岩石钻探机、可拆装式卡头、止挡环和钻探设备制造技术

技术编号:8274580 阅读:982 留言:0更新日期:2013-01-31 07:41
本发明专利技术涉及一种岩石钻探机,该岩石钻探机包括:前部(1a)、设置在该前部(1a)中的可拆装式卡头(5)、钎柄适配器(3)和用于该钎柄适配器(3)的止挡环(4)。根据本发明专利技术,该可拆装式卡头(5)的直径至少与止挡环(4)的直径一样大,使得在拆卸可拆装式卡头(5)期间在不将前部(1a)从岩石钻探机上移除的情况下安装或拆卸止挡环(4)是可能的。本发明专利技术还涉及一种可拆装式卡头(5)、止挡环(4)和结合有该岩石钻探机的钻探设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种如权利要求I的前序部分所述的诸如顶锤之类的岩石钻探机。
技术介绍
在潜孔钻探期间,在紧邻潜孔钻探机的钻头处会产生压力波。即在潜孔钻探期间冲击机构设置于钻孔中的钻柱的底部处、处于钻头处的情况。该冲击机构直接冲击在该钻头上。在顶锤钻探期间,活塞在往复运动中移动并冲击在顶锤的钎柄适配器上。另外,将旋转从旋转马达传递至该钎柄适配器。冲击能量和旋转随后从该钎柄适配器通过一个或若干个钻杆和钻头传递至岩石,以便形成钻孔。旋转马达和冲击机构设置于地表高度处、处于顶锤中。如果钻头冲击空气而不是岩石——这称之为空载冲击——这是由于例如钻头遇到岩石中的空穴,或者这是由于有必要使钻杆之间的螺纹免受锤击,止挡环防止钎柄适配器在轴向方向上向前移动得过多,并且这降低了损坏钎柄适配器的风险。止挡环通过该方式 经受重载荷。必须从钻孔中连续地运走在岩石钻探期间钻出的钻屑。这借助于诸如空气或水之类的冲洗介质来执行,该冲洗介质在顶锤的前部中通过冲洗连接件和冲洗壳体引入到钎柄适配器中。该冲洗介质随后流过钎柄适配器和钻杆中的通道并最终通过钻头流出至钻孔,从而将钻屑通过钻杆与钻孔的边缘之间的空间冲出。如何实现该过程的示例可见于W02009/148375中,其中,前部设置有密封卡头,该密封卡头包括冲洗壳体、前部引导件和盖板。该卡头使得在不移除整个前部的情况下更换冲洗密封件成为可能。可通过W02009/148375揭示的岩石钻探机所存在的一个问题是钎柄适配器及其止挡环具有较短的使用期限并且需要定期更换。钎柄适配器的每次更换需要从岩石钻探机上卸下整个前部。这意味着必须卸下多个侧螺栓,并且最为重要的是,操作者需要抬起前部及其止挡环、钎柄适配器等构成的较重载荷。
技术实现思路
本专利技术的目的是获得一种解决上述问题的诸如顶锤之类的岩石钻探机。该岩石钻探机包括前部、设置在该前部中的可拆装式卡头、钎柄适配器和用于该钎柄适配器的止挡环。根据本专利技术,该可拆装式卡头的直径至少等于止挡环的直径。这使得在卸下可拆装式卡头期间,在不将前部从岩石钻探机上移除的情况下安装或卸下止挡环成为可能。通过这种方式,安装和拆卸可更快且更为容易地并且至少使操作者以较小的负担进行。附图说明现将借助于优选实施方式并参照附图对本专利技术进行更为详细地描述,其中图I示出了组装好的岩石钻探机的前部的侧视图,其中,止挡环处于锁定状态中;图2示出了根据图I的岩石钻探机的前部的侧视图,其中,已将密封卡头卸下,并且止挡环处于其锁定状态中;图3示出了根据图I的岩石钻探机的前部的侧视图,其中,已将密封卡头和锁定环卸下,并且止挡环处于其打开状态中;图4a-4b示出了从后面看到的岩石钻探机的前部,其中,止挡环处于其打开状态中;以及图5a_5b示出了从后面看到的岩石钻探机的前部,其中,止挡环处于其锁定状态中。具体实施方式 图1-3示出了根据本专利技术的诸如顶锤之类的岩石钻探机的前部la。在图I中,该岩石钻探机是组装好的,而在图2和图3中,该岩石钻探机是部分拆开的。该岩石钻探机包括壳体1,该壳体I除了其它特征之外具有前部la。锤式活塞2设置成在壳体I内执行往复运动。该锤式活塞2通过冲击作用于钎柄适配器3的上部。未在图中示出的钻柱元件连接至钎柄适配器3,钻头同样连接至钎柄适配器3,这同样未在图中示出。钎柄适配器3将冲击力连同进给力和旋转传递至岩石。