专利名称:将一细长部件打入和(或)取出地层的设备的制作方法
本发明是1983年8月5日提出的一项申请(申请号520.219)“将一细长部件打入和(或)取出地层的设备”之续篇，而该项中申请又是1981年5月26日以同一题各提出之一项申请(申请号266，948)的续篇。此两项申请现均已放弃。
本发明涉及到将一种细长部件打入和(或)取出地层等的设备，特别涉及到具有这样一种性质的设备，其中设有可与此部件连接而在部件的端部构成一砧子的装置，用来将冲击力传递给该部件，同时用一桩锤冲击此砧子以将该部件打入或取出地层等。
按照本发明，上述设备包括有支承装置以及一砧子一冲击桩锤，后者可在此支承装置沿着与此部件纵轴平行的轴缘上作往复的制导运动。桩锤本身有许多空腔以对称的形式有效地封闭于其中，而此支承装置上则具有确定各个空腔中细长导轨的部件。导轨之上有隔板，相对地固定在这些空腔中，横截此桩锤的往复轴以构成一些活塞，使空腔的端部分成相对于轴向相互对置的组。此设备还包括有传动装置，用来使桩锤在其冲程中进行往复运动。该传动装置包括有界定压缩空气源以及将用过的空气排放到大气中之出口的部件。传动装置中还设有阀门件，用来使压缩空气源与排气口同交错而对峙的各组空腔部分相互连通，以及根据桩锤的往复运动来操作这些阀门件的部件。阀门操作装置包括有这样的部件，它们规定出一对窄长的控制面，平行于桩锤的往复轴并在桩锤的一个侧向面上延伸，对应于桩锤冲程的端部，这些控制面上的一些第一部分则沿着平行于此桩锤往复轴的延伸缘而相互分开。上述控制面顺着桩锤的轴纵向地相互补偿，使得这些控制面上具有着这样的第二部分，这些个部分沿着上述轴线按照纵向逐行相互搭迭。上述阀门操作装置还包含有传感器件，后者位于同支承装置上桩锤的一个面相邻之处，用来在桩锤的行程中与这些控制面配准。上述传感器件结合有其各自的致动器，后者用来促使阀门装置能让压缩空气进入一组空腔的同时，把用过的空气从另一组空腔排到排气口，而此时的传感装置正与各控制面上相应的第一部分配准，而其上的第三部分则处于进入此传感装置的过程;除此，该致动器还用来促使阀门装置反转各组空腔中的气流，此时的传感装置正与各控制面上相应的第一部分配准，而其上的第二部分则处于脱离开此传感装置的过程。
最好是当此传感装置对准着控制面的第二部分时，该控制面也能有效地使阀门装置用来改变各组腔室中的空气流向，从而使气流方向的变更处于一种渐进过程。
在本发明下面从优选取的几个实施例中，有关的阀门装置、传感装置以及致动器装置都由控制面相互连接于一个正常平衡的双向回路中，而当传感装置在对应于所说的一个方向之管缘的端部与控制面的第一部分配准，而第二部分脱离开此传感装置时，则此控制面可有效地用来使此回路在一个方向上失衡，然后，当此传感装置与控制面的第二部分配准时，则此回路重新恢复平衡;而后当此传感装置在对应于所说的另一个方向上的管缘端部，同控制面的第一部分配准，且其第二部分脱离开传感装置时，上述回路再次失衡。在另一些实施例中，阀门装置包括一可往复运动的阀门件，以及将一对相反的信号加到此阀门件上以平衡此相同的同一往复运动之部件。致动装置在以上两个信号之间产生一差动并在允许压缩空气进入一组空腔同时又让所用的空气排到另一组空腔之排气口的这样的平衡意义下(或流向相反)破坏其平衡。
在本发明的一组实施例中，上述回路是一压缩流体回路，而其中的阀门装置中包括有这样一个阀门件，它以可往复活动的方式装设于此回路中，当回路在一个方向上失衡时，它即在此一个方向上往复活动;而当此回路在另一个方向上失衡时，它又在此另一个方向上往复活动。在这组实施例子的某些个内，其传感装置则取压缩流体回路中的一对流体排出口的形式，这一对流体排出口连通到阀门件的相对端，滑动地贴合着桩锤的一面以与其上的控制面配准。此控制面本身则取此桩锤一个面上的一对导沟的形式，而这对导沟在一对分隔开的平行线上，顺着往复轴的纵向相互补偿。形成在纵向上相互补偿的并联区域。这些导沟则分别用来从上述两个排出口之一排出流体，与此同时，所对应的上述区域则复盖住另一个排出口，反之亦然。这样，当着桩锤在其行程的端部作来回运动时，这一对导沟便在通过阀门件的回路中产生了相向的流体压力差。同时，导沟则沿着上述平行缘相互搭迭，使通过此阀门件的相关的流体压差逐渐地从一种差值变至另一种。
