潜孔锤钻头组件制造技术

一种潜孔锤钻头组件(100)包括底阀(104)和钻头部件(106)，所述底阀(104)和钻头部件(106)具有各自的呈协作的凸耳(304)和台肩(502)的形式的抵接区域，所述凸耳(304)和台肩(502)可以通过所述阀相对于所述钻头部件的旋转而接合，以允许所述凸耳和台肩径向地重叠，从而将所述阀锁定在所述钻头部件上。所述组件有利于允许现场联接和分离，而不需要特殊的型砧或者液压/气动装配工具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种潜孔锤钻头组件，并且具体地，但是并不专门地，涉及一种钻头组件，其中底阀被可释放地固定到钻头的钻柄部分，以便非常便于阀在该组件上的插入和移除。
技术介绍
潜孔(DTH)冲击锤钻凿的技术包括经由钻柱到位于钻孔底部处的钻头的加压流体的供给。流体既用于驱动锤钻孔动作，又用于向后冲洗由切削动作结果产生的灰尘和细屑、使之向后地冲洗通过钻孔，以便优化向前切削。典型地，钻头组件包括在上部子部(topsub)和钻头之间延伸的壳体。活塞能够在上部子部和钻头之间轴向地穿梭并且由加压流体驱动，以便被构造用以撞击钻头的后砧端，从而提供冲击动作。底阀从钻头轴向向后地延伸，以在钻头的最前冲程期间与活塞配合，从而既控制返回冲程，又提供来自钻头头部的用于向后冲洗从钻孔面切削下来的材料的加压流体的排出。实例的潜孔锤钻头被描述在US4,278,135；US6,125,952；WO97/00371；WO2006/116646；WO2008/051132和WO2013/104470中。底阀通过往复运动的活塞被反复地接触，并且定位于活塞和钻柄的砧表面之间的接触区域上。因此，底阀在钻头组件内受到机械和热应力以及磨蚀磨损，这限制它的使用寿命。为了更换底阀，有必要抽出向下加载到钻孔的钻柱的整个长度，这是消耗时间的运动，而且由于损失钻凿，因而是昂贵的。US2011/0232922描述了各种不同的底阀实施例，试图最大化阀的使用寿命，以减轻在使用期间阀的全部或部分的过早拆离。然而，由于许多的原因，常规的底阀和潜孔钻头组件是不利的。典型地，底阀被型砧或者压配合到钻头的钻柄内，这需要通常现场不可获得的机械或者气动/液压压机。另外，并且使用或者损坏之后，常规底阀的移除是困难的，并且是消耗时间的，这都加到钻凿停机时间里。例如，对于操作者现场连续安装和使用在运输期间或者最初的装配过程中已经损坏的底阀不是不常见的，这是因为：第一，难以移除阀，并且第二，在恢复底阀和组件到最初的型砧压机(通常在不同的位置处)的情况下的时间延迟是不期望的。因此，所需要的是解决以上问题的底阀和/或钻头组件。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供潜孔锤钻头组件，其中底阀能够与钻头的钻柄快速地和方便地配合和分离，而不需要辅助压机和抽出设备和工具。因此，特定的目的是提供可以利用标准的、非专门的工具现场连接和断开的底阀和钻头组件。进一步的目的是提供底阀和钻头组件，其i)可释放地连接在一起，以承受使用中的机械和热应力两者，ii)构造用以最大化底阀的寿命，和iii)最小化在使用期间在钻头的钻柄处的底阀的剪断、断裂或者拆离的可能性。所述目的是通过提供具有各自的抵接区域的底阀和钻头部件而实现的，抵接区域呈协作的凸耳和台肩的形式，凸耳和台肩可以通过底阀相对于钻头部件的旋转而接合，使得凸耳和台肩径向重叠，从而将阀锁定在钻头部件上，以防止阀从钻头部件不期望的轴向分离。特别地，凸耳和台肩形成为周向地间隔开的“升高”区域，其在阀和钻头部件周围在周向方向上是不连续的。特别地，并且在一个实施例中，台肩在钻头的钻轴的轴向通道内径向向内地延伸，以与设置在阀上的径向向外延伸的凸耳协作。