專利名稱：用于沖擊鉆的鉆頭組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于沖擊旋轉(zhuǎn)鉆(hammering and rotating drill)的鉆頭組件，在該組件中，鉆體布置成主要鉆削孔的中間部分，并在安裝好的鉆體中布置一個(gè)或更多的錘擊鉆頭，以鉆削孔的外圓，而在孔的所述外圓上，則布置用于鉆削鉆削表面的鉆削鉆頭，該鉆削表面沿鉆削方向位于比對(duì)鉆體是重要的鉆削表面更靠后的地方，而所述鉆頭則進(jìn)一步安裝在形成埋頭穴的鉆體中，該穴的軸線方向有與鉆削方向相同的方向或從其向外偏轉(zhuǎn)。
早先從專利公報(bào)FI-95618中已經(jīng)知道一種鉆削設(shè)備，其中，孔的環(huán)形鉆削鉆頭的外圓鉆削外圓，以使套管能隨同鉆削一起拉入孔中。當(dāng)鉆削設(shè)備被從孔中拉出，以使套管留在孔中時(shí)，環(huán)形鉆頭也必須留在孔的底部中。
從專利公報(bào)FI-85302中還知道一種用于鉆削大孔的鉆削設(shè)備，在該設(shè)備中，位于中心的鉆頭鉆削孔的中心部分，而分散地放在鉆削裝置的外圓上的鉆頭則鉆削孔的外圓。鉆削外圓的鉆頭在此情況下需要有它們自己的旋轉(zhuǎn)錘擊裝置。該鉆削設(shè)備在意圖最后穿過地面進(jìn)入自由空間時(shí)，可用于鉆削水平孔。
普遍都知道套管鉆削中的偏心鉆，其中，鉆削通過一旋轉(zhuǎn)鉆頭進(jìn)行，該鉆頭相對(duì)于套管的中心軸線偏心地安裝，而且可以用它來鉆削一比套管的直徑大的孔。當(dāng)停止鉆削時(shí)，改變鉆頭相對(duì)于套管的中心軸線的偏心度，以使能從孔中拉出鉆頭，而套管則留在孔中。
這些已知的解答的缺點(diǎn)為，在這些鉆削設(shè)備中，環(huán)形鉆頭留在孔中，在每個(gè)孔中總是有散落的、較昂貴的鉆頭。
當(dāng)采用偏心鉆頭時(shí)，鉆頭要從孔中往上提，鉆頭將很快磨損，因?yàn)殂@頭中的鉆削表面要比孔的鉆削表面小很多，這就是為什么必須常常更換磨損的鉆頭的原因。在某些鉆削設(shè)備中，鉆削鉆頭可以彼此靠緊地拉出，從而允許將鉆頭組件往上提，不必顧及套管，鉆頭借以彼此靠緊地拉出的機(jī)構(gòu)必須很復(fù)雜，因此難于更換鉆頭，它們也很容易損壞。
采用按照本發(fā)明的鉆頭組件，業(yè)務(wù)范圍內(nèi)所存在的問題可以意外地得到解決，而按照本發(fā)明的鉆頭組件的特征則為，在埋頭穴的外面的至少一部分路徑中，安裝在埋頭穴中的鉆頭可以沿偏離埋頭穴的軸線方向送出，以便使鉆削單元的外徑小一些。
按照本發(fā)明的鉆頭組件的優(yōu)點(diǎn)為，直徑為300～1000mm的大孔鉆削可以在這樣的情況借用錘擊裝置做到，即由于許多鉆削鉆頭分散在安裝好的鉆體中，并且只在孔的外圓上，故整個(gè)鉆削表面積要小于鉆削出來的孔的前表面積。與其鉆頭在整個(gè)鉆削表面上錘擊的相應(yīng)的鉆削相比，鉆頭組件不需要如此有力的而且不方便的重型錘擊裝置。
分散的外圓鉆削鉆頭還可以容易地更換。此外，按照本發(fā)明，外圓鉆削鉆頭可以如此安裝在鉆體中，以使當(dāng)組件被從孔中拉出時(shí)，鉆頭在套管邊緣處向內(nèi)移動(dòng)，從而允許整個(gè)鉆頭組件往外拉，而套管則留在孔中。在此解答中，沒有貴重物品留在孔中，鉆削成為有利的。
下面，參考附圖更仔細(xì)地描述本發(fā)明，圖中，

圖1示出安裝在鉆體中的孔的外圓的鉆削鉆頭的剖視圖。
圖2示出另一種鉆頭安裝。
圖3示出在套管處向內(nèi)移動(dòng)的鉆頭。
圖4示出從前面看去的圖1的鉆頭組件。
圖5示出從前面看去的另一種鉆頭組件。
圖5a示出安裝在鉆體中的鉆頭的剖視圖。
