DE2327379A1

DE2327379A1 - Diamond drill bit - with single row of diamonds along each mud channel

Info

Publication number: DE2327379A1
Application number: DE19732327379
Authority: DE
Inventors: Robijn Feenstra; Albert Cornelis Pols
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1973-05-29
Filing date: 1973-05-29
Publication date: 1975-01-02
Also published as: DE2327379C2

Abstract

A diamond drill bit has a single row of diamonds arranged along one side wall of each mud channel, each diamond having a scraping edge defined at the intersection of two flat surfaces of which one lies in the side wall to expose the scraping edge at the edge of the side wall. The diamonds are typically of cube, triangular, or quarter-spherical shape.

Description

Die Erfindung betrifft Diamantbohrkronen, wie sie beispielsweise zur Durchführung von Tiefbohrungen verwendbar sind. The invention relates to diamond drill bits such as can be used, for example, to carry out deep drilling.

Diamantbohrkronen werden insbesondere zum Durchbohren von Gestein geringer Bohrbarkeit benutzt, was häufig erforderlich ist, wenn durch Bohrungen in unterirdischen Formationen Erdöl oder andere wertvolle Bodenschätze festgestellt und/oder gewonnen werden sollen.Diamond drill bits are used in particular for drilling through rock with poor drillability, which is often necessary is when drilling through underground formations Petroleum or other valuable mineral resources are to be identified and / or extracted.

Diese Bohrkronen sind Werkzeuge mit drehender Arbeitsweise. Ihre Diamanten greifen am Gestein, durch das eine Bohrung niedergebracht wird, schabend oder kratzend an. Die Bohrkrone wird in einer axialen Richtung belastet und um ihre-Mittelachse gedreht. .. " .These drill bits are tools that work in a rotating manner. Your diamonds scrape or scratch the rock through which a hole is being drilled. The drill bit is loaded in an axial direction and around its central axis turned. .. ".

Bohrkronen dieses Typs bieten besondere Vorteile beim Bohren in tiefen, Verschleiß hervorrufenden und harten Formationen, da sie unter derartigen Bohrbedingungen eine größere Lebensdauer haben als irgendeine andere Art drehend arbeitender Gesteins-Bohrkronen,wie z.B. ein Rollenmeißel. Eine Diamantbohrkrone muß daher weniger häufig gewechselt werden alsDrill bits of this type offer particular advantages when drilling in deep, wear-inducing and hard formations, since they have a longer life under such drilling conditions than any other type of rotary type Rock drill bits, such as a roller bit. A diamond core bit therefore has to be changed less often than

409881/0030409881/0030

/2/ 2

- 2 - 43 121- 2 - 43 121

eine Bohrkrone eines anderen Typs. Die im Vergleich mit anderen Bohrkronen-Arten höheren Material- und Herstellungskosten bei einer Diamantbohrkrone werden ohne weiteres durch die Vorteile ausgeglichen, die sich aus der Verkürzung der zum Wechseln abgenutzter Bohrkronen im Betrieb erforderlichen Zeit ergeben.a drill bit of a different type. The higher material and manufacturing costs compared to other types of drill bits with a diamond drill bit are easily offset by the advantages that result from the shortening of the result in the time required to change worn drill bits in operation.

Die zur Herstellung von Diamantbdrkronen verwendeten Diamanten haben verschiedene Gestalt und sind an einem Bohrkronenkörper befestigt, der aus einem verschleißfesten Pulver, z.B. Wolframkarbid, durch Sintern bei erhöhter Temperatur mit einem entsprechenden Bindemittel, z.B. einer Kupferlegierung, erhalten ist. Beim Herstellen der Bohrkrone werden die Diamanten an den entsprechenden Stellen in eine Graphitform für den Bohrkronenkörper eingeklebt, in die dann das verschleißfeste Pulver eingefüllt und dann gesintert wird.The diamonds used to make diamond core crowns have different shapes and are attached to a drill bit body made of a wear-resistant powder, e.g. tungsten carbide, obtained by sintering at elevated temperature with a suitable binder, e.g. a copper alloy is. When making the drill bit, the diamonds are in the appropriate places in a graphite form for the The drill bit body is glued into which the wear-resistant powder is then poured and then sintered.

In der Oberfläche des Bohrkronenkorpers sind Spülkanäle ausgebildet, durch die während des Bohrens zur besseren Kühlung der Bohrkrone und- zur Bohrkleinabführung eine Spültrübe geleitet werden kann. Zwischen diesen Spülkanälen können die Diamanten nach verschiedenen Mustern in Gruppen angeordnet sein. So können sie beispielsweise über die zwischen den Spülkanälen lregenden Flächen gleichmäßig verteilt sein. Wach einem anderen, bevorzugten Muster sind die Diamanten in der Fähe einer Seite jedes Spülkanals angeordnet. Nach einem weiteren Muster sind die Diamanten in einer einzelnen Heihe längs einer Seite jedes Spülkanals angeordnet.Flushing channels are formed in the surface of the drill bit body, due to the rinsing turbidity during drilling for better cooling of the drill bit and for the removal of cuttings can be directed. The diamonds can be arranged in groups according to various patterns between these flushing channels be. For example, they can be evenly distributed over the surfaces lying between the flushing channels. In another preferred pattern, the diamonds are arranged near one side of each flush channel. To In another pattern, the diamonds are arranged in a single row along one side of each flush channel.

Die Erfindung bezieht sich auf Diamantbohrkronen, bei denen die Diamanten nach diesem letztgenannten Muster angeordnet sind. Als Beispiel für diese Ausbildungsform sei auf die in den US-Patentschriften 2 818 233 und 3 058 535 beschriebenen und dargestellten Bohrkronen verwiesen.The invention relates to diamond drill bits in which the diamonds are arranged according to this last-mentioned pattern are. As an example of this embodiment, see those described in U.S. Patents 2,818,233 and 3,058,535 and shown drill bits referenced.

/3 409881/0030 / 3 409881/0030

--3 - 43 121--3 - 43 121

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Diamantbohrkrone des Typs mit einer einzelnen Reihe von Diamanten längs einer Seite jedes Spülkanals zu schaffen, bei der die Diamanten so angeordnet sind, daß eine hohe Bohrgeschwindigkeit erzielbar ist.It is an object of the invention to provide a diamond drill bit of the type having a single row of diamonds longitudinally one side of each flush channel where the diamonds are arranged so that a high drilling speed can be achieved.

Eine derartige Diamantbohrkrone ist mit äußerst niedrigen Kosten herstellbar, da nur eine verhältnismäßig geringe Anzahl von Diamanten erforderlich ist, die auf sehr einfache, aber wirksame Weise in die Form einsetzbar sind.Such a diamond drill bit can be produced at extremely low costs, since only a relatively low one Number of diamonds is required that can be inserted into the mold in a very simple but effective way.

Die Diamantbohrkrone ist so ausgebildet, daß sich die Schabkante jedes Diamanten mit äußerster Genauigkeit anordnen läßt. Dadurch ist während des Betriebes eine sich ungünstig auswirkende ungleichmäßige Lastverteilung auf die Diamanten vermieden und die Betriebslebensdauer der Bohrkrone verlängert.The diamond core bit is designed so that the scraping edge arranges each diamond with the utmost precision. This has an unfavorable effect during operation Uneven load distribution on the diamonds is avoided and the operating life of the drill bit is extended.

