БУРОВОЕ ДОЛОТО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ДИАМЕТРА Российский патент 2017 года по МПК B28D1/14 E21B10/32 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится, главным образом, к буровому долоту для расширения диаметра, используемому для расширения диаметра части подготовленного отверстия, просверленного в структуре, такой как бетон.

Уровень техники

[0002] Традиционно, в качестве такого бурового долота для расширения диаметра было известно буровое устройство с подрезкой, которое вставляется для использования в подготовленное отверстие прямой формы, просверленное в структуре, такой как бетон, и расширяет диаметр наиболее глубокой части подготовленного отверстия (см. патентный документ 1).

Буровое устройство с подрезкой имеет полый цилиндрический бочкообразный корпус, вставляемый в подготовленное отверстие, упорный элемент, который устанавливается на открытом краю подготовленного отверстия и поддерживает с возможностью вращения бочкообразный корпус с помощью подшипника, вал, который сцепляется с возможностью скольжения с бочкообразным корпусом на одной и той же оси и вращается за одно целое с бочкообразным корпусом, конический участок в форме усеченного конуса, который обеспечен на стороне конца вершины бочкообразного корпуса и имеет четыре направляющих паза на его внешней периферийной поверхности, четыре рычага, которые прикреплены к концу вершины вала и сцепляются с соответственными направляющими пазами, и два режущих лезвия и два направляющих участка, поочередно обеспеченные на внешних поверхностях конца вершины четырех рычагов.

Режущие лезвия и направляющие участки располагаются внутри бочкообразного корпуса, когда вал извлечен. При вращении за одно целое бочкообразного корпуса и вала, вставленных в подготовленное отверстие, и перемещении вала вниз четыре рычага перемещаются вниз и раздвигаются наружу через направляющие пазы конического участка. Таким образом, режущие лезвия растачивают внутреннюю периферийную поверхность подготовленного отверстия для образования участка расширения диаметра в нижней части (наиболее глубокой части) подготовленного отверстия.

[0003] [Патентный документ 1] JP-A-2005-280243.

Сущность изобретения

Проблемы, решаемые изобретением

[0004] Так как вышеуказанное буровое устройство с подрезкой сконструировано с возможностью направления рычагов, имеющих режущие лезвия, с внешней периферийной поверхностью конического участка, требуется поддерживать конический участок с бочкообразным корпусом, что порождает проблему того, что конструкция становится крайне сложной.

В дополнение, буровое устройство с подрезкой выполнено так, что рычаги, имеющие режущие лезвия, перемещаются вниз и раздвигаются наружу через направляющие пазы для растачивания внутренней периферийной поверхности подготовленного отверстия. В связи с этим форма образованного участка расширения диаметра естественным образом ограничена.

[0005] Настоящее изобретение имеет задачу обеспечения бурового долота для расширения диаметра, способного придавать степень свободы форме образованного участка расширения диаметра с простой конструкцией.

Средства решения этих проблем

[0006] Настоящее изобретение обеспечивает буровое долото для расширения диаметра, вставляемое для использования в подготовленное отверстие, просверленное в структуре, и используемое для расширения диаметра части подготовленного отверстия посредством растачивания, причем буровое долото для расширения диаметра включает в себя: участок режущего лезвия, который имеет множество отдельных участков режущего лезвия, используемых для растачивания части подготовленного отверстия; удерживающий режущее лезвие участок, который удерживает с возможностью скольжения множество отдельных участков режущего лезвия в радиальном направлении; и участок хвостовика, который поддерживает удерживающий режущее лезвие участок, причем множество отдельных участков режущего лезвия расположены в периферийном направлении и расположены на множестве ступеней в направлении вала, и множество отдельных участков режущего лезвия соответственных ступеней приводится в скольжение под действием центробежной силы, возникающей в результате вращения, так, чтобы раздвигаться наружу в радиальном направлении в отношении удерживающего режущее лезвие участка.

[0007] Согласно конфигурации, при вращении участка хвостовика во вставленном в подготовленное отверстие состоянии множество отдельных участков режущего лезвия соответственных ступеней, удерживаемое удерживающим режущее лезвие участком, приводится в скольжение наружу в радиальном направлении под действием центробежной силы. То есть множество отдельных участков режущего лезвия, вращающееся с удерживающим режущее лезвие участком, приводится в скольжение под действием центробежной силы так, чтобы раздвигаться наружу в радиальном направлении и растачивать подготовленное отверстие для расширения его диаметра. В этом случае, так как каждый из отдельных участков режущего лезвия выполнен с возможностью перемещения под действием центробежной силы, конструкция может быть упрощена. В дополнение, каждый из множества отдельных участков режущего лезвия соответственных ступеней приводится в раздвижение под действием центробежной силы. В связи с этим участок расширения диаметра, имеющий любую форму в направлении вала, может быть образован таким образом, что шаги перемещения соответственных ступеней устанавливаются одинаковыми или отличными друг от друга. То есть форме образованного участка расширения диаметра может быть придана степень свободы.

[0008] В этом случае множество отдельных участков режущего лезвия соответственных ступеней предпочтительно имеют различные шаги перемещения в радиальном направлении.

[0009] Согласно конфигурации, участок расширения диаметра, имеющий форму усеченного конуса, форму по существу перевернутого усеченного конуса, форму по существу деформированного сужения или т.п., может быть свободно образован в подготовленном отверстии таким образом, что шаги перемещения соответственных ступеней устанавливаются надлежащим образом.

[0010] В этом случае шаги перемещения соответственных ступеней предпочтительно устанавливаются более длинными на ступенях по направлению к концу вершины.

[0011] Согласно конфигурации, участок расширения диаметра, имеющий форму по существу усеченного конуса, раздвигающегося по направлению к его концу вершины, может быть образован в подготовленном отверстии.

[0012] В дополнение, множество отдельных участков режущего лезвия соответственных ступеней предпочтительно имеют одинаковый шаг перемещения в радиальном направлении.

[0013] Согласно конфигурации, участок расширения диаметра, имеющий по существу цилиндрическую форму, может быть образован в подготовленном отверстии.

[0014] В этом случае удерживающий режущее лезвие участок предпочтительно образуется в форме, раздвигающейся по направлению к его концу вершины.