台肩之间的周向分离距离和每个凸耳的周向长度被构造成使得凸耳可以在最初的安装和最后的分离期间在台肩之间轴向地滑动。在安装过程中，一旦凸耳配合通过台肩，阀就可以被简单地旋转，以便在台肩下方轴向地锁定凸耳并且经由两个部件之间的摩擦配合和抵接接触而防止轴向地分离。因此，凸耳和台肩被特别地成形和设计轮廓，以优化组装和拆卸的容易性，同时提供在使用期间不易于分离的部件之间的坚固耐用的联接。特别地，本专利技术的阀和组件可以通过现场人员经由合适的扭转和轴向拉/推动作而容易地联接和分离。根据本专利技术的第一方面，提供了潜孔锤钻头组件，包括：钻头，该钻头具有前切削端和后砧端，内部通道沿着组件的纵轴线从砧端朝向切削端延伸；底阀，该底阀部分地安置在通道内，以从砧端轴向延伸；互补的抵接区域，该互补的抵接区域被分别设置在通道的径向面向内的表面和底阀的径向面向外的表面上，各自的抵接区域构造成彼此抵接并且将底阀轴向地锁定到钻头上；其特征在于：抵接区域包括：多个径向突出的凸耳，该多个凸耳围绕轴线在周向方向上间隔开；和多个径向延伸的台肩，该多个台肩围绕轴线在周向方向上间隔开；台肩之间的周向分离距离至少等于或者大于凸耳的周向长度，以允许凸耳轴向地通过台肩之间，而基本上不使底阀径向地变形；每个凸耳的轴向后端是径向渐缩的，以提供抵接接触表面，并且每个台肩的轴向前端是径向渐缩的，以提供抵接接触表面；其中凸耳和台肩的径向长度被构造成使得在凸耳轴向定位超过台肩的情况下，凸耳和台肩的抵接接触表面配合在一起，以在通道内径向地重叠，并且提供轴向锁定和禁止底阀在钻头上的独立转动的摩擦配合区域。优选地，凸耳相对于彼此定位于相同的轴向位置处并且台肩相对于彼此定位于相同的轴向位置处。优选地，该组件包括三个凸耳和三个台肩。凸耳和台肩被限定为相应的升高的隆起(hump)、凸块(bump)或者在钻头的底阀和通道的各自表面上径向延伸的突出部。凸耳和台肩表现出优化的构造，以防止阀在钻头上的任何横向移动，同时最小化附加材料的量和因此与凸耳和台肩相关的部件的重量。在说明书内参考‘钻头’包括了钻头部件，钻头部件具有安装切削头或切削球齿(cuttingbutton)的钻头头部和从钻头头部向后突出的轴向延伸的钻柄或者钻轴。可选地是，每个凸耳和台肩可以被形成为在各自的阀或者通道的表面上离散的升高的凸块。可替换地，升高的凸块可以代表具有更大的横截面面积的升高的突出部分的尖端或者末端区域。离散的径向延伸的凸耳和台肩有利于提供轴向锁定所要求的径向重叠，同时最小化部件的材料的体积。可选地是，每个凸耳的抵接接触表面是径向渐缩的，以提供倾斜的接触表面，并且每个台肩的抵接接触表面是径向渐缩的，以提供下倾的接触表面，使得倾斜和下倾的表面是互补的，以经由重叠接触而配合在一起。倾斜和下倾的接触表面有利于最大化各自的阀和钻头之间的接触面积。这样的构造有利于在通道内旋转阀时提供可靠的轴向锁定和提供摩擦-配合。优选地，每个凸耳和每个台肩均部分地由一对各自径向渐缩的纵长的侧表面限定，使得每个凸耳和每个台肩通过与底阀和通道的各自表面的平滑过渡而形成。这样的布置有利于促进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种潜孔锤钻头组件(100)，包括：钻头(105)，所述钻头(105)具有前切削端(107)和后砧端(117)，内部通道(116)沿着所述组件(100)的纵轴线(109)从所述砧端(117)朝向所述切削端(107)延伸；底阀(104)，所述底阀(104)部分地安置于所述通道(116)内，以从所述砧端(117)轴向地延伸；互补的抵接区域(304、502)，所述互补的抵接区域(304、502)分别设置在所述通道(116)的径向面向内的表面(307)和所述底阀(104)的径向面向外的表面(309)上，各自的所述抵接区域(304、502)被构造为彼此抵接并且将所述底阀(104)轴向地锁定到所