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DE69830107T2 - Drehbohr-Fräsmeissel mit Bohrflüssigkeitsdüsen - Google Patents

Drehbohr-Fräsmeissel mit Bohrflüssigkeitsdüsen Download PDF

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DE69830107T2
DE69830107T2 DE69830107T DE69830107T DE69830107T2 DE 69830107 T2 DE69830107 T2 DE 69830107T2 DE 69830107 T DE69830107 T DE 69830107T DE 69830107 T DE69830107 T DE 69830107T DE 69830107 T2 DE69830107 T2 DE 69830107T2
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DE
Germany
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wings
drill bit
wing
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Steven Cheltenham Taylor
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ReedHycalog UK Ltd
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Camco International UK Ltd
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Description

  • Die Erfindung betrifft Rotary-Blattmeißel für eine Verwendung beim Bohren oder Kernbohren von Löchern in unterirdischen Formationen und von der Ausführung, die aufweist: einen Meißelkörper mit einer Stirnfläche und einem Schaft für das Verbinden mit einem Bohrgestänge; eine Vielzahl von Flügeln, die von der Stirnfläche des Meißelkörpers aufrechtstehen und sich nach außen weg von der Mittelachse der Drehung des Meißels erstrecken; eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen, die an jedem Flügel montiert sind; und eine Vielzahl von Düsen im Meißelkörper für das Zuführen von Flüssigkeit zu dessen Stirnfläche für das Kühlen und Reinigen der Schneidwerkzeuge. Jedes Schneidwerkzeug kann ein Vorformschneidelement der Ausführung umfassen, die eine vordere Belagplatte aus superhartem Material aufweist, die mit einem weniger harten Träger verbunden ist. Das Schneidelement kann auf einem Halter montiert werden, ebenfalls aus einem Material, das weniger hart ist als das superharte Material, das am Körper des Bohrmeißels montiert ist, beispielsweise gesichert innerhalb einer Innenaussparung im Meißelkörper. Alternativ kann das Schneidelement direkt am Meißelkörper montiert werden; beispielsweise kann der Träger von einer ausreichenden axialen Länge sein, so daß er selbst innerhalb einer Innenaussparung im Meißelkörper gesichert werden kann.
  • Bei Blattmeißeln dieser Ausführung kann der Meißelkörper aus Metall, im allgemeinen Stahl, gefertigt werden, und die Innenaussparungen für das Aufnehmen der Halter oder der Schneidelemente selbst werden im Meißelkörper spanend bearbeitet. Alternativ kann der Meißelkörper aus Wolframkarbidgrundmaterial bei Anwendung eines Pulvermetallurgieverfahrens geformt werden.
  • Bei Blattmeißeln nach dem bisherigen Stand der Technik, wo die Schneidwerkzeuge an Flügeln montiert sind, die sich nach außen weg von der Drehungsachse des Meißels erstrecken, ist es üblich, daß jeder Flügel an seinem äußeren Ende mit einer entsprechenden Stoßeinrichtung verbunden ist, die bei Benutzung mit der umgebenden Wand des zu bohrenden Bohrloches in Eingriff kommt. Die Stoßeinrichtungen sind um einen peripheren Dickenabschnitt des Meißels so beabstandet, daß zwischen den Stoßeinrichtungen Abfallschlitze definiert werden, durch die Bohrflüssigkeit von der Stirnfläche des Meißels aus zum Kreisring zwischen dem Bohrgestänge und den Wänden des Bohrloches fließt. Da es wünschenswert ist, daß die Schneidwerkzeuge auf den Flügeln ein Schnittprofil definieren, das sich über im wesentlichen die gesamte untere Fläche des Bohrloches erstreckt, ist es erforderlich, daß sich mindestens einige der Flügel im wesentlichen über die gesamte Strecke von der Mitte der Stirnfläche des Meißels nach außen bis zur Dicke des Meißels erstrecken. Eine derartige Anordnung behindert jedoch den Fluß der Bohrflüssigkeit über die Flügel in der Umfangsrichtung. Ebenfalls, wenn die Gesamtanzahl der Flügel verringert wird, um den Schneidwirkungsgrad zu verbessern, kann die Stabilität des Meißels gefährdet werden. Die vorliegende Erfindung erklärt daher die Bereitstellung einer neuartigen Anordnung von Flügeln bei einem Blattmeißel, wobei die Nachteile der Konstruktionen nach dem bisherigen Stand der Technik verringert oder überwunden werden können.
