[發明專利]潛孔錘

有效

• 申請號: 201180057052.7
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN103228859A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: J·珀塞爾
• 申請（專利權）人: 敏康國際公司
• 主分類號: E21B4/14
• 分類號: E21B4/14;E21B17/07;E21B10/36
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王會卿

技術領域

本發明涉及一種潛孔錘。特別地，本發明涉及在沒有底閥的錘設計中使提升力最大化。

背景技術

傳統的潛孔錘和流體操作的沖擊鉆工具的一些設計包括外部筒體或外耐磨套筒，內部筒體安裝在所述外部筒體或外耐磨套筒內，所述內部筒體繼而與后部（backhead）組件接合。往復滑動的活塞與內部筒體和后部組件協作，其在穿過后部組件供應空氣壓力時利用沖擊效應作用在鉆頭上，所述鉆頭在外耐磨套筒上保持在卡盤內。

典型地，內部筒體共軸地安裝在外耐磨套筒內?；瑒踊钊惭b成用于在內部筒體和外耐磨套筒內往復運動，從而以眾所周知的方式撞擊錘鉆頭，所述錘鉆頭安裝成用于在位于外耐磨套筒的前端部處的卡盤中滑動運動。底閥定位在鉆頭上方。

我們先前的專利申請公開文獻No.WO2004/031530公開了一種潛孔錘，其中，鉆頭具有細長柄部分，所述細長柄部分在其上端部處具有環形擊打面（或砧），活塞撞擊在所述環形擊打面上，以將撞擊力施加給鉆頭。鉆頭柄的下端部在外部形成有多個花鍵，所述多個花鍵圍繞鉆頭柄的圓周間隔開并且沿著軸向方向延伸?；ㄦI與形成于環形卡盤的內壁上的互補花鍵可滑動地接合。卡盤可螺紋連接到外耐磨套筒的底部。鉆頭借助于鉆頭保持環保持在錘組件中，所述鉆頭保持環就位于卡盤上方并且與鉆頭上的環形肩部協作。這防止鉆頭在操作中從組件中下降出來。

在操作中，鉆頭柄因錘的沖擊作用和由卡盤提供的旋轉轉矩而承受作用力。這將顯著的彎矩施加在鉆頭柄的上部部分上，從而增大了因裂縫而引發的柄斷裂的風險。鉆頭的生產成本非常高昂，并且在所述鉆頭失落到鉆孔中的情況下重新獲取所述鉆頭的成本非常高昂。下述事實證明了這對于傳統潛孔錘的鉆頭是一個顯著問題：存在多個專利，所述專利涉及將折斷的鉆頭保持在鉆頭組件內以防止其跌落在鉆孔內的手段。這些的專利的示例為US?5,065,827、US?4,003,442、WO96/15349、WO?98/05476、WO?03/062585、WO?03/062586。然而，在這些專利中所公開的發明涉及解決在鉆頭軸已斷裂之后所發生的問題，而不是首先涉及防止斷裂的問題。

關于傳統沖擊鉆頭工具（諸如潛孔錘）的另一個缺點在于：鉆頭具有長的柄部分，所述長的柄部分制造成本高昂。需要長柄部分以便提供：足夠長度的帶花鍵的柄部分，從而為傳遞旋轉轉矩提供足夠的支持；和用于保持鉆頭的位于花鍵上方的區域。在傳統錘中，當鉆頭或者切削面磨損掉時，柄通常可能處于良好的狀態中，但是因為柄與切削面制成一體，所以必須將柄廢棄。在磨損切削頭中的碳化鎢嵌件的磨蝕性強的巖石或者材料中實施鉆井的情況下，頭部/切削面可能發生過早磨損。對于多種傳統錘而言，在鉆頭中需要設置底閥。底閥需要作為錘發揮作用的一體部分，即，當活塞處于擊打位置中時，由活塞孔和底閥的外側密封底部提升室。如果不是這樣情況，則不提升活塞。底閥易于偶然斷裂，從而導致停機時間。

因此，期望提供一種用于沖擊鉆工具的鉆頭組件，在所述鉆頭組件中，與傳統沖擊鉆工具相比大大減小鉆頭柄的長度。然而，當以這種方式縮短鉆頭時，將鉆頭保持在卡盤中變得較為困難。在鉆頭保持環就位于卡盤上方并且與鉆頭上的環形肩部協作的情況下，用于將長的鉆頭柄保持在沖擊鉆工具中的傳統布置方案不適于與短的短柄一起使用。這是因為驅動卡盤的最大長度受到短柄長度限制。因為卡盤必須包括用于與外耐磨套筒接合的上部螺紋部分和防止外耐磨套筒的下端部過度磨損的下部延伸部分，所述上部螺紋部分和下部延伸部分必須足夠長以實施其預定目的，所以期望在由柄長度所定的界限內最大化卡盤的總長度。因此，期望在鉆頭保持環必須就位于卡盤上方的情況下避免這種布置方案，從而進一步限制卡盤的最大長度。

我們的已授權歐洲專利No.1?910?640描述了一種用于流體操作的沖擊鉆工具的鉆頭組件，其克服了上述所討論的多個問題。所述組件包括沖擊鉆頭，所述沖擊鉆頭具有形成有軸向延伸的短柄的頭部。短柄設置有軸向延伸的花鍵，所述花鍵與形成于驅動卡盤上的互補花鍵可滑動地接合?？梢越柚诨ㄦI將旋轉驅動從卡盤傳遞到短柄?？ūP處的鉆頭保持裝置適于與短柄的花鍵部分處的互補保持裝置接合，以將短柄保持在鉆頭組件中。卡盤上的接合裝置適于將卡盤連接到流體操作的沖擊鉆工具的驅動裝置。