[0015] Согласно конфигурации, участок расширения диаметра, имеющий форму по существу усеченного конуса, раздвигающегося по направлению к его концу вершины, может быть образован в подготовленном отверстии.

[0016] В дополнение, соответственные отдельные участки режущего лезвия предпочтительно имеют направляющий участок, который направляет извлечение бурового долота для расширения диаметра из участка расширения диаметра, образованного в подготовленном отверстии, на внешней периферийной поверхности на его стороне конца основания.

[0017] При извлечении участка режущего лезвия (бурового долота для расширения диаметра) из подготовленного отверстия после образования участка расширения диаметра существует вероятность того, что отдельные участки режущего лезвия, приводимые в раздвижение под действием центробежной силы, сталкиваются с участком расширения диаметра в зависимости от формы участка расширения диаметра.

Согласно конфигурации, отдельные участки режущего лезвия имеют направляющий участок на внешней периферийной поверхности на стороне конца основания. В связи с этим при извлечении участка режущего лезвия отдельные участки режущего лезвия могут перемещаться в их исходные положения с помощью направляющих участков. Соответственно буровое долото для расширения диаметра может плавно извлекаться независимо от формы образованного участка расширения диаметра.

[0018] В дополнение, удерживающий режущее лезвие участок предпочтительно имеет остроконечный участок, который выступает коаксиально с удерживающим режущее лезвие участком, на его конце вершины, и остроконечный участок предпочтительно изготовлен из материала цементированного карбида.

[0019] Согласно конфигурации, участок расширения диаметра может быть образован в предписанном положении глубины на основе дна отверстия подготовленного отверстия таким образом, что остроконечный участок вращается при прижатии к дну отверстия подготовленного отверстия. В дополнение, остроконечный участок приводится в точечный контакт с центром дна отверстия. В связи с этим трение с дном отверстия и вращательные колебания участка режущего лезвия могут быть минимизированы при вращении. Более того, остроконечный участок изготовлен из материала цементированного карбида. В связи с этим истирание остроконечного участка может быть минимизировано. Таким образом, участок расширения диаметра может постоянно образовываться в предписанном положении от дна отверстия подготовленного отверстия.

[0020] С другой стороны, удерживающий режущее лезвие участок предпочтительно имеет множество участков отверстия под режущее лезвие, которые удерживают с возможностью скольжения множество отдельных участков режущего лезвия соответственных ступеней, и соответственные отдельные участки режущего лезвия предпочтительно имеют основной корпус режущего лезвия, который включает в себя растачивающий участок, имеющий форму дуги в поперечном сечении, ребристый участок, который поддерживает основной корпус режущего лезвия и сцепляется с возможностью скольжения с участком отверстия под режущее лезвие в радиальном направлении, и предотвращающий выпадение участок, который обеспечен на ребристом участке и предотвращает выпадение ребристого участка из участка отверстия под режущее лезвие.

[0021] Согласно конфигурации, ребристые участки отдельных участков режущего лезвия, приводимые в перемещение наружу в радиальном направлении под действием центробежной силы, направляются для скольжения участками отверстия под режущее лезвие удерживающего режущее лезвие участка. В этом случае, так как соответственные ребристые участки сцепляются с возможностью скольжения с участками отверстия под режущее лезвие в радиальном направлении, основные корпусы режущего лезвия, включающие в себя растачивающий участок, перемещаются параллельно наружу в радиальном направлении. Таким образом, подготовленное отверстие (часть подготовленного отверстия) может эффективно растачиваться. В дополнение, положения окончания перемещения основных корпусов режущего лезвия, которые перемещаются наружу в радиальном направлении, т.е. шаги перемещения отдельных участков режущего лезвия, могут быть легко ограничены предотвращающими выпадение участками.

[0022] В дополнение, множество отдельных участков режущего лезвия соответственных ступеней предпочтительно образовано двумя отдельными участками режущего лезвия, расположенными в положениях с точечной симметрией на 180°.

[0023] Согласно конфигурации, участки режущего лезвия и их окружающие участки могут быть упрощены и миниатюризированы без ухудшения характеристики резания.

[0024] Более того, участок хвостовика предпочтительно имеет основной корпус хвостовика, который имеет канал потока внутри хвостовика, используемый для подачи охладителя к участкам режущего лезвия с помощью удерживающего режущее лезвие участка, и трубку для охладителя, которая сообщается с каналом потока внутри хвостовика и продолжается от конца вершины основного корпуса хвостовика до положения, соответствующего множеству отдельных участков режущего лезвия ступени конца вершины удерживающего режущее лезвие участка.

[0025] Согласно конфигурации, охладитель может подаваться со стороны конца вершины участка режущего лезвия (множества отдельных участков режущего лезвия ступени конца вершины) с помощью удерживающего режущее лезвие участка для охлаждения множества отдельных участков режущего лезвия при выпуске охладителя из трубки для охладителя. Охладитель, подаваемый со стороны конца вершины участка режущего лезвия, течет по направлению к открытому участку подготовленного отверстия, при этом охлаждая отдельные участки режущего лезвия соответственных ступеней. В связи с этим участки режущего лезвия могут эффективно охлаждаться. В дополнение, когда охладитель представляет собой жидкость, охладитель, к которому прикладывается центробежная сила, прижимает соответственные отдельные участки режущего лезвия таким образом, чтобы рассеиваться радиально и ускорять выдвижение соответственных отдельных участков режущего лезвия.

Краткое описание чертежей

[0026] Фиг. 1 представляет собой вид контура устройства для расширения диаметра, включающего в себя буровое долото для расширения диаметра согласно варианту выполнения.

Фиг. 2A-2С представляют собой конструктивный вид участка долота в буровом долоте для расширения диаметра согласно первому варианту выполнения, конструктивный вид участка долота в его разобранном состоянии и конструктивный вид участка долота в разработанном состоянии при повороте на 90° соответственно.

Фиг. 3 представляет собой разобранный вид в перспективе участка режущего лезвия участка долота.

Фиг. 4А-4С представляют собой пояснительные виды, показывающие состояние раздвижения отдельных участков режущего лезвия соответственных ступеней участка долота.