  • Das US 1914734 beschreibt eine Anordnung mit scharfen Schneidflügeln, deren primäre Flügel sich bis zu einer Dicke erstrecken, deren sekundäre Flügel in Positionen kurz vor der Dicke enden. Das US 5361859 , GB 2294712 und US 4714120 beschreiben gleichermaßen Anordnungen, bei denen sekundäre Flügel an Stellen kurz vor oder lange vor der Dicke enden.
  • Entsprechend der Erfindung wird ein Blattmeißel für das Bohren von Löchern in unterirdischen Formationen bereitgestellt, der aufweist: einen Meißelkörper mit einer Stirnfläche und einem Schaft für das Verbinden mit einem Bohrgestänge; eine Vielzahl von Flügeln, die von der Stirnfläche des Meißelkörpers aufrechtstehen und sich nach außen weg von der Mittelachse der Drehung des Meißels erstrecken; und eine Vielzahl von Düsen im Meißelkörper für das Zuführen von Flüssigkeit zu dessen Stirnfläche, wobei die Flügel eine Vielzahl von primären Flügeln, deren äußeren Enden um einen peripheren Dickenabschnitt des Meißels beabstandet sind, und eine Vielzahl von sekundären Flügeln umfassen, die peripher zwischen benachbarten primären Flügeln beabstandet sind, wobei jeder sekundäre Flügel ein äußerses Ende aufweist, das an einer Stelle nach innen vom Dickenabschnitt des Meißels endet; und dadurch gekennzeichnet, daß die sekundären Flügel jeweils am äußeren Umfang der Stirnfläche des Meißelkörpers enden, wenn axial vom Bohrmeißel betrachtet wird, wobei eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen an jedem Flügel montiert ist, wobei eine der vorangehend erwähnten Düsen benachbart einem jeden der primären und sekundären Flügel angeordnet ist, um so Flüssigkeit zu liefern, um die Schneidwerkzeuge darauf abzukühlen und zu reinigen.
  • Die äußeren Enden der primären Flügel können sich mit entsprechenden Stoßeinrichtungen verbinden, die bei Verwendung mit der umgebenden Wand des zu bohrenden Bohrloches in Eingriff kommen. Zwischen den Stoßeinrichtungen können Abfallschlitze definiert werden, durch die Bohrflüssigkeit von der Stirnfläche des Meißels aus fließt.
  • Daher können jeder primäre Flügel und ein dazugehörender sekundärer Flügel, obgleich sie peripher beabstandet sind, hinsichtlich ihres kombinierten Beitrages zum Schnittprofil einem einzelnen Flügel äquivalent sein, der sich kontinuierlich von der Mitte des Meißelkörpers zur Dicke erstreckt, aber die Trennung der Flügel erleichtert den Fluß der Bohrflüssigkeit über die und zwischen den Flügeln. Ebenfalls wird das Bohrklein, das vom sekundären Flügel durch den Fluß der Bohrflüssigkeit weggewaschen wird, zu einem anderen Bereich des dazugehörenden Abfallschlitzes abgelenkt als das Bohrklein vom dazugehörenden primären Flügel, wodurch der Fluß des Bohrkleins nach oben durch den Abfallschlitz begünstigt wird. Ebenfalls kann die vergrößerte Anzahl von Flügeln die Stabilität des Bohrmeißels verbessern und die Schwingung verringern.
  • Die Anzahl der sekundären Flügel kann gleich der Anzahl der primären Flügel sein, wobei sich die sekundären Flügel mit den primären Flügeln um die Drehungsachse des Meißelkörpers abwechseln. Bei bevorzugten Anordnungen sind zwei oder drei primäre Flügel und die gleiche Anzahl von sekundären Flügeln vorhanden.