圖1示出用于沖擊鉆的鉆體1，該鉆體用它的標(biāo)高為L(zhǎng)1的鉆削表面主要鉆削孔的中心部分。許多較小的鉆頭2安裝在鉆體1中，以用于鉆削孔的外圓。配合表面為曲線形的埋頭表面，其曲率也可以是半徑R。鉆頭2鉆削一個(gè)所需要的其直徑略大于套管4的孔，以便使套管能隨之進(jìn)入孔中。鉆頭2是相對(duì)于其軸線旋轉(zhuǎn)的件，這就是為什么它能在埋頭穴7中旋轉(zhuǎn)的原因。旋轉(zhuǎn)是所希望的，而旋轉(zhuǎn)則通過下列情況來保證，即鉆頭2的鉆削表面標(biāo)高L2沿鉆削方向進(jìn)一步位于鉆體1的鉆削表面標(biāo)高L1的后面，以及鉆頭2不會(huì)被鉆頭本身的位于圓的外緣中的部分的以外的部分鉆削。在圖4中示出一區(qū)域9，鉆頭2就主要用這個(gè)鉆頭部分鉆削。整個(gè)鉆削單元的旋轉(zhuǎn)造成一個(gè)傳至鉆頭2上的力矩，該力矩使鉆頭繞其自己的軸線旋轉(zhuǎn)。
鉆頭2可通過采用作為輔件的單獨(dú)的套筒5安裝在鉆體中，該套筒放置在鉆體1中鉆出的孔中。在這類套筒5中較易于機(jī)加工例如鉆體1所需要的埋頭穴7。在圖2中示出另一種埋頭穴組件，它做成階梯形。鉆頭2于是也有階梯形的設(shè)計(jì)。鉆頭2、2’在埋頭穴中的安裝，以及在此圖中所描繪的軸線方向S最好與鉆削方向形成一角度α。埋頭穴的方向S就這樣有利地朝外偏離鉆削方向。有利的是，角度α在0～30°之間。埋頭穴的軸線方向也可能如同在圖5a中一樣，與鉆削方向相同。如果角度α大于0，則鉆削單元的結(jié)構(gòu)就稍微有利一些。
圖3示出，當(dāng)整個(gè)鉆削單元從孔中拉出時(shí)，按照本發(fā)明的鉆頭組件的鉆頭如何在套管4處向側(cè)面移動(dòng)。固定鉆頭2的臂6的材料要如此選擇，以使它允許鉆頭2向外并向側(cè)面移動(dòng)一所需要的距離。埋頭穴7的表面形狀使鉆頭還能滑動(dòng)并向內(nèi)翻轉(zhuǎn)，而且不會(huì)沿埋頭穴的軸線的方向S移出。套管4完成鉆頭2的移動(dòng)。當(dāng)整個(gè)鉆削單元已經(jīng)在套管外面被接收時(shí)，鉆頭2就往回移動(dòng)，進(jìn)入其埋頭穴中。固定臂6例如是彈簧狀的，因而是可伸長(zhǎng)的，它需要至少在一個(gè)地方彎曲。它可以整個(gè)用抗拉的材料制造或做成組合的，其中，它可以包含一可單獨(dú)伸長(zhǎng)的部分和一單獨(dú)彎曲的部分。橡膠、塑料、纖維材料、鋼制彈簧或類似物都可以考慮。固定臂的彎曲也可以用鉸接接頭解決。在鉆削狀態(tài)，固定臂6將鉆頭2、3壓靠在埋頭穴上。固定臂6和可能有的夾持部分8最好在鉆頭2旋轉(zhuǎn)時(shí)一起旋轉(zhuǎn)。
在圖5中，鉆頭3有一多角形，其中，它并不在其埋頭穴中旋轉(zhuǎn)。不過，鉆頭3通過套管4的推動(dòng)移出穴外，也可以按與圖2和3所示相同的方式進(jìn)行，也就是說，根據(jù)曲線形或階梯形的側(cè)面形狀進(jìn)行。在鉆削階段，鉆頭3總是有同樣的部分，其中，它們比鉆頭2要磨損得稍微快一些。不過，在鉆體1已經(jīng)從孔中取出時(shí)，鉆頭2和3的更換只占用很少的時(shí)間。按照本發(fā)明的鉆頭組件在鉆削較大的孔時(shí)較為便宜。當(dāng)只用一個(gè)鉆頭鉆削整個(gè)孔時(shí)，與一個(gè)全尺寸的中心鉆頭相比，中心鉆有較長(zhǎng)的壽命和較小的應(yīng)力。還有，在總的鉆頭表面積與所鉆削的整個(gè)鉆削表面不對(duì)應(yīng)時(shí)，錘擊裝置的動(dòng)力可以小一些。與借助需要采用重型錘擊裝置的用一個(gè)鉆頭的鉆削相比，用按照本發(fā)明的方式進(jìn)行，孔的鉆削自然要用稍微多一些的時(shí)間。
在圖5a中，示出不旋轉(zhuǎn)的鉆頭3的剖視圖，其中，鉆頭3位于其埋頭穴中。埋頭穴的軸線方向與鉆削方向相同。當(dāng)鉆削單元開始從孔中被拉出時(shí)，套管4的前緣推動(dòng)鉆頭3，以使鉆頭3開始轉(zhuǎn)向鉆體1的中心軸線。臂6伸長(zhǎng)并彎曲，其中，鉆頭3能穿過套筒。