在本发明中下面所要给出的许多优选的实施例内，都用到了多组空腔部分，这些空腔围绕着导沟具有一个公用的横切桩锤之往复轴的横截面。其中的阀门装置使压缩空气源与排气口同相应的各组空腔连通，以使空气能来往于每一组的有关空腔中，而同组与组之间以及其他组的空腔无关。
由于各式样的原因，桩锤本身有一个贯穿其中的轴向孔。例如，在本发明的某些个当前优选出的实施例中，所述设备还包括有可插入此种桩锤中轴向孔内的装置，用来使此设备的桩锤还能将前述的细长件从地层等中取出。在这些例子内的某几个中，支承装置有一个上面形成有锤头的砧子，而可以插入此轴向孔的接合装置则包括有可以在该支承装置上形成另一砧子的部件，后一砧子是在桩锤上与上述锤头相对的一侧。而在后述例子中的几个内，锤头为管状形式，而形成另外的砧子之装置则有一个突起部可通过桩锤与锤头而与该细长件结合。
此外，这种桩锤可以有一贯穿它的轴向孔，而砧子则可以为管状的，使钻具得以穿过该桩锤上的这一孔而进入细长件。同时，这类砧子的本体可适合形成一个通道，使液体得以在钻进过程中流过此通道。在这里，细长件本身就是管状的，而钻具可以插入此细长件的一端，并能在用桩锤冲击该砧子而此细长件钻入岩层等内部时，在此细长件内进行工作。正常情况下，在所有上述实施例中，这些空腔都是对称地围绕着桩锤的轴孔而封闭于桩锤内的。
本设备还包括有使其支承装置相对于该细长件定位的装置;以及当桩锤从该细长件回撤以便对该细长件进行下一个冲击时，用来约束此支承装置不会从其所在位置上作往复运动的装置。
有关的导轨通常在上述支承件装置上取一种较为竖耸的柱形。桩锤即在此类柱子有导向地滑动，而使空腔围绕这种柱子封闭在桩锤中并进行工作，在各个柱子上没有法兰盘来限定前述的隔板。
压缩空气源和排气口常常是通过上述柱子较远的一端而连通至各组空腔。
本发明还涉及到一种特殊的桩锤以用于具有上述性质的设备。这种桩锤包括一个砧子冲击体，在它的一端有一冲击面，而在其一侧的定向面上有一对沟槽，它们沿着该冲击体的往复轴之纵向相互补偿，在一些分隔开的平行缘上形成沿纵向互补的并联区。此种桩锤特别适用于由一种按上述方式工作的传动机构进行驱动时，这就是说，可由一种阀门来实现这一目的，此种阀门取往复运动式地装设于正常平衡的双向流体压力回路中，在那种交替的方向中往复变换，这种回路有一对流体排出口，连通到此阀门相对的端部并在桩锤的行程中滑动地贴合着桩锤的本体。尤为特别的是，桩锤体一面上的上述导沟分别在其轴向限度内，适合把流体从以上排出口之一排出，而在同时，使所对应的上述区域复盖住另一排出口，反之亦然。这样，这对导沟便在通过该阀门的回路中产生了相向的流体压差，而由此，当桩锤为传动机构往复地支承、引导和驱动，而使此导沟的线道与上述并联区相交时，就使此回路在各个方向上的平衡受到破坏。上述这种导沟最好是沿着它们上面的线道相互搭选，使通过阀门时各自的流体压差能逐渐地从一种差值变到另一种。此外，桩锤本身最好有一个贯穿锤体的轴向孔，使桩锤可以用来当冲击一管状砧子时，钻具能通此轴向孔与砧子而插入一与砧子相连的细长管状件。
参看所附的图将能更好地认识本发明的特征，在用这些图来反映本发明时，是将锤击机构作为一钻井设备的套管打入工具的。
在这些图中图1中一个车装形式的钻井设备的后视图，其中的某些部件是以部分的横截面和(或)部分的示意形式给出;
图2是此锤击机构更为详细的一个部分横截面的正视图;
图3是此锤击机构的顶视图;
图4是此锤击机构之锤头的一种改进型式的部分横截面的正视图;
图5是此锤击机构的一个全自动型的正视图;
图6是上图所述之全自动型的顶视图;
图7是该全自动型的底视图;
图8是用来相对于地面以任意所需的角度使此锤击机构定位、推进或回撤的一种改进了的装置的示意图;
图9是此锤击机构经改进后用于从地层拉出而不是打入套筒时的部分横截面正视图。