  • Jeder primäre Flügel kann ein inneres Ende aufweisen, das nach außen von der Drehungsachse des Meißels beabstandet ist, und das innere Ende eines jeden primären Flügels ist vorzugsweise näher an der Drehungsachse des Meißels als das äußere Ende eines dazugehörenden sekundären Flügels. Das innere Ende eines jeden primären Flügels ist ebenfalls vorzugsweise weiter von der Drehungsachse des Meißels entfernt als das innere Ende des dazugehörenden sekundären Flügels.
  • Mindestens einer der sekundären Flügel kann ein inneres Ende aufweisen, das auf der oder benachbart der Drehungsachse des Meißels angeordnet ist. Mindestens zwei der sekundären Flügel können an ihren inneren Enden verbunden sein.
  • Die primären und sekundären Flügel entsprechend der Erfindung können die einzigen Flügel am Meißelkörper bilden.
  • Vorzugsweise sind die Schneidwerkzeuge auf den Flügeln mit unterschiedlichen Abständen von der Drehungsachse des Meißelkörpers angeordnet, um so ein im wesentlichen kontinuierliches Schnittprofil zu definieren, das sich über im wesentlichen die gesamte untere Fläche des zu bohrenden Bohrloches erstreckt.
  • Bei jeder beliebigen der vorangehenden Anordnungen entsprechend der Erfindung kann jedes Schneidelemente ein Vorformschneidelement sein, das eine vordere Belagplatte aus superhartem Material aufweist, die mit einem weniger harten Träger verbunden ist.
  • Das Schneidelement kann im wesentlichen zylindrisch sein, wobei der Träger eine ausreichende axiale Länge aufweist, um innerhalb einer zylindrischen Innenaussparung im Meißelkörper aufgenommen und gesichert zu werden.
  • Jedes Schneidelement kann einen im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, und es kann eine im wesentlichen geradlinige Schneidkante aufweisen, die durch eine im wesentlichen flache Abschrägung in der Belagplatte und dem Träger gebildet wird, die zur Vorderfläche der Belagplatte geneigt ist, während sie sich von dort aus nach hinten erstreckt.
  • Bei jeder beliebigen Anordnung entsprechend der Erfindung können die Schneidwerkzeuge Schneidwerkzeuge von unterschiedlicher Größe und/oder Form umfassen. Beispielsweise können die Schneidwerkzeuge auf mindestens einem Flügel von einer unterschiedlichen Größe und/oder Form zu den Schneidwerkzeugen auf mindestens einem anderen Flügel sein. Die Schneidwerkzeuge auf mindestens einem Flügel können ebenfalls aus dem Meißelkörper in einem stärkeren Umfang vorstehen als die Schneidwerkzeuge auf mindestens einem anderen Flügel.
  • Das Folgende ist eine detailliertere Beschreibung der Ausführungen der Erfindung als Beispiel, wobei man sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, die zeigen:
  • 1 eine zeichnerische perspektivische Darstellung eines Blattmeißels, der die Erfindung einschließt;
  • 2 eine Stirnseitenansicht des Bohrmeißels aus 1;
  • 3 eine Seitenansicht des Bohrmeißels aus 1;
  • 4 eine zeichnerische Schnittdarstellung durch eine Schneidkonstruktion des in 1 bis 3 gezeigten Bohrmeißels;
  • 5 und 6 gleiche Darstellungen wie 2 von alternativen Formen des Bohrmeißels, von denen nur der Bohrmeißel aus 6 die Erfindung einschließt.
  • Mit Bezugnahme auf 1 bis 4 weist der Blattmeißel einen Meißelkörper 70 mit einer Stirnfläche 71 auf und ist mit einem kegelförmigen Gewindestift 72 für das Verbinden des Bohrmeißels mit einem Bohrgestänge in bekannter Weise ausgebildet. Die Stirnfläche 71 des Bohrmeißels ist mit vier aufrechtstehenden Flügeln 73, 74 ausgebildet, die sich von der mittleren Längsachse der Drehung des Bohrmeißels nach außen weg erstrecken. Die inneren zwei Flügel 74 sind in der Mitte des Meißels verbunden, wohingegen die äußeren zwei Flügel 73 breit getrennt und mit entsprechenden Stoßeinrichtungen 75 verbunden sind, die bei Verwendung mit den Wänden des zu bohrenden Bohrloches in Eingriff kommen, um so den Bohrmeißel innerhalb des Bohrloches zu stabilisieren. Jeder innere Flügel 74 ist mit zwei beabstandeten Schneidwerkzeugen 76 und jeder äußere Flügel 73 mit drei beabstandeten Schneidwerkzeugen 76 ausgebildet.
