset av beskrivningen med avseende på Fig. 4A, 4B och 5 år den idealiska längden för styrdelen 10B' plus krona 3 teoretiskt huvudsakligen lika med halva kolvlängden. l själva verket visar optimering i finita element analys att den totala längden hos styrdel plus krona borde vara ungefär en tredjedel av kolvens längd. Detta värde är endast en indikation mot bakgrund av att finita 10 15 20 25 30 531 01? 11 element analysen är det enda sättet att optimera chockvågens överföring till berget under övervägande av den sanna massfördelningen längs röret och kronan. l ett datasimuleringsprov har effektiviteten vid chockvàgsöverföring förbättrats från 0,7245 (med ett konventionellt fullängdsstyrrör) till 0,7677 (med optimerad styrdel 10B' längd), vilket är nästan en 6 % förbättring av energiöverföringen.
Det borde noteras att optimering av chockvägsöverföringen inte är obligatorisk En något eller även en mycket längre styrdel för förbättrad styrning i hålet (men inte optimerat med hänsyn till energiöverföring) kan syfta till att lösa olika borrningssituationer. Till exempel, när hålrakheten är viktigare än genomträngningshastigheten. En sådan styrstång skulle fortfarande ha fördelen av lägre tryckspänningar, mer jämna rotationsspänningar och mer jämna böjspânningari gängförbandet 5, vilket kommer till stor nytta för borrsträngens livslängd.
En sådan styrstàng 10 och 10' syftar till att acceptera konventionella borrkronor med en kjol och en hongänga. Borrkronan 3 kan ha antingen en standardkjol eller en styrkjol. De ovannämnda utföringsexemplen av en styrstäng enligt föreliggande uppfinning har företrädesvis en periferisk kontakt (även kallad skulderkontakt) mellan styrstángen 10, 10' och borrkronan 3. Det huvudsakliga skälet för skulderkontakten omkring en stor gänga är att lokalisera chockenergin noggrant där den år användbar vid de periferiska stiften hos borrkronan.
Borrkronan 3 kan altemativt vara formgiven med en hangängad tapp som skall insättas l styrstàngen med en motsvarande hongänga. En karburiserad styrdel som kan motstå hög förslitning kan i det här sammanhanget vara det enda medel för att styra i hålet, så att borrkronans 3 ej behöver integrerade styranordningar.
Den hitintills visade styrstàngen har tills nu en krona direkt ansluten till den. Det är även möjligt att använda styrstängen som ett mellanliggande element vilket ansluter två borrsträngssektioner med olika tvärsnittsytor (l mm2) eller linjär massa (i kg/m). Till exempel överför en 60 mm borrstång slagpulser till 10 15 53'i G1? 12 styrstángen, vilken i sin tur är ansluten till ett eller flera styrrör med tyngre linjär massa. Borrkronan 3 är slutligen ansluten till det sista styrröret.
Borrsträngen av stänger skulle altemativt kunna vara en sträng av borrör vari styrstàngen 10, 10' dä ersätts av ett styrrör av liknande geometri men med större dimensioner. Ett sådant styrrör skulle vara väsentligen identiskt med borröret i dess övre ände och ha ett större och tyngre rör i dess undre ände för att passa borrkronans diameter.
Föreliggande uppfinning föreslår en styrstång där gängförbandet förflyttas bort från den ogynnsamma refiexytan. Därmed erhålls åtskilliga fördelar, nämligen et effektivt styrorgan med läng livslängd som innebär att undviker överbelastning av gängförbandet som ansluter tili borrsträngen och en högeffektiv chockvàgsöverföring.
Fastän föreliggande uppfinning har beskrivits i samband med föredragna utföríngstorrner därav kommer det att uppskattas av sådana som är insatta i teknikens ståndpunkt att tillägg, strykningar, modifikationer och ersättningar som inte beskrivits specifikt kan göras utan att awika från uppfinningens omfattning såsom den anges ide bifogade patentkraven.

