[发明专利]岩石钻探机、可拆装式卡头、止挡环和钻探设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的诸如顶锤之类的岩石钻探机。

背景技术

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WO2009/148375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WO2009/148375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。

发明内容

本发明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。根据本发明，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发明进行更为详细地描述，其中：

图1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1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1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示出了根据本发明的诸如顶锤之类的岩石钻探机的前部1a。在图1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1除了其它特征之外具有前部1a。锤式活塞2设置成在壳体1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”表示远离岩石的方向。

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1a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。