  • Jedes Schneidwerkzeug 76 ist im allgemeinen zylindrisch und ist ein Vorformschneidwerkzeug, das eine vordere Belagplatte 77 (siehe 4) aus polykristallinem Diamant aufweist, die mit einem zylindrischen Träger 78 aus Wolframkarbidhartmetall verbunden ist. Der Träger wird in einer Innenaussparung im entsprechenden Flügel 73 oder 74 aufgenommen und gesichert.
  • Jedes Schneidwerkzeug 76 wird mit einer geneigten Abschrägung 79 gebildet, die zur Vorderfläche der Belagplatte 77 geneigt ist, um so eine im allgemeinen geradlinige Schneidkante 80 zu bilden.
  • Der Zweck der geneigten Abschrägung 79 am Schneidwerkzeug 76 ist die Begrenzung der Tiefe des Schnittes der Schneidwerkzeuge. Dieses charakteristische Merkmal verringert die Eindringgeschwindigkeit des Bohrmeißels und verringert daher die Menge des Bohrkleins (Splitter oder Späne), die mit Bezugnahme auf die Zeit und den Flüssigkeitsstrom erzeugt wird. Das erleichtert daher das Entfernen des Bohrkleins, während es gebildet wird.
  • Die Schneidwerkzeuge 76 sind in unterschiedlichen Abständen von der Drehungsachse des Bohrmeißels angeordnet, so daß, während sich der Meißel dreht, die Schneidwerkzeuge dazwischen über die gesamte untere Fläche des Bohrloches schwenken, um so ein im wesentlichen kontinuierliches Schnittprofil zu definieren.
  • Auf der Vorderseite eines jeden Flügels 73, 74 ist in der Vorderfläche 71 des Bohrmeißels eine Düse 81 für das Zuführen von Bohrflüssigkeit zur Oberfläche des Bohrmeißels montiert. Wie gut bekannt ist, wird Bohrflüssigkeit unter Druck von der Oberfläche zum Bohrloch durch das Bohrgestänge und durch einen mittleren Durchgang im Meißelkörper und Nebendurchgänge zugeführt, die zu den Düsen 81 führen. Der Zweck der Bohrflüssigkeit ist das Abkühlen und Reinigen der Schneidwerkzeuge und das Zurückführen von Bohrklein oder Splittern zur Oberfläche, die durch die Schneidwerkzeuge aus der Formation entfernt werden. Bohrflüssigkeit, die aus den Düsen austritt, fließt normalerweise nach außen über die Vorderfläche des Meißelkörpers, um so zur Oberfläche durch den Kreisring zwischen dein Bohrgestänge und der umgebenden Formation des Bohrloches zurückgeführt zu werden.
  • Bei einer üblichen Anordnung nach dem bisherigen Stand der Technik liegen die Schneidwerkzeuge auf den Flügeln in die Kanäle hinein, die zwischen den Flügeln definiert werden, wobei sich die Schneidwerkzeuge nach außen von der Achse des Bohrmeißels zu den Abfallschlitzen am Umfang erstrecken. Die Düsen sind angeordnet und ausgerichtet, um das Fließen der Flüssigkeit nach außen längs dieser Kanäle zu bewirken, und um, wenn das erfolgt, über die Schneidwerkzeuge zu waschen, um sie zu reinigen und abzukühlen. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird jedoch eine Einrichtung für das Lenken des Flusses der Bohrflüssigkeit spezieller zu den einzelnen Schneidwerkzeugen bereitgestellt.