權(quán)利要求
1.一用于沖擊旋轉(zhuǎn)鉆的鉆頭組件，在該組件中，鉆體(1)布置成主要鉆削孔的中間部分，并在安裝好的鉆體(1)中布置一個(gè)或更多的沖擊鉆頭(2)、(3)，以鉆削孔的外圓，而在孔的所述外圓上，則布置用于鉆削鉆削表面的鉆削鉆頭(2)、(3)，該鉆削表面沿鉆削方向位于比鉆體(1)的鉆削表面(L1)更靠后的地方，而所述鉆頭(2)、(3)則進(jìn)一步安裝在形成在鉆體(1)上的埋頭穴(7)中，該穴的軸線方向(S)或與鉆削方向相同或從其向外偏轉(zhuǎn)，其特征為，在埋頭穴的外面的至少一部分路徑中，安裝在埋頭穴(7)中的鉆頭(2)、(3)可以沿偏離埋頭穴的軸線方向(S)的方向送出，以便使鉆削單元的外徑小一些。
2.如權(quán)利要求1的鉆頭組件，其特征為，可以安裝在鉆頭(2)的埋頭穴(7)中的部分是一個(gè)旋轉(zhuǎn)件，其中，鉆頭(2)在鉆削情況下意圖在埋頭穴(7)中旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1的鉆頭組件，其特征為，鉆頭(3)偏離旋轉(zhuǎn)件，它意圖是不能在其埋頭穴中旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1或2的鉆頭組件，其特征為，鉆削孔的外圓的鉆頭(2)布置成只借助其鉆頭表面的一部分(9)去鉆削，其中，整個(gè)鉆頭組件在鉆削時(shí)的旋轉(zhuǎn)也繞其本身的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)所述鉆頭(2)。
5.如權(quán)利要求1的鉆頭組件，其特征為，鉆頭(2)、(3)可以從其埋頭穴(7)中移出，以使其整體在跟隨鉆頭組件的套管(4)中移動(dòng)，其中，有可能從孔中取出鉆頭組件，而將套管留在孔中。
6.如權(quán)利要求1的鉆頭組件，其特征為，埋頭穴(7)的側(cè)面做成曲線形的，其中，在鉆頭(2)從穴中出來時(shí)，安裝在穴中的鉆頭(2)轉(zhuǎn)向鉆體(1)的中心軸線。
7.如權(quán)利要求1的鉆頭組件，其特征為，埋頭穴的側(cè)面形狀是階梯形的。
8.如權(quán)利要求1的鉆頭組件，其特征為，鉆頭(2)、(3)在埋頭穴中的固定通過采用一固定臂(6)來布置，該臂允許鉆頭(2)、(3)沿所要求的方向從埋頭穴中移出一所需要的距離。
9.如權(quán)利要求1的鉆頭組件，其特征為，埋頭穴借助單獨(dú)的套筒(5)布置在鉆體(1)中，該套筒固定在鉆在鉆體(1)中的孔中。
10.如權(quán)利要求1的鉆頭組件，其特征為，鉆削孔的外圓的鉆頭(2)、(3)可以通過拆卸固定臂結(jié)構(gòu)(6)、(8)來變換。
全文摘要
一用于旋轉(zhuǎn)式?jīng)_擊鉆的鉆頭組件，在該組件中，鉆體(1)布置成主要鉆削孔的中間部分，并在安裝好的鉆體(1)中布置一個(gè)或更多的沖擊鉆頭(2)、(3)，以鉆削孔的外圓。而在孔的外圓上，則布置用于鉆削鉆削表面的鉆削鉆頭(2)、(3)，該鉆削表面沿鉆削方向位于比對(duì)鉆體(1)是重要的鉆削表面(L1)更靠后的地方，而所述鉆頭(2)、(3)則進(jìn)一步安裝在形成埋頭穴(7)的鉆體(1)中，該穴的軸線方向(S)有與鉆削方向相同的方向或從其向外偏轉(zhuǎn)，以及在埋頭穴的外面的至少一部分路徑中，所述鉆頭可以沿偏離埋頭穴的軸線方向(S)的方向送出。
文檔編號(hào)E21B7/20GK1729344SQ200380106744
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2003年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月18日
發(fā)明者泰約·胡爾科寧, 漢努·帕索寧 申請(qǐng)人:泰約·胡爾科寧, 漢努·帕索寧