述钻头(105)上；其特征在于：所述抵接区域(304、502)包括：多个径向突出的凸耳(304)，所述多个凸耳(304)围绕所述轴线(109)在周向方向上间隔开；和多个径向延伸的台肩(502)，所述多个台肩(502)围绕所述轴线(109)在周向方向上间隔开；所述台肩(502)之间的周向分离距离(C)至少等于或者大于所述凸耳(304)的周向长度(A)，以允许所述凸耳(304)轴向地通过所述台肩(502)之间，而基本上不使所述底阀(104)径向地变形；每个凸耳(304)的轴向后端是径向渐缩的，以提供抵接接触表面(402)，并且每个台肩(502)的轴向前端是径向渐缩的，以提供抵接接触表面(506)；其中所述凸耳(304)和台肩(502)的径向长度被构造成使得：在所述凸耳(304)轴向定位超过所述台肩(502)的情况下，所述凸耳(304)和台肩(502)的抵接接触表面(402、506)配合在一起，以在所述通道(116)内径向地重叠并且提供轴向地锁定和禁止所述底阀(104)在所述钻头(105)上的独立转动的摩擦配合区域。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.18 EP 13193303.81.一种潜孔锤钻头组件(100)，包括：
钻头(105)，所述钻头(105)具有前切削端(107)和后砧端(117)，
内部通道(116)沿着所述组件(100)的纵轴线(109)从所述砧端(117)
朝向所述切削端(107)延伸；
底阀(104)，所述底阀(104)部分地安置于所述通道(116)内，
以从所述砧端(117)轴向地延伸；
互补的抵接区域(304、502)，所述互补的抵接区域(304、502)
分别设置在所述通道(116)的径向面向内的表面(307)和所述底阀
(104)的径向面向外的表面(309)上，各自的所述抵接区域(304、
502)被构造为彼此抵接并且将所述底阀(104)轴向地锁定到所述钻头
(105)上；
其特征在于：
所述抵接区域(304、502)包括：
多个径向突出的凸耳(304)，所述多个凸耳(304)围绕所述轴
线(109)在周向方向上间隔开；和
多个径向延伸的台肩(502)，所述多个台肩(502)围绕所述轴
线(109)在周向方向上间隔开；
所述台肩(502)之间的周向分离距离(C)至少等于或者大于所
述凸耳(304)的周向长度(A)，以允许所述凸耳(304)轴向地通过
所述台肩(502)之间，而基本上不使所述底阀(104)径向地变形；
每个凸耳(304)的轴向后端是径向渐缩的，以提供抵接接触表面
(402)，并且每个台肩(502)的轴向前端是径向渐缩的，以提供抵接
接触表面(506)；
其中所述凸耳(304)和台肩(502)的径向长度被构造成使得：
在所述凸耳(304)轴向定位超过所述台肩(502)的情况下，所述凸
耳(304)和台肩(502)的抵接接触表面(402、506)配合在一起，
以在所述通道(116)内径向地重叠并且提供轴向地锁定和禁止所述底
阀(104)在所述钻头(105)上的独立转动的摩擦配合区域。
2.如权利要求1所述的组件，包括三个凸耳(304)和三个台肩
(502)。
3.如权利要求1或2所述的组件，其中每个凸耳(304)被形成
为离散的升高的隆起。
4.如前述权利要求中的任一项所述的组件，其中每个凸耳(304)
的所述抵接接触表面(402)是径向渐缩的，以提供倾斜的接触表面
(402)并且每个台肩(502)的所述抵接接触表面(506)是径向渐缩
的，以提供下倾的接触表面(506)，使得所述倾斜和下倾的表面(402、<...

【专利技术属性】
技术研发人员：康尼·塞佩莱，安娜·卡尔松，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE