[发明专利]凿孔装置轴承布置

说明书

本申请是于2012年9月14日作为PCT国际专利申请递交的，对于除了美国之外的所有国家以美国企业Vermeer Manufacturing Company的名义为申请人，而仅对于美国以美国公民JohnP.Maher and RandyR.Runquist为申请人，并且本申请要求2011年9月16日递交的美国临时专利申请系列号61／535,623的优先权，其在此通过参考的方式全文并入。

技术领域

本发明公开内容提供一种用于回扩钻头的牙轮以及相关方法。

背景技术

已知的水平方向钻孔的工艺被用来以不干扰表面的方式安装多种地下应用装置。在使用时，钻床被用于钻出从地表的进入孔(即开始点)延伸到地表以下的导向孔(即结束点)。通过旋转和推动连接至钻杆的端部的地面接合工具(例如钻孔钻头)钻出导向孔。通过将多个杆串接在一起形成钻柱以延长导向孔的长度。钻孔的方向可以通过多种技术或工艺控制(即，钻柱可以“被导向”)以便控制导向孔的深度以及出口孔的位置。在完成导向孔之后，钻柱的位置表示待安装的应用装置的想要的位置。

在钻出导向孔之后，钻孔钻头通常被移除，并且第二地面接合工具被安装到钻柱的端部。该工具通常是已知的回扩钻头或凿孔装置。其功能是将钻出的孔扩展／凿开至足以允许安装应用装置的直径。为了提供扩展功能，回扩钻头通常在钻柱被从导向孔收回时由钻柱通过导向孔被拉回。通常，正在安装的应用装置连接位于回扩钻头的端部处的旋转接头或转体，使得应用装置紧跟在回扩钻头之后被拉入扩展的钻孔中(见图1)。以此方式，撤回钻柱的动作将同时导致应用装置的安装。

被安装的应用装置的类型包括通信、电力、水、天然气、液态气体管道、可饮用水管以及污水管。由于这种大量种类的应用装置，存在大量对最终扩展的地上凿孔的尺寸要求，因而需要大范围的回扩钻头尺寸。

回扩钻孔可以是包括连接至工具主体的多个牙轮的类型。作为回扩钻孔工具的示例，参见美国专利第7,243,737号，其通过参考的方式全文并入于此。需要改进的回扩钻头，其配置成耐受极端使用条件或状况并且能够容易地重新复原。

发明内容

本发明公开内容提供一种回扩钻头牙轮，其配置成使得其中的轴承组件可以被相对容易地移除和更换。还提供更换回扩钻头中的轴承组件的方法。

附图说明

图1是根据本发明公开内容的原理的一种水平方向钻孔系统的示意图；

图2是图1的一部分的放大图，示出连接至应用装置的根据本发明公开内容的原理的回扩钻头；

图3是图2的回扩钻头的正面透视图；

图4是图2的回扩钻头的一部分的分解后的组件图；

图5是图2的回扩钻头的牙轮的分解后的组件图；

图6是图2的牙轮的轴的局部侧视图；

图7是图2的牙轮的轴的局部端视图；

图8是图2的回扩钻头的牙轮的端视图；

图9是沿图8的线9-9的截面视图；

图10是在分离工具插入到牙轮轴中的分离孔内的情况下牙轮的截面图；

图11是在分离工具插入到牙轮轴的分离孔中并且轴部分地延伸到牙轮主体以外的情况下牙轮的截面视图；

图12是图5的局部组装图；

图13是图5中的牙轮的组装过程中一个步骤的截面视图；

图14是图5中的牙轮的组装过程中一个替换步骤的截面视图。

图15是在组装结构中图10的牙轮的替换实施例的截面视图；和

图16是图15的牙轮在牙轮轴脱离情况下的截面视图。

具体实施方式

详细描述在附图中示出的示例实施例。无论在何种情况下，在附图中相同的附图标记将表示相同或类似的部件。

图1示出一种示例水平钻孔系统，其中可以使用根据本发明公开内容的原理的扩孔钻。水平钻孔系统包括钻床100，图示为轨道型车辆。钻床100包括用于将机器固定至地表102的锚装置(例如螺旋钻)。钻床100还优选包括推力机构，该推力机构用于将钻柱108推入地表以形成导向孔，并用于从地面撤回钻柱。水平钻床100还优选包括旋转驱动机构，该旋转驱动机构用于在钻柱被推力进入地面或被从地面移除时旋转钻柱108。应该认识到，水平钻床100的推力机构可以被取向成相对于地表102一定角度以便于以想要的角度驱动钻柱进入地面。