專利名稱：巖石鉆探機(jī)、可拆裝式卡頭、止擋環(huán)和鉆探設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求I的前序部分所述的諸如頂錘之類的巖石鉆探機(jī)。
背景技術(shù)：
在潛孔鉆探期間，在緊鄰潛孔鉆探機(jī)的鉆頭處會(huì)產(chǎn)生壓力波。即在潛孔鉆探期間沖擊機(jī)構(gòu)設(shè)置于鉆孔中的鉆柱的底部處、處于鉆頭處的情況。該沖擊機(jī)構(gòu)直接沖擊在該鉆頭上。在頂錘鉆探期間，活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中移動(dòng)并沖擊在頂錘的釬柄適配器上。另外，將旋轉(zhuǎn)從旋轉(zhuǎn)馬達(dá)傳遞至該釬柄適配器。沖擊能量和旋轉(zhuǎn)隨后從該釬柄適配器通過一個(gè)或若干個(gè)鉆桿和鉆頭傳遞至巖石，以便形成鉆孔。旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和沖擊機(jī)構(gòu)設(shè)置于地表高度處、處于頂錘中。如果鉆頭沖擊空氣而不是巖石——這稱之為空載沖擊——這是由于例如鉆頭遇到巖石中的空穴，或者這是由于有必要使鉆桿之間的螺紋免受錘擊，止擋環(huán)防止釬柄適配器在軸向方向上向前移動(dòng)得過多，并且這降低了損壞釬柄適配器的風(fēng)險(xiǎn)。止擋環(huán)通過該方式 經(jīng)受重載荷。必須從鉆孔中連續(xù)地運(yùn)走在巖石鉆探期間鉆出的鉆屑。這借助于諸如空氣或水之類的沖洗介質(zhì)來執(zhí)行，該沖洗介質(zhì)在頂錘的前部中通過沖洗連接件和沖洗殼體引入到釬柄適配器中。該沖洗介質(zhì)隨后流過釬柄適配器和鉆桿中的通道并最終通過鉆頭流出至鉆孔，從而將鉆屑通過鉆桿與鉆孔的邊緣之間的空間沖出。如何實(shí)現(xiàn)該過程的示例可見于W02009/148375中，其中，前部設(shè)置有密封卡頭，該密封卡頭包括沖洗殼體、前部引導(dǎo)件和蓋板。該卡頭使得在不移除整個(gè)前部的情況下更換沖洗密封件成為可能?？赏ㄟ^W02009/148375揭示的巖石鉆探機(jī)所存在的一個(gè)問題是釬柄適配器及其止擋環(huán)具有較短的使用期限并且需要定期更換。釬柄適配器的每次更換需要從巖石鉆探機(jī)上卸下整個(gè)前部。這意味著必須卸下多個(gè)側(cè)螺栓，并且最為重要的是，操作者需要抬起前部及其止擋環(huán)、釬柄適配器等構(gòu)成的較重載荷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是獲得一種解決上述問題的諸如頂錘之類的巖石鉆探機(jī)。該巖石鉆探機(jī)包括前部、設(shè)置在該前部中的可拆裝式卡頭、釬柄適配器和用于該釬柄適配器的止擋環(huán)。根據(jù)本發(fā)明，該可拆裝式卡頭的直徑至少等于止擋環(huán)的直徑。這使得在卸下可拆裝式卡頭期間，在不將前部從巖石鉆探機(jī)上移除的情況下安裝或卸下止擋環(huán)成為可能。通過這種方式，安裝和拆卸可更快且更為容易地并且至少使操作者以較小的負(fù)擔(dān)進(jìn)行。


現(xiàn)將借助于優(yōu)選實(shí)施方式并參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)地描述，其中圖I示出了組裝好的巖石鉆探機(jī)的前部的側(cè)視圖，其中，止擋環(huán)處于鎖定狀態(tài)中；圖2示出了根據(jù)圖I的巖石鉆探機(jī)的前部的側(cè)視圖，其中，已將密封卡頭卸下，并且止擋環(huán)處于其鎖定狀態(tài)中；圖3示出了根據(jù)圖I的巖石鉆探機(jī)的前部的側(cè)視圖，其中，已將密封卡頭和鎖定環(huán)卸下，并且止擋環(huán)處于其打開狀態(tài)中；圖4a-4b示出了從后面看到的巖石鉆探機(jī)的前部，其中，止擋環(huán)處于其打開狀態(tài)中；以及圖5a_5b示出了從后面看到的巖石鉆探機(jī)的前部，其中，止擋環(huán)處于其鎖定狀態(tài)中。
具體實(shí)施方式

圖1-3示出了根據(jù)本發(fā)明的諸如頂錘之類的巖石鉆探機(jī)的前部la。在圖I中，該巖石鉆探機(jī)是組裝好的，而在圖2和圖3中，該巖石鉆探機(jī)是部分拆開的。該巖石鉆探機(jī)包括殼體1，該殼體I除了其它特征之外具有前部la。錘式活塞2設(shè)置成在殼體I內(nèi)執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該錘式活塞2通過沖擊作用于釬柄適配器3的上部。未在圖中示出的鉆柱元件連接至釬柄適配器3，鉆頭同樣連接至釬柄適配器3，這同樣未在圖中示出。釬柄適配器3將沖擊力連同進(jìn)給力和旋轉(zhuǎn)傳遞至巖石。在下面的描述中將利用術(shù)語“向前”來表示朝向巖石的方向，并且將利用術(shù)語“向后”表不遠(yuǎn)離巖石的方向。止擋環(huán)4設(shè)置成保護(hù)釬柄適配器3。如果鉆頭由于例如鉆頭遇到巖石中的空穴或由于有必要使鉆桿之間的螺紋免受錘擊而沖擊空氣而非巖石，則止擋環(huán)4部分地防止釬柄適配器3在軸向方向上向前移動(dòng)得過多，并且這降低了損壞的風(fēng)險(xiǎn)。在前部Ia中呈現(xiàn)出卡頭5，例如圍繞釬柄適配器3安裝的密封卡頭5?？^5包括例如下列部件中的一種或若干種蓋板6、引導(dǎo)件7和沖洗殼體8。卡頭的實(shí)際包含部件是無關(guān)緊要的?？梢允橇硪环N可拆裝式卡頭而非密封卡頭。該卡頭還可由可被單獨(dú)地安裝和拆卸的若干個(gè)部件構(gòu)成。重要的是將卡頭設(shè)計(jì)成，使得可將止擋環(huán)4從前面裝上和卸下。這在圖1-3中通過直徑至少與止擋環(huán)4的直徑一樣大的卡頭5實(shí)現(xiàn)。止擋環(huán)4可承受來自釬柄適配器3的強(qiáng)大的力。設(shè)置成使得止擋環(huán)4直接置靠在卡頭5上當(dāng)然是可能的，但這由于隨后會(huì)在卡頭5中造成損壞而是不適當(dāng)?shù)?。在圖1-3中，止擋環(huán)4改為設(shè)置成將其安裝成，使止擋環(huán)4具有至少與前部Ia上的止擋邊緣10相接觸的前部接觸面9。這確保了將止擋環(huán)4所承受的、來自釬柄適配器3的力傳遞至前部Ia而并不傳遞至卡頭5。圖4a_b和圖5a_b示出了如何執(zhí)行該過程的實(shí)施方式。圖4a_b和圖3示出了止擋環(huán)4在安裝和拆卸該止擋環(huán)4期間的打開狀態(tài)。圖5a-b、圖I和圖2示出了止擋環(huán)4在鉆探機(jī)的工作期間的鎖定狀態(tài)。在圖4a和圖5a中從后部示出了前部la。止擋環(huán)4設(shè)計(jì)為具有三個(gè)微圓的拐角的微圓的多邊形。利用除三個(gè)以外的其它數(shù)量的拐角、優(yōu)選地為兩個(gè)至五個(gè)拐角會(huì)是可能的。隨著拐角的數(shù)量增加，前部Ia出的接觸區(qū)域9減小，并且止擋環(huán)4所承受的力將因此以較差的方式傳遞至前部la。除多邊形之外的其它形狀同樣適用，但多邊形是緊湊的且耐用的形狀，其同樣易于加工，并且由此，出于這些原因，該多邊形是優(yōu)選的。在圖4a中，前部Ia包括凹部12，該凹部12具有使得能夠通過該凹部12安裝和拆卸止擋環(huán)4的形狀。優(yōu)選的是，凹部12具有與止擋環(huán)4相同的形狀。用于止擋環(huán)4的腔室13已經(jīng)于凹部12的后端處加工出來。腔室13設(shè)置成使得止擋環(huán)4可處于鎖定狀態(tài)中或處于打開狀態(tài)中。當(dāng)已將止擋環(huán)4插置到腔室13中時(shí)，在具有三個(gè)拐角的示例中，止擋環(huán)4可從打開狀態(tài)旋轉(zhuǎn)過60°而旋轉(zhuǎn)至鎖定狀態(tài)，使得止擋環(huán)的接觸區(qū)域9在鎖定狀態(tài)中將與止擋邊緣10相接觸,如圖5a中所示。