Фиг. 5А и 5B представляют собой схематические виды в поперечном сечении, показывающие участок долота и участок расширения диаметра, образованный участком долота, в первом варианте выполнения.

Фиг. 6A и 6B представляют собой схематические виды в поперечном сечении, показывающие участок долота и участок расширения диаметра, образованный участком долота, во втором варианте выполнения.

Фиг. 7A и 7B представляют собой схематические виды в поперечном сечении, показывающие участок долота и участок расширения диаметра, образованный участком долота, в третьем варианте выполнения.

Фиг. 8A и 8B представляют собой схематические виды в поперечном сечении, показывающие участок долота и участок расширения диаметра, образованный участком долота, в четвертом варианте выполнения.

Фиг. 9A и 9B представляют собой схематические виды в поперечном сечении, показывающие участок долота и участок расширения диаметра, образованный участком долота, в пятом варианте выполнения.

Фиг. 10A и 10B представляют собой конструктивный вид участка хвостовика и участка долота бурового долота для расширения диаметра согласно шестому варианту выполнения и конструктивный вид, показывающий состояние, в котором участок хвостовика и участок долота разделены соответственно.

Описание примерных вариантов выполнения

[0027] Далее будет дано описание, со ссылкой на сопровождающие чертежи, бурового долота для расширения диаметра согласно варианту выполнения настоящего изобретения. Буровое долото для расширения диаметра, главным образом, используется для расширения диаметра части подготовленного отверстия, образованного в структуре, такой как бетон или т.п., для забивания устанавливаемого анкера и способно улучшать сопротивление выдергиванию забитого устанавливаемого анкера. То есть буровое долото для расширения диаметра используется для образования участка расширения диаметра в части подготовленного отверстия так, что устанавливаемый анкер, забиваемый в подготовленное отверстие, имеет теоретический эффект расклинивания.

[0028] Фиг. 1 представляет собой вид контура устройства для расширения диаметра, которое образует участок расширения диаметра в подготовленном отверстии. Как показано на фигуре, устройство 1 для расширения диаметра имеет ручной электробур, насадку 3 для охлаждающей жидкости, прикрепленную к электробуру 2, и буровое долото 10 для расширения диаметра, прикрепленное к насадке 3 для охлаждающей жидкости. То есть буровое долото 10 для расширения диаметра съемно крепится для использования к вращающемуся валу 3а насадки 3 для охлаждающей жидкости, соединенной с электробуром 2, образующим источник мощности.

[0029] Вращающийся вал 3 имеет канал потока для охлаждающей жидкости. С другой стороны, насадка 3 для охлаждающей жидкости соединена с устройством подачи охлаждающей жидкости, не показано, и охлаждающая жидкость подается из устройства подачи охлаждающей жидкости к концу вершины бурового долота 10 для расширения диаметра с помощью насадки 3 для охлаждающей жидкости. Отметим, что клапан для открытия/закрытия канала потока для охлаждающей жидкости установлен в насадке 3 для охлаждающей жидкости (не показана). Клапан переводится в «открытое» состояние, когда буровое долото 10 для расширения диаметра упирается в дно Ha отверстия подготовленного отверстия H, и переводится в «закрытое» состояние, когда буровое долото 10 для расширения диаметра отделяется от дна Ha отверстия. В дополнение, подготовленное отверстие H сверлится вибробуром, ударным буром, керновым долотом или т.п.

[0030] Буровое долото 10 для расширения диаметра имеет участок 11 долота, который образует участок Hb расширения диаметра в подготовленном отверстии H, и участок 12 хвостовика, который съемно крепится к вращающемуся валу 3a (насадке 3 для охлаждающей жидкости) устройства 1 для расширения диаметра на его стороне конца основания и поддерживает участок 11 долота так, чтобы располагаться на одной и той же оси на его стороне конца вершины. В этом случае участок 11 долота является унифицированным и съемно крепится к концу вершины участка 12 хвостовика посредством резьбового соединения. В дополнение, участок 12 хвостовика образован за одно целое основным корпусом 15 хвостовика, который поддерживает участок 11 долота, и участком 16 вала большого диаметра, прикрепленным к вращающемуся валу 3a.

[0031] Участок 16 вала имеет крепежный участок 16а, образованный внутренней резьбой на его маленьком нарезном конце. Крепежный участок 16а сцепляется с помощью резьбы с вращающимся валом 3a насадки 3 для охлаждающей жидкости, образованным с наружной резьбой. В дополнение, участок 12 хвостовика (основной корпус 15 хвостовика) имеет участок 15а наружной резьбы конца вершины, с которым участок 11 долота сцепляется с помощью резьбы на его конце вершины. Более того, основной корпус 15 хвостовика и участок 16 вала имеют канал 17 потока внутри хвостовика для охлаждающей жидкости в их центрах вала. Охлаждающая жидкость, подаваемая из насадки 3 для охлаждающей жидкости, подается к участку 11 долота по каналу 17 потока внутри хвостовика.

[0032] Отметим, что вышеуказанное устройство 1 для расширения диаметра относится к мокрому типу, который использует охлаждающую жидкость. Однако устройство 1 для расширения диаметра сухого типа, который не использует охлаждающую жидкость, также доступно. Хотя особенно не показано на фигуре, устройство 1 для расширения диаметра сухого типа не имеет канала 17 потока внутри хвостовика в участке 12 хвостовика и имеет буровое долото 10 для расширения диаметра, непосредственно соединенное с электробуром 2. В дополнение, в других устройствах 1 для расширения диаметра сухого типа вместо охлаждающей жидкости вводится сжатый воздух или охлаждающий газ. Дополнительно, унифицированный участок 11 долота используется в качестве общего компонента среди буровых долот 10 для расширения диаметра мокрого типа и сухого типа.

[0033] Далее будет дано подробное описание участка 11 долота со ссылкой на увеличенные виды на Фиг. 2A и 2B. Как показано на фигурах, участок 11 долота имеет участок 21 режущего лезвия, образованный множеством (шестью в варианте выполнения) отдельных участков 22 режущего лезвия для растачивания подготовленного отверстия H, и удерживающий режущее лезвие участок 23, который удерживает с возможностью перемещения каждый из множества отдельных участков 22 режущего лезвия в радиальном направлении. В дополнение, множество (шесть) отдельных участков 22 режущего лезвия расположено (по два) в периферийном направлении и расположено на множестве ступеней (трех ступенях) в направлении вала. При вращении бурового долота 10 для расширения диаметра с участком 11 долота, вставленным в подготовленное отверстие H, все шесть отдельных участков 22 режущего лезвия, расположенные по два на трех ступенях, приводятся в раздвижение под действием центробежной силы наружу в радиальном направлении для растачивания участка Hb расширения диаметра.

