專利名稱：用于制成爆破孔的轉(zhuǎn)動開采鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制成爆破孔的轉(zhuǎn)動開采鉆頭，開采鉆頭的部件可以在現(xiàn)場分開并更換，由此提供一種其部件可以重新使用的鉆頭并由此提供較低的鉆頭成本。特別是，鉆頭包括定位在縱向延伸的凹槽內(nèi)的鉆頭支承腿部；將腿部保持在凹槽內(nèi)的可拆卸連接裝置，而不需要連接裝置承載操作鉆頭的推動負(fù)載。
背景技術(shù)：
不同類型的牙輪鉆頭用來鉆入地面。例如，整體和永久組裝的牙輪鉆頭用于鉆井的石油和天然氣產(chǎn)業(yè)中。這種鉆頭可鉆入地面長達(dá)幾英里，并且這種鉆頭不損壞，而是通常一直操作到其磨損并丟棄為止。類似類型的鉆頭用作鉆制爆破孔的開采鉆頭，其中炸藥插入爆破孔中以便爆破地層從而進(jìn)行收集。這種爆破孔通常是淺孔，例如50-100英尺。爆破孔可以在每個爆破孔鉆制完成之后進(jìn)行檢查。如果部件變得磨損或損壞，通過適當(dāng)構(gòu)造可拆卸連接部件，它們可以修理或更換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于制成爆破孔的轉(zhuǎn)動開采鉆頭，其中比較容易損壞或磨損的部件可以現(xiàn)場更換。
本發(fā)明的另一目的在于本發(fā)明的轉(zhuǎn)動開采鉆頭包括具有縱向軸線的整體主體，并且主體一端部包括連接到鉆柱上的連接件。主體的第二端部在第二端部的周邊上包括多個縱向延伸的凹槽，并且橫向延伸的推力肩部設(shè)置在主體端部之間的主體上。橫向延伸的連接裝置設(shè)置在每個支承腿部和主體的第二端部之間，以便將腿部可拆卸地連接到主體上，并且支承腿部的一端部定位成與推力肩部接合，以便從鉆柱接收主體的縱向推力。牙輪鉆頭連接到每個支承腿部的第二端部上。
本發(fā)明的再一目的在于牙輪鉆頭可拆卸地連接到每個腿部上。
本發(fā)明的又一目的在于凹槽通過在每個凹槽的相對側(cè)上從主體向外延伸的第一和第二縱向延伸的翅片形成。最好是第一和第二翅片在相互分叉的方向上向外延伸，以便在每個凹槽的相對側(cè)上形成分叉肩部，并且支承腿部包括分叉?zhèn)炔恳员阍谕炔慷ㄎ辉谝粋€凹槽中時與相互作用的分叉肩部配合。最好是，在第一和第二翅片之間包括的角度是大約90度。
本發(fā)明的另一目的在于每個腿部包括與主體隔開而不接觸的內(nèi)部側(cè)以便確保腿部的分叉?zhèn)炔颗c每個凹槽相對側(cè)上的分叉肩部相互作用并牢固配合。
本發(fā)明的另一目的在于連接裝置包括一個或多個螺栓，螺栓用于將每個腿部連接到翅片上，并延伸穿過腿部內(nèi)的開口和翅片內(nèi)的開口，其中開口大于螺栓以便確保支承腿部的一端部接合推力肩部，由此螺栓不需要承受推動負(fù)載。
本發(fā)明的另一目的在于主體包括穿過其中的縱向延伸的軸向開口和位于定位在相鄰?fù)炔恐g的主體外部以便從爆破孔排出碎片的縱向通道。
本發(fā)明的另一目的在于螺栓足夠緊固以便通過相鄰翅片之間的摩擦將腿部保持就位。
以上相當(dāng)廣義地描述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，以便可以更好地理解下面的本發(fā)明的詳細(xì)說明。將在下面描述形成本發(fā)明權(quán)利要求主題的本發(fā)明的另外特征和優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到所披露的概念和特定實施例可方便地用作調(diào)整或設(shè)計其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)以便實施本發(fā)明相同目的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還將理解這些等同結(jié)構(gòu)不偏離所附權(quán)利要求提出的本發(fā)明的精神和范圍。