Claims (9)

10 15 20 25 30 531 G1? Patentkrav
1. Ett bergborrelement för användning vid slående topphammarborming med en avlàng kropp innefattande en första del (10A;10A') och en andra del (10B;10B'), nämnda första del (10A;10A') har en hon- (16) eller hangänga avsedd att vara ansluten till en borrstàng (1) eller ett borrör, k ä n n e t e c k n at a v att nämnda första del (10A;10A') har en yttre diameter (D1) ungefär lika med den största diametem hos nämnda gänga (16), nämnda andra del (10B;10B') har en han- (15) eller hongänga avsedd att vara ansluten till en borrkrona eller ett styrrör, nämnda andra del (10B;10B') bildar en styrdel för radiell styming i ett hål som borras, och av att längden för den första delen (10A;10A') är åtminstone 500 mm.
2. Bergborrelementet enligt krav 1, vari den yttre diametem (D1) för den första delen (10A;10A') är 90-110 % av den största diametem för gängan som samhör med nämnda första del (10A;10A').
3. Bergborrelementet enligt krav 1 eller 2, vari den yttre diametern (D2) för den andra delen (10B;10B') är 105-250 % av den yttre diametern för den första delen (10A;10A').
4. Bergborrelementet enligt krav 1, 2 eller 3, vari tvärsntttsytan hos den andra delen (1 OB;10B') är maximum 250 % av tvärsnittsytan hos den första delen (1 0A;1 0A').
5. Bergborrelementet enligt något av föregående krav, vari den andra delen (10B;10B') har yttre skåror.
6. Bergborrelementet enligt något av föregående krav, vari åtminstone den andra delen (10B;10B') har en ythärdhet mellan 48HRC och 62HRC. 10 15 20 53% C917 14
7. Bergborrelementet enligt nàgot av föregående krav, vari den första (10A;10A') och/eller den andra delen (10B;10B') bestå av ett flertal komponenter företrädesvis friktionssvetsade tili varandra.
8. En borrstráng för slående bergborming innefattande en borrkrona, en eller flera skarvstänger (1) eller skarvrör, k ä n n e t e c k n a t a v att borrstrângen ytterligare innefattar ett bergborrelement (10;10') såsom definierat i något av kraven 1-7.
9. En metod för överföring av slagenergi från en topphammarenhet till en borrkrona, vilken enhet har en kolv som ger förser chockvàgor (4A), varvid varje chockvàg har en längd (2L), varvid metoden innefattar följande steg: - anordna en borrsträng innefattande en/ett eller flera skarvstånger (1) eller skarvrör, ett bergborrelement (10;10') såsom definieras i något av kraven 1-7, och en borrkrona (3) eller flera eller ett styrrör förbundet till en borrkrona (3), - anslut en ände (11) av nämnda bergborrelement (10;10'), vänd mot kolven, via ett gängförband (5) till en skarvstång (1) eller ett skarvrör, - accelerera kolven, - slå emot en ände av borrsträngen för att skapa chockvàgen (4A), - tillàt mer ån halva chockvågen (4A) att passera gângförbandet innan någon reflekterad våg (4B) tillåts skapas, och - rotera och sià nämnda borrkrona emot ett bergmaterial för att göra ett hål däri.
SE0501054A 2005-05-09 2005-05-09 Bergborrningsverktyg SE531017C2 (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0501054A SE531017C2 (sv) 2005-05-09 2005-05-09 Bergborrningsverktyg
US11/919,793 US20090065224A1 (en) 2005-05-09 2006-05-03 Rock drilling tool
EP06733391A EP1882078A1 (en) 2005-05-09 2006-05-03 Rock drilling element, drill string and method for transferring impact energy from a top hammer unit to a drill bit
PCT/SE2006/000536 WO2006121386A1 (en) 2005-05-09 2006-05-03 Rock drilling element, drill string and method for transferring impact energy from a top hammer unit to a drill bit
CA002606120A CA2606120A1 (en) 2005-05-09 2006-05-03 Rock drilling element, drill string and method for transferring impact energy from a top hammer unit to a drill bit
RU2007145427/03A RU2007145427A (ru) 2005-05-09 2006-05-03 Инструмент для бурения по породе
KR1020077026052A KR20080013901A (ko) 2005-05-09 2006-05-03 착암 요소, 드릴 스트링 및 충격 에너지를 탑해머유닛으로부터 드릴 비트로 전달하는 방법
ZA200709487A ZA200709487B (en) 2005-05-09 2007-11-02 Rock drilling element, drill string and method for transferring impact energy from a top hammer unit to a drill bit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0501054A SE531017C2 (sv) 2005-05-09 2005-05-09 Bergborrningsverktyg

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0501054L SE0501054L (sv) 2006-11-10
SE531017C2 true SE531017C2 (sv) 2008-11-18

Family

ID=37396806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0501054A SE531017C2 (sv) 2005-05-09 2005-05-09 Bergborrningsverktyg

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20090065224A1 (sv)
EP (1) EP1882078A1 (sv)
KR (1) KR20080013901A (sv)
CA (1) CA2606120A1 (sv)
RU (1) RU2007145427A (sv)
SE (1) SE531017C2 (sv)
WO (1) WO2006121386A1 (sv)
ZA (1) ZA200709487B (sv)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE529036C2 (sv) * 2005-05-23 2007-04-17 Atlas Copco Rock Drills Ab Metod och anordning
SE531658C2 (sv) 2006-10-02 2009-06-23 Atlas Copco Rock Drills Ab Slagverk jämte bergborrmaskin och bergborrigg
CN102278063A (zh) * 2011-05-13 2011-12-14 四川省第三建筑工程公司 喀斯特地貌水磨钻施工工艺
PL2845989T3 (pl) * 2013-09-09 2016-05-31 Sandvik Intellectual Property Modyfikacja fali udarowej w aparacie do wiercenia udarowego i sposób
EP3023575A1 (en) * 2014-11-21 2016-05-25 Sandvik Intellectual Property AB Drill string rod with shoulder
JP6588211B2 (ja) * 2015-02-16 2019-10-09 古河ロックドリル株式会社 さく岩機
CN113323660B (zh) * 2021-07-21 2023-01-13 辽宁工程技术大学 一种高应力高水力破煤扩孔装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3642079A (en) * 1970-06-23 1972-02-15 Servco Co Multisleeve stabilizer
SE432280B (sv) * 1980-01-21 1984-03-26 Sandvik Ab Kopplingsorgan for slagborrstreng
US4987961A (en) * 1990-01-04 1991-01-29 Mcneely Jr Branch M Drill stem arrangement and method
US5358285A (en) * 1992-12-03 1994-10-25 Prideco, Inc. Stress relief groove for drill pipe
SE506527C2 (sv) * 1995-08-31 1997-12-22 Sandvik Ab Förfarande, bergborrverktyg, bergborrkrona och mellanelement för att överföra slagenerig från ett topphammaraggregat
US5722496A (en) * 1996-03-19 1998-03-03 Ingersoll-Rand Company Removable guide member for guiding drill string components in a drill hole
SE516730C2 (sv) * 2000-10-27 2002-02-19 Sandvik Ab Styrrör för mekanisk hantering i en rigg för bergborrning samt borrsträng för mekanisk hantering

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200709487B (en) 2010-01-27
WO2006121386A1 (en) 2006-11-16
SE0501054L (sv) 2006-11-10
RU2007145427A (ru) 2009-06-20
US20090065224A1 (en) 2009-03-12
CA2606120A1 (en) 2006-11-16
EP1882078A1 (en) 2008-01-30
KR20080013901A (ko) 2008-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE531017C2 (sv) Bergborrningsverktyg
RU2277162C2 (ru) Буровой инструмент
US7185721B2 (en) Male portion, drill bit and threaded joint for percussive rock drilling
US9593541B2 (en) Drill string component
SE506527C2 (sv) Förfarande, bergborrverktyg, bergborrkrona och mellanelement för att överföra slagenerig från ett topphammaraggregat
SE531028C2 (sv) Slagborrkrona med V-formade splines
US6164392A (en) Percussive drilling apparatus
US10087686B2 (en) Shank adaptor with strengthened flushing hole
JP7441238B2 (ja) ドリルストリングロッド
US11203905B2 (en) Drill string section for drilling in the ground, ground drilling device, and use of a drill string section
RU2787856C1 (ru) Штанга бурильной колонны и бурильная система
RU2778910C2 (ru) Устройство для создания осевой нагрузки в компоновке бурильной колонны
EP3819458B1 (en) Strengthened percussive drill string female coupling
WO2022008786A1 (en) A drill assembly for percussive drilling, a drill bit and a drill string element
CN115989357A (zh) 钻柱接头设计
RU2440478C1 (ru) Компоновка низа бурильной колонны

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed