[发明专利]潜孔锤钻头保持组件

说明书

一种潜孔锤钻头保持组件，用于将钻头可释放地保持在冲击钻凿设备的锤布置结构处。所述保持组件包括驱动接头和保持环，其中所述驱动接头包括至少一个凹口，以提供用于冲洗流体的流体连通通路，该流体连通通路延伸经过所述保持环的径向向外面向的表面并延伸进入所述驱动接头的内部区域，与向内突出的花键接触。

技术领域

本发明涉及一种潜孔锤钻头保持组件，以将钻头可释放地保持在锤布置结构处，并且特别地是但非排他性地是，本发明涉及一种提供钻头的坚固且可靠的保持的保持组件。

背景技术

潜孔(DTH)冲击锤钻凿技术涉及经由钻柱将加压流体供应到达位于钻孔的底部处的钻头。流体用于不仅用来驱动锤的钻凿动作而且用来将由切削动作产生的粉尘和细屑向后冲洗掉，向后穿过钻孔，以使向前切削最佳化。

通常，钻组件包括套管，该套管在顶部接头(sub)与钻头之间延伸，该钻头又可释放地联接到驱动部件(通常被称为夹头或驱动接头)。钻凿经由钻头的旋转和轴向平移的组合实现。旋转经由中间的接合花键从驱动接头施加到钻头上。钻头的轴向冲击动作经由活塞实现，该活塞能够在顶部接头和钻头之间轴向地穿梭，并且由加压流体驱动，以撞击钻头的向后砧端。在某些实施例中，底阀从钻头轴向向后延伸，以在活塞的最向前冲程期间与活塞配合，从而不仅控制返回冲程并且提供加压流体从钻的头部的排出，用于将从钻孔面所切削下来的材料向后冲洗掉。WO 2008/051132、WO 2013/104470和US 6,131,672中描述了示例DTH锤钻。

传统上，钻头通过保持环保持在组件处并与驱动接头接触。保持环围绕钻头的轴的向后端部延伸，并且构造成抵接定位于钻头的轴的轴向向后端部处的径向突出肩部。这种构造防止钻头在冲洗期间或当锤组件(和钻头)被装载入钻孔中或从钻孔中抽出时从锤组件中掉出。US 5,803,192；US 2007/0089908；EP 1462604和WO 2001/21930中描述了示例保持环组件。

然而，这些传统保持组件因很多原因而是不利的。特别地是，为了最小化驱动接头的花键处的磨损，输送到钻头的加压流体的一部分被转向到钻头的径向外部区域并且与驱动接头的花键接触。通常，这种被转向的流体流在保持环的径向内表面和钻头轴的外部表面之间通过。因此，传统的保持环包括流路通道或者另外具有允许润滑流体到达轴向向前的驱动接头花键的结构。然而，在保持环的径向内部区域处的这些气流通路减小了环的与钻头的抵接肩部的面积接触。因此，传统的钻头保持器被削弱并且钻头保持受到损害。因此，所要求的是一种钻头保持组件，其解决上述问题，并且特别地是，其允许将所期望体积的润滑流体输送到花键，同时提供钻头的牢固且可靠的保持。

发明内容

本发明的目的是提供一种冲击钻设备，并且特别地是提供一种钻头保持组件，该钻头保持组件构造用以在需要时保持钻头的坚固且可靠的保持，同时能够将所期望体积的含润滑剂的流体输送到钻头的径向外部区域并且与从驱动接头径向向内突出的旋转驱动花键接触。

本发明的另一个特定目的是提供一种保持组件，该保持组件与现有钻头和活塞锤布置结构兼容，具体地是在这种布置结构和部件的径向和轴向尺寸方面上兼容，并且因此不需要改变现有的冲击钻凿设备。

这些目的通过提供一种潜孔锤钻头保持组件来实现，该钻头保持组件包括驱动接头和保持环，其具体地构造用以允许流体流路，该流体流路经过保持环的径向向外面向的表面并且接着与驱动接头的径向向内面向的表面接触，重要地是与驱动接头的花键接触。因此，保持环的径向内部区域构造和优化成与从钻头轴突出的轴向向后肩部抵接接触，并且特别地是，当需要保持环在钻凿/锤击的间隔之间将钻头保持在锤组件处时，使与肩部的表面面积接触最大化。因此，本发明的保持环和钻头保持组件除了限定进入驱动接头花键的区域的所期望的流体流路之外还提供了牢固且可靠地保持钻头的双重功能，其中该通路专门地或主要地延伸经过保持环的径向外表面或区域。