專利名稱：潛孔式錘鉆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潛孔式錘鉆(down hole hammer drill)。
本發(fā)明具體應(yīng)用于反循環(huán)潛孔式暴露面取樣錘鉆，并且將以該應(yīng)用為參照，供說明之用。然而，可以設(shè)想的是，本發(fā)明也可應(yīng)用在其它形式的鉆孔裝置中，例如反循環(huán)三牙輪鉆。
背景技術(shù)：
在取樣錘的操作中，應(yīng)理解的是，如果使用錘排氣來沖洗被導(dǎo)向鉆頭端面的切屑，則可提高取樣完整性。通過這種方法，切屑在其產(chǎn)生點(diǎn)處被帶走。在澳大利亞專利號(hào)638571和656724中，公開了暴露面取樣反循環(huán)潛孔錘，其包括延伸超過卡盤或驅(qū)動(dòng)器接頭(sub)的下端的護(hù)罩或套筒，以包圍鉆頭頭部，該鉆頭被釋放以適應(yīng)套筒或護(hù)罩。
護(hù)罩或套筒與沿著鉆頭頭部的側(cè)面向下的空氣通道配合以朝向鉆頭的切削面引導(dǎo)空氣。從錘自由活塞電機(jī)排出的空氣沿著花鍵向下傳遞，該花鍵接合鉆頭以在卡盤或驅(qū)動(dòng)器接頭中轉(zhuǎn)動(dòng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)?？諝馔ㄟ^在鉆頭頭部側(cè)面中的空氣通道凹槽退出護(hù)罩或套筒的下端，從而基本上傳遞到鉆頭切削面并穿過該切削面。
切屑夾帶在氣流中并通過鉆頭切削面中的、與取樣回收管道連通的取樣口導(dǎo)向表面，該取樣回收管道包括貫穿錘至雙壁鉆柱的內(nèi)管限定的軸向通道。
護(hù)罩或套筒選擇成與鉆頭頭部的硬質(zhì)合金保徑齒圈(gauge row)的直徑大致相同，而大于錘殼體的直徑，從而在鉆孔和錘之間提供局部密封以將空氣限制在鉆頭的切削面并因此而大大減少排氣竄漏和來自上方的取樣污染。
上述現(xiàn)有技術(shù)的錘依靠鉆頭頭部本身來提供用于朝向鉆頭切削面?zhèn)魉涂諝獾墓艿阑蛲ǖ赖囊粋€(gè)壁。鉆頭必須在與套筒具有間隙的狀態(tài)下運(yùn)行，從而鉆頭頭部不可避免地相對(duì)套筒振動(dòng)。結(jié)果，由于護(hù)罩或套筒必須在恰好未到達(dá)切削面時(shí)停止以允許留下足夠的鉆頭頭部金屬來支撐保徑齒圈，因此排出通道的空氣并未完全獨(dú)自通過鉆頭頭部中的凹槽而向下導(dǎo)向切削面。排出的空氣還形成了從該通道向外膨脹的路徑，以使其被鉆孔限制并穿過鉆頭的切削面轉(zhuǎn)向。在測(cè)試中已經(jīng)確認(rèn)，偏離氣流垂直方向的散度在30到40度夾角之間。
在另一現(xiàn)有技術(shù)的錘中，鉆桿上延伸的下支撐表面與驅(qū)動(dòng)器接頭下端中的孔配合。該孔由四個(gè)透鏡狀截面切口代替，從而提供用于排氣的出口，該切口指向沿著鉆頭頭部側(cè)面向下的各個(gè)凹槽。鉆頭頭部被縮短以使出口點(diǎn)更接近鉆頭端面。該具體示例可稱為套筒接頭/短鉆頭頭部型。而且，支撐表面相對(duì)孔和切口振動(dòng)，并且恰好未到達(dá)切削面，以允許留下足夠的鉆頭頭部金屬來支撐保徑齒圈。因此，退出通道的空氣并未完全獨(dú)自通過鉆頭中的凹槽而被向下導(dǎo)向切削面。排出的空氣還形成了從該通道向外膨脹的路徑，以使其被鉆孔限制并穿過鉆頭的切削面轉(zhuǎn)向。
在柔軟地面中，從現(xiàn)有技術(shù)的錘排出的空氣的湍流和膨脹往往會(huì)沖刷鉆孔，從而使得該孔明顯大于標(biāo)準(zhǔn)套筒。這反過來會(huì)導(dǎo)致密封損失，從而致使沿著鉆孔向上的取樣損失。由于沿著取樣回收管道向上的空氣速度因密封漏氣而損失，因此更增加了管道堵塞的傾向，尤其是在鉆頭中的取樣回收孔處。