[0034] Участок 21 режущего лезвия имеет пару первых отдельных участков 22А режущего лезвия (см. Фиг. 4А) на первой ступени на стороне участка 12 хвостовика, пару вторых отдельных участков 22B режущего лезвия (см. Фиг. 4B) на второй ступени и пару третьих отдельных участков 22С режущего лезвия (см. Фиг. 4С) на третьей ступени на стороне конца вершины. С другой стороны, удерживающий режущее лезвие участок 23 имеет основной корпус 25 удерживающего участка, который удерживает участок 21 режущего лезвия, и приемник 26 удерживающего участка на стороне участка 12 хвостовика, с которым основной корпус 25 удерживающего участка сцеплен с помощью резьбы.

[0035] Приемник 26 удерживающего участка имеет первый участок 31 внутренней резьбы маленького диаметра, образованный на стороне конца основания, и второй участок 32 внутренней резьбы большого диаметра, образованный на стороне конца вершины. Конец вершины (участок 15а наружной резьбы конца вершины) участка 12 хвостовика (основного корпуса 15 хвостовика) сцеплен с помощью резьбы с первым участком 31 внутренней резьбы, а конец основания основного корпуса 25 удерживающего участка сцеплен с помощью резьбы со вторым участком 32 внутренней резьбы. В дополнение, участок половины приемника 26 удерживающего участка на стороне конца основания образован в суженной форме таким образом, чтобы быть большей частью скошенным. Отметим, что приемник 26 удерживающего участка может быть образован за одно целое с участком 12 хвостовика.

[0036] Основной корпус 25 удерживающего участка имеет участок 41 фланца конца вершины в форме фланца, цилиндрический удерживающий участок 42 цилиндрической формы, который соединен с участком 41 фланца конца вершины и удерживает участок 21 режущего лезвия, и цилиндрический участок 43 резьбы, соединенный с цилиндрическим удерживающим участком 42. В дополнение, основной корпус 25 удерживающего участка имеет остроконечный участок 45, обеспеченный на конце вершины центра участка 41 фланца конца вершины, и множество (два) участков 46 щели (участков отверстия под режущее лезвие), образованное в областях цилиндрического удерживающего участка 42 и цилиндрического участка 43 резьбы. Дополнительно, шесть отдельных участков 22 режущего лезвия, образующие участок 21 режущего лезвия, удерживаются так, чтобы быть параллельными внешней периферийной поверхности основного корпуса 25 удерживающего участка.

[0037] Участок половины участка 41 фланца конца вершины на стороне конца вершины образован в суженной форме, и остроконечный участок 45 прикреплен к центру вала этого участка. Остроконечный участок 45 изготовлен из, например, цементированного карбида (материала цементированного карбида) и образован за одно целое коническим участком 45а конца вершины и цилиндрическим участком 45b, соединенным с коническим участком 45а конца вершины. В дополнение, конический угол суженного участка 41 фланца конца вершины образован имеющим такой же угол, что и угол конического участка 45а конца вершины, и конический участок 45а конца вершины расположен как продолжение суженного участка 41 фланца конца вершины.

[0038] Участок 41 фланца конца вершины образован имеющим наибольший диаметр в участке 11 долота, и диаметр образован немного меньшим (около 0,5 мм), чем подготовленное отверстие H. Буровое долото 10 для расширения диаметра варианта выполнения вращается с остроконечным участком 45, упирающимся в дно Ha отверстия подготовленного отверстия H, для образования участка Hb расширения диаметра в задней части подготовленного отверстия H. То есть буровое долото 10 для расширения диаметра вращается с коническим участком 45а конца вершины, упирающимся в центр дна Ha отверстия, для образования участка Hb расширения диаметра.

[0039] Таким образом, конический участок 45а конца вершины (остроконечный участок 45) приводится в точечный контакт с центром дна Ha отверстия и может минимизировать трение с дном Ha отверстия при вращении. В дополнение, истирание остроконечного участка 45 может быть минимизировано, так как остроконечный участок 45 изготовлен из цементированного карбида. Более того, вращательные колебания участка 11 долота (участка 21 режущего лезвия) могут быть минимизированы с помощью остроконечного участка 45 и участка 45 фланца конца вершины большого диаметра. Соответственно участок Hb расширения диаметра может постоянно образовываться в предписанном положении от дна Ha отверстия подготовленного отверстия H. Отметим, что хотя остроконечный участок 45 прикрепляется к участку 41 фланца конца вершины посредством сварки, установки с усадкой или т.п., он может быть прикреплен с возможностью вращения.

[0040] Цилиндрический участок 43 резьбы имеет наружную резьбу на его внешней периферийной поверхности и образован имеющим такой же диаметр, что и цилиндрический удерживающий участок 42. В дополнение, два участка 46 щели образованы так, чтобы отрезаться от конца основания цилиндрического участка 43 резьбы до цилиндрического удерживающего участка 42. Два участка 46 щели образованы в положениях с точечной симметрией на 180° в периферийном направлении цилиндрического удерживающего участка 42 и цилиндрического участка 43 резьбы. Соответственно отдельные участки 22 режущего лезвия соответственных ступеней, удерживаемые участками 46 щели, также расположены в положениях с точечной симметрией на 180° в периферийном направлении. В дополнение, отдельные участки 22 режущего лезвия соответственных ступеней прикреплены к цилиндрическому удерживающему участку 42 таким образом, чтобы скользить от конца основания, т.е. маленького нарезного конца цилиндрического участка 43 резьбы.