  • Wie es am besten in 1 und in 4 zu sehen ist, ist jede Düse 81 benachbart den stromabwärts gelegenen Enden der zwei oder drei Nuten 82 angeordnet, die in der Vorderfläche des dazugehörenden Flügels 73 oder 74 ausgebildet sind, und die ausgerichtet sind, um die Flüssigkeit von der Düse 81 zu den entsprechenden Schneidwerkzeugen 76 auf dem Flügel zu lenken.
  • Wie am besten in 4 zu sehen ist, wird die aus der Düse 81 austretende Flüssigkeit längs einer jeden der Nuten 82 gelenkt, wie durch die Pfeile 83 gezeigt wird, um so auf ein Bohrklein 84 aufzutreffen, das aus der Formation 85 durch das Schneidwerkzeug 76 gehoben wird. Der Flüssigkeitsdruck des Flüssigkeitsstrahles dient dazu, das Bohrklein 84 in kleinere Splitter aufzubrechen, so daß es leichter von der Oberfläche der Formation gelöst und im Fluß der Bohrflüssigkeit mitgerissen wird.
  • Die Anordnung aus 1 bis 4 ist besonders bei Bohrmeißeln für das Bohren von weichen und haftenden Formationen vorteilhaft, wie beispielsweise plastischem Schiefer. Die Bereitstellung der Nuten 82 konzentriert die Wasserkraft in der Bohrflüssigkeit, die aus jeder Düse austritt, direkt auf die einzelnen Schneidwerkzeuge. Die Nuten spalten den Fluß von jeder Düse auf und bilden einzelne Flüssigkeitsstrahle, die auf das Bohrklein der Formation auftreffen, das durch das Schneidwerkzeug entfernt wird.
  • Obgleich die Anordnung eine separate Nut 82 zur jedes Schneidwerkzeug zeigt, sind Anordnungen möglich, wo eine Nut zwei oder mehr dicht benachbarte Schneidwerkzeuge bedienen kann, obgleich die beschriebene Anordnung bevorzugt wird. Obgleich die in 1 bis 3 gezeigte Schneidwerkzeuganordnung bevorzugt wird, kann die Anzahl und der Typ des Schneidwerkzeuges bei jedem Flügel variiert werden.
  • 5 ist eine zeichnerische Stirnseitendarstellung einer Form des Blattmeißels, die nicht die Erfindung einschließt. Der Bohrmeißel weist einen Meißelkörper 100 mit einer Stirnfläche 101 auf, auf der drei aufrechtstehende Flügel 102 gebildet werden, die in der Nähe der Achse des Meißels verbunden werden und sich nach außen weg von der mittleren Längsachse erstrecken, um sich im Dickenbereich des Meißels mit entsprechenden Stoßeinrichtungen 103 zu verbinden, die um die Dicke des Meißels beabstandet sind, um dazwischen Abfallschlitze 104 zu definieren. Auf jedem Flügel sind vier beabstandete Schneidwerkzeuge 105 montiert, die Vorformschneidwerkzeuge der vorangehend bechriebenen Ausführung sein können. Wie bei der vorhergehenden Anordnung sind die Schneidwerkzeuge 105 mit unterschiedlichen Abständen von der Drehungsachse des Meißels angeordnet, so daß, während sich der Meißel dreht, die Schneidwerkzeuge dazwischen über die gesamte untere Fläche des Bohrloches schwenken, um so ein im wesentlichen kontinuierliches Schnittprofil zu definieren.
  • In der Vorderfläche 101 des Meißelkörpers kann eine Düse 106 für das Zuführen von Flüssigkeit zu den Schneidwerkzeugen auf dem dazugehörenden Flügel montiert werden. Um Flüssigkeit von jeder Düse 106 zu den dazugehörenden Schneidwerkzeugen 105 zu lenken, kann die Vorderfläche eines jeden Flügels 102 mit einer Gruppe von Nuten für das Lenken der Flüssigkeit von einer einzelnen Düse zu einer Vielzahl von Schneidwerkzeugen ausgebildet sein.