在WO01/21930中提供了一種鉆孔裝置，其包括卡盤；鉆頭，其支撐在卡盤中并具有在該卡盤下方延伸的鉆頭頭部，該鉆頭頭部具有沿著鉆頭外側(cè)向下限定的縱向空氣通道并延伸穿過切削面；標(biāo)準(zhǔn)套筒，其相對(duì)于所述卡盤固定；以及空氣通道，其限定在標(biāo)準(zhǔn)套筒和卡盤之間，該卡盤具有末端部分，該末端部分基本平行于鉆頭的軸線且與空氣通道大致對(duì)齊地延伸。該結(jié)構(gòu)也有缺點(diǎn)，即空氣偏離遍布鉆頭頭部長(zhǎng)度的通道的下端，從而趨于在切削面平面處沖刷鉆孔。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種潛孔式錘鉆，包括驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤，其安裝在空氣錘殼體上；以及反循環(huán)鉆頭，其具有以花鍵關(guān)系安裝到所述驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤的鉆桿和適合在所述卡盤下方延伸的鉆頭頭部，空氣錘電機(jī)沿著花鍵向下排氣，所述鉆桿中的環(huán)形凹槽接近所述鉆頭頭部且延伸到與鉆桿花鍵的下端相交，套筒在所述鉆桿花鍵的下端之上緊固在所述鉆桿上且在所述凹槽上方大致封閉以形成用于排放從所述花鍵排出的空氣的歧管，上空氣通道沿著所述鉆頭的取樣回收孔從所述歧管向上引導(dǎo)取樣加速空氣，所述鉆頭頭部具有至少一個(gè)貫穿該鉆頭頭部并與所述歧管相交的下空氣通道，所述下空氣通道具有下端，該下端通過一出口將空氣引導(dǎo)到鉆頭的切削面，該出口穿過鉆頭頭部與其保徑齒圈相鄰的一側(cè)并與從所述出口延伸到所述切削面的通道連通。
所述卡盤可以為任何合適的形式。例如，該卡盤可包括在DTH錘領(lǐng)域中作為驅(qū)動(dòng)器接頭的相關(guān)類型，或可包括被稱為SAMPLEX卡盤的變體。所述卡盤可通過任何適當(dāng)?shù)难b置緊固到錘殼體上。
所述花鍵可具有典型形式，其中銑削該花鍵，銑刀朝向鉆頭頭部加工花鍵，并在尚未到達(dá)鉆頭頭部時(shí)停止以避免銑刀切掉鉆頭頭部材料。凹槽可通過銑削或車削形成。通常在鉆桿的花鍵部分與鉆頭頭部之間具有漸進(jìn)變化的截面以避免應(yīng)力集中。例如，鉆頭在桿主體與鉆頭頭部之間可形成有兩個(gè)變化的截面。所述凹槽可有利地沿著截面變化的輪廓以保持對(duì)應(yīng)力集中的抵抗。
由此，所述套筒可具有大致柱形的內(nèi)孔，該內(nèi)孔在花鍵的下端部分上接合所述鉆桿，該套筒可具有平行于凹槽底面的部分，以提供大致矩形的歧管，并因此使得該截面最大。該套筒可干涉配合在所述花鍵上。該套筒可收縮在該花鍵上?？梢酝ㄟ^機(jī)械方式(例如螺紋)來保持所述套筒，有利地在花鍵銑削之前形成鉆桿上的螺紋。該套筒可適用于與驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤的沉孔部分成間隙地滑動(dòng)。在這種情況下，可由驅(qū)動(dòng)器接頭來保持輥?zhàn)愉N等。
所述套筒可適用于周期性地打開在卡盤側(cè)壁中的端口以允許排氣沿鉆柱外側(cè)向上逃逸從而從鉆孔清除碎屑。
在取樣回收孔與鉆頭頭部接近保徑齒圈的一側(cè)之間限定的至少一個(gè)下空氣通道優(yōu)選為用于保徑齒圈中硬質(zhì)合金的一個(gè)空氣通道，鉆頭頭部在支撐保徑齒圈固定塊(button)的部分之間的材料被去除以形成凹槽，從而允許沖洗空氣通過鉆頭端面，帶走取樣以回收。該下空氣通道優(yōu)選通過從鉆頭頭部接近保徑齒圈的一側(cè)以相對(duì)于鉆頭軸線成一角度直鉆并延伸到鉆頭頭部上方的取樣回收孔而形成，該直鉆優(yōu)選在凹槽的最大截面上與凹槽相交。通過該方法，在單次操作中，單次鉆孔既提供了下空氣通道又提供了上空氣通道。
鉆頭頭部可設(shè)有通向下空氣通道用于特定用途的其它端口。例如，可從下空氣通道到鉆頭頭部最大直徑處一側(cè)設(shè)置一通道以提供對(duì)于鉆孔的空氣密封。
上空氣通道用于沿著鉆柱向上加速回收取樣并且還用于減少鉆頭切削面的壓力。為此，減少了由風(fēng)動(dòng)機(jī)感測(cè)的背壓，從而增加了風(fēng)動(dòng)機(jī)的操作效率。
