[發明專利]具有可移除的切割齒的HDD擴孔鉆

在審

• 申請號: 202080009322.6
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN113302375A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 雅各布·理查德·史密斯
• 申請（專利權）人: 維米爾制造公司
• 主分類號: E21B10/26
• 分類號: E21B10/26;E21B10/633;E21B7/20;E21B7/28
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 趙金強

一種用于水平定向鉆的鉆柱拉回的擴孔鉆包括限定中心軸線的軸部分和被構造成用于與水平定向鉆的鉆柱附接的第一端部。多個葉片從軸的外周徑向地延伸，多個葉片中的每個葉片限定外周齒基部表面。在多個葉片中的每個葉片上，沿其外周齒基部表面單獨地且可移除地固定有多個切割器齒，多個切割器齒中的每個切割器齒包括本體以及與本體分開制造并與其連結的PDC刀片。多個切割器齒中的每個切割器齒均通過至少部分地延伸穿過切割器齒且至少部分地延伸穿過多個葉片中的一個葉片的可移除緊固件聯接至多個葉片中的相應一個葉片。

背景技術

本發明涉及形成地下通道(例如，用于公用設施安裝)的水平定向鉆(HDD)，并且涉及附接到HDD的用于在HDD的拉回操作期間對鉆出的通道進行擴孔的擴孔鉆。

發明內容

在一個方面，本發明提供一種用于在水平定向鉆的鉆柱拉回操作期間對地下通道進行擴孔的擴孔鉆。軸部分限定中心軸線并具有第一端部，所述第一端部被構造成用于與所述水平定向鉆的鉆柱附接。多個葉片從所述軸部分的外周徑向地延伸，所述多個葉片中的每個葉片限定外周齒基部表面。在所述多個葉片中的每個葉片上，沿葉片的外周齒基部表面單獨地且可移除地固定有多個切割器齒，所述多個切割器齒中的每個切割器齒均包括本體和多晶金剛石致密型(PDC)刀片，所述刀片與所述本體分開地制造并與所述本體連結。所述多個切割器齒中的每個切割器齒均通過至少部分地延伸穿過所述切割器齒且至少部分地穿過所述多個葉片中的一個葉片的可移除緊固件聯接至所述多個葉片中的相應一個葉片。

在另一方面，本發明提供一種用于在水平定向鉆的鉆柱拉回操作期間對地下通道進行擴孔的擴孔鉆。軸部分限定中心軸線并且具有被構造成用于與所述水平定向鉆的鉆柱附接的第一端部。多個葉片從所述軸部分的外周徑向向外延伸，所述多個葉片中的每個葉片限定外周齒基部表面。在所述多個葉片中的每個葉片上，沿葉片的外周齒基部表面單獨地且可移除地固定有多個切割器齒。所述多個切割器齒中的每個切割器齒均具有第一安裝表面和第二安裝表面，所述第一安裝表面被構造成與所述外周齒基部表面接合，所述第二安裝表面被構造成與鄰近所述外周齒基部表面的附加齒支撐表面接合。所述多個切割器齒中的每個切割器齒均通過可移除的緊固件聯接到所述多個葉片中的相應一個葉片，所述緊固件至少部分地穿過所述切割器齒并至少部分地穿過所述葉片延伸。

在又一方面，本發明提供了一種用于定向鉆孔擴孔鉆的切割器，所述切割器限定用于與所述擴孔鉆的多個支撐葉片中的一個支撐葉片附接的安裝接口。本體由第一材料制成并具有前側、后側、頂側、底側、左側、和右側。一個或多個切割刀片包括與所述本體的所述第一材料不同的切割材料并固定到所述本體的前側，所述一個或多個切割刀片限定面向前方的法線表面矢量。第一安裝表面沿著所述本體的底部延伸，并被構造成與所述多個支撐葉片中的一個支撐葉片上的大致周向的支撐表面配合。所述本體的第二安裝表面被設置在所述第一安裝表面的前向端部并且垂直于所述第一安裝表面，在遠離所述本體的頂側的方向上遠離所述第一安裝表面延伸。安裝孔口延伸穿過所述第一安裝表面和所述第二安裝表面中的一者。當從底部觀察時，所述一個或多個切割刀片的所述法線表面矢量從垂直于所述第二安裝表面的參考線偏移以限定非零的橫向前角。當從側面觀察時，所述一個或多個切割刀片的所述法線表面矢量從所述第一安裝表面偏移以限定非零的縱向前角。

通過考慮詳細描述和附圖，本發明的其他方面將變得明顯。

附圖說明

圖1是根據本公開內容的一個實施例的定向鉆孔系統的示意側視圖，該定向鉆孔系統包括鉆孔機、鉆柱和擴孔鉆。

圖2是圖1的鉆孔系統的立體圖。

圖3A至圖3H示出了圖1和圖2的擴孔鉆。

圖4A至圖4G示出了圖3A至圖3H的擴孔鉆的第一類型的可移除的切割器齒。

圖5A至圖5G示出了圖3A至圖3H的擴孔鉆的第二類型的可移除的切割器齒。

圖6A至圖6G示出了圖7A至圖7H和圖8A至圖8H所示的第二擴孔鉆和第三擴孔鉆的第一類型的可移除的切割器齒。