  • 6 zeigt eine abgewandelte und verbesserte Form der Flügelanordnung für einen Blattmeißel, die die Vorteile der Anordnung aus 5 liefert, während die Nachteile eines derartigen Meißels verringert oder eliminiert werden, wie er vorangehend beschrieben wird.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist die Vorderfläche 108 des Meißelkörpers 107 in 6 mit sechs aufrechtstehenden Flügeln ausgebildet, die drei primäre Flügel 109 aufweisen, zwischen denen peripher beabstandet drei sekundäre Flügel 110 vorhanden sind, von denen ein jeder mit einem speziellen primären Flügel verbunden ist. Jeder Flügel trägt zwei Schneidwerkzeuge 111, und eine Düse (nicht gezeigt) ist mit jedem Flügel verbunden, um Bohrflüssigkeit zu den zwei Schneidwerkzeugen auf dem Flügel zu lenken, wobei eine Anordnung von Nuten in der Vorderfläche des Flügels benutzt wird, um die Flüssigkeit zu den Schneidwerkzeugen zu lenken, wie bei den vorangehend beschriebenen Anordnungen.
  • Die primären Flügel 109 verbinden sich mit Stoßeinrichtungen 112, die mit den Wänden des Bohrloches in Eingriff kommen und um den Dickenabschnitt des Meißels beabstandet sind, um zwischen sich Abfallschlitze 113 zu definieren, durch die Bohrflüssigkeit dem Kreisring zwischen dem Bohrgestänge und den Wänden des Bohrloches zugeführt wird. Jeder primäre Flügel 109 erstreckt sich über nur einen kurzen Abstand nach innen von seiner dazugehörenden Stoßeinrichtung in Richtung der Achse des Bohrmeißels.
  • Bei dem in 6 gezeigten Bohrmeißel ist jeder sekundäre Flügel 110 mit dem primären Flügel verbunden, der nach hinten davon mit Bezugnahme auf die normale Drehungsrichtung des Bohrmeißels angeordnet ist. Andere Anordnungen sind jedoch möglich, und der primäre Flügel könnte nach vorn von seinem dazugehörenden sekundären Flügel angeordnet werden oder tatsächlich in irgendeiner anderen relativen peripheren Position auf der Fläche des Bohrmeißels.
  • Jeder sekundäre Flügel ist in einer radialen Position, die die radiale Position seines dazugehörenden primären Flügels überdeclt, und jedes Schneidwerkzeug auf dem sekundären Flügel ist näher zur Drehungsachse des Meißels angeordnet als das entsprechende Schneidwerkzeug auf dem dazugehörenden primären Flügel. Jeder sekundäre Flügel endet am äußeren Umfang des Meißelkörpers 107 und nach innen von den äußeren formationseingreifenden Flächen der Stoßeinrichtungen 112.
  • Daher ist jeder primäre Flügel 109 in Kombination mit seinem dazugehörenden sekundären Flügel 110, so weit wie es seinen Beitrag zum Schnittprofil betrifft, einem der Flügel 102 der Anordnung aus 5 äquivalent. Der Bohrmeißel aus 6 ist in anderer Hinsicht ein sechsflügeliger Meißel, der Vorteile hinsichtlich der Stabilität und des Fehlens einer Schwingung liefert. Ebenfalls, da die sekundären Flügel sowohl peripher als auch radial mit Bezugnahme auf ihre dazugehörenden primären Flügel verschoben werden, kann Bohrflüssigkeit leichter über die und zwischen den Flügeln in der peripheren Richtung fließen, wodurch das Reinigen und Abkühlen der Schneidwerkzeuge verbessert wird. In der Anordnung in 5 wird das Bohrklein, das von jedem der Flügel 102 abgelenkt wird, dazu neigen, durch den gleichen Bereich des damit verbundenen Abfallschlitzes 104 hindurchzugehen. In der Anordnung in 6, da die primären und sekundären Flügel peripher beabstandet sind, wird das Bohrklein, das von jenen Flügeln abgelenkt wird, durch unterschiedliche Bereiche des damit verbundenen Abfallschlitzes 113 hindurchgehen, wodurch wiederum das Entfernen des Bohrkleins vom Meißel verbessert wird.
  • Gleiche Bemerkungen betreffen die Flügelanordnung des in 1 bis 3 gezeigten Bohrmeißels, wobei die äußeren Flügel 73 primäre Flügel und die inneren Flügel 74 sekundäre Flügel sind, so daß der vierflügelige Meißel in bestimmter Hinsicht einem zweiflügeligen Meißel äugivalent ist, wo sich jeder Flügel kontinuierlich von einer Stoßeinrichtung 75 nach innen in Richtung der Drehungsachse des Meißels erstreckt.