因此，在另一方面中，本發(fā)明涉及一種潛孔式錘鉆，包括驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤，其安裝在空氣錘鉆殼體上；以及反循環(huán)鉆頭，其具有以花鍵關(guān)系安裝到所述驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤的鉆桿和適用于在所述卡盤下方延伸的鉆頭頭部，空氣錘電機(jī)沿著花鍵向下排氣，至少一個(gè)上空氣通道在鉆頭頭部區(qū)域中從花鍵開口并遠(yuǎn)離所述鉆頭頭部朝向鉆頭軸線傾斜，所述空氣通道沿著所述鉆頭的取樣回收孔從所述開口向上引導(dǎo)取樣加速空氣。
也可以由貫穿鉆頭頭部并與花鍵相交的至少一個(gè)下空氣通道來引導(dǎo)花鍵承載的排氣通過鉆頭頭部。例如，可以設(shè)置具有下端的下空氣通道，該下端通過一出口將空氣引導(dǎo)到鉆頭的切削面，該出口貫穿鉆頭頭部接近其保徑齒圈的一側(cè)且與從該出口到切削面的通道連通。該下空氣通道可形成為上空氣通道的鉆孔的延續(xù)部分或可以單獨(dú)形成。
或者，上空氣通道和下空氣通道可通過從在固定塊位置處的保徑齒圈、經(jīng)過鉆頭頭部鉆入到桿中以與上述取樣回收孔相交而共同形成。該鉆孔在其下端可以為沉孔，以形成硬質(zhì)合金固定塊安裝槽。通過該方法，下空氣通道通過硬質(zhì)合金固定塊而在其下端被有效封閉。在一些應(yīng)用中，排放氣流的主要部分就是這樣被引導(dǎo)到取樣回收孔的。可以通過按期望在空氣通道上開口而達(dá)到將一些空氣引導(dǎo)向鉆頭切削面，為鉆孔提供動(dòng)態(tài)空氣密封，以及其它如前面所述在本領(lǐng)域中的空氣應(yīng)用。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器接頭和鉆桿可作為有效的滑閥來配合操作，以周期性地允許一些排氣進(jìn)入到將空氣引導(dǎo)到鉆頭切削面的裝置。
在又一方面中，本發(fā)明涉及一種潛孔式錘鉆，包括驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤，其安裝在空氣錘鉆殼體上；以及反循環(huán)鉆頭，其具有以花鍵關(guān)系安裝到所述驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤的鉆桿和適用于在所述卡盤下方延伸的鉆頭頭部，空氣錘電機(jī)沿著花鍵向下排氣，排氣通道接近所述鉆頭頭部形成在所述鉆桿中，并適用于接收在鉆桿花鍵下端排放的空氣，上空氣通道與所述排氣通道相交，并沿著所述鉆頭的取樣回收孔從所述排氣通道向上引導(dǎo)取樣加速空氣，所述鉆頭頭部具有至少一個(gè)貫穿該鉆頭頭部并與所述排氣通道相交的下空氣通道，所述下空氣通道具有下端，該下端通過一出口將空氣引導(dǎo)到鉆頭的切削面，該出口貫穿鉆頭頭部接近其保徑齒圈的一側(cè)，并與從所述出口到所述切削面的通道連通。


為了能夠更容易地理解本發(fā)明并將本發(fā)明付諸實(shí)施，將參照附圖進(jìn)行描述，附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中圖1至圖5為鉆頭組件在其制造生產(chǎn)過程中的漸進(jìn)剖視圖，在該制造生產(chǎn)過程中形成了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的錘鉆組件；圖6A至圖6C為根據(jù)本發(fā)明的可選的鉆組件；圖7A和圖7B分別為根據(jù)本發(fā)明可選的鉆頭的剖視圖和側(cè)視圖；圖7C和圖7D分別為根據(jù)本發(fā)明可選的鉆頭的剖視圖和側(cè)視圖；以及圖8為根據(jù)本發(fā)明可選的鉆組件的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1至圖5中(最終形式在圖5中示出)，提供了具有花鍵11和沉孔部分12的驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤10。