189502. lajstromszámú szabadalom • Kőzetfúró
1 189 502 2 A találmány kőzetfúró fúrófejjel, szárral és a fúrófejjel szemben lévő illesztővéggel, amelynél a száron a kőtörmeléknek a furatból történő elvezetésére egy vagy több, a fúrófej és az illesztővég között futó, a fúrótengellyel párhuzamos horonyfenékkel és a fúrótengelyre lényegében merőleges, a fúrófej felé eső oldallal rendelkező csigamenet formájú elvezető horony található. Az ismert kőzetfúrók, amelyeknek a szárán egy vagy esetleg több csigamenetszerűen végigmenő elvezetőhorony található, a fúrási művelet során a kőtörmeléket - szállítócsigával azonos módon - a furat fenekéből kivezetik. Nagy mértékben problémamentesen történik ez vízszintes vagy függőlegesen felfelé irányuló fúrási helyzetben. Ezzel szemben a kőtörmelék kijuttatása függőlegesen lefelé irányuló fúrásnál gyakran nehézségeket okoz. A kőtörmelék elvezetése a szállítócsiga elvén csak akkor lehetséges, ha az elvezető horonyban található kőtörmelék és a fúrólyuk fala között nagyobb a súrlódási ellenállás, mint a kőtörmelék és az elvezető horony felülete között. Ennek a súrlódási viszonynak a biztosítására az elvezető horony felülete általában simára van munkálva. Csak ilyen feltételek mellett képes az elvezető horony a fúrólyuk falán megtámaszkodó kőtörmeléket a fúrótengelyhez képest ferdeirányú forgó menetek segítségével a furat szájához tolni. Ha a fent említett súrlódási viszonyok nem megfelelőek, azaz túl csekély a tapadás a kőtörmelék és a fúrólyuk fala között, akkor a kőtörmelék megmarad az elvezető horonyban és a fúrólyukban a fúró forgása következtében csak körben mozdul el. Ennek a kőtörmeléknek a kimozgatása adott esetben azáltal jön létre, hogy a fúrófejtől további folyamatosan kimunkált kőtörmelék sodródik az elvezető horonyba, amely eközben erősen tömörödik és az elvezető horony mentén lassan a fúrólyuk szája felé tolódik el. Itt tehát nem a szállítócsiga elvén történő eltávolításról van szó. A kőtörmelék mozgásának ez a módja a fúrónak a fúrólyukban történő ismert beszorulási jelenségét eredményezi, amelynek következménye végsősoron a fúrás sebességének erős csökkenése. A kőtörmeléknek a szállítócsiga kedvező elvén történő kihordása biztosítására a kivezető horony kielégítő nagyságú keresztmetszetén kívül az is döntő jelentőségű, hogy a horonyfenék, mint ismeretes párhuzamosan fusson a fúrótengellyel. Kőtörmelékkel megfelelően kitöltött elvezető horony esetén a horonyfenék így merőleges nyomást fejt ki a kőtörmelékre a fúrólyuk furatával szemben úgy, hogy a kőtörmelék a fúrólyuk falával szembeni említett nagyobb súrlódási ellenállása következtében a kívánt módon kiemelésre kerül. Ismert fúrónál az elvezető horony a fúró hosszmetszete irányából nézve lényegében négyszögű bemélyedést formál. Ennél a kivitelnél megmutatkozik, hogy az elvezető horony a furat anyagának különböző szilárdsága vagy a fúró változó vágóéi minősége szerinti kőtörmelék mennyiségtől függően vagy túl kicsire, vagy túl nagyra van méretezve. Ha az elvezető horony keresztmetszete a kőtörmelék mennyiséghez viszonyítva túl kicsire van méretezve, amint ez szilárdsági okokból kisebb átmérőjű fúróknál az általános eset, akkor az elvezető horony elkerülhetetlenül eltömődik és a kőtörmelék kijuttatása adott esetben a már tárgyalt, hátrányokkal járó nyomáskifejtés mellett történik. Ha ezzel szemben az elvezető horony túl nagyra van méretezve, akkor a kőtörmelék nem tölti meg a horonykeresztmetszetet és így laza szemcseként fekszik az elvezető horonyban. Mivel tehát - ha egyáltalán - a kőtörmelék rászorítása a fúrólyuk oldalfalára nem kielégítő módon következik be, ilyen módon a kőtörmelék kihordása a fúrólyukból sem kielégítő. A találmány célja egy olyan kőzetfúró létrehozása, amely a kőtörmeléket megfelelően kivezeti és szilárdsága kis átmérőnél is magas. Ezt a feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy a horonyfenék legalábbis a horonyhossz egy részén különböző mélységű tengelyirányú szakaszokra van felosztva, valamint, hogy a horonymélység az illesztővég irányába szakaszonként lépcsőzetesen csökken. A lépcsőzetes horonyfenékkel rendelkező elvezető horony kezdete a fúrófejhez csatlakozik és hátul az illesztővég kezdetéig terjed. A fúrófejtől a lépcsőzetes horonymélységgel rendelkező elvezető horonyba kerülő kőtörmelék először a fúrófejhez legközelebb esőt legnagyobb mélységű szakaszban gyűlik össze. Átlagos kőtörmelék mennyiség esetén ez a szakasz feltöltődik úgy, hogy a hozzátartozó horonyfenék szakasz az itt található kőtörmeléket a fúrólyuk oldalához nyomja. Ha a kőtörmelék mennyisége növekszik, akkor egymás után feltöltődnek a következő, valamivel csekélyebb mélységgel rendelkező szakasz, illetve szakaszok kőtörmelékkel, amit a megfelelő, a fúrótengellyel párhuzamosan futó horonyfenék szakaszok ugyancsak a fúrólyuk oldalához szorítanak. Ezzel tehát különböző kőtörmelék mennyiségnél a szállítócsiga elvén elérhető a kőtörmeléknek a megfelelő elvezetéshez szükséges hozzászorítása a fúrólyuk oldalához úgy, hogy hatékony eltávolítás jön létre. Különösen hosszú szárral rendelkező kőzetfúróknál tehát, amelyek mélyebb fúrólyukak fúrására szolgálnak, szilárdsági okokból azonban célszerű lehet a hornyot csak a teljes hossz egy részén, lépcsőzetes horonymélységgel kialakítani. A horony ezen része és a fúrófej között egy azonos horonymélységű szakasz található. A különböző mélységű tengelyirányú részekből álló horonyhossz a fúrás irányával szembe nézve az illesztővégig a fúrófej 3-tól 7-szeres átmérőjéig terjed. A hosszúság aránya optimumot képez a jó elvezetési képesség és a nagy kopási- illetve hajlító szilárdság között. Az elvezető horonynak a fúrófejhez csatlakozó részében a kőtörmeléket a fúrófejtől utánpréselődő kőtörmelék továbbtolja. Ekkor a kőtörmelék a lépcsőzetes mélységű elvezető horony-szakaszba jut, ahol az az előzőekben tárgyalt módon a szállítócsiga elvének megfelelően továbbításra kerül. Különösen a kőzefúró egyszerű előállíthatóságával kapcsolódóan jó elvezető képesség érhető el, ha a horonyfenék két, különböző mélységű szakaszra van osztva. Ez a kivitel elsősorban akkor válik be, ha a fúró egy meghatározott, kis mértékben változó 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