對于其結(jié)構(gòu)以及操作方法來說，認(rèn)為是本發(fā)明特征的新穎特征以及其它目的和優(yōu)點(diǎn)將在結(jié)合附圖的情況下從以下描述中更好地得到理解。但是，應(yīng)該清楚地理解到只出于說明和描述的目的給出每幅附圖，而不打算作為本發(fā)明限制的限定。


為了更完全地理解本發(fā)明，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下說明，附圖中圖1是本發(fā)明的截面圖；圖2是沿著圖1的線2-2截取的視圖；圖3是沿著圖1的線3-3截取的視圖；
圖4是本發(fā)明部分分解的頂視圖；圖5是沿著圖4的線5-5截取的視圖；圖6是部分以截面方式表示主體、腿部和牙輪鉆頭的相對位置的局部立視圖；圖7是圖6的區(qū)域7的放大局部視圖；圖8是用于將牙輪鉆頭可拆卸地連接到腿部上的部件的分解局部視圖；圖9是沿著圖6的線9-9截取的截面視圖；以及圖10是沿著圖6的線10-10截取的截面視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考圖1、3、4和5，用于在例如在鐵礦開采中在地面上制成爆破孔的本發(fā)明的轉(zhuǎn)動開采鉆頭總體以參考標(biāo)號10表示。標(biāo)號12總體表示具有縱向軸線4、第一端部16和第二端部18的整體金屬主體。盡管可以使用任何適當(dāng)?shù)倪B接件來連接到鉆柱(未示出)上，第一端部16包括例如BECO類型的螺紋20的連接件(圖3和5)。
主體12的第二端部18包括位于第二端部18的周邊上的多個縱向延伸的凹槽22，如圖1、3和5清楚示出。雖然可以使用任何數(shù)量的凹槽22，如優(yōu)選實施例所示，凹槽的數(shù)量是三個。如圖3和5所示橫向延伸的推力肩部24設(shè)置在端部16和18之間的主體12上。肩部24的目的在于提供來自鉆柱的向下推力，以便鉆入地層中?？v向延伸的支承腿部26定位在每個縱向延伸凹槽22內(nèi)。支承腿部26通過例如螺栓28的橫向延伸的連接裝置連接到主體12的第二端部16上，以便將腿部26可拆卸地連接到主體12上。如圖3和5清楚所示，支承腿部26包括第一端部30，如圖3和5清楚示出，第一端部30定位成與推力肩部24接合以便從鉆柱接收主體12縱向向下的推力。牙輪鉆頭34連接的每個支承腿部26的第二端部32上，以便在鉆柱轉(zhuǎn)動時傳統(tǒng)地鉆制爆破孔，并提供向下推力到主體12上。
最好是，可以是具有多個硬質(zhì)合金鑲塊35的傳統(tǒng)牙輪鉆頭的牙輪鉆頭34可拆卸地連接到每個支承腿部26上，如下面更加全面描述。由此，在鉆頭10從爆破孔取出時，可以進(jìn)行檢查是否需要現(xiàn)場更換支承腿部26和/或牙輪鉆頭34，由此鉆頭10總是在最佳情況下操作，并且更加磨損的部件可進(jìn)行更換而不更換或丟棄整個鉆頭10。
現(xiàn)在參考圖1和4，主體12上的縱向凹槽22通過在每個凹槽22的相對側(cè)上從主體向外伸出的第一和第二縱向延伸翅片形成。由此，第一翅片36和第二翅片38在每個凹槽22的相對側(cè)上從主體12向外延伸，以便形成凹槽22。另外，第一翅片36和第二翅片38在相互分叉的方向上向外延伸，在每個凹槽22的相對側(cè)上各自形成分叉肩部40和42。最好是，每個第一翅片36和相互作用的第二翅片38之間包括的角度是大約90度。每個腿部26包括最好與主體12隔開而不接觸的內(nèi)部側(cè)48。雖然對于制造誤差不充分來說，希望內(nèi)部側(cè)48接觸主體12以便進(jìn)行另外支承。即，更重要的是支承腿部26上的分叉?zhèn)炔?4和46分別與翅片36和38的分叉肩部40和42接合并牢固相互作用。當(dāng)支承腿部26通過一個或多個螺栓28固定在相互作用的凹槽22內(nèi)時，這變得很重要。
