[发明专利]潜孔锤钻头组件

说明书

本公开涉及一种由压力流体致动的潜孔钻凿组件(11)。伸长的壳体(15)，该伸长的壳体(15)具有轴向向后端(15a)和轴向向前端；流体驱动的活塞(13)，该流体驱动的活塞(13)被布置成能够在所述壳体(15)内部移动；处在所述活塞(13)的顶侧处的顶部作业室(27)；处在所述活塞(13)的底侧处的底部作业室(28)；多个流体通路(52)，该多个流体通路(52)用于将加压流体馈送到所述作业室中和将加压流体排出所述作业室，以用于生成活塞的往复运动；钻头(14)，该钻头(14)能够连接到所述壳体(15)的所述轴向向前端(15b)并且设置有朝向所述活塞(13)面向的砧部(26)，用于接收所述活塞(13)的冲击；以及环形驱动接头(18)，该环形驱动接头(18)围绕柄部(17)的至少一部分并且与所述钻头(14)协作，以形成沿着所述柄部(17)在长度方向上延伸的流体通路。所述驱动接头(18)包括在该驱动接头中周向延伸的凹形弧形沟槽，该凹形弧形沟槽形成室(21)，该室(21)用于收集来自锤排出流的流体并且将来自通道(48)的所收集起来的体积的流体重新分配到在所述钻头(14)中布置的冲洗孔(24)，其中该通道(48)在所述钻头(14)的花键(42)和所述驱动接头(18)的互补花键(43)之间形成。

技术领域

本公开涉及一种冲击钻头组件。更特别地是，本公开涉及在潜孔锤钻头组件中的流动分配。

背景技术

潜孔(DTH)冲击钻凿涉及一种将冲击和旋转相结合的方法。经由钻凿管将加压流体供应到处在钻孔的底部处的钻头。该流体有双重作用，其不仅用于驱动锤钻凿动作，而且还用于将由于切削动作而产生的破碎的碎片向后冲洗。通常，DTH冲击钻凿组件或者锤钻头组件包括壳体，该壳体在顶部接头和可拆卸地联接到驱动接头的钻头之间延伸。往复式的流体驱动的冲击装置或活塞被布置在该壳体的内部。在该活塞的两端处均是作业室，即，顶部作业室和底部作业室，在作业室中根据活塞的作业循环而排出流体。传统的DTH钻机还包括由柄部、钻头头部和冲洗孔组成的钻头组件，其中该钻头头部进一步包括在面向钻孔的表面上的球齿，该冲洗孔允许破碎的碎片被立即移走，使得该球齿在每一次冲击时都击打新的坚硬的岩石表面。

当前使用的钻头组件具有缺陷，即，在钻头组件中对于空气而言没有足够的可用体积，尤其是在具有如下钻头的组件中，其中钻头的中心处的内部孔在柄部的前端处闭合并且在后端处朝向活塞打开。在这种钻头中，花键的数目通常比冲洗孔的数目多，并且由于当空气从花键行进到冲洗孔时，空气的流动路径存在改变，因此空气需要一些空间以适应该改变。当没有提供用于空气的这种体积时，钻凿的效率受到影响。

为了解决该问题，在一些钻头中已经观察到，该体积是通过存在于钻头的柄部中的沟槽来提供的。该构造的缺点是，钻头柄部整体性受到损害，这导致钻头的寿命缩短。钻头的频繁更换引发用于维护的高额费用并且也导致钻机的大量停机时间。

在一些反循环(RC)锤中已经观察到解决该问题的另一种方法，这些反循环(RC)锤包括围绕驱动接头的罩状结构或者套筒，以产生用于收集来自锤的流的体积。这种组件的示例在专利文献US6702045和EP1454031中进行了描述。该类型的构造的问题在于，流动通常在驱动接头的外表面和罩的内表面之间，并且该流动未连接钻头中的冲洗孔。而且，该种方案被证实是更加昂贵且构造复杂的，因为其涉及需要被组装到锤中的额外部件。由于DTH钻机位于钻孔内部，所以该机器的结构需要紧凑。

因此，需要一种坚固耐用、紧凑并且结构简单的钻头组件，该钻头组件在不损害钻头的整体性的情况下改善钻头组件中的流动分配。

发明内容

本公开的目标是克服或者至少减少上述问题。

本公开的目的是提供一种坚固耐用且结构简单的岩钻头组件，尤其是通过该钻头有良好的流动分配。另一个目的是，在不使用额外部件的情况下，通过在钻凿操作期间为向下游流动的加压流体或空气提供体积而实现在钻头组件中的良好的流动分配。又一个目标是，在钻凿操作期间保持钻头的整体性，从而需要用于锤的较少的钻头更换次数。