[0041] Дополнительно, цилиндрический участок 43 резьбы сцеплен с помощью резьбы со вторым участком 32 внутренней резьбы приемника 26 удерживающего участка в состоянии, в котором отдельные участки 22 режущего лезвия, расположенные попарно на трех ступенях, прикреплены к цилиндрическому удерживающему участку 42. В этом состоянии отдельные участки 22 режущего лезвия трех ступеней, удерживаемые цилиндрическим удерживающим участком 42, зажимаются между участком 41 фланца конца вершины и приемником 26 удерживающего участка с небольшим зазором, обеспеченным между ними в направлении вала.

[0042] В этом случае существует вероятность, что первые отдельные участки 22А режущего лезвия, расположенные на верхней ступени, сталкиваются с приемником 26 удерживающего участка, имеющим второй участок 32 внутренней резьбы, при перемещении в радиальном направлении. В связи с этим цилиндрический участок 43 резьбы включает в себя разделитель 34 на внутренней периферии на стороне приемника 26 удерживающего участка. Разделитель 34 образован в цилиндрической форме и контактирует с концами основания первых отдельных участков 22А режущего лезвия на цилиндрическом участке 43 резьбы. То есть разделитель 34 контактирует с ребристыми участками 52 и предотвращающими выпадение участками 53 (которые будут описаны далее) первых отдельных участков 22А режущего лезвия и образует небольшой зазор так, чтобы предотвращать контакт основного корпуса 51 режущего лезвия (который будет описан далее) с цилиндрическим участком 43 резьбы. Таким образом, отдельные участки 22 режущего лезвия приводятся в плавное перемещение в радиальном направлении под действием центробежной силы.

[0043] Как показано на Фиг. 3 и Фиг. 4А-4С, отдельные участки 22 режущего лезвия имеют основные корпусы 51 режущего лезвия, обеспеченные так, чтобы быть параллельными внешней периферийной поверхности удерживающего режущее лезвие участка 23, ребристые участки 52, выступающие изнутри основных корпусов 51 режущего лезвия, и расширенные предотвращающие выпадение участки 53 (стопоры), обеспеченные на концах вершины ребристых участков 52. Основные корпусы 51 режущего лезвия имеют форму по существу 1/4 дуги в поперечном сечении и растачивающий участок 55 на их внешних перифериях. В дополнение, ребристые участки 52 сцепляются с возможностью скольжения с вышеуказанными участками 46 щели в радиальном направлении. То есть основные корпусы 51 режущего лезвия и предотвращающие выпадение участки 53 расположены снаружи и внутри основного корпуса 25 удерживающего участка (цилиндрического удерживающего участка 42) соответственно. В этом состоянии ребристые участки 52 сцепляются с возможностью скольжения с участками 46 щели. Дополнительно, длины ребристых участков 52 представляют шаги перемещения отдельных участков 22 режущего лезвия.

[0044] Соответственно пара отдельных участков 22 режущего лезвия соответственных ступеней, удерживаемых основным корпусом 25 удерживающего участка, выполнены с возможностью быть способными раздвигаться на шаги перемещения наружу в радиальном направлении под действием центробежной силы, возникающей в результате вращения. То есть внутренние поверхности основных корпусов 51 режущего лезвия контактируют с внешней периферийной поверхностью вышеуказанного цилиндрического удерживающего участка 42 в исходном состоянии раздвижения, при этом внешние поверхности предотвращающих выпадение участков 53 контактируют с внутренней периферийной поверхностью цилиндрического удерживающего участка 42 в конечном состоянии раздвижения (см. Фиг. 4А-4С). Однако растачивание участка Hb расширения диаметра предпочтительно фактически регулируется на основе времени (около 10 секунд).

[0045] Как описано выше, участок 21 режущего лезвия варианта выполнения образован парой первых отдельных участков 22А режущего лезвия первого ступени, парой вторых отдельных участков 22B режущего лезвия второй ступени и парой третьих отдельных участков 22С режущего лезвия третьей ступени. В этом случае ребристые участки 52 первых отдельных участков 22А режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных участков 22С режущего лезвия образованы более длинными в этом порядке. То есть участки 22 режущего лезвия образованы так, что шаги перемещения в радиальном направлении являются более длинными по порядку от первых отдельных участков 22А режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных участков 22С режущего лезвия (см. Фиг. 4А-4С). Таким образом, участок Hb расширения диаметра образуется в форме (форме по существу усеченного конуса), раздвигающейся ступенчато по направлению к дну Ha отверстия (см. Фиг. 5).

[0046] В дополнение, первые отдельные участки 22А режущего лезвия, вторые отдельные участки 22B режущего лезвия и третьи отдельные участки режущего лезвия 22С образованы имеющими суженный направляющий участок 56 на их внешних периферийных поверхностях на стороне конца основания. Направляющие участки 56 первых отдельных участков 22А режущего лезвия образованы более большими, при этом направляющие участки 56 вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных участков 22С режущего лезвия образованы более маленькими и одинаковыми. При извлечении бурового долота 10 для расширения диаметра из подготовленного отверстия H после образования участка Hb расширения диаметра отдельные участки 22 режущего лезвия устанавливаются обратно в их исходные положения с помощью направляющих участков 56 для обеспечения плавного извлечения бурового долота 10 для расширения диаметра.

[0047] Основные корпусы 51 режущего лезвия образованы алмазными режущими лезвиями, имеющими форму дуги в поперечном сечении. То есть основные корпусы 51 режущего лезвия имеют алмазный растачивающий участок 55 на их внешних перифериях помимо вышеуказанного направляющего участка 56. Таким образом, внутренняя периферийная поверхность подготовленного отверстия H растачивается по направлению наружу для образования участка Hb расширения диаметра предписанного размера. Отметим, что внутренние поверхности основных корпусов 51 режущего лезвия могут иметь вес или т.п. так, что к отдельным участкам 22 режущего лезвия прикладывается значительная центробежная сила.

[0048] Так как основные корпусы 51 режущего лезвия имеют форму дуги, их фактические растачивающие участки сдвигаются от всей дугообразной периферийной поверхности к средней части по мере раздвижения (см. Фиг. 4А-4С). То есть, так как сопротивление трению основных корпусов 51 режущего лезвия становится меньше по мере растачивания, растачивание может продвигаться плавно. Однако может быть возможно, что дугообразные внешние периферийные участки основных корпусов 51 режущего лезвия имеют дугу, имеющую более большую кривизну, чем кривизна дуги относительно центра вращения удерживающего режущее лезвие участка 23. В дополнение, концы вершины основных корпусов 51 режущего лезвия в периферийном направлении (концы вершины в направлении вращения) предпочтительно скошены для того, чтобы уменьшать сопротивление растачиванию в начале растачивания.

[0049] Далее будет дано описание, со ссылкой на Фиг. 1, 5А и 5B, операции расширения диаметра подготовленного отверстия H с помощью бурового долота 10 для расширения диаметра. В операции расширения диаметра предполагается, что подготовленное отверстие H образуют заранее в целевой бетонной структуре А или т.п. Отметим, что в этом случае бетонная структура А включает в себя основание, балку или т.п. помимо внешней стены, внутренней стены и плиты, изготовленных из бетона.

[0050] В операции расширения диаметра буровое долото 10 для расширения диаметра, прикрепленное к устройству 1 для расширения диаметра, сначала вставляют в подготовленное отверстие H так, чтобы заставлять остроконечный участок 45 участка 11 долота упираться в дно Ha отверстия подготовленного отверстия H. В дальнейшем приводят в действие электробур 2 для вращения бурового долота 10 для расширения диаметра. При вращении бурового долота для расширения диаметра 10 центробежная сила прикладывается к шести отдельным участкам 22 режущего лезвия, в результате чего отдельные участки 22 режущего лезвия 22 раздвигаются наружу (см. Фиг. 5A и 5B). Таким образом, растачивающие участки 55 вращающихся основных корпусов 55 режущего лезвия растачивают внутреннюю поверхность подготовленного отверстия H для образования участка Hb расширения диаметра в задней части подготовленного отверстия H.

[0051] В этом случае участок 21 режущего лезвия образован так, что шаги перемещения в радиальном направлении являются более длинными по порядку от первых отдельных участков 22А режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных участков 22С режущего лезвия. В связи с этим участок Hb расширения диаметра образуют в форме (форме по существу усеченного конуса), раздвигающейся поступенчато. Отметим, что хотя охлаждающую жидкость подают во время образования участка Hb расширения диаметра, она промывает подготовленное отверстие H и вытекает из участков 46 щели для ускорения раздвижения отдельных участков 22 режущего лезвия помимо охлаждения участка 21 режущего лезвия. То есть охлаждающая жидкость, к которой прикладывается центробежная сила, прижимает отдельные участки 22 режущего лезвия таким образом, чтобы рассеиваться радиально, и охлаждающая жидкость, попадающая к участкам 46 щели, функционирует в качестве смазки и ускоряет раздвижение отдельных участков режущего лезвия 22.

[0052] Как описано выше, согласно первому варианту выполнения участок 21 режущего лезвия образован так, что шаги перемещения в радиальном направлении являются более длинными по порядку от первых отдельных участков 22А режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных участков 22С режущего лезвия. В связи с этим участок Hb расширения диаметра может быть легко образован в форме по существу усеченного конуса. В дополнение, отдельные участки 22 режущего лезвия приводятся в раздвижение центробежной силой. В связи с этим конфигурация устройства может быть упрощена.

[0053] Отметим, что цилиндрический удерживающий участок 42 и приемник 26 удерживающего участка могут быть образованы за одно целое, и участок 41 фланца конца вершины может быть сцеплен с помощью резьбы с цилиндрическим удерживающим участком 42. В дополнение, число отдельных участков 22 режущего лезвия соответственных ступеней может быть равно трем или более, а число ступеней отдельных участков 22 режущего лезвия может быть равно четырем или более.

[0054] Далее будет дано описание, со ссылкой на Фиг. 6A и 6B, бурового долота 10 для расширения диаметра согласно второму варианту выполнения, фокусирующееся главным образом на различии между первым и вторым вариантами выполнения.

Как показано на фигурах, два отдельных участка 22 режущего лезвия соответственных ступеней участка 11 долота образованы в суженной форме, повторяющей суженную форму образованного участка Hb расширения диаметра, в буровом долоте 10 для расширения диаметра. То есть основные корпусы 51 режущего лезвия первых отдельных участков 22А режущего лезвия образованы в форме, повторяющей суженную форму верхней ступени участка Hb расширения диаметра, основные корпусы 51 режущего лезвия вторых отдельных участков 22B режущего лезвия образованы в форме, повторяющей суженную форму средней ступени участка Hb расширения диаметра, и основные корпусы 51 режущего лезвия третьих отдельных участков 22С режущего лезвия образованы в форме, повторяющей суженную форму нижней ступени участка Hb расширения диаметра.

[0055] Дополнительно, как и в первом варианте выполнения, участок режущего лезвия образован так, что шаги перемещения в радиальном направлении становятся длиннее по порядку от первых отдельных участков 22А режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных участков 22С режущего лезвия. То есть ребристые участки 52 первых отдельных участков 22А режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных участков 22С режущего лезвия образованы более длинными в этом порядке.

[0056] В буровом долоте 10 для расширения диаметра согласно второму варианту выполнения, описанному выше, каждый из первых отдельных участков 22А режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных участков 22С режущего лезвия выполняет операцию растачивания. В результате участок Hb расширения диаметра может быть образован в форме усеченного конуса в целом. В дополнение, так как отдельные участки 22 режущего лезвия образованы в суженной форме, вышеуказанные направляющие участки 56 могут быть исключены.

[0057] Далее будет дано описание, со ссылкой на Фиг. 7A и 7B, бурового долота 10 для расширения диаметра согласно третьему варианту выполнения, фокусирующееся главным образом на различии между первым и третьим вариантами выполнения.

Как показано на фигурах, два отдельные участка 22 режущего лезвия соответственных ступеней участка 11 долота имеют одинаковый шаг перемещения в радиальном направлении в буровом долоте 10 для расширения диаметра. То есть ребристые участки 52 первых отдельных участков 22А режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных участков 22С режущего лезвия образованы имеющими одинаковую длину.

[0058] В буровом долоте 10 для расширения диаметра согласно третьему варианту выполнения, описанному выше, каждый из первых отдельных участков 22А режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных участков 22С режущего лезвия выполняет операцию растачивания. В результате участок Hb расширения диаметра может быть образован в по существу цилиндрической форме в целом.