鉆探機(jī)在鉆探期間振動(dòng)，并且因此存在對(duì)于止擋環(huán)4而言可通過這種方式將其自身旋轉(zhuǎn)回打開狀態(tài)的嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)。由于這是不合乎要求的，因此為止擋環(huán)4設(shè)置有諸如鎖定環(huán)14之類的鎖定裝置是適當(dāng)?shù)?。鎖定環(huán)14具有與止擋環(huán)4和凹部12的形狀類似的形狀，并且因此通過凹部12安裝鎖定環(huán)也是可能的。另外，鎖定環(huán)14包括鎖定凸輪15，當(dāng)止擋環(huán)4處于其鎖定狀態(tài)中時(shí)，該鎖定凸輪15在止擋環(huán)4與前部Ia之間穿過。當(dāng)已將止擋環(huán)4旋轉(zhuǎn)就位，旋轉(zhuǎn)至如上所述的鎖定狀態(tài)時(shí)，將鎖定環(huán)14安裝成使得鎖定凸輪15進(jìn)入到位于止擋環(huán)4與前部Ia之間的隔間中。這使得將止擋環(huán)4旋轉(zhuǎn)回到其打開狀態(tài)是不可能的。由于已將腔室13構(gòu)造成 使得止擋環(huán)4僅可在打開狀態(tài)與鎖定狀態(tài)之間旋轉(zhuǎn)，因此止擋環(huán)4并不能在任何其它方向上旋轉(zhuǎn)。鎖定環(huán)14與凹部12具有大致相等的長度，并且當(dāng)將卡頭5安裝在處于前部Ia中的其位置中時(shí)，鎖定環(huán)14將因此被卡頭5保持就位。然而，優(yōu)選的是，公差應(yīng)使得鎖定環(huán)14的長度略小于凹部12的長度。這確保了止擋環(huán)4所承受的力將通過接觸區(qū)域9主要傳遞至前部la，而不傳遞至鎖定環(huán)14，也不向前傳遞至卡頭5過高的程度。在圖i-3中，卡頭5借助于螺釘安裝于前部Ia處。如果卡頭5設(shè)計(jì)成改為將其壓入蓋板并且例如通過蓋板鎖定就位，則將鎖定環(huán)14集成在卡頭5中同樣是可能的，盡管如果使其保持分開則安裝將略為容易。鎖定環(huán)14和止擋環(huán)4中的至少一個(gè)可設(shè)置有拆卸裝置16、17以使拆卸更容易。在圖1-5中，鎖定環(huán)14設(shè)置有兩個(gè)螺紋孔16。在拆卸期間，可將兩個(gè)長螺釘設(shè)置在螺紋孔16中，并且由此使得將鎖定環(huán)14自由地拉出將是容易的。止擋環(huán)4設(shè)置有類似的螺紋孔17，參見圖3。在已將鎖定環(huán)14卸下之后，再次旋轉(zhuǎn)止擋環(huán)4是可能的?？呻S后將兩個(gè)長螺釘改為設(shè)置在止擋環(huán)的螺紋孔17中，由此可將止擋環(huán)4旋轉(zhuǎn)至其打開狀態(tài)并隨后將其取出。通過這種方式可在無需拆除具有其所有重量的整個(gè)前部Ia的情況下安裝和拆卸該止擋環(huán)4。本發(fā)明自然并不限于上述示例在所附專利權(quán)利要求的范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行更改。本發(fā)明例如涉及所有包括沖擊在釬柄適配器上的活塞裝置在內(nèi)的巖石鉆探機(jī)，即在緊鄰鉆頭處并不產(chǎn)生壓力波的所有巖石鉆探機(jī)。本發(fā)明例如涉及但不限于頂錘。
權(quán)利要求
1.一種巖石鉆探機(jī)，所述巖石鉆探機(jī)包括 前部(Ia)； 可拆裝式卡頭(5 )，所述可拆裝式卡頭(5 )設(shè)置在所述前部(Ia)中； 釬柄適配器(3);和 用于所述釬柄適配器(3)的止擋環(huán)(4)； 其特征在于，所述可拆裝式卡頭(5)的直徑至少與所述止擋環(huán)(4)的直徑一樣大，使得在拆卸所述可拆裝式卡頭(5)期間在不將所述前部(Ia)從所述巖石鉆探機(jī)上移除的情況下安裝或拆卸所述止擋環(huán)(4)是可能的。