現(xiàn)在參考圖1-6以及9和10，將注意到螺栓28延伸穿過主體12內(nèi)的開口50并穿過支承腿部26內(nèi)的開口52。螺栓28包括頭部54和螺母56。最好是，頭部54包括六角凹口，并且螺母56包括不規(guī)則肩部58以便緊固螺栓28。應(yīng)該注意到主體內(nèi)的開口50和支承腿部26內(nèi)的開口52大于螺栓28的直徑，由此確保只有拉伸力作用在螺栓28上。支承腿部26通過充分緊固螺栓28在凹槽22中固定就位，使得相互作用的分叉肩部40和42與分叉?zhèn)炔?4和46分別摩擦接合，以足以將支承腿部26保持就位。這同樣確保支承腿部26的第一端部30與推力肩部24接合時，可以在螺栓28上避免任何推力。
雖然螺栓28用作支承以便將腿部26保持在凹槽22內(nèi)，最好是所有施加在螺栓上的力是拉伸力，避免推力和力矩。鉆頭10和主體12的轉(zhuǎn)動使得翅片36和38以及腿部26和牙輪鉆頭34轉(zhuǎn)動。
現(xiàn)在參考圖1和4，將要注意到主體12包括縱向軸向開口60和位于定位在相鄰?fù)炔?6之間主體外部的一個或多個通道62。由此，例如空氣的流體經(jīng)由軸向開口60可輸入鉆柱并離開主體12底部，沿著通道62返回以便在鉆制時從爆破孔取出碎片。
現(xiàn)在參考圖6、7和8，可以清楚看到一種用于將牙輪鉆頭34可拆卸地連接到支承腿部26上的裝置。輪轂64連接到支承腿部26的第二端部上，并包括凹口66。牙輪鉆頭26的內(nèi)部包括內(nèi)螺紋68。開口環(huán)70包括與構(gòu)件64上的凹口66接合的接合肩部72并還包括與牙輪鉆頭34上的螺紋68螺紋接合的螺紋74。另外，一個開口環(huán)70包括與構(gòu)件64內(nèi)的通道78對準(zhǔn)的缺口76。由此，環(huán)部段70上的肩部72插入凹口66，牙輪鉆頭26放置在部段70上并轉(zhuǎn)動，同時銷80插入通道28以便接合缺口76，從而相對于內(nèi)螺紋68保持部段70，將牙輪鉆頭26緊固就位。最好是，事先插入O形圈82，以便保護(hù)牙輪鉆頭34內(nèi)的軸承。拆卸銷80并堵塞通道28。通道28可連接到腿部26內(nèi)的油入口86上。
如上所述，本發(fā)明的轉(zhuǎn)動開采鉆頭10可在鉆制爆破孔期間進(jìn)行檢查，并且例如鉆頭34和支承腿部26以及螺栓28的磨損部件可現(xiàn)場修理，由此延長鉆頭10的使用壽命，并減小鉆制成本。
盡管已經(jīng)詳細(xì)描述本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該理解到可以進(jìn)行多種改變、替換和調(diào)整而不偏離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍。此外，本發(fā)明的范圍不打算限制在說明書中描述物質(zhì)、裝置、方法和步驟的過程、機(jī)器、制造及其組合的特定實施例中。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將從本發(fā)明理解到可以按照本發(fā)明采用現(xiàn)有或?qū)⒁_發(fā)的物質(zhì)、裝置、方法和步驟的過程、機(jī)器、制造及其組合，這些物質(zhì)、裝置、方法或步驟可以實現(xiàn)這里描述的相應(yīng)實施例的大致相同的結(jié)果。由此，所附權(quán)利要求打算在其范圍內(nèi)包括這些物質(zhì)、裝置、方法和步驟的過程、機(jī)器、制造及其組合。
