加井下錘鉆的性能。
[0030]在另一方面，本發(fā)明廣泛地涉及一種彈簧偏置的止回閥，所述彈簧偏置的止回閥位于端口管內(nèi)并且具有止回閥體，所述止回閥體被偏置向上閉合位置并且適于閉合下端口管基座，使得當(dāng)所述止回閥體處于所述上閉合位置時(shí)，所述止回閥體不閉合所述下端口管基座，允許加壓流體轉(zhuǎn)移至端口管的下段；并且當(dāng)所述止回閥體未處于所述上閉合位置時(shí)，所述止回閥體閉合所述下端口管基座，從而防止加壓流體轉(zhuǎn)移至所述端口管的下段。所述止回閥體上下所述下端口管基座的運(yùn)動(dòng)形成了轉(zhuǎn)移的止回閥。
[0031]當(dāng)形成在所述活塞和所述鉆頭之間的下腔室的壓力超過并使進(jìn)入的加壓流體供給停止時(shí)，優(yōu)選地，所述止回閥體移向其上閉合位置并抬離所述下端口管基座，以允許加壓流體進(jìn)入所述端口管的下段和所述端口管的排放孔。
[0032]優(yōu)選地，所述下端口管基座的緊密接近加壓的下腔室的位置、所述止回閥在止回閥/端口管組件內(nèi)的設(shè)計(jì)和定位提供了加壓流體穿過所述排放孔的及時(shí)流動(dòng)，以減小所述活塞的突然減速。
[0033]所述彈簧偏置的止回閥可以與之前在其各種形式和方面中描述的動(dòng)態(tài)密封管配合且協(xié)作地使用。
[0034]所述彈簧偏置的止回閥可以在沒有之前描述的動(dòng)態(tài)密封管的情況下使用。
[0035]在另一方面，本發(fā)明廣泛地涉及一種具有上文在不同方面和形式中描述的動(dòng)態(tài)密封管的加壓流體井下錘鉆。
[0036]在另一方面，本發(fā)明廣泛地涉及一種具有上文在不同方面和形式中描述的動(dòng)態(tài)密封管以及上文在不同方面和形式中描述的彈簧偏置的止回閥的加壓流體井下錘鉆。
[0037]在另一方面，本發(fā)明廣泛地涉及一種加壓流體井下錘鉆，該加壓流體井下錘鉆包括:
[0038]錘鉆殼體；
[0039]活塞，所述活塞具有能在端口管的內(nèi)孔內(nèi)移動(dòng)的彈簧偏置的止回閥；
[0040]鉆頭；以及
[0041]如上述方面之一中描述的動(dòng)態(tài)密封管；
[0042]其中在使用時(shí)，所述動(dòng)態(tài)密封管在所述活塞和所述鉆頭內(nèi)移動(dòng)并且與所述活塞的運(yùn)動(dòng)協(xié)作，以及時(shí)從所述鉆頭和所述活塞之間的空間釋放出加壓流體。
【附圖說明】
[0043]為了可以更容易地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參考圖示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的附圖，并且其中:
[0044]圖1示出了在活塞循環(huán)的不同階段期間的動(dòng)態(tài)密封管的第一優(yōu)選實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)的一系列不意圖；
[0045]圖2至圖4示出了在活塞循環(huán)的不同階段期間的動(dòng)態(tài)密封管的第二優(yōu)選實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)的示意圖；并且
[0046]圖5示出了動(dòng)態(tài)密封管的替代實(shí)施方式。
【具體實(shí)施方式】
[0047]參考圖1，示出了井下錘鉆10的第一優(yōu)選實(shí)施方式，井下錘鉆10具有錘鉆殼體11、活塞12、鉆頭13和動(dòng)態(tài)密封管14。動(dòng)態(tài)密封管14具有動(dòng)態(tài)端口 15。示出了在活塞12的循環(huán)的不同階段期間的動(dòng)態(tài)密封管14的運(yùn)動(dòng)的一系列示意圖(A至F)。
[0048]在圖1的A中，示出的視圖為:活塞12靠在鉆頭13的頂上，動(dòng)態(tài)密封管14被捕獲在活塞和鉆頭砧兩者的孔中。
[0049]在圖1的B中，經(jīng)由端口系統(tǒng)引入的加壓流體迫使活塞12向上，并且當(dāng)通過抵接活塞鎖止件21的上外圍管唇20而到達(dá)動(dòng)態(tài)密封管14在活塞孔19內(nèi)的捕獲行程極限時(shí)，活塞12和鉆頭13之間的空間18仍被加壓，并且活塞12繼續(xù)上升，拉動(dòng)下外圍唇20經(jīng)過下鎖止件24。
[0050]在圖1的C中，活塞12繼續(xù)抬升動(dòng)態(tài)密封管14，該動(dòng)態(tài)密封管14現(xiàn)在從鉆頭13的捕獲孔內(nèi)向上延伸。動(dòng)態(tài)密封管14的排放端口 15向加壓空間18打開，并且流體現(xiàn)在可以穿過到達(dá)鉆頭13的切割面以沖刷碎石肩。因?yàn)榭臻g18是排放的，端口系統(tǒng)填充上腔室以準(zhǔn)備向下行程。
[0051]在圖1的D中，活塞12現(xiàn)在已到達(dá)其向上運(yùn)動(dòng)的頂部，并且經(jīng)由完全打開的排放端口 15完全排放空間18中的流體。動(dòng)態(tài)密封管14的下外圍唇20現(xiàn)在已抵接鉆頭上鎖止件24，以保留在鉆頭孔25內(nèi)。
[0052]在圖1的E中，由于圖1的上腔室27的壓力增加，活塞12現(xiàn)在被迫向下。由于當(dāng)活塞12向下移動(dòng)時(shí)鎖止件接合在鉆頭內(nèi)，活塞孔19內(nèi)的動(dòng)態(tài)密封管14保持靜止。與此同時(shí)，因?yàn)榕欧哦丝?15保持打開，流體繼續(xù)從空間18排放。對(duì)活塞12的向下運(yùn)動(dòng)沒有加壓阻力。上活塞鎖止件26抵接動(dòng)態(tài)密封管14并且將它向下移動(dòng)到鉆頭孔25中。
[0053]在圖1的F中，活塞12與鉆頭13的沖擊即將發(fā)生?；钊?2推動(dòng)動(dòng)態(tài)密封管14向下，使得排放端口 15被覆蓋并且不再打開而從空間18排放。到這一點(diǎn)，向下移動(dòng)的活塞12未受空間18中的加壓流體的阻礙/減速。如圖所示，活塞行程的一小部分保持為密封空間18，一些加壓可建立在密封空間18中。與此同時(shí)，端口系統(tǒng)已排放上腔室，并且現(xiàn)在正在對(duì)空間18加壓以實(shí)現(xiàn)向上行程。動(dòng)態(tài)密封管14可以被設(shè)計(jì)成使得排放端口 15可以定位得更高或更低，以改變活塞12向下運(yùn)動(dòng)的阻力的持續(xù)時(shí)間。排放端口 15的位置越高，活塞12向下運(yùn)動(dòng)的阻力越低。活塞12向下運(yùn)動(dòng)的阻力越低，所傳送的沖擊能量的量越大。
[0054]圖2至圖4示出了第二實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，示出了井下錘鉆30，井下錘鉆30具有錘鉆殼體31、活塞32、鉆頭33、端口管35和動(dòng)態(tài)密封管34。
[0055]參考圖2，活塞32向下移向鉆頭33。動(dòng)態(tài)密封管34已閉合排放空氣向下腔室排放端口 50的路徑，并且活塞32正加壓下腔室36中的流體。當(dāng)下腔室36的壓力超過并停止進(jìn)入的加壓供給時(shí)，形成壓力峰值。即刻，彈簧41將止回閥37朝向其上閉合位置偏置。
[0056]止回閥體37朝向向上閉合位置的這種瞬間抬升允許坐靠在基座40上且限制止回閥37抵抗彈簧41而進(jìn)行的向下行程的輔助轉(zhuǎn)移止回39同時(shí)上升并且經(jīng)由活塞管道49和端口管供給端口 48將壓力峰值轉(zhuǎn)移至端口管的排放孔(經(jīng)由(箭頭45示出的)排放路徑，通過抬升輔助止回39的基座使之不與基座40接觸而暴露)。這緩解并轉(zhuǎn)移了壓力峰值且減小了活塞32的突然減速。
[0057]由于轉(zhuǎn)移的止回閥緊密靠近加壓的下腔室，并且由于止回閥的在止回閥/端口管組件內(nèi)的設(shè)計(jì)和定位，該過程發(fā)生在毫秒之間并且是有效的。該止回閥用來消除傳統(tǒng)錘鉆的空氣分配部件，并且使總的組件縮短。止回閥在錘鉆組件內(nèi)的位置以及止回閥的設(shè)計(jì)提供的優(yōu)點(diǎn)是:與傳統(tǒng)錘鉆相比，錘鉆顯著縮短并且重量減小。該優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)致錘鉆更廉價(jià)，并且錘鉆更容易進(jìn)行工作和處理。
[0058]參考圖3，示出了沖擊之前的錘鉆?；钊?2在動(dòng)力行程期間下降，由于與端口管的摩擦相互作用和/或由于與端口管上的線性鎖止件46接觸，動(dòng)態(tài)密封管34完全縮回，其中在固定點(diǎn)，經(jīng)由供給端口 48和管道49的對(duì)準(zhǔn)而開始下腔室36的加壓供給。
[0059]注意到，任何實(shí)施方式內(nèi)的鎖止件/定位機(jī)構(gòu)可采取多于一種的形式，以便實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)密封管在操作循環(huán)期間的期望定位。
[0060]在這種情況下，下腔室36保持暴露，以經(jīng)由下腔室排放端口 50進(jìn)行排放，直到排放被下降的活塞32切斷，迫使動(dòng)態(tài)密封管34經(jīng)過鎖止件46到達(dá)在沖擊之前由端口管35的固定端口的位置和動(dòng)態(tài)密封管34的尺寸關(guān)系確定的點(diǎn)。動(dòng)態(tài)密封管的尺寸變化將導(dǎo)致對(duì)于活塞32和鉆頭33之間的沖擊時(shí)刻而言使排放保持打開多久而發(fā)生變化。利用這個(gè)，可以避免活塞32的減速，從而為鉆頭33提供基本最大的沖擊力。
[0061]參考圖4，示出了沖擊之后的錘鉆30。下腔室36繼續(xù)填充加壓流體，活塞33上升，并且動(dòng)態(tài)密封管34由線性鎖止件46保持，以確保動(dòng)態(tài)密封管在活塞內(nèi)處于其最大程度，使得有足夠的加壓時(shí)間來抬升活塞33并且使動(dòng)態(tài)密封管向上移動(dòng)，直到下腔室排放端口 50再次暴露