  • In den vorangehend beschriebenen Anordnungen sind alle Schneidwerkzeuge auf allen Flügeln von gleichem Typ, gleicher Größe und Form. Es sind jedoch Anordnungen möglich, wo die Schneidwerkzeuge hinsichtlich Größe, Typ und/oder Form variieren. Daher können kreisförmige Schneidwerkzeuge, wie in 6 gezeigt wird, mit teilkreisförmigen abgeschrägten Schneidwerkzeugen der Ausführung kombiniert werden, die in der Anordnung in 1 bis 3 zur Anwendung kommt. Es können ebenfalls Schneidwerkzeuge von unterschiedlichem Durchmesser eingesetzt werden. Schneidwerkzeuge von unterschiedlichen Formen, anders als kreisförmig oder teilkreisförmig, können ebenfalls eingesetzt werden. Es können ebenfalls Schneidwerkzeuge in der Erfindung eingesetzt werden, die nicht Vorformschneidwerkzeuge der Ausführung sind, die mit Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben wird.
  • Beispielsweise können bestimmte Schneidwerkzeuge von der bekannten Ausführung sein, die Teilchen oder kleine Körper aus natürlichem oder synthetischem Diamant aufweist, die in den Körpern aus weniger hartem Material imprägniert sind, wie beispielsweise Wolframkarbid.
  • Bohrmeißel entsprechend der Erfindung können Schneidwerkzeuge eines unterschiedlichen Typs, einer unterschiedlichen Größe und/oder Form auf verschiedenen Flügeln aufweisen. Beispielsweise können die Schneidwerkzeuge auf den primären Flügeln von einem Typ, einer Größe oder Form sein, wobei die Schneidwerkzeuge auf den sekundären Flügeln von einem anderen Typ, einer anderen Größe oder Form sind.
  • Bei den Anordnungen entsprechend der Erfindung können ebenfalls einige der Schneidwerkzeuge in einem stärkeren Maß aus dem Meißelkörper herausragen als andere Schneidwerkzeuge. Das heißt, einige der Schneidwerkzeuge können niedriger als andere eingesetzt werden, so daß ihre Schneidkanten nach innen von dem Schnittprofil liegen, das durch die Schneidkanten der anderen Schneidwerkzeuge definiert wird. Beispielsweise können die Schneidwerkzeuge auf den primären Flügeln in einem stärkeren Maß aus dem Meißelkörper herausragen als die Schneidwerkzeuge auf den sekundären Flügeln.

Claims (20)

  1. Blattmeißel für das Bohren von Löchern in unterirdischen Formationen, der aufweist: einen Meißelkörper (70) mit einer Stirnfläche (71) und einem Schaft (72) für das Verbinden mit einem Bohrgestänge; eine Vielzahl von Flügeln (73, 74), die von der Stirnfläche des Meißelkörpers aufrechtstehen und sich nach außen weg von der Mittelachse der Drehung des Meißels erstrecken; und eine Vielzahl von Düsen (81) im Meißelkörper für das Zuführen von Flüssigkeit zu dessen Stirnfläche, wobei die Flügel eine Vielzahl von primären Flügeln (73), deren äußeren Enden um einen peripheren Dickenabschnitt des Meißels beabstandet sind, und eine Vielzahl von sekundären Flügeln (74) umfassen, die peripher zwischen benachbarten primären Flügeln beabstandet sind, wobei eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen an jedem Flügel montiert ist, wobei eine der vorangehend erwähnten Düsen (81) benachbart einem jeden der primären und sekundären Flügel angeordnet ist, um so Flüssigkeit zu liefern, um die Schneidwerkzeuge darauf abzukühlen und zu reinigen, und dadurch gekennzeichnet, daß die sekundären Flügel jeweils am äußeren Umfang der Stirnfläche (107) des Meißelkörpers enden, wenn axial vom Bohrmeißel betrachtet wird.
