[發明專利]用于撞擊鉆孔期間的噪音控制的鉆柱構件

有效

• 申請號: 201080038094.1
• 申請日: 2010-08-30
• 公開（公告）號: CN102597412A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 吉米·卡爾松;亞歷山大·貝羅紐斯;馬蒂亞斯·約特貝里;塞繆爾·恩布盧姆;戈蘭·施滕貝格
• 申請（專利權）人: 阿特拉斯·科普柯·塞科洛克有限公司
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;B25D17/11
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳煥芳;田軍鋒

技術領域

本發明涉及用于撞擊鉆孔期間的噪音控制的裝置。

背景技術

用于巖石鉆孔的裝備發射較高水平的噪音。尤其是對于該類型的裝備，噪音一方面在頂錘鉆孔過程中和在潛孔鉆孔過程中從錘鉆孔機發出，另一方面從鉆柱的構件發出。在撞擊鉆孔期間，噪音產生的最重要來源是桿元件——沖擊桿——中的彎曲振動，該彎曲振動由與沖擊相關地引發的它們的瞬時彎曲引起。由此，彎曲通常在沖擊碰到不平相對基質時由鉆頭引起。

因為鉆頭在其不同的前部處碰到不同的阻力，所以在來自錘的沖擊波或震動波到達鉆頭時，彎曲力矩由此出現。

對于這些類型的裝備，常見的是它們經受將與其它的活動有關地使用的、關于發射的噪音的水平的嚴格限制。

為了限制來自鉆機和相關聯的構件的噪音發射，建議通過減噪外殼使撞擊鉆孔機和鉆柱與環境隔離。然而，該解決方案在鉆孔期間帶來諸如額外成本和降低的靈活性之類的許多缺點。此外，操作員將與構件隔離，導致操作控制的較低可能性。

測試的另一個解決方案是使鉆柱的元件設有摩擦環，然而，該摩擦環具有有限的效果并且難以保持在適當的位置。

關于使來自鉆柱的噪音降低的考慮導致建議例如通過降低公差而重新設計涉及的元件使得彎曲振動將被消除或至少減小。

作為背景技術的實施例，還可以提到：“國際巖石力學與采礦科學雜志，摘要，16卷，363頁至376頁，帕加馬印書館，1979年，英國；撞擊鉆桿中的噪音和振動的研究(Int.J.Rock?Mech.Sci.&Geomech.Abstr.Vol.16，sid.363-376；Pergamon?Press?Ltd?1979，GB)”、“國際噪音會議，1986年7月21日至23日，美國坎布里奇；用于撞擊鉆孔的噪音降低的同心鉆鋼，(斯坦因，艾爾喬)(Inter-noise?1986July，21-23Cambridge?US；Concentric?drill?steels?for?noise?reduction?of?percussiondrilling，(stein?Aljoe))”、US3926265、US4168754、US4591009、US6427782B2、US7210555B2、US2005/0279565A1。

發明內容

本發明的目的是解決并且至少調解背景技術的問題和提供鉆柱構件，其中，從鉆柱發射的產生的噪音降低。

由于減振結構在形成在管形元件的內側內的空間中布置成與管形元件的內側的至少一部分相鄰，因此關于根據相應獨立權利要求的相應前言的鉆柱構件，實現該目的。

根據本發明的第一方面，鉆柱構件構造為用于關于頂錘機的應用。根據本發明的第二方面，鉆柱構件構造為用于關于潛孔鉆機的應用。在兩種情況下，管形元件僅傳遞轉動運動。就頂錘機而言，撞擊動作經由布置在管形元件內的沖擊脈沖傳遞桿元件傳送至鉆頭。就潛孔鉆機而言，沖擊動作從該潛孔鉆機直接傳遞至鉆頭。

通過本發明，實現來自鉆柱的噪音發射可以降低至可容忍的水平而無需圍住鉆柱或采取可以影響操作的任何措施。

結構的傾卸通常由通過材料的滯后消耗的能量引起，這導致該材料本身的損失和接合部中的可能滑動，該可能滑動導致材料之間的摩擦損失。

根據本發明，減振結構可以布置成與所述內側的至少一部分相鄰。由此，預期是結構抵靠內側，并且整個側面不必被減振結構覆蓋或與減振結構相鄰。出于磨損原因，因此還有利的是因為由此在操作下損壞結構的風險降低，所以減振結構在所述空間內布置成與所述內側相鄰。

在本發明的優選實施方式中，減振結構由施用在所述內側的至少一部分上的層中的減振材料制造。這一切的效果是產生噪音的振動在材料中傳遞并且轉化成熱。產生的熱隨后可以經由流動穿過鉆柱構件的沖洗流體帶走。由此，合適的是所述材料是來自以下組中的任何一種：1)粘彈性材料：a)非晶態材料，b)具有非晶態成分并且在其它的方面是晶體的材料；2)具有金屬基體且具有由與基體材料相比更硬的材料形成的顆粒的復合材料。

為了使磨損特性增強，至少在一些應用中并且對于一些材料，減振結構的遠離管形元件的側面合適地設有加強耐磨層。

在本發明的又一個優選實施方式中，減振結構構造為插入到所述空間中并且抵靠所述內側的至少一部分的長形襯套。

長形襯套優選地設置用于使流體能夠在鉆機和鉆頭之間流動的至少一個軸向地延伸的貫通通道。