在卡盤10中安裝有具有鉆桿14和鉆頭頭部15的鉆頭13用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)。鉆頭頭部15具有以一系列保徑齒圈安裝部分17為邊界的鉆頭端面16，每個(gè)保徑齒圈安裝部分17都具有硬質(zhì)合金固定塊插入件20，該硬質(zhì)合金固定塊插入件20形成保徑齒圈。一對(duì)取樣回收通道21通向端面16并二重連接在穿過鉆頭的軸向取樣回收孔22上，從而允許回收的取樣最終進(jìn)入到安裝錘(未示出)的雙壁鉆柱的內(nèi)孔中。
鉆桿14具有在其表面中銑削而成的縱向花鍵23，該縱向花鍵23向成為鉆頭頭部15的部分24的變化處延伸。鉆桿花鍵23與卡盤花鍵11配合以使鉆頭13轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)使得錘能夠使鉆頭在卡盤10中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。相應(yīng)的花鍵23、11的比例為允許錘電機(jī)排氣沿著花鍵向下傳輸。
鉆桿花鍵23通過在部分24變化處的凹槽25的車削或銑削而使其端部被切削。套筒26裝配在鉆桿花鍵23上并延伸至鉆頭頭部15。套筒26在覆蓋凹槽25的部分處具有錐形孔27，車削或銑削在使用中配合的凹槽與孔的錐形部，由此而由凹槽25、錐形孔27和鉆頭頭部15的肩部形成大致矩形截面的環(huán)形空氣歧管(air manifold)30。
通道31形成在鉆頭頭部的外側(cè)上，并且從在保徑齒圈中的相應(yīng)固定塊20之間的空間中開始，自鉆頭的端面16延伸至鉆頭頭部的最大直徑部分32。
相對(duì)于鉆頭軸線成一角度地從每個(gè)通道31的內(nèi)端鉆孔以與空氣歧管30相交而形成空氣通道33。該空氣通道鉆孔延伸穿過空氣歧管的相對(duì)側(cè)以延續(xù)至與取樣回收孔22相交，從而排氣既可傳送到該通道又可傳送到取樣回收孔，鉆頭相對(duì)于軸線的角度確保進(jìn)入取樣回收孔的空氣被沿著鉆柱向上引導(dǎo)。
套筒26的外表面緊密滑動(dòng)配合在卡盤10的沉孔部分12中，并與其形成用于端口34的滑閥，該端口穿過卡盤壁并朝向鉆柱傾斜。端口34在鉆頭的最大延伸處通向排氣，以允許排氣在鉆柱周圍沖洗鉆孔。
鉆頭頭部的最大直徑部分32設(shè)有與空氣通道33相交并且在腔室36處退出鉆頭頭部的橫向鉆孔35。從空氣通道33傳送到腔室36的空氣與鉆孔一起形成了空氣密封，從而防止材料從鉆頭上方的鉆孔傳送到切削面16，以減少來自切削面上方的地層的取樣污染。
在圖6A至圖6C的實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記表示與圖1至圖5的實(shí)施例相同的特征。設(shè)置了具有花鍵11和沉孔部分12的驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤10。在卡盤10中安裝有用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的具有鉆桿14和鉆頭頭部15的鉆頭13。鉆頭頭部15具有以一系列保徑齒圈安裝部分17為邊界的鉆頭端面16，每個(gè)保徑齒圈安裝部分17都具有硬質(zhì)合金固定塊插入件20，該硬質(zhì)合金固定塊插入件20形成保徑齒圈。一對(duì)取樣回收通道21通向端面16并二重連接在穿過鉆頭的軸向取樣回收孔22中，從而允許回收的取樣最終進(jìn)入到安裝錘(未示出)的雙壁鉆柱的內(nèi)孔中。