2.如權(quán)利要求I所述的巖石鉆探機(jī)，其特征在于，所述前部(Ia)還包括用于所述止擋 環(huán)(4)的腔室(13)，所述腔室(13)設(shè)置成使得所述止擋環(huán)(4)能夠在安裝和拆卸期間處于打開狀態(tài)中且在所述鉆探機(jī)的工作期間處于鎖定狀態(tài)中。
3.如權(quán)利要求2所述的巖石鉆探機(jī)，其特征在于，所述前部(Ia)包括止擋邊緣(10)，并且處于所述鎖定狀態(tài)中的所述止擋環(huán)(4)包括與所述止擋邊緣(10)相接觸的前部接觸區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的巖石鉆探機(jī)，其特征在于，所述止擋環(huán)(10)成形為具有至少兩個(gè)拐角的多邊形，優(yōu)選地具有兩個(gè)至五個(gè)拐角。
5.如權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的巖石鉆探機(jī)，其特征在于，所述前部(Ia)具有用于安裝和拆卸所述止擋環(huán)(10)的凹部(12)，所述止擋環(huán)裝配到所述凹部(12)中。
6.如權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的巖石鉆探機(jī)，其特征在于，所述巖石鉆探機(jī)還包括鎖定環(huán)(14)，以將所述止擋環(huán)(4)保持在其鎖定狀態(tài)中。
7.如權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的巖石鉆探機(jī)，其特征在于，所述巖石鉆探機(jī)指定為頂錘。
8.一種用于安裝在頂錘中的前部(Ia)中的可拆裝式卡頭(5)，其中，所述頂錘包括止擋環(huán)(4)，其特征在于，所述可拆裝式卡頭(5)的直徑至少與所述止擋環(huán)(4)的直徑一樣大，使得在拆卸所述可拆裝式卡頭(5)期間在不將所述前部(Ia)從所述頂錘上移除的情況下安裝或拆卸所述止擋環(huán)(4)是可能的。
9.一種用于安裝在頂錘中的止擋環(huán)(4)，其中，所述頂錘包括前部(Ia)和設(shè)置在所述前部(Ia)中的可拆裝式卡頭(5)，其特征在于，所述止擋環(huán)(4)的直徑至多與所述可拆裝式卡頭(5)的直徑一樣大，使得在拆卸所述可拆裝式卡頭(5)期間在不將所述前部(Ia)從所述頂錘上移除的情況下安裝或拆卸所述止擋環(huán)(4)是可能的。
10.如權(quán)利要求9所述的止擋環(huán)(4)，其特征在于，所述止擋環(huán)(4)成形為具有至少兩個(gè)拐角的多邊形，優(yōu)選地具有三個(gè)至五個(gè)拐角。
11.一種鉆探設(shè)備，所述鉆探設(shè)備包括如權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)所述的鉆探機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種巖石鉆探機(jī)，該巖石鉆探機(jī)包括前部(1a)、設(shè)置在該前部(1a)中的可拆裝式卡頭(5)、釬柄適配器(3)和用于該釬柄適配器(3)的止擋環(huán)(4)。根據(jù)本發(fā)明，該可拆裝式卡頭(5)的直徑至少與止擋環(huán)(4)的直徑一樣大，使得在拆卸可拆裝式卡頭(5)期間在不將前部(1a)從巖石鉆探機(jī)上移除的情況下安裝或拆卸止擋環(huán)(4)是可能的。本發(fā)明還涉及一種可拆裝式卡頭(5)、止擋環(huán)(4)和結(jié)合有該巖石鉆探機(jī)的鉆探設(shè)備。
文檔編號(hào)B25D17/00GK102905855SQ201180025951
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者烏爾夫·尼爾松, 馬格努斯·沃爾特 申請(qǐng)人:阿特拉斯·科普柯鑿巖設(shè)備有限公司