[0059] Далее будет дано описание, со ссылкой на Фиг. 8A и 8B, бурового долота 10 для расширения диаметра согласно четвертому варианту выполнения, фокусирующееся главным образом на различии между первым и четвертым вариантами выполнения.

Как показано на фигурах, удерживающий режущее лезвие участок 23 (цилиндрический удерживающий участок 42) участка 11 долота образован в форме, раздвигающейся поступенчато по направлению к его концу вершины в буровом долоте 10 для расширения диаметра. С другой стороны, как и в третьем варианте выполнения, ребристые участки 52 первых отдельных участков 22А режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных участков 22С режущего лезвия образованы имеющими одинаковую длину.

[0060] В буровом долоте 10 для расширения диаметра согласно четвертому варианту выполнения, описанному выше, каждый из первых отдельных участков 22А режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных участков 22С режущего лезвия выполняет операцию растачивания. В результате участок Hb расширения диаметра может быть образован в форме по существу усеченного конуса в целом.

[0061] Далее будет дано описание, со ссылкой на Фиг. 9A и 9B, бурового долота 10 для расширения диаметра согласно пятому варианту выполнения, фокусирующееся главным образом на различии между первым и пятым вариантами выполнения.

Как показано на фигурах, удерживающий режущее лезвие участок 23 (цилиндрический удерживающий участок 42) участка 11 долота образован в суженной форме, раздвигающейся по направлению к его концу вершины в буровом долоте 10 для расширения диаметра. В дополнение, соответственные отдельные участки 22 режущего лезвия имеют растачивающий участок 55, имеющий угол сужения, повторяющий угол сужения удерживающего режущее лезвие участка 23. То есть, как и во втором варианте выполнения, два отдельных участка 22 режущего лезвия соответственных ступеней образованы в суженной форме, повторяющей суженную форму образованного участка Hb расширения диаметра. Также в этом случае ребристые участки 52 первых отдельных участков 22А режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных 22С участков режущего лезвия образованы имеющими одинаковую длину.

[0062] В буровом долоте 10 для расширения диаметра согласно пятому варианту выполнения, описанному выше, каждый из первых отдельных участков 22А режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и третьих отдельных участков 22С режущего лезвия выполняет операцию растачивания. В результате, как и во втором варианте выполнения, участок Hb расширения диаметра может быть образован в по существу форме усеченного конуса в целом.

[0063] Далее будет дано описание, со ссылкой на Фиг. 10A и 10B, бурового долота 10 для расширения диаметра согласно шестому варианту выполнения, фокусирующееся главным образом на различии между первым и шестым вариантами выполнения.

Как показано на чертежах, трубка 18 для охлаждающей жидкости (трубка для охладителя), соединенная с каналом 17 потока внутри хвостовика, обеспечена на конце вершины участка 12 хвостовика в буровом долоте 10 для расширения диаметра. То есть участок 12 хвостовика шестого варианта выполнения имеет основной корпус 15 хвостовика, имеющий канал 17 потока внутри хвостовика и трубку 18 для охлаждающей жидкости, сообщающуюся с каналом 18 потока внутри хвостовика и продолжающуюся от конца вершины основного корпуса 15 хвостовика до положения, соответствующего третьим отдельным участкам 22 режущего лезвия удерживающего режущее лезвие участка 23.

[0064] Основной корпус 15 хвостовика имеет канал 17 потока внутри хвостовика в его центре вала, и конец вершины канала потока внутри хвостовика 17 немного сужен в диаметре. Трубка 18 для охлаждающей жидкости прикреплена к концу вершины канала 17 потока внутри хвостовика (основному корпусу 15 хвостовика). В этом случае трубка 18 для охлаждающей жидкости изготовлена из нержавеющей стали или т.п. и прикреплена к основному корпусу 15 хвостовика (каналу 17 потока внутри хвостовика) на ее конце основания посредством установки с прижимом или т.п. Отметим, что более предпочтительно подготавливать трубку 18 для охлаждающей жидкости, имеющую такой же внутренний диаметр, что и диаметр конца вершины канала 17 потока внутри хвостовика, расширять диаметр конца вершины канала 17 потока внутри хвостовика так, чтобы соответствовать внешнему диаметру трубки 18 для охлаждающей жидкости, и устанавливать с прижимом трубку 18 для охлаждающей жидкости в расширенный конец вершины. Отметим, что ребристые участки 52 отдельных участков 22 режущего лезвия шестого варианта выполнения, разумеется, образованы более короткими на половину радиуса трубки 18 для охлаждающей жидкости.

[0065] В такой конфигурации охлаждающая жидкость выпускается из конца вершины трубки 18 для охлаждающей жидкости в удерживающий режущее лезвие участок 23. Охлаждающая жидкость, выпускаемая из трубки 18 для охлаждающей жидкости, течет через подготовленное отверстие H по направлению к открытому участку по порядку от третьих отдельных участков 22С режущего лезвия, вторых отдельных участков 22B режущего лезвия и первых отдельных участков 22А режущего лезвия через участки 46 щели. Таким образом, так как охлаждающая жидкость плавно протекает через подготовленное отверстие H, соответственные отдельные участки 22 режущего лезвия могут эффективно охлаждаться.

[0066] Отметим, что основной корпус 15 хвостовика и трубка 18 для охлаждающей жидкости могут быть образованы за одно целое. В дополнение, маленькие отверстия могут быть надлежащим образом просверлены в периферийной стеновой поверхности трубки 18 для охлаждающей жидкости. Например, может быть возможно сверлить маленькие отверстия так, чтобы соответствовать вторым отдельным участкам 22B режущего лезвия и первым отдельным участкам 22А режущего лезвия, и ускорять раздвижение соответственные отдельных участков 22 режущего лезвия с помощью охлаждающей жидкости, к которой прикладывается центробежная сила.