在下面的描述中将利用术语“向前”来表示朝向岩石的方向,并且将利用术语“向后”表不远离岩石的方向。止挡环4设置成保护钎柄适配器3。如果钻头由于例如钻头遇到岩石中的空穴或由于有必要使钻杆之间的螺纹免受锤击而冲击空气而非岩石,则止挡环4部分地防止钎柄适配器3在轴向方向上向前移动得过多,并且这降低了损坏的风险。在前部Ia中呈现出卡头5,例如围绕钎柄适配器3安装的密封卡头5。卡头5包括例如下列部件中的一种或若干种盖板6、引导件7和冲洗壳体8。卡头的实际包含部件是无关紧要的。可以是另一种可拆装式卡头而非密封卡头。该卡头还可由可被单独地安装和拆卸的若干个部件构成。重要的是将卡头设计成,使得可将止挡环4从前面装上和卸下。这在图1-3中通过直径至少与止挡环4的直径一样大的卡头5实现。止挡环4可承受来自钎柄适配器3的强大的力。设置成使得止挡环4直接置靠在卡头5上当然是可能的,但这由于随后会在卡头5中造成损坏而是不适当的。在图1-3中,止挡环4改为设置成将其安装成,使止挡环4具有至少与前部Ia上的止挡边缘10相接触的前部接触面9。这确保了将止挡环4所承受的、来自钎柄适配器3的力传递至前部Ia而并不传递至卡头5。图4a_b和图5a_b示出了如何执行该过程的实施方式。图4a_b和图3示出了止挡环4在安装和拆卸该止挡环4期间的打开状态。图5a-b、图I和图2示出了止挡环4在钻探机的工作期间的锁定状态。在图4a和图5a中从后部示出了前部la。止挡环4设计为具有三个微圆的拐角的微圆的多边形。利用除三个以外的其它数量的拐角、优选地为两个至五个拐角会是可能的。随着拐角的数量增加,前部Ia出的接触区域9减小,并且止挡环4所承受的力将因此以较差的方式传递至前部la。除多边形之外的其它形状同样适用,但多边形是紧凑的且耐用的形状,其同样易于加工,并且由此,出于这些原因,该多边形是优选的。在图4a中,前部Ia包括凹部12,该凹部12具有使得能够通过该凹部12安装和拆卸止挡环4的形状。优选的是,凹部12具有与止挡环4相同的形状。用于止挡环4的腔室13已经于凹部12的后端处加工出来。腔室13设置成使得止挡环4可处于锁定状态中或处于打开状态中。当已将止挡环4插置到腔室13中时,在具有三个拐角的示例中,止挡环4可从打开状态旋转过60°而旋转至锁定状态,使得止挡环的接触区域9在锁定状态中将与止挡边缘10相接触,如图5a中所示。钻探机在钻探期间振动,并且因此存在对于止挡环4而言可通过这种方式将其自身旋转回打开状态的严重的风险。由于这是不合乎要求的,因此为止挡环4设置有诸如锁定环14之类的锁定装置是适当的。锁定环14具有与止挡环4和凹部12的形状类似的形状,并且因此通过凹部12安装锁定环也是可能的。另外,锁定环14包括锁定凸轮15,当止挡环4处于其锁定状态中时,该锁定凸轮15在止挡环4与前部Ia之间穿过。当已将止挡环4旋转就位,旋转至如上所述的锁定状态时,将锁定环14安装成使得锁定凸轮15进入到位于止挡环4与前部Ia之间的隔间中。这使得将止挡环4旋转回到其打开状态是不可能的。由于已将腔室13构造成 使得止挡环4仅可在打开状态与锁定状态之间旋转,因此止挡环4并不能在任何其它方向上旋转。锁定环14与凹部12具有大致相等的长度,并且当将卡头5安装在处于前部Ia中的其位置中时,锁定环14将因此被卡头5保持就位。然而,优选的是,公差应使得锁定环14的长度略小于凹部12的长度。这确保了止挡环4所承受的力将通过接触区域9主要传递至前部la,而不传递至锁定环14,也不向前传递至卡头5过高的程度。在图i-3中,卡头5借助于螺钉安装于前部Ia处。如果卡头5设计成改为将其压入盖板并且例如通过盖板锁定就位,则将锁定环14集成在卡头5中同样是可能的,尽管如果使其保持分开则安装将略为容易。锁定环14和止挡环4中的至少一个可设置有拆卸装置16、17以本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:乌尔夫·尼尔松马格努斯·沃尔特
申请(专利权)人:阿特拉斯·科普柯凿岩设备有限公司
类型:
国别省市:

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