鉆桿14具有在其表面中銑削而成的縱向花鍵23，該縱向花鍵23朝向鉆頭頭部15延伸。鉆桿花鍵23與卡盤花鍵11配合以使鉆頭13轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)使得錘能夠使鉆頭在卡盤10中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。相應(yīng)的花鍵23、11的比例為允許錘電機(jī)排氣沿著花鍵向下傳遞。
花鍵23向上形成至鉆頭肩部39，而不是加工連續(xù)的環(huán)形脊面(land)來通過單獨(dú)的套筒關(guān)閉以形成歧管，該肩部39相對(duì)于鉆頭頭部自身的直徑逐漸降低以形成密封脊面，其目的將在下文中變得明了。從花鍵銑削終止處鉆孔直到與流體通道33相交而形成鉆孔37，該流體通道33從取樣回收孔22延伸到通道31，并且由此延伸至鉆頭端面16。
由鉆頭肩部39形成的密封脊面與鉆頭14同質(zhì)，并且通過孔37與流體通道33的相交處進(jìn)行流體流轉(zhuǎn)換。通過銑削環(huán)形腔室36以形成由多個(gè)與空氣通道33相交的橫向孔35供應(yīng)的多個(gè)周向凹槽而形成孔密封部32，這些凹槽可單獨(dú)地形成，或成螺旋形地切割以形成連續(xù)的螺旋凹槽，由此提供迷宮效應(yīng)，從而形成復(fù)合腔室36。
可在點(diǎn)38處改變流體通道33的直徑，以提供改變上端與下端之間空氣/流體流平衡的裝置，也可通過插入或?yàn)榕髁匣蚓哂胸灤┑目浊矣米髯枇髌鞯娜觼砀淖?。這使得可精細(xì)調(diào)整氣流以適合具體的地面條件。
卡盤10適用于在鉆頭接近于卡盤時(shí)在鉆頭肩部39上方通過?？ūP10設(shè)有排放端口40，該排放端口40在鉆頭處于其伸長(zhǎng)位置時(shí)沿鉆孔向上引導(dǎo)空氣以減少由于材料下落到鉆孔中在鉆頭端面處的污染。
在圖7A至7D的本發(fā)明的實(shí)施例中，這些實(shí)施例與在鉆孔工業(yè)的一些領(lǐng)域中的需求有關(guān)，例如環(huán)境采樣，或在其中不允許地面鉆孔有任何殘留物和/或需要最小地面干擾的環(huán)境敏感區(qū)域中鉆孔，因此以這樣的方式制造鉆頭，即不允許加壓空氣直接逃逸到鉆頭端面，而是通過流體通道33將加壓空氣引導(dǎo)到取樣回收孔22，從而在取樣回收孔21處產(chǎn)生低/負(fù)壓區(qū)，以從表面或從鉆頭的肩部39引入的計(jì)量排氣沿鉆孔向下按期望吸引氣流。在這種情況下，可以設(shè)想不需要孔密封部32。
圖7A和圖7B表示在通道33中的流體流通過利用作為塞子的硬質(zhì)合金刀具20被全部導(dǎo)向取樣孔22的方法。該方法使得可從通道31或鉆頭端面16靈活地鉆取與通道33下端相交的通道，從而更有效地有角度地引導(dǎo)沖洗流體。
圖7C和7D規(guī)定空氣通道33根本就不從保徑齒圈處的鉆頭端面延伸，通道33是從鉆頭的取樣管端部鉆至與鉆孔37相交而形成的。
在圖8的實(shí)施例中，示出了本發(fā)明的實(shí)施例，借此，與取樣回收孔22相交的流體通道33有利地有益于傳統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形套筒系統(tǒng)。
根據(jù)上述實(shí)施例的裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、同時(shí)提供有效的空氣管理和取樣回收的優(yōu)點(diǎn)。一定比例的排氣被沿著取樣回收孔向上的引導(dǎo)趨于減少在切削面處的氣壓和流體容積，從而減少了鉆孔沖刷。由于風(fēng)動(dòng)機(jī)的效率和空氣供應(yīng)與排放背壓之間的壓差一起增加，因此端面壓力的減少也減少了背壓，從而提高了風(fēng)動(dòng)機(jī)的效率。