[0067] 1. Устройство сверления

2. Электробур

3. Насадка для охлаждающей жидкости

10. Буровое долото для расширения диаметра

11. Участок долота

12. Участок хвостовика

15. Основной корпус хвостовика

17. Канал потока внутри хвостовика

18. Трубка для охлаждающей жидкости

21. Участок режущего лезвия

22. Отдельный участок режущего лезвия

22А. Первый отдельный участок режущего лезвия

22B. Второй отдельный участок режущего лезвия

22С. Третий отдельный участок режущего лезвия

23. Удерживающий режущее лезвие участок

25. Основной корпус удерживающего участка

26. Приемник удерживающего участка

41. Участок фланца конца вершины

42. Цилиндрический удерживающий участок

43. Цилиндрический участок резьбы

45. Остроконечный участок

46. Участок щели

51. Основной корпус режущего лезвия

52. Ребристый участок

53. Предотвращающий выпадение участок

55. Растачивающий участок

56. Направляющий участок

А. Бетонная структура

H. Подготовленное отверстие

Ha. Дно отверстия

Hb. Участок расширения диаметра

Группа изобретений относится к буровым долотам для расширения диаметра. Технический результат заключается в повышении эффективности расширения диаметра путем растачивания. Буровое долото, вставляемое для использования в подготовленное отверстие, просверленное в структуре, содержит: участок режущего лезвия, который имеет множество отдельных участков режущего лезвия, используемых для растачивания части подготовленного отверстия; удерживающий режущее лезвие участок, который удерживает с возможностью скольжения множество отдельных участков режущего лезвия в радиальном направлении; и участок хвостовика, который поддерживает удерживающий режущее лезвие участок. Множество отдельных участков режущего лезвия расположены в периферийном направлении и расположены на множестве ступеней в направлении вала. Множество отдельных участков режущего лезвия соответствующих ступеней приводятся в скольжение под действием центробежной силы, возникающей в результате вращения, так, чтобы раздвигаться наружу в радиальном направлении в отношении удерживающего режущее лезвие участка. Множество отдельных участков режущего лезвия соответственных ступеней имеют различные шаги перемещения в радиальном направлении. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Буровое долото для расширения диаметра, вставляемое для использования в подготовленное отверстие, просверленное в структуре, и используемое для расширения диаметра части подготовленного отверстия путем растачивания, содержащее:

участок режущего лезвия, который имеет множество отдельных участков режущего лезвия, используемых для растачивания части подготовленного отверстия;

удерживающий режущее лезвие участок, который удерживает с возможностью скольжения множество отдельных участков режущего лезвия в радиальном направлении; и

участок хвостовика, который поддерживает удерживающий режущее лезвие участок, причем

множество отдельных участков режущего лезвия расположены в периферийном направлении и расположены на множестве ступеней в направлении вала,

множество отдельных участков режущего лезвия соответствующих ступеней приводятся в скольжение под действием центробежной силы, возникающей в результате вращения, так, чтобы раздвигаться наружу в радиальном направлении в отношении удерживающего режущее лезвие участка, и

множество отдельных участков режущего лезвия соответственных ступеней имеют различные шаги перемещения в радиальном направлении.

2. Буровое долото для расширения диаметра по п. 1, в котором

шаги перемещения соответствующих ступеней установлены более длинными поступенчато по направлению к концу вершины.

3. Буровое долото для расширения диаметра, вставляемое для использования в подготовленное отверстие, просверленное в структуре, и используемое для расширения диаметра части подготовленного отверстия путем растачивания, содержащее:

участок режущего лезвия, который имеет множество отдельных участков режущего лезвия, используемых для растачивания части подготовленного отверстия;

удерживающий режущее лезвие участок, который удерживает с возможностью скольжения множество отдельных участков режущего лезвия в радиальном направлении; и

участок хвостовика, который поддерживает удерживающий режущее лезвие участок, причем

множество отдельных участков режущего лезвия расположены в периферийном направлении и расположены на множестве ступеней в направлении вала,

множество отдельных участков режущего лезвия соответствующих ступеней приводятся в скольжение под действием центробежной силы, возникающей в результате вращения, так, чтобы раздвигаться наружу в радиальном направлении в отношении удерживающего режущее лезвие участка,

множество отдельных участков режущего лезвия соответственных ступеней имеют одинаковый шаг перемещения в радиальном направлении, и

удерживающий режущее лезвие участок образован в форме, раздвигающейся по направлению к его концу вершины.

4. Буровое долото для расширения диаметра по любому из пп. 1-3, в котором

соответствующие отдельные участки режущего лезвия имеют направляющий участок, который направляет извлечение бурового долота для расширения диаметра из участка расширения диаметра, образованного в подготовленном отверстии, на внешней периферийной поверхности на его стороне конца основания.

5. Буровое долото для расширения диаметра по любому из пп. 1-3, в котором

удерживающий режущее лезвие участок имеет остроконечный участок, который выступает коаксиально с удерживающим режущее лезвие участком, на его конце вершины, и

остроконечный участок изготовлен из материала цементированного карбида.

6. Буровое долото для расширения диаметра по любому из пп. 1-3, в котором

удерживающий режущее лезвие участок имеет множество участков отверстия под режущее лезвие, которые удерживают с возможностью скольжения множество отдельных участков режущего лезвия соответствующих ступеней, и

соответствующие отдельные участки режущего лезвия имеют

основной корпус режущего лезвия, который включает в себя растачивающий участок, имеющий форму дуги в поперечном сечении,

ребристый участок, который поддерживает основной корпус режущего лезвия и сцепляется с возможностью скольжения с участком отверстия под режущее лезвие в радиальном направлении, и

предотвращающий выпадение участок, который обеспечен на ребристом участке и предотвращает выпадение ребристого участка из участка отверстия под режущее лезвие.

7. Буровое долото для расширения диаметра по любому из пп. 1-3, в котором

множество отдельных участков режущего лезвия соответствующих ступеней образовано двумя отдельными участками режущего лезвия, расположенными в положениях с точечной симметрией на 180°.

8. Буровое долото для расширения диаметра по любому из пп. 1-3, в котором

участок хвостовика имеет

основной корпус хвостовика, который имеет канал потока внутри хвостовика, используемый для подачи охладителя к участкам режущего лезвия с помощью удерживающего режущее лезвие участка, и

трубку для охладителя, сообщающуюся с каналом потока внутри хвостовика и продолжается от конца вершины основного корпуса хвостовика до положения, соответствующего множеству отдельных участков режущего лезвия ступени конца вершины удерживающего режущее лезвие участка.