  2. Bohrmeißel nach Anspruch 1, bei dem die äußeren Enden der primären Flügel (73) entsprechende Stoßeinrichtungen (75) verbinden, die bei Verwendung mit der umgebenden Wand des zu bohrenden Bohrloches in Eingriff kommen.
  3. Bohrmeißel nach Anspruch 2, bei dem zwischen den Stoßeinrichtungen (75) Abfallschlitze definiert werden, durch die Bohrflüssigkeit von der Stirnfläche des Meißels aus fließt.
  4. Bohrmeißel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Anzahl der sekundären Flügel (74) gleich der Anzahl der primären Flügel (73) ist, wobei sich die sekundären Flügel mit den primären Flügeln um die Drehungsachse des Meißelkörpers herum abwechseln.
  5. Bohrmeißel nach Anspruch 4, bei dem zwei primäre Flügel (73) und zwei sekundäre Flügel (74) vorhanden sind.
  6. Bohrmeißel nach Anspruch 4, bei dem drei primäre Flügel (109) und drei sekundäre Flügel (1l0) vorhanden sind.
  7. Bohrmeißel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jeder primäre Flügel (109) ein inneres Ende aufweist, das nach außen von der Drehungsachse des Meißels beabstandet ist.
  8. Bohrmeißel nach Anspruch 7, bei dem das innere Ende eines jeden primären Flügels (109) näher an der Drehungsachse des Meißels ist als das äußere Ende eines dazugehörenden sekundären Flügels (110).
  9. Bohrmeißel nach Anspruch 8, bei dem das innere Ende eines jeden primären Flügels (109) weiter von der Drehungsachse des Meißels entfernt ist als das innere Ende des dazugehörenden sekundären Flügels (110).
  10. Bohrmeißel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens einer der sekundären Flügel (74) ein inneres Ende aufweist, das auf der oder benachbart der Drehungsachse des Meißels angeordnet ist.
  11. Bohrmeißel nach Anspruch 10, bei dem mindestens zwei der sekundären Flügel (74) an ihren inneren Enden verbunden sind.
  12. Bohrmeißel nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem die primären und sekundären Flügel (73, 74) die einzigen Flügel am Meißelkörper bilden.
  13. Bohrmeißel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schneidwerkzeuge (76) auf den Flügeln mit unterschiedlichen Abständen von der Drehungsachse des Meißelkörpers angeordnet sind, um so ein im wesentlichen kontinuierliches Schnittprofil zu definieren, das sich über im wesentlichen die gesamte untere Fläche des zu bohrenden Bohrloches erstreckt.
  14. Bohrmeißel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens eines der Schneidelemente (76) ein Vorformschneidelement ist, das eine vordere Belagplatte aus superhartem Material aufweist, die mit einem weniger harten Träger verbunden ist.
  15. Bohrmeißel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens eines der Schneidelemente (111) im wesentlichen zylindrisch ist, wobei der Träger eine ausreichende axiale Länge aufweist, um innerhalb einer zylindrischen Innenaussparung im Meißelkörper aufgenommen und gesichert zu werden.
  16. Bohrmeißel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens eines der Schneidelemente (111) einen im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
  17. Bohrmeißel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens eines der Schneidelemente (76) eine im wesentlichen geradlinige Schneidkante (80) aufweist, die durch eine im wesentlichen flache Abschrägung (79) in der Belagplatte und dem Träger gebildet wird, die zur Vorderfläche der Belagplatte geneigt ist, während sie sich von dort aus nach hinten erstreckt.
  18. Bohrmeißel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schneidwerkzeuge Schneidwerkzeuge von unterschiedlicher Größe und/oder Form umfassen.
  19. Bohrmeißel nach Anspruch 18, bei dem die Schneidwerkzeuge auf mindestens einem Flügel von einer unterschiedlichen Größe und/oder Form zu den Schneidwerkzeugen auf mindestens einem anderen Flügel sind.
  20. Bohrmeißel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schneidwerkzeuge auf mindestens einem Flügel aus dem Meißelkörper in einem stärkeren Umfang vorstehen als die Schneidwerkzeuge auf mindestens einem anderen Flügel.
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