Die der Erfindung gestellte Aufgabe ist mit einer Diamantbohrkrone gelöst, die sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß jeder der Diamanten, die in der Stirn der Bohrkrone längs einer der Seiten jedes Spülkanals in einer einzelnen Reihe angeordnet sind, eine gerade Schabkante aufweist, die von zwei ebenen Flächen an der Außenseite des Diamanten gebildet ist, und daß der Diamant so angeordnet ist, daß die Schabkante, bezogen auf die Sohle eines zu bohrenden Loches, eine Schabstellung einnimmt und daß eine der ebenen Flächen in der Wand eines Spülkanals liegt.The object of the invention is with a diamond drill bit solved, which is characterized according to the invention in that each of the diamonds in the face of the drill bit longitudinally one of the sides of each flush channel in a single row are arranged, has a straight scraping edge, which is formed by two flat surfaces on the outside of the diamond is, and that the diamond is arranged so that the scraping edge, based on the bottom of a hole to be drilled, a scraping position and that one of the flat surfaces in the Wall of a flushing channel lies.

Die Diamanten können kubus- oder dreieckförmig sein oder die Gestalt einer Viertelkugel haben.The diamonds can be cube or triangular or have the shape of a quarter sphere.

Es leuchtet ein, daß die Schabkante eines Diamanten, sobald sie während des Arbeitens der Bohrkrone eine Arbeitsstellung einnimmt, die Formation an der Bohrlochsohle nicht durch Schneidwirkung ausbildet , sondern in die Bohrlochsohle eine ringförmige Bahn beträchtlicher Breite einschabt. Es leuchtetIt stands to reason that the scraping edge of a diamond as soon as it assumes a working position while the drill bit is working, not through the formation at the bottom of the borehole Forms cutting action, but scrapes an annular path of considerable width into the bottom of the borehole. It glows

409881 /0030 A409881/0030 A

- 4 - 43 121- 4 - 43 121

ferner ein, daß die verschiedenen Diamanten an solchen Stellen angeordnet sind, daß mehr als nur ein Diamant mit einer Schabkante in einer von einem anderen Diamanten erzeugten Bahn arbeitet, und daß nebeneinanderliegende Bahnen.vorzugsweise sich etwas überlappen.furthermore, that the various diamonds are arranged in such places that more than just one diamond with a scraping edge works in a path produced by another diamond, and that adjacent paths preferably overlap slightly.

Wie nachfolgend mit weiteren Einzelheiten erläutert wird, erlaubt diese Art der Anordung der Diamanten in der Bohrkronenstirn entlang der Spülkanäle die Verwendung einer Graphitform äußerst genauer Abmessungen. Beim Einsetzen der Diamanten entlang der Spülkanäle während der Herstellung werden die Schabkanten der Diamanten am Boden dieser Form abgestützt, so daß die Schabkanten jener Diamanten, die im Betrieb der Bohrkrone in derselben Bahn arbeiten, alle auf exakt gleicher Höhe liegen, d.h. die Diamanten sind im Betrieb einer gleichmäßigen Belastung ausgesetzt und es besteht keine Gefahr, daß die Diamanten einer nach dem anderen infolge Überbeanspruchung verbrennen oder ausbrechen.As will be explained in more detail below, this type of arrangement allows the diamonds to be arranged in the drill bit face along the flushing channels the use of a graphite mold with extremely precise dimensions. When inserting the Diamonds along the flushing channels during manufacture, the scraping edges of the diamonds are supported at the bottom of this mold, so that the scraping edges of those diamonds that are in operation work in the same path of the drill bit, all of which are at exactly the same height, i.e. the diamonds are in operation subjected to an even load and there is no risk of the diamonds one by one as a result Overuse, burn or break out.

Da die Diamanten längs der SpülkanaLe so angeordnet sind, daß bei jedem eine ebene Fläche in der Wand eines Spülkanals liegt, wird außerdem eine hochwirksame Kühlung der Diamanten und eine weitgehende Entfernung des durch die Schabwirkung erzeugten Bohrkleins von den Schabkanten ermöglicht. Weiterhin wird durch die Wahl des richtigen Winkels für die Wand des Formelementes für die Spülkanäle in der Graphitform für den Bohrkronenkörper erreicht, daß die Diamanten, sobald sie mit einer Fläche an einer der Wände des Formelementes für die Spülkanäle angeklebt werden, automatisch eine Stellung erhalten, in der sie gegenüber der abzuschabenden Fläche den richtigen Freiwinkel aufweisen.Since the diamonds are arranged along the rinsing channels so that Whenever there is a flat surface in the wall of a flushing channel, this also provides a highly effective cooling of the diamonds and enables a substantial removal of the cuttings produced by the scraping action from the scraping edges. Farther is made by choosing the right angle for the wall of the molded element for the flushing channels in the graphite form for the Drill bit body achieved that the diamond as soon as they have a surface on one of the walls of the form element for the Rinsing channels are glued, automatically get a position in which they face the surface to be scraped off have the correct clearance angle.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt:The invention is described below with reference to schematic drawings several embodiments explained with further details. In the drawing shows:

409881/0030 /5409881/0030 / 5

- 5 - 43 121- 5 - 43 121

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Diamantbohrkrone nach der Erfindung,Fig. 1 is a side view of a diamond drill bit according to the Invention,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Mittelachse mit Blickrichtung entsprechend der Pfeile I-I-II durch die in Fig. 1 dargestellte Diamantbohrkrone,2 shows a section along the central axis looking in the direction of view according to the arrows I-I-II through the in Fig. 1 diamond drill bit shown,

Fig. 3 eine Ansicht, in vergrößertem Maßstab, der Einzelheit A in Fig. 2,Fig. 3 is a view, on an enlarged scale, of the detail A in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig.3 ,FIG. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG.

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Teil eines dem in Fig. 3 dargestellten Spülkanal benachbarten Spülkanals, 5 shows a longitudinal section through part of a flushing channel adjacent to the flushing channel shown in FIG. 3,

Fig. 6 eine abgewandelte Ausbildungsform der in Fig. 3 gezeigten Anordnung,FIG. 6 shows a modified embodiment of that in FIG. 3 arrangement shown,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 6,7 shows a section along the line VII-VII in FIG. 6,

Fig. 8 eine weitere abgewandelte Ausbildungsform der in Fig. 3 dargestellten Anordnung,8 shows a further modified embodiment of the arrangement shown in FIG. 3,

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8,9 shows a section along the line IX-IX in FIG. 8,

Fig. 10 eine abgewandelte Ausbildungsform der in Fig. 8 gezeigten Anordnung,FIG. 10 shows a modified embodiment of the arrangement shown in FIG. 8,

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI in Fig. 10,11 shows a section along the line XI-XI in FIG. 10,

Fig. 12 in vergrößertem Maßstab denselben Schnitt wie in Fig. 4 dargestellt, jedoch im Zustand nach längerer Benutzung,FIG. 12 shows, on an enlarged scale, the same section as shown in FIG. 4, but in the state after longer Use,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Teils einer Sinterform für eine Diamantbohrkrone, nach der Erfindung,"13 shows a perspective view, partly in section, of part of a sintering mold for a diamond drill bit; according to the invention, "

409881/0030409881/0030

- 6 - 43 121- 6 - 43 121

Pig. 14 eine Seitenansicht, in vergrößertem Maßstab» mit Blickrichtung entsprechend dem Pfeil XIV eines Teils der in Fig. 2 dargestellten Bohrkrone undPig. 14 is a side view, on an enlarged scale, with a viewing direction according to arrow XIV of a Part of the drill bit shown in Fig. 2 and

Fig. 15 eine Fig.- 14 ähnliche Ansicht einer abgewandelten Ausbildungsform.15 is a view similar to FIG. 14 of a modified one Form of training.

Bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen weist die Diamantbohrkrone einen Bohrkronenkörper 1 auf, der aus einem verschleißfesten Werkstoff besteht. An der Außenseite des Bohrkronenkörpers verlaufen Spülkanäle 2, denen im Betrieb der Bohrkrone über eine Bohrung 3 in einem aus Stahl hergestellten Schaft 4 Spültrübe zuführbar ist. Die Spültrübe fließt durch die Spülkanäle zur Kühlung des ^lirkronenkörpers und von längs der Spülkanäle 2 angeordneten Diamanten 5 und verhindert ein Verstopfen der Spülkanäle 2 durch das von den Diamanten an der Formation abgelöste Bohrklein.In the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the diamond drill bit has a drill bit body 1 which consists of a wear-resistant material. On the outside of the drill bit body run flushing channels 2, which in the Operation of the drill bit can be supplied via a bore 3 in a shaft 4 made of steel. The muddy cloud flows through the flushing channels to cool the body of the circlet and along the flushing channels 2 arranged diamonds 5 and prevents clogging of the flushing channels 2 by the cuttings detached from the diamond on the formation.

In der in Fig. 1 gezeigten Seitenansicht der Bohrkrone sind am Bohrkronenkörper 1 drei Bereiche unterscheidbar. Ein oberer Bereich 6 ist zylindrisch ausgebildet. Die in diesem Bereich angeordneten Diamanten 7 sind "stumpf" eingesetzt (set in a blunt position), d.h. sie vermögen in einer zur Wand des Bohrloches seitlichen Richtung keine Schneidwirkung auszuüben. Bei Bedarf können diese Diamanten in einer zur Mittelachse der Bohrkrone parallelen Richtung schneiden, d.h. sie halten das Bohrloch auf einem konstanten Durchmesser, unabhängig von den auf die Bohrkrone seitlich zu ihrer Mittelachse wirkenden Kräften oder davon, ob von den obersten in einem sich an den Bereich 6 nach unten anschließenden Bereich 8 angeordneten Diamanten einer oder mehrere ausgebrochen oder verbrannt sind.In the side view of the drill bit shown in FIG. 1, three areas can be distinguished on the drill bit body 1. A upper area 6 is cylindrical. The diamonds 7 arranged in this area are inserted "bluntly" (set in a blunt position), i.e. they cannot exert any cutting action in a direction lateral to the wall of the borehole. If necessary, these diamonds can cut in a direction parallel to the central axis of the drill bit, i.e. they keep the borehole at a constant diameter regardless of the location on the drill bit laterally to its central axis acting forces or whether from the uppermost in one adjoining the area 6 downwards Area 8 arranged diamonds one or more broken out or burned.

Dieser Bereich 8 ist von einer kegelstumpfförmigen Fläche gebildet, die einen Scheitelwinkel von 20° aufweist undThis area 8 is of a frustoconical surface formed, which has an apex angle of 20 ° and

409881/0030 ^/7 409881/0030 ^{/ 7}

— 7 - ■ ■ 43 T21- 7 - ■ ■ 43 T21

nach, unten in einen Bereich 9 übergeht, der entsprechend der Zeichnung eine gekrümmte Gestalt hat. An den Bereich 9 schließt sich ein konisch ausgebildeter einspringender mittlerer Bereich 10 der Bohrkronenstirn an (Pig. 2).goes down into a region 9, which corresponds to the Drawing has a curved shape. To area 9 closes a conical re-entrant middle area 10 of the drill bit face (Pig. 2).

Die in den als Bohrkronenstirn bezeichneten Bereichen 9 und 10 angeordneten Diamanten greifen bei Drehung der Bohrkrone in einem unterirdischen Loch an der Bohrlochsohle an.The areas 9 and in the areas designated as drill bit face 10 arranged diamonds attack when the drill bit is rotated in a subterranean hole at the bottom of the borehole.

Die Spülkanäle 2, die im Bereich 10 beginnen und dort über einen Durchlaß 11 mit der Bohrung 3 des Schaftes 4 in Verbindung stehen, durchdringen nacheinander die Bereiche 10, 9>The flushing channels 2, which begin in the area 10 and there via a passage 11 with the bore 3 of the shaft 4 in connection are, penetrate the areas 10, 9> one after the other

8 und 6 und münden an der anderen Seite in den den Schaft 4 umgebenden ringförmigen Raum. Auf ihrer in den Bereichen 8,8 and 6 and open into the shaft 4 on the other side surrounding annular space. On their in areas 8,

9 und 10 liegenden Länge weisen die Spülkanäle längs einer ihrer Seitenwände eine einzelne Reihe von Diamanten 5 auf. Die Lagepunkte dieser in Fig/ T und 2 nicht erkennbaren Diamanten in den längs der Seitenwände der Spülkanäle angeordneten Reihen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit mit Kreuzen 12 markiert. Es leuchtet ein, daß während der Bohrarbeit verschiedene Diamanten in einer gemeinsamen ringförmigen Bahn in der Bohrlochwand oder in der Bohrlochsohle arbeiten können. Zudem sind die Diamanten so eingesetzt, daß nebeneinanderliegende ringförmige Bahnen sich leicht überlappen. Dadurch ist die Ausbildung von Rippen an der Wand und an der Sohle des Bohrloches vermieden. Hierauf sei im Zusammenhang mit Fig. 3 und 5 nachfolgend mit weiteren Einzelheiten eingegangen. 9 and 10 lying length, the flushing channels along a a single row of diamonds 5 on its side walls. The location points of these in Fig / T and 2 cannot be seen Diamonds in the rows arranged along the side walls of the flushing channels are included for the sake of clarity Cross 12 marked. It stands to reason that during the drilling work different diamonds in a common ring-shaped Work path in the borehole wall or in the bottom of the borehole can. In addition, the diamonds are used so that they are next to each other ring-shaped tracks slightly overlap. This results in the formation of ribs on the wall and on the Avoided the bottom of the borehole. This is discussed in more detail below in connection with FIGS. 3 and 5.

In der Außenfläche des Bohrkronenkörpers 1 sind Grobspülschlitze 13 angeordnet, von denen in Pig. 1 nur einer gezeichnet ist. Diese G-robspülschlitze 13 sind im Querschnitt größer ausgeführt als die Spülkanäle 2 und dienen zum Abführen von die normale Größe übersteigenden Bohrkleinteilen.In the outer surface of the drill bit body 1, coarse flushing slots 13 are arranged, of which in Pig. 1 only one drawn is. These G-robspülschlitze 13 are larger in cross section designed as the flushing channels 2 and serve to remove cuttings larger than normal.

