[发明专利]用于撞击钻孔期间的噪音控制的钻柱构件有效

专利信息
申请号: 201080038094.1 申请日: 2010-08-30
公开(公告)号: CN102597412A 公开(公告)日: 2012-07-18
发明(设计)人: 吉米·卡尔松;亚历山大·贝罗纽斯;马蒂亚斯·约特贝里;塞缪尔·恩布卢姆;戈兰·施滕贝格 申请(专利权)人: 阿特拉斯·科普柯·塞科洛克有限公司
主分类号: E21B17/00 分类号: E21B17/00;B25D17/11
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 吴焕芳;田军锋
地址: 瑞典法*** 国省代码: 瑞典;SE
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摘要:
搜索关键词: 用于 撞击 钻孔 期间 噪音 控制 构件
【说明书】:

技术领域

发明涉及用于撞击钻孔期间的噪音控制的装置。

背景技术

用于岩石钻孔的装备发射较高水平的噪音。尤其是对于该类型的装备,噪音一方面在顶锤钻孔过程中和在潜孔钻孔过程中从锤钻孔机发出,另一方面从钻柱的构件发出。在撞击钻孔期间,噪音产生的最重要来源是杆元件——冲击杆——中的弯曲振动,该弯曲振动由与冲击相关地引发的它们的瞬时弯曲引起。由此,弯曲通常在冲击碰到不平相对基质时由钻头引起。

因为钻头在其不同的前部处碰到不同的阻力,所以在来自锤的冲击波或震动波到达钻头时,弯曲力矩由此出现。

对于这些类型的装备,常见的是它们经受将与其它的活动有关地使用的、关于发射的噪音的水平的严格限制。

为了限制来自钻机和相关联的构件的噪音发射,建议通过减噪外壳使撞击钻孔机和钻柱与环境隔离。然而,该解决方案在钻孔期间带来诸如额外成本和降低的灵活性之类的许多缺点。此外,操作员将与构件隔离,导致操作控制的较低可能性。

测试的另一个解决方案是使钻柱的元件设有摩擦环,然而,该摩擦环具有有限的效果并且难以保持在适当的位置。

关于使来自钻柱的噪音降低的考虑导致建议例如通过降低公差而重新设计涉及的元件使得弯曲振动将被消除或至少减小。

作为背景技术的实施例,还可以提到:“国际岩石力学与采矿科学杂志,摘要,16卷,363页至376页,帕加马印书馆,1979年,英国;撞击钻杆中的噪音和振动的研究(Int.J.Rock Mech.Sci.&Geomech.Abstr.Vol.16,sid.363-376;Pergamon Press Ltd 1979,GB)”、“国际噪音会议,1986年7月21日至23日,美国坎布里奇;用于撞击钻孔的噪音降低的同心钻钢,(斯坦因,艾尔乔)(Inter-noise 1986July,21-23Cambridge US;Concentric drill steels for noise reduction of percussiondrilling,(stein Aljoe))”、US3926265、US4168754、US4591009、US6427782B2、US7210555B2、US2005/0279565A1。

发明内容

本发明的目的是解决并且至少调解背景技术的问题和提供钻柱构件,其中,从钻柱发射的产生的噪音降低。

由于减振结构在形成在管形元件的内侧内的空间中布置成与管形元件的内侧的至少一部分相邻,因此关于根据相应独立权利要求的相应前言的钻柱构件,实现该目的。

根据本发明的第一方面,钻柱构件构造为用于关于顶锤机的应用。根据本发明的第二方面,钻柱构件构造为用于关于潜孔钻机的应用。在两种情况下,管形元件仅传递转动运动。就顶锤机而言,撞击动作经由布置在管形元件内的冲击脉冲传递杆元件传送至钻头。就潜孔钻机而言,冲击动作从该潜孔钻机直接传递至钻头。

通过本发明,实现来自钻柱的噪音发射可以降低至可容忍的水平而无需围住钻柱或采取可以影响操作的任何措施。

结构的倾卸通常由通过材料的滞后消耗的能量引起,这导致该材料本身的损失和接合部中的可能滑动,该可能滑动导致材料之间的摩擦损失。

根据本发明,减振结构可以布置成与所述内侧的至少一部分相邻。由此,预期是结构抵靠内侧,并且整个侧面不必被减振结构覆盖或与减振结构相邻。出于磨损原因,因此还有利的是因为由此在操作下损坏结构的风险降低,所以减振结构在所述空间内布置成与所述内侧相邻。

在本发明的优选实施方式中,减振结构由施用在所述内侧的至少一部分上的层中的减振材料制造。这一切的效果是产生噪音的振动在材料中传递并且转化成热。产生的热随后可以经由流动穿过钻柱构件的冲洗流体带走。由此,合适的是所述材料是来自以下组中的任何一种:1)粘弹性材料:a)非晶态材料,b)具有非晶态成分并且在其它的方面是晶体的材料;2)具有金属基体且具有由与基体材料相比更硬的材料形成的颗粒的复合材料。

为了使磨损特性增强,至少在一些应用中并且对于一些材料,减振结构的远离管形元件的侧面合适地设有加强耐磨层。

在本发明的又一个优选实施方式中,减振结构构造为插入到所述空间中并且抵靠所述内侧的至少一部分的长形衬套。

长形衬套优选地设置用于使流体能够在钻机和钻头之间流动的至少一个轴向地延伸的贯通通道。

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