[发明专利]潜孔钻机的夹盘组件

说明书

相关申请

本专利申请是于2009年4月16日在先申请的共同待决美国专利申请第12/425222号的部分连续案并主张该在先申请的优先权。该在先申请的全部内容以引用的方式结合于本案中。

技术领域

本发明涉及潜孔钻机，特别是涉及这种钻机的夹盘组件。

发明内容

潜孔钻机(DTH)(也被称为潜孔锤和地钻机)通常是靠流体操作的，一般包括壳体、可活动地置于壳体内的活塞以及具有切割面的切割钻头。切割钻头耦接至壳体。活塞在壳体内直线往复运动以不断冲击钻头，以驱动所述切割面进入被钻的孔的工作表面中。通常，这种钻机进一步包括夹盘螺纹连接至壳体，用于导引钻头和/或活塞的运动。钻头可活动地置于所述夹盘的中孔中，所述钻头和夹盘具有互补的槽和花键，其中槽和花键在钻头运动过程中可滑动地相互作用。而且，钻头一般是利用一组开口环固定至夹盘，这组开口环套在钻头的外表面，例如是与钻头槽或肩部配合，以将钻头连接至夹盘。

当钻头在钻孔操作中断裂时，操作员必须从孔中移除钻头的断裂件才能继续钻孔。这个过程可能费时，成本高，如果不成功，可能会导致放弃在钻的孔。提供一种将钻头的断裂部与钻机组件的其余部分保持在一起的结构使得断裂部可从孔中退出来，而无需耽误过长时间和导致过高成本，可能是很重要的。这种结构也应该是可靠的。

而且，当钻头断裂时，将夹盘从钻机组件的其余部件上拆除可能是困难的。提供利于夹盘移除的结构可能是很重要的。即使当钻头没有破坏时，这种结构也可以是有用的。

在一个实施例中，本发明可提供一种保持装置，用于保持地钻机组件的钻头。所述钻机组件包括具有中轴线的壳体，所述钻头具有大致呈圆柱形的头部。所述保持装置大致包括可连接至壳体的环形套管以及设在套管和钻头之间的保持组件。保持组件可包括轴向槽和突起。轴向槽由所述套管和钻头其中之一形成，且槽具有轴向延伸的形成有开口的侧壁和轴向端壁。突起支撑在所述套管和钻头其中之一上。所述突起可经由所述侧壁的开口而被定位于所述槽，所述突起可与所述端壁抵接以限制钻头自所述套管远离所述壳体的轴向移动。

在一些构造中，所述钻头的头部具有外圆周面，所述槽形成在所述外圆周面上，所述突起被所述套管支撑。所述突起与所述套管和钻头的其中另一一体成型。

在一些构造中，所述保持组件包括第一轴向槽，由所述套管和钻头其中之一形成，所述第一槽包括轴向延伸且形成开口的第一侧壁、相对的第二侧壁以及第一侧壁与第二侧壁之间的端壁；第一突起，支撑在所述套管和钻头的其中另一上，所述第一突起可经由所述第一槽的第一侧壁的开口而被定位于所述第一槽，所述第一突起可与所述第一槽的端壁抵接以限制所述钻头自所述套管远离所述壳体的轴向移动；第二轴向槽，由所述套管和钻头其中之一形成，所述第二槽包括轴向延伸的第一侧壁、相对的第二侧壁以及第一侧壁与第二侧壁之间的端壁；以及第二突起，支撑在所述套管和钻头的其中另一上，所述第二突起可经由所述第二槽的第一侧壁的开口而被定位于所述第二槽，所述第二突起可与所述第二槽的端壁抵接以限制所述钻头自所述套管远离所述壳体的轴向移动。在这种构造中，所述钻头的头部具有外圆周面，所述第一槽和第二槽形成在所述外圆周面上，所述第一突起和第二突起被所述套管支撑。

在一些构造中，所述保持组件包括多个槽，由所述套管和钻头其中之一形成，每个所述槽包括轴向延伸且设有开口的第一侧壁、相对的第二侧壁以及第一侧壁和第二侧壁之间的端壁，多个槽在所述套管和钻头其中之一的圆周方向上间隔开；以及对应的多个突起，支撑在所述套管和钻头的其中另一上，每个所述突起可经由对应的槽的第一侧壁的开口而被定位于所述对应的槽，每个所述突起可与对应的槽的端壁抵接以限制所述钻头自所述套管远离所述壳体的轴向移动。所述保持组件可包括四个槽和四个突起。

保持组件可进一步包括横向槽，沿所述套管和钻头其中之一至少局部的圆周方向上延伸。横向槽通过轴向槽的侧壁的开口与所述轴向槽连通。所述突起可移动进入所述横向槽并经由所述横向槽进入所述轴向槽。保持组件也可进一步包括轴向进入槽，具有开放轴向端。突起通过开放轴向端沿轴向配合于进入槽。横向槽连通进入槽与轴向槽。进入槽可具有封闭轴向端和相对的开放轴向端。横向槽可在靠近封闭轴向端的位置与进入槽连通。

所述轴向槽具有与第一次提到的端壁相对的轴向第二端壁，所述侧壁的开口位于所述第一次提到的端壁和所述第二端壁之间。所述突起具有轴向高度，所述第一次提到的侧壁的开口的尺寸设计成紧密适配所述突起的轴向高度。