■-..■ /8 409881/0030 ■ - .. ■ / 8 409881/0030

- 8 - 43 121- 8 - 43 121

Man erkennt, daß die Diamanten 7 des Bereichs 6 nicht an den den Bereich 6 durchsetzenden Teilen der Spülkanäle 2 angeordnet sind, da sie unter normalen Bedingunggn keine Schabwirkung ausüben und daher nicht gekühlt zu werden brauchen. Die Hauptaufgabe dieser Diamanten 7 besteht darin,- die Bohrkrone im Bohrloch zu führen. Da sie jeweils in einer zur Mittelachse der Bohrkrone radialen Richtung stumpf (nichtschneidend) angeordnet sind, können sie unter dem Einfluß von auf den Bohrkronenkörper einwirkenden seitlichen Kräften das Bohrloch nicht erweitern und verhindern somit das Entstehen von durch zu große Bohrlöcher hervorgerufenen seitlichen Schwingungen. Dies ist von sehr großem Vorteil, da infolge solcher Schwingungen die Diamanten nichtkonzentrische Bahnen erzeugen wurden. Die Folge wäre ein Ausbrechen von Diamanten aufgrund einer ungleichmäßigen Lastverteilung (Kraftverteilung) an den Diamanten im Augenblick ihres Durchgangs durch Stellen, an denen diese Bahnen sich schneiden.It can be seen that the diamonds 7 of the area 6 are not at the the area 6 penetrating parts of the flushing channels 2 are arranged, since they have no scraping effect under normal conditions exercise and therefore do not need to be refrigerated. The main task of these diamonds 7 is - the To guide drill bit in the borehole. Since they are each arranged blunt (non-cutting) in a radial direction to the central axis of the drill bit, they can under the influence lateral forces acting on the drill bit body do not widen the borehole and thus prevent it from occurring from the side caused by drilling holes that are too large Vibrations. This is of great advantage since, as a result of such vibrations, the diamonds have non-concentric orbits were generated. The consequence would be a breakout of diamonds due to an uneven load distribution (force distribution) on the diamonds at the moment of their passage through places where these paths intersect.

Mit Bezug auf Fig. 3 und 4 wird nun mit weiteren Einzelheiten die Stellung der Diamanten 5 beschrieben, die entlang jedes Spülkanals 2 auf der Länge, mit welcher dieser in den Bereichen 8, 9 und 10 liegt, in einer einzelnen Reihe angeordnet sind. In Pig. 3 ist in vergrößertem Maßstab ein Detail A aus Pig. 2 dargestellt, während Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3 durch dieses Detail zeigt.Referring to Figures 3 and 4, further details will now be given the position of the diamonds 5 described along each flushing channel 2 on the length with which this in the Areas 8, 9 and 10 are arranged in a single row. In Pig. 3 is an enlarged scale Detail A from Pig. 2, while FIG. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 3 through this detail.

Die Diamanten 5 sind kubusförmig und so angeordnet, daß eine Fläche ihrer Außenseite mit der Wand des Spülkanals 2 zusammenfällt. In der Schnittansicht ist zu erkennen, daß die Wand 14 des Spülkanals gegenüber der Außenfläche 15 des Bohrkronenkörpers 1 geneigt ist, so daß die ebene Fläche 16 des Diamanten 5 gegenüber der Mittelachse der Bohrkrone unter einem .Winkel-großer als null Grad angeordnet ist. Somit ist zwischen einer unteren Fläche 18 des Kubus und der Außenfläche 15 des Bohrkronenkörpers 1 ein Freiwinkel 17 gebildet, durch den für die Arbeit einer zwischen den Flächen 16 und 18 liegendenThe diamonds 5 are cube-shaped and arranged so that a Surface of its outside coincides with the wall of the flushing channel 2. In the sectional view it can be seen that the wall 14 of the flushing channel opposite the outer surface 15 of the drill bit body 1 is inclined so that the flat surface 16 of the diamond 5 relative to the central axis of the drill bit under a .Angle greater than zero degrees is arranged. Thus is between a lower surface 18 of the cube and the outer surface 15 of the drill bit body 1 formed a clearance angle 17 through which for the work of a lying between the surfaces 16 and 18

A 0 9 8 8 1 / 0 0 3 0 /9A 0 9 8 8 1/0 0 3 0/9

ORfGiNAL INSPECTEDORfGiNAL INSPECTED

- 9 - -A3- 121- 9 - -A3- 121

Schabkante 19 optimale Bedingungen geschaffen sind. Der Freiwinkel 17 beträgt zwischen 5 und 25 , wobei mit einer Winkelgröße zwischen 10 und 15° äußerst gute Ergebnisse erzielbar sind.Scraping edge 19 optimal conditions are created. The clearance angle 17 is between 5 and 25, with an angle size extremely good results can be achieved between 10 and 15 °.

In Pig. 5 ist im Schnitt ein Spülkanal dargestellt, der dem in Fig. 3 gezeigten Spülkanal benachbart ist. Man erkennt, daß bei der Bearbeitung der Bohrlochsohle mit den längs des in Fig. 3 gezeichneten Spülkanals angeordneten Diamanten stehenbleibende Rippen von den Diamanten weggenommen werden, die- y entlang des Spülkanals entsprechend Fig. 5 angeordnet sind. Die von den in Fig. 5 gezeigten Diamanten an der Bohrlochsohle ausgeschabten Bahnen überlappen die von den Diamanten entsprechend Fig. 3 erzeugten Bahnen. Vorzugsweise sind die in Fig. 3 und 5 dargestellten Spülkanäle abwechselnd an der Außenseite des Bohrkronenkörpers 1 angeordnet.In Pig. 5, a flushing channel is shown in section, which the is adjacent flushing channel shown in Fig. 3. It can be seen that when machining the bottom of the borehole with the length of the in Fig. 3 drawn flushing channel arranged diamonds remaining Ribs are removed from the diamonds, which are arranged along the flushing channel according to FIG. The paths scraped off by the diamonds shown in FIG. 5 at the bottom of the borehole overlap those of the diamonds tracks generated according to FIG. 3. Preferably they are The flushing channels shown in FIGS. 3 and 5 are arranged alternately on the outside of the drill bit body 1.

Bei der abgewandelten Ausbildungsform entsprechend Fig. 6 und 7 weichen die eingesetzten Diamanten in ihrer Gestalt von den in Fig. 3 und 4 gezeigten kubusförmigen Diamanten ab. Die Diamanten entsprechend Fig. 6 und 7 sind durch Durchsägen von im wesentlichen sphärischen Diamanten in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen erhalten. Die auf diese Weise hergestellten Diamanten 20 haben die Gestalt einer Viertelkugel und sind so eingesetzt, daß eine ihrer ebenen Flächen in der Seitenwand eines im Querschnitt etwas vom Spülkanal 2 (Fig. 5) abweichenden Spülfcanals 21 und eine Schabkante 22 in der Außenfläche 15 des Bohrkronenkörpers 1 liegt. Die Schabkante ist an der Schnittstelle zwischen den', beiden ebenen Flächen 23 und 24 ausgebildet. Da diese Flächen 23 und 24 aufeinander senkrecht stehen und die Seitenwand 25 des Spülkanals 21 gegenüber der Außenfläche 15 des Bohrkronenkörpers 1 unter einem von 90° abweichenden Winkel angeordnet ist, bilden die Fläche ~24 und die Außenfläche 15 des Bohrkronenkörpers 1 miteinander einen Freiwinkel 17. Durch diesen ist in der gleichen Weise wie im Fall der kubusförmigen Diamanten (Fig. 5) die Schabwirkung des Diamanten 20 günstig beeinflußt.In the modified embodiment according to FIGS. 6 and 7, the diamonds used differ in shape the cube-shaped diamonds shown in FIGS. 3 and 4. The diamonds of Figures 6 and 7 are made by sawing substantially spherical diamonds in two on top of one another Get perpendicular planes. That way Manufactured diamonds 20 have the shape of a quarter sphere and are used so that one of their flat surfaces in the side wall of a cross-section somewhat from the flushing channel 2 (Fig. 5) deviating flushing channel 21 and a scraping edge 22 lies in the outer surface 15 of the drill bit body 1. the The scraping edge is at the interface between the two planes Surfaces 23 and 24 formed. Since these surfaces 23 and 24 are perpendicular to each other and the side wall 25 of the flushing channel 21 is arranged opposite the outer surface 15 of the drill bit body 1 at an angle other than 90 °, form the surface ~ 24 and the outer surface 15 of the drill bit body 1 with each other a clearance angle 17. This is in the same way as in the case of the cube-shaped diamond (Fig. 5) the scraping effect of the diamond 20 has a favorable influence.