當(dāng)然，應(yīng)理解的是，盡管以本發(fā)明的說明性示例的方式給出了上述實(shí)施例，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的所有這些及其它修改和變化都被認(rèn)為落入本文所述的本發(fā)明的寬廣領(lǐng)域和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種潛孔式錘鉆，包括驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤，其安裝在空氣錘殼體上；以及反循環(huán)鉆頭，其具有以花鍵關(guān)系安裝到所述驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤的鉆桿和適用于在所述卡盤下方延伸的鉆頭頭部，空氣錘電機(jī)沿著花鍵向下排氣，在所述鉆桿中的環(huán)形凹槽接近所述鉆頭頭部并延伸至與鉆桿花鍵的下端相交，套筒在所述鉆桿花鍵的下端上方緊固在所述鉆桿上并在所述凹槽上方基本封閉以形成用于排放退出所述花鍵的空氣的歧管，上空氣通道從所述歧管沿著所述鉆頭的取樣回收孔向上引導(dǎo)取樣加速空氣，所述鉆頭頭部具有至少一個(gè)貫穿該鉆頭頭部并與所述歧管相交的下空氣通道，所述下空氣通道具有下端，該下端通過貫穿鉆頭頭部接近其保徑齒圈一側(cè)的出口將空氣引導(dǎo)到鉆頭的切削面并與從所述出口延伸至所述切削面的通道連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛孔式錘鉆，其特征在于，在鉆桿中銑削所述花鍵，銑刀朝向鉆頭頭部加工花鍵并且在尚未到達(dá)鉆頭頭部時(shí)停止以避免銑刀切除鉆頭頭部材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的潛孔式錘鉆，其特征在于，所述凹槽通過銑削或車削而形成，所述凹槽在鉆桿的花鍵部分與鉆頭頭部之間形成截面的漸進(jìn)變化以避免應(yīng)力集中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的潛孔式錘鉆，其特征在于，所述套筒具有大致平行于凹槽底面的部分，以提供具有大致矩形截面的所述歧管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的潛孔式錘鉆，其特征在于，所述套筒適用于周期性地打開在所述卡盤側(cè)壁中的端口，以允許排氣沿著鉆柱的外側(cè)向上逃逸，從而從鉆孔清除細(xì)屑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的潛孔式錘鉆，其特征在于，限定在取樣回收孔與鉆頭接近保徑齒圈一側(cè)之間的所述至少一個(gè)下空氣通道包括一個(gè)用于保徑齒圈中每個(gè)硬質(zhì)合金的空氣通道，在支撐保徑齒圈固定塊的部分之間鉆頭頭部的材料被去除，以形成凹槽，從而允許沖洗空氣傳遞到鉆頭端面，以帶走取樣用于回收。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的潛孔式錘鉆，其特征在于，所述下空氣通道是通過從鉆頭頭部接近保徑齒圈的一側(cè)以相對(duì)于鉆頭軸線成角度地直鉆并延伸到鉆頭頭部上方的取樣回收孔而形成的，從而單次鉆孔既提供下空氣通道又提供上空氣通道。
8.一種潛孔式錘鉆，包括驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤，其安裝在空氣錘鉆殼體上；以及反循環(huán)鉆頭，其具有以花鍵關(guān)系安裝到所述驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤的鉆桿和適用于在所述卡盤下方延伸的鉆頭頭部，空氣錘電機(jī)沿著花鍵向下排氣，至少一個(gè)上空氣通道在鉆頭頭部的區(qū)域中從花鍵開口并遠(yuǎn)離所述鉆頭頭部朝向鉆頭的軸線傾斜，所述空氣通道從所述開口沿著所述鉆頭的取樣回收孔向上引導(dǎo)取樣加速空氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的潛孔式錘鉆，其特征在于，花鍵承載的排放空氣還由貫穿鉆頭頭部并與花鍵相交的至少一個(gè)下空氣通道引導(dǎo)通過鉆頭頭部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的潛孔式錘鉆，其特征在于，所述下空氣通道具有下端，該下端通過貫穿鉆頭頭部接近其保徑齒圈一側(cè)的出口將空氣引導(dǎo)到鉆頭的切削面并與從該出口延伸至切削面的通道連通。