權(quán)利要求
1.一種用于制成爆破孔的轉(zhuǎn)動開采鉆頭，包括具有縱向軸線的整體主體，主體一端部包括連接到鉆柱上的連接件，主體的第二端部在第二端部的周邊上包括多個縱向延伸的凹槽，位于主體端部之間的主體上的橫向延伸的推力肩部，定位在每個凹槽內(nèi)的縱向延伸的支承腿部，位于每個支承腿部和主體的第二端部之間以便將腿部可拆卸地連接到主體上的橫向延伸的連接裝置，支承腿部的一端部定位成與推力肩部接合，以便從鉆柱接收主體的縱向推力，以及牙輪鉆頭連接到每個支承腿部的第二端部上。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆頭，其特征在于，牙輪鉆頭可拆卸地連接到每個腿部上。
3.如權(quán)利要求1所述的鉆頭，其特征在于，凹槽通過在每個凹槽的相對側(cè)上從主體向外延伸的第一和第二縱向延伸的翅片形成。
4.如權(quán)利要求3所述的鉆頭，其特征在于，第一和第二翅片在相互分叉的方向上向外延伸并在每個凹槽相對側(cè)上形成分叉肩部。
5.如權(quán)利要求4所述的鉆頭，其特征在于，支承腿部包括分叉?zhèn)炔恳员阍谕炔慷ㄎ辉谝粋€凹槽內(nèi)時與相互作用的分叉肩部配合。
6.如權(quán)利要求3所述的鉆頭，其特征在于，第一和第二翅片之間包括的角度是大約90度。
7.如權(quán)利要求5所述的鉆頭，其特征在于，每個腿部包括與主體隔開而不接觸主體的內(nèi)部側(cè)。
8.如權(quán)利要求5所述的鉆頭，其特征在于，連接裝置包括一個或多個螺栓，螺栓用于每個腿部并連接到翅片上，并延伸通過腿部內(nèi)的開口，其中開口大于螺栓。
9.如權(quán)利要求1所述的鉆頭，其特征在于，橫向延伸的連接裝置使得腿部在凹槽內(nèi)縱向運(yùn)動，使得腿部的一端部接合推力肩部，由此在鉆制過程中在連接裝置上避免推力。
10.如權(quán)利要求9所述的鉆頭，其特征在于，連接裝置包括一個或多個螺栓，螺栓用于每個腿部并連接到翅片上，并延伸通過腿部內(nèi)的開口，其中開口大于螺栓。
11.如權(quán)利要求10所述的鉆頭，其特征在于，螺栓延伸穿過主體內(nèi)的開口，該開口大于螺栓。
12.如權(quán)利要求1所述的鉆頭，其特征在于，主體包括貫穿其中的縱向軸向開口和位于定位在相鄰?fù)炔恐g的主體外部的縱向通道。
13.如權(quán)利要求8所述的鉆頭，其特征在于，螺栓進(jìn)行充分緊固以便在相鄰翅片之間將腿部保持就位。
全文摘要
一種用于制成爆破孔的轉(zhuǎn)動開采鉆頭(10)具有位于主體(10)的一端部(6)上以便連接到鉆柱上的連接件(20)和具有多個縱向延伸凹槽(22)的主體(12)的第二端部(18)。推力肩部(24)設(shè)置在主體(12)的端部(16和18)之間，并且縱向延伸的支承腿部(26)定位從每個凹槽(22)內(nèi)，并可拆卸地連接到主體(12)上。支承腿部(26)的一端部定位在肩部(28)附近，以便接收縱向推力，并避免推力作用在連接裝置(28)上。牙輪鉆頭(34)連接到每個支承腿部(26)的端部上。
文檔編號E21B10/20GK1688786SQ03823692
公開日2005年10月26日 申請日期2003年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月4日
發(fā)明者亨利·華萊士·穆多奇 申請人:亨利·華萊士·穆多奇