409881/0030 "/to409881/0030 "/ to

- 10 - 43 121- 10 - 43 121

Bei dem in !Pig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sind dreieckförmige Diamanten 30 entsprechend Pig. 8 dicht nebeneinander angeordnet und bilden eine nahezu ununterbrochene Schabkante, die aus Schabkanten 31 der Diamanten zusammengesetzt ist. In der gleichen Weise wie im Zusammenhang mit Fig. 4 und 7 beschrieben ergibt sich zwischen der Außenfläche 15 des Bohrkronenkörpers 1 und einer sich an die Schabkante 31 anschließenden -Fläche 32 ein Freiwinkel 17. Eine sich an der anderen Seite an die Schabkante 31 anschließende Fläche 33 liegt in einer Wand 34 eines Spülkanals 35, der im Querschnitt von den in Fig. 4 und 7 dargestellten Spülkanälen 2 bzw. 21 abweicht. Die Schabkanten 31 der dreieekförmigen Diamanten 30 können durch gesondertes Beschleifen erhalten sein.The one in! Pig. 8 and 9 illustrated embodiment are triangular diamonds 30 corresponding to Pig. 8 tight arranged side by side and form an almost uninterrupted scraping edge, which is made up of scraping edges 31 of the diamonds is composed. In the same way as described in connection with FIGS. 4 and 7 results between the outer surface 15 of the drill bit body 1 and a surface 32 adjoining the scraping edge 31 forms a clearance angle 17. One adjoining the scraping edge 31 on the other side Surface 33 lies in a wall 34 of a flushing channel 35 which, in cross section, is the same as that of the flushing channels shown in FIGS. 4 and 7 2 or 21 differs. The scraping edges 31 of the triangular Diamonds 30 can be obtained by grinding them separately.

Die dreieckförmigen Diamanten müssen jedoch nicht in der in Fig. 8 dargestellten Weise angeordnet sein. Bei Bedarf können sie, wie in Fig. 10 gezeigt, mit gewissem Zwischenabstand angeordnet sein. Fig. 11 zeigt einen Schnitt längs der Linie XI-XI in Fig. 10. Es leuchtet ein, daß die in Fig. 10 gezeigte Anordnung der Diamanten 36, ebenso wie die Anordnung der Diamanten 20 entsprechend Fig. 6, eine Anordnung von Diamanten entlang anderer Spülkanäle in der Weise erforderlich macht, daß die zwischen den ringförmigen Bahnen stehenbleibenden Rippen in der im Zusammenhang mit Fig. 3 und 5 beschriebenen Weise fort genommen werden können.However, the triangular diamonds need not be arranged as shown in FIG. If necessary They can, as shown in FIG. 10, be arranged with a certain spacing between them. Fig. 11 shows a section along the line XI-XI in Fig. 10. It is evident that the arrangement of the diamonds 36 shown in Fig. 10, as well as the Arrangement of the diamonds 20 according to FIG. 6, an arrangement of diamonds along other flushing channels in the manner makes it necessary that the remaining ribs between the annular tracks in the connection with FIG and 5 described manner can be removed.

Bei erfindungsgemäßer Anordnung der Diamanten liegen die Schabkanten alle in der Außenfläche des Bohrkronenkörpers. Die Bohrkrone erfährt beim Arbeiten in einer Bohrung an der Außenseite des Bohrkronenkörpers einen Verschleiß mit einer Verschleißtiefe D an den Stellen, die zwischen Diamanten liegen, welche an der Bohrlochsohle einander benachbarte Bahnen ausschaben. In Fig. 12 ist im Schnitt ein Bereich dargestellt, der zwischen einander benachbarten kubusförmigen Diamanten 5 liegt, die zu einer längs eines SpülkanalsIn the inventive arrangement of the diamonds are Scraper edges all in the outer surface of the drill bit body. The drill bit experiences when working in a hole on the Outside of the drill bit body a wear with a wear depth D at the points between diamonds lying, which scrape out adjacent tracks at the bottom of the borehole. In Fig. 12, there is a section in section shown, which lies between adjacent cube-shaped diamonds 5, which become one along a flushing channel

409881/0030409881/0030

- .11 - 43 121- .11 - 43 121

angeordneten Diamantenreihe einer Bohrkrone gehören, die bereits längere Zeit benutzt wurde.arranged row of diamonds belong to a drill bit, the has been used for a long time.

Demgemäß wird die Außenseite der Bohrkrone stets exakt zur Wand und zur Sohle des mit ihr hergestellten Bohrloches passen. Die über die Bohrung 3 des Schaftes 4 herangeführte Spültrübe wird nur durch die an der Außenseite des Bohrkronenkörpers ausgebildeten Spülkanäle fließen. Da an den zwischen den Spülkanälen liegenden Teilen der Außenfläche des Bohrkronenkörpers im wesentlichen keine Spültrübe durchtritt, ist in diesen Spülkanälen eine sehr intensive Wirkung des Spültrübenflusses erzielbar, so daß sich eine hochwirksame Kühlung der neben diesen Spülkanälen angeordneten Diamanten und eine weitgehende Entfernung des durch die Wirkung der Diamanten auf die Formation erzeugten Bohrkleins aus diesen Spülkanälen und von den Schabkanten der Diamanten, ergeben.Accordingly, the outside of the drill bit is always exactly to Wall and match the bottom of the drill hole made with it. The brought up via the bore 3 of the shaft 4 Slurry will only flow through the flushing channels formed on the outside of the drill bit body. Since to the parts of the outer surface lying between the flushing channels of the drill bit body essentially no flushing slurry passes through, In these flushing channels, a very intensive effect of the flushing sediment flow can be achieved, so that a highly effective Cooling of the diamonds arranged next to these flushing channels and extensive removal of the through the action of the Diamond cuttings produced on the formation from these flushing channels and from the scraping edges of the diamonds.

Fig. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt,-einer Graphitform, an der bereits einige Diamanten angebracht sind. Beim dargestellten Beispiel sind kubusförmige Diamanten gewählt. Es leuchtet jedoch ein, daß in der gleichen Weise jeder beliebige andere Diamant-Typ anbringbar ist, der eine an der Schnittstelle zweier ebener Flächen gebildete Schabkante aufweist.Fig. 13 shows a perspective view, partly in Cut, -a graphite shape, on which already some diamonds are appropriate. In the example shown, cube-shaped diamonds are selected. It stands to reason, however, that in the same Any other type of diamond that can be attached has a scraping edge formed at the intersection of two flat surfaces.