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的潛孔式錘鉆，其特征在于，所述下空氣通道形成為上空氣通道鉆孔的延續(xù)部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的潛孔式錘鉆，其特征在于，所述上空氣通道和下空氣通道通過從在固定塊位置處的保徑齒圈、經(jīng)過鉆頭頭部鉆至鉆桿從而與取樣回收孔相交而共同形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的潛孔式錘鉆，其特征在于，所述上空氣通道通過從在固定塊位置處的保徑齒圈開始、經(jīng)過鉆頭頭部并鉆至鉆桿從而與所述取樣回收孔相交而形成，其中所述鉆孔在其下端為沉孔以形成硬質(zhì)合金固定塊安裝槽。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的潛孔式錘鉆，其特征在于，為所述鉆孔提供了動(dòng)態(tài)空氣密封。
15.一種潛孔式錘鉆，包括驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤，其安裝在空氣錘鉆殼體上；以及反循環(huán)鉆頭，其具有以花鍵關(guān)系安裝到所述驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤的鉆桿和適用于在所述卡盤下方延伸的鉆頭頭部，空氣錘電機(jī)沿著花鍵向下排氣，排氣通道接近所述鉆頭頭部形成在所述鉆桿中，并適合于接收在鉆桿花鍵下端處排放的空氣，上空氣通道與所述排氣通道相交并從所述排氣通道沿著所述鉆頭的取樣回收孔向上引導(dǎo)取樣加速空氣，所述鉆頭頭部具有至少一個(gè)貫穿該鉆頭頭部并與所述排氣通道相交的下空氣通道，所述下空氣通道具有下端，該下端通過貫穿鉆頭頭部接近其保徑齒圈的一側(cè)的出口將空氣引導(dǎo)到鉆頭的切削面并且與從所述出口延伸至所述切削面的通道連通。
全文摘要
提供了一種潛孔式錘鉆，其具有帶有花鍵(11)的驅(qū)動(dòng)器接頭或卡盤(10)，以及具有鉆桿(14)的鉆頭(13)，鉆桿(14)具有朝向鉆頭頭部(15)延伸的縱向花鍵(23)，鉆頭頭部(15)具有以一系列保徑齒圈安裝部分(17)為邊界的鉆頭端面(16)，每個(gè)保徑齒圈安裝部分(17)都具有硬質(zhì)合金固定塊插入件(20)。鉆桿花鍵(23)與卡盤花鍵(11)配合以使鉆頭(13)轉(zhuǎn)動(dòng)，相應(yīng)的花鍵(23，11)的比例為使得錘電機(jī)排氣沿著花鍵向下傳送。鉆孔(37)是從花鍵銑削終止處開始鉆通至與流體通道(33)相交而形成的，流體通道(33)從取樣回收孔(22)延伸至鉆頭端面(16)?？酌芊獠?32)通過銑削多個(gè)周向凹槽(36)而形成，該凹槽由多個(gè)與空氣通道(33)相交的橫向孔(35)供應(yīng)。流體通道(33)可通過在點(diǎn)(38)處進(jìn)行直徑改變而修改，以精細(xì)調(diào)整氣流從而適合具體地面條件?？ūP(10)設(shè)有在鉆頭處于其伸長(zhǎng)位置時(shí)沿著鉆孔向上引導(dǎo)空氣的排放端口(40)，以減少鉆頭端面污染。
文檔編號(hào)E21B21/00GK1826454SQ200480021030
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2004年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月24日
發(fā)明者托尼·洛熱爾, 丹尼爾·保羅·洛熱爾, 蘇加瓦努·拉維錢德拉 申請(qǐng)人:斯巴洛克鉆機(jī)服務(wù)有限公司