In Fig. 13 ist nur ein Teil der Graphitform 50 gezeichnet. Die Form ist glockenförmig und auf einer Drehbank aus einem massiven Graphitblock als Gegenstück zur Außenseite des in Fig. 1 gezeigten Bohrkronenkörpers 1, jedoch.ohne die an diesem vorhandenen Spülkanäle, herausgearttLtet. Da die Bearbeitung der Form auf einer Drehbank vorgenommen wird, kann die Form sehr maßhaltig und mit äußerst engen Toleranzen hergestellt werden.In Fig. 13 only part of the graphite mold 50 is drawn. The shape is bell-shaped and made on a lathe solid graphite block as a counterpart to the outside of the drill bit body 1 shown in Fig. 1, but without the this existing flushing channels, gearttLtet. Because editing The shape is made on a lathe, the shape can be very dimensionally accurate and with extremely tight tolerances getting produced.

Danach werden Gegenstücke zu den Spülkanälen 2 an der Innenseite der glockenförmigen Form angeordnet und angeklebt. In Thereafter, counterparts to the flushing channels 2 are arranged on the inside of the bell-shaped shape and glued. In

409881/0030 _/12 409881/0030 _{/ 12}

- 12 - 43 121- 12 - 43 121

der Zeichnung ist nur eines dieser Spülkanal-Formenelemente dargestellt. Weiterhin sind an zweckmäßig gewählten Stellen (nicht gezeichnete) Formenelemente für die Grobspülkanale angebracht.the drawing is only one of these flushing channel shape elements shown. Furthermore, at appropriately chosen points (not shown) form elements for the coarse flush channels appropriate.

Entlang einer Seite jedes Spülkanal-Formenelementes 51 werden die Diamanten 5 angebracht, indem sie mit einer ihrer Flächen auf eine Seitenwand 52 des Spülkanal-Formenelementes 51 so aufgeklebt werden, daß ihre Schabkanten 19 exakt an der Schnittlinie zwischen der Seitenwand 52 des Spülkanal-Formenelementes 51 und einer Fläche 53 der Form 50 liegen. Daraus ergibt sich zwischen jedem Diamanten 5 und der Fläche ein Freiwinkel 17. Durch Auffüllen der Form mit einem verschleißfesten Pulver und durch Sintern des Pulvers bei erhöhter Temperatur in einer für dieses Herstellungsverfahren normalen V/eise erhält man eine Bohrkrone, bei der nach dem Abnehmen der Graphitformenelemente die Diamanten in der Bohrkronenstirn wie in Fig. 3 bis 5 gezeigt angeordnet sind.Along one side of each flushing channel form element 51, the diamonds 5 are attached by using one of their faces onto a side wall 52 of the flushing channel mold element 51 be glued so that their scraping edges 19 exactly on the line of intersection between the side wall 52 of the flushing channel mold element 51 and a surface 53 of the mold 50 lie. This results in 5 between each diamond and the area a clearance angle 17. By filling the shape with a wear-resistant one Powder and by sintering the powder at an elevated temperature in one for this manufacturing process Normally a drill bit is obtained in which the diamonds are in the drill bit face after the graphite mold elements have been removed are arranged as shown in Figs.

Dieses Verfahren zum Einsetzen der Diamanten macht die Verwendung von Spülkanal-Formenelementen möglich, die in eine glockenförmige, auf einer Drehbank sehr genau bearbeitete Form einsetzbar sind. Da die Schabkanten 19 der Diamanten an der Innenfläche dieser glockenförmigen Graphitform abgestützt sind, liegen alle Diamanten, die in einer gemeinsamen ringförmigen Bahn wirksam sind, mit ihren Schabkanten bei äußerst geringen Abweichungen auf gleicher Höhe, was bedeutet, daß die Diamanten im Betrieb gleichmäßig belastet sind. Daraus ergeben sich ein ausgezeichneter Leistungsgrad der Diamanten und eine äußerst lange Betriebslebensdauer der Bohrkrone.This method of setting the diamonds makes it possible to use flushing channel mold elements that can be inserted into a bell-shaped, very precisely machined form can be used on a lathe. As the scraping edges 19 of the diamonds Are supported on the inner surface of this bell-shaped graphite shape, all diamonds lie in a common ring-shaped path are effective, with their scraping edges at the same height with extremely small deviations, which means that the diamonds are evenly loaded during operation. This results in an excellent level of performance for the diamonds and an extremely long service life of the drill bit.

Wie bereits erwähnt, wird unter der Stirn der Teil der Bohrkrone verstanden, der die an der Bohrlochsohle schabenden Diamanten trägt. Im Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. und 2 ist die Bohrkronenstirn somit aus den Bereichen 9 und 10 zusammengesetzt. Der Bereich 8, der zum Abschaben derAs already mentioned, the forehead is understood to mean that part of the drill bit that is used to scrape the bottom of the borehole Wears diamonds. In the exemplary embodiment according to FIGS. And 2, the drill bit face is thus made up of areas 9 and 10 composed. The area 8, which is used to scrape the

409881/0030 /¹3409881/0030 / ¹ 3

- 13 - 43 121- 13 - 43 121

Seitenwand verwendet wird, weist ebenfalls Diamanten auf, die entlang der Spülkanäle 2 angeordnet sind. Die unteren Enden der Schabkanten dieser Diamanten sind im Betrieb der Bohrkrone ziemlich stark belastet. Um ihre Schabwirkung zu verbessern, ist es zweckmäßig, an diesem Ende der Schabkante jedes Diamanten einen Freiwinkel vorzusehen.Side wall is used, also has diamonds, which are arranged along the flushing channels 2. The lower ends the scraper edges of these diamonds are quite heavily loaded when the drill bit is in operation. To improve their scraping effect, it is advisable to provide a clearance angle at this end of the scraping edge of each diamond.

Bei der Verwendung von Diamanten mit der Gestalt einer Viertelkugel, wie beispielsweise in Pig. 6 und 7 gezeigt, ist der angestrebte Freiwinkel der in Pig. 14 mit 60 bezeichnete Winkel, Pig. 14 zeigt, mit Blickrichtung entsprechend den Pfeilen XIV in Pig. 2, eine Seitenansicht des durch den Bereich 8 gehenden Teils eines Spülkanals 2.When using diamonds with the shape of a quarter ball, such as in Pig. 6 and 7, the desired clearance angle is that described in Pig. 14 angles marked 60, Pig. 14 shows, looking in the direction corresponding to the arrows XIV in Pig. 2, a side view of the through area 8 outgoing part of a flushing channel 2.

Bei Verwendung der in Pig. 15 dargestellten kubusförmigen Diamanten ist das angestrebte Ergebnis durch eine geringe Neigung des Spülkanals 2' gegen die (nicht gezeichnete) Mittelachse der Bohrkrone erzielt. Diese Neigung kann zwischen und 5 betragen. Die untere Fläche jedes kubusförmigen Diamanten 5' ist dann gegenüber einer zur Mittelachse der Bohrkrone normalen Ebene unter einem Winkel 61 angeordnet. Die Spülkanäle können, wie in Pig. 15 gezeigt,/im Bereich (Fig. 2) gelegen und mit den in den Bereichen 6, 9 und 10 (Pig."1 und 2) liegenden Spülkanalteilen kombiniert sein. Vorzugsweise sind jedoch alle Teile eines Spülkanals in einer gemeinsamen flachen Ebene angeordnet, um zu großen Verschleiß an den Seitenwänden des Spülkanals zu vermeiden.When using the Pig. 15 shown cube-shaped The desired result is diamonds due to a slight inclination of the flushing channel 2 'relative to the central axis (not shown) achieved the drill bit. This slope can be between and 5. The lower face of each cube-shaped Diamond 5 'is then opposite one to the central axis of the Drill bit arranged normal plane at an angle 61. As in Pig. 15 / located in area (FIG. 2) and with those in areas 6, 9 and 10 (Pig. "1 and 2) lying flushing channel parts can be combined. Preferably, however, all parts of a flushing channel are in one common flat plane arranged in order to avoid excessive wear on the side walls of the flushing channel.

Zu diesem Zweck kann die Mittelachse jedes Spülkanals in einer gegenüber der Mittelachse der Bohrkrone leicht geneigten Ebene liegen, die beispielsweise einen Neigungswinkel zwischen 1° und 5° aufweist. Die Neigung der Seitenwände, z.B. der Wände 14, 25, 34 und 39 in Pig. 4» 7, 9 bzw. 11, der Spülkanäle kann so gewählt sein, daß sich unter diesen Bedingungender angestrebte Winkel (Freiwinkel) 17 ergibt.For this purpose, the central axis of each flushing channel can be slightly inclined in relation to the central axis of the drill bit Lay plane that has, for example, an angle of inclination between 1 ° and 5 °. The slope of the side walls, e.g. the Walls 14, 25, 34 and 39 in Pig. 4 »7, 9 or 11, the flushing channels can be chosen so that the desired angle (clearance angle) 17 results under these conditions.

/14 409881 /0030 / 14 409881/0030

- 14 - 43 121- 14 - 43 121

Wie aus Pig. 1 und 2 hervorgeht, nimmt die Querschnittsfläche der Spülkanäle im Bereich 8 in Flußrichtung der durch diese Kanäle geleiteten Spültrübe allmählich zu. Dadurch wird in der Spültrübenströmung durch die Spülkanäle 2 eine Diffusorwirkung erzielt, aus der sich eine Umwandlung dynamischer Energie der Spültrubenströmung in statische Energie und somit ein geringerer Druckabfall längs der Spülkanäle ergibt. Auf diese Weise kann der Eintrittsdruck der in die Bohrung 3 des Schaftes 4 einströmenden Spültrübe herabgesetzt werden, so daß diese mit verringertem Druck durch die Spülkanäle fließt. Daher ist die auf die Bohrkrone wirkende aufwärts gerichtete Kraft herabgesetzt, es ist somit möglich, die Bohrkrone geringer zu belasten. Durch die Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Spültrübe in den im Bereich 8 liegenden Spülkanalteilen wird die Verschleißwirkung der Spültrübenströmung, welche die Ausrichtung der Diamanten in diesem Bereich verschlechtert, gemildert. Da die in diesem Bereich 8 angeordneten Diamanten stark belastet werden, Wenn die Bohrkrone in einem zuvor von einer abgenutzten Bohrkrone erstellten und damit Untermaß aufweisenden Bohrungsstück arbeitet, wirken sich alle Maßnahmen, die zur Verringerung des Verschleißes an den Wänden der Spülkanäle getroffen werden, sehr günstig aus.Like from Pig. 1 and 2, takes the cross-sectional area of the flushing channels in the area 8 in the direction of flow of the flushing slurry conducted through these channels gradually. This will result in the A diffuser effect achieved through the flushing channels 2, from which a dynamic conversion results Energy of the flushing trench flow into static energy and thus a lower pressure drop along the flushing channels results. on In this way, the inlet pressure in the bore 3 of the Shaft 4 inflowing rinsing slurry can be reduced so that it flows through the rinsing channels with reduced pressure. Therefore, the upward force acting on the drill bit is reduced, making it possible to use the drill bit load less. By reducing the flow velocity the wash sediment in the flushing channel parts located in area 8, the wear effect of the wash sediment flow, which degrades the alignment of the diamonds in this area. Since the arranged in this area 8 Diamonds are heavily stressed when the drill bit is in a previously created and worn out drill bit so that the undersized bore piece works, all measures to reduce wear have an effect are taken on the walls of the flushing channels, very cheap.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung der in der Zeichnung, dargestellten Diamant-Typen beschränkt. Wenngleich die ■ verwendeten Diamanten so geschliffen sein können, daß sie eine mathematisch gerade Schabkante und diese bildende mathematisch ebene Flächen aufweisen, ist die Verwendung ungeschliffener Diamanten mit im wesentlichen gerader Schabkante zwischen im wesentlichen ebenen Flächen nicht ausgeschlossen. Aus einer Anzahl ungeschliffener Diamanten lassen sich somit die auswählen, die, ohne irgendwelchen Nachschliff zu erfordern, zur Verwendung im Bohrkronenkörper brauchbar sind.The invention is not limited to the use of the in the drawing, shown diamond types are limited. Although the ■ diamonds used can be cut so that they have a mathematically straight scraping edge and the mathematically flat surfaces that form this, the use of unsanded surfaces Diamonds with a substantially straight shaving edge between substantially flat surfaces are not excluded. From a number of uncut diamonds, you can choose the ones without any re-sharpening to require, are useful for use in the drill bit body.

/15 409881/0030 / 15 409881/0030

. - t5 - 43 121. - t5 - 43 121

Auch ist die Erfindung nicht auf die spezielle Gestalt der Bohrkronenstirn beschränkt, die in den Beispielen entsprechend Fig. 1 und 2 aus den Bereichen 9 und 10 zusammengesetzt ist. Die Erfindung ist somit auf den Stirnteil einer beliebigen Diamantbohrkrone, sei es eine Voll- oder eine Kernbohrkrone, anwendbar.Also, the invention is not limited to the specific shape of the Drill bit face limited, which is composed of the areas 9 and 10 in the examples according to FIGS. 1 and 2. The invention is thus applicable to the front part of any Diamond drill bit, be it a solid or a core drill bit, applicable.

Die Bereiche 6 und 8 können in Abweichung von den in Fig. 1 und 2 gezeigten Beispiellai verschieden gestaltet sein. Bei Bedarf -kann der Bereich 8 im Querschnitt gekrümmt ausgeführt sein, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Diamanten 7 im Bereich können entlang der Spülkanäle in einer oder mehreren Reihen angeordnet sein. Da sie in einer zur Mittelachse der Bohrkrone ■ radialen Richtung keine Schneidwirkung haben, bestehen hier hinsichtlich der Kühlung verhältnismäßig geringe Forderungen.The areas 6 and 8 can differ from those in FIG. 1 and 2 shown examples may be designed differently. at If required, the area 8 can be designed with a curved cross-section as shown in FIG. The diamonds 7 in the area can be placed in one or more rows along the flushing channels be arranged. Since they have no cutting effect in a direction radial to the central axis of the drill bit, they exist here relatively low requirements in terms of cooling.

Bei Bedarf können die Diamanten 7 so angeordnet sein, daß sie sowohl in einer zur Mittelachse der Bohrkrone radialen als auch' parallelen Richtung nicht schneiden, d.h. daß sie überhaupt keine Schneidwirkung haben.If necessary, the diamonds 7 can be arranged so that they in both a radial and a parallel direction to the central axis of the drill bit, i.e. that they do not cut at all have no cutting effect.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann auf den Bereich 6 einschließlich der Diamanten 7 verzichtet sein.In a further development of the invention, the area 6 including the 7 diamonds.

Die Außenfläche des Bohrkronenkörpers, in welcher die Spülkanäle angeordnet sind, ist wenigstens zum größten Teil von einer Rotationsfläche gebildet. Die Spülkanäle haben eine verhältnismäßig geringe Breite, so daß die Spültrübe die Spülkanäle mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit, jedoch mit nur verhältnismäßig geringer Energie durchströmt.. Die Breite der Spülkanäle beträgt weniger als 13. mm und kann im Bereich zwischen 2 und 8 mm liegen. Die Tiefe der Spülkanäle liegt im Bereich zwischen 2 und 6 mm. :The outer surface of the drill bit body in which the flushing channels are arranged is formed at least for the most part by a surface of revolution. The flushing channels have a relatively small width, so that the rinsing slurry the rinsing channels at a relatively high speed, however flows through with only relatively little energy .. The width of the flushing channels is less than 13 mm and can be im Range between 2 and 8 mm. The depth of the flushing channels is in the range between 2 and 6 mm. :

Die Erfindung ist weiterhin weder auf die Anzahl und Gestalt der Spülkanäle, noch auf deren Lage an oder Verteilung über die Oberfläche des Bohrkronenkörpers beschränkt.The invention is further neither limited to the number nor the shape the flushing channels, still limited to their location on or distribution over the surface of the drill bit body.

40 98 81 /0030 . /1640 98 81/0030. / 16

- 16 - 43 121- 16 - 43 121

Bei Bedarf ist die Diamantbohrkrone nach, der Erfindung in Verbindung mit herkömmlichen Stabilisatoren und/oder Räumern verwendbar. Diese bekannten Stabilisatoren können beispielsweise aus Kautschuk o.der aus verschleißfest gemachtem Stahl (mit beispielsweise einer auftragsgeschweißten Verschleißschicht) hergestellt sein und sind am Bohrstrang im Abstand über der Diamantbohrkrone nach der Erfindung gehalten. Sie dienen dazu, die Schwingbewegungen des Bohrstranges zu dämpfen. Die bekannten Räumer werden bei Bedarf ebenfalls über der Diamantbohrkrone nach der Erfindung angeordnet. Ihr kennzeichnendes Merkmal besteht darin, daß sie in zur Mittelachse des Räumers.radialen Richtungen zu schneiden vermögen. Das Bohrloch wird somit auf einen größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Räumers erweitert. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß die Diamantbohrkrone und der Räumer sehr leicht aus der Bohrung gezogen oder in diese eingefahren werden können.If necessary, the diamond core bit according to the invention in Can be used in conjunction with conventional stabilizers and / or scrapers. These known stabilizers can, for example made of rubber or wear-resistant steel (with for example an overlay welded wear layer) and are spaced on the drill string held over the diamond drill bit according to the invention. They serve to dampen the oscillating movements of the drill string. The known scrapers are also arranged above the diamond drill bit according to the invention, if necessary. Your distinctive The feature is that they are able to cut in directions radial to the central axis of the reamer. The borehole is thus expanded to a larger diameter than the outer diameter of the reamer. This results in the advantage that the diamond core bit and the reamer are very easily pulled out of the bore or retracted into it can be.

Da bei jedem Diamanten die sich an die Schabkante anschließende ebene Fläche in der Ebene der Wand eines Spülkanals liegt, ist eine wirksame Kühlung der Diamanten erzielt sowie eine wirksame Abführung des Bohrkleins von den Stellen, an denen es sich an der Schabkante, an der Fläche des Diamanten und an der Y/and des Spülkanals ansammelt, unabhängig von der Tiefe, auf welche die Diamanten in die Formation einschaben. Dies bedeutet, daß die Bohrkrone nach der Erfindung mit gleich guten Ergebnissen sowohl bei weichen als auch harten Formationen einsetzbar ist, da die Spülung und Kühlung der Diamanten in beiden Fällen ausreichend ist.Since with every diamond the flat surface adjoining the scraping edge lies in the plane of the wall of a flushing channel, an effective cooling of the diamonds is achieved as well as an effective removal of the cuttings from the places where it collects on the scraping edge, on the face of the diamond and on the Y / and of the flushing channel, regardless of the Depth to which the diamonds will scrape into the formation. This means that the drill bit according to the invention with equally good results can be used for both soft and hard formations, since the flushing and cooling of the Diamond is sufficient in both cases.

/Patentansprüche 409881/0030 / Claims 409881/0030

Claims

'PATENT CLAIMS. ^

1. Diamond bolir crown, used for drilling a hole in a subterranean formation rotatable and longitudinal about a central axis this central axis can be loaded in the direction of the drill bit face and with the drill bit body carrying a diamond having flushing channels formed in the outer surface, each flushing channel along one of its side walls at least a single row of diamonds is arranged in the part of the channel lying in the drill bit face, thereby characterized that each of the diamonds (5) that in the forehead (9, 10) of the drill bit along one of the sides each flushing channel (2) are arranged in a single row, has a straight scraping edge (19) which is flat from aei Surfaces (16,18) is formed on the outside of the diamond (5), and that the diamond (5) is arranged so that the Scraping edge (19), based on the bottom of a hole to be drilled, assumes a scraping position and that one of the flat ones Areas (16) in the wall (14) of a flushing channel (2) lies.

2. Diamond drill bit according to claim 1, characterized in that the outer surface (15) of the drill bit body (1) is formed at least for the most part by a surface of revolution, and that the scraping edges (19) of the the drill bit face (9,10) arranged diamonds (5) lie in the outer surface of the drill bit.

3. Diamond drill bit according to claim 1 or 2, characterized in that the flushing channels (2) have a have a relatively small width.

4 09 881/00304 09 881/0030

7272

- 2r - 43 121

4. Diamond core bit according to claim. 3, characterized in that the width of each flushing channel (2) is less than 13 mm.

5. Diamond core bit according to claim 4, characterized in that g e k e η η, ' that the width of each flushing channel (2) is between 2 mm and 8 mm.

6. diamond drill bit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the depth of each Flushing channel (2) is between 2 mm and 6 mm.

7 diamond drill bit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the surface (16) lying in the wall (14) of a flushing channel (2), each Diamonds (5) is arranged at an angle greater than zero degrees with respect to the central axis of the drill bit.

8. Diamond drill bit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the scraping edge (19) is formed between two mutually perpendicular surfaces (16, 18).

9. diamond drill bit according to claim 8, characterized in that g e k e η η ζ I think that at least the ones in the drill bit face (9,10) along one side of each flushing channel (2) arranged diamonds (5) are cube-shaped.

10. Diamond core bit according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least the one in the Drill bit face (9 »10) along one side of each flushing channel (35) arranged diamonds (30,36) are triangular.

11. Diamond core bit according to claim 8, characterized in that it is characterized by η η, that at least those arranged in the drill bit face (9> 10) along one side of each flushing channel (21). Diamonds (20) have the shape of a quarter ball.

40-9881/0030 /340-9881 / 0030/3

43 121

1.2. Diamond drill bit according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the central axis each flushing channel (2; 21; -35) lies in a flat plane, which is arranged at an angle greater than zero degrees with respect to the central axis of the drill bit.

13. Diamond core bit according to one of claims 1 to 12, characterized in that the cross-section at least one of the flushing channels (2; 21; 35) in the direction of flow of the mud that flows through during the work of the drill bit the flushing channel can be passed through gradually increases.

40 98 81 /003040 98 81/0030