下面来参察所附的图，同时详细地来分析图1至4，从图中可以看出，钻井设备为方便起见是装在一车辆上的，包括有一垂向延伸的桅杆或塔4，竖立在车辆底座6的后面，用来支撑在车辆外部一操作轴12上的压缩空气驱动的锤击机构8和一马达驱动的回转钻机10。此回转钻机10适合于用锤击机构8来将一空心钻具14之断面沿着上述操作轴层层推进入地面，同时将一管状套筒的层层截面同心地打入此地面。因此，上述的每一种机械装置都是借助于一提升设备18悬吊在塔4的最后面的支柱4′之间，此提升设备18可以相对于其下的地面升高或下降。不过，为简化说明，显示明了用来吊挂锤击机构的提升设备18′。该提升设备包括一电力驱动的纹盘20，上面的钢丝绳向上穿绕到一天车部件24上，后者用枢轴装在上述塔的顶部，同时装配一分岔式线26，以分岔式线则由一有眼螺栓挂装在锤击机构的顶端，此有眼螺栓配置在轴12外部之锤击机构的一个横截面内，使该轴可自由地用于钻具;锤击机构的本体装配有向其侧面突出的吊耳30，此种吊耳以可滑动的方式与塔的最后面之支柱4′顶合，用来保证锤击机构8在塔上升起或下降时与操作轴准直。此外，根据历来的实践经验，在回转钻机10的钻头10′处可以利用空气或水，将流体通过此钻具的内孔加入到套筒16的远端，用来经过此套筒与钻具二者之间构成的环形槽32来冲刷净返流的岩屑。此种流体是由一与钻头连接的软管供给此钻头的，而岩屑则在套管16的顶部排出，后面将给以简单的解释。
冲击机构8包括一空心套管36，在其顶部与底部分别有开口38与40，它们相互同心地位于分岔式线26的平面内，与此机构的操作轴12配准。此锤击机构还包括一管状桩锤42，它以可滑动的方式插到一对类斜撑的支柱44上，后者竖立在套筒的内孔46中，处于开口38与40的两相对侧，与锤击机构轴向横截面12对准。此桩锤的大小与外形与围绕分岔式线所在平面之机构相称，并按照一将说明的分式驱动，得以冲击套管底部开口40内的一个形成砧子的锤头48。此锤头48围绕其本体有一很宽的周边槽50，而此锤头在此周边槽50处与开口40的边缘吻合，得以凸出此套管的内侧与外侧。上述的相对靠内的部分构成桩锤的砧子52。相对靠外的部分54适合以筒套筒的方式同上述套管的顶端配合。同时，上述沟槽的颈部56可以使此套管与锤头在打入操作中从事相对的往复式运动，而开口40之边缘与沟槽50的吻合则在锤头48万一从套管中脱出时，能保证它保持在此套管之上。
此外，锤头48也为桩锤本身，取管状形式，使钻具14能进入并通过此套管。锤头的相对靠外部分在其一侧有一突出的管状部58，用来排出冲制作业中的岩屑。但当此种岩屑物未能全部经该管状部排出时，则围绕着该套管顶部的管口58设置有一环形轴衬60，且从此轴衬上以螺纹连接方式装有一类似轴套的管子62，它们分别同桩锤和锤头的内孔42′与48′滑配合，以提供一种管式衬套，由此可将任何残存的岩屑从锤头的上方排出。
锤头的内孔48′最好是从锤头的顶部形成一埋头孔，以在它上面高于开孔58的处所提供一肩形件64，同时将一对耐磨环66与68嵌入此埋头孔48″中，且使这两个环在肩形件64上保持一码垛关系。底环66构成了钻具的一个轴颈。顶环68则有两层，下层70为金属质的，上层72则为一种橡胶类的弹性材料。衬套62在埋头孔48″内取滑配合，而顶环则当它顶合内孔48′的底时构成一种允许弹性变形的支座。在正常运行时，上述衬套正好停止在达不到顶环的地方，但一旦不是如此时，此顶环则能使该衬套的底部不致为锤头的较硬金属部件压陷。
一般，在上述锤头之沟槽50中也备有一耐磨环74在颈部56的底端。
图4中，在埋头孔48″之壁上于其底部形成有一浅的周边槽76里面容纳一弹性的密封圈78。当钻具嵌入于锤头之内孔48′中时，上述密封圈即被强迫挤入此沟槽中。此时，可以省除此衬套62，只要该密封圈能有效地封严此套管36不会从锤头的内孔中引入碎屑即可。
此外，图4的锤头中管口58的凸部是由一嵌接到此锤头外部54上的弹性套82所构成。
钻孔套管16可包括一无完缘的管子，此时，锤头的较外部分54可以容纳下两种或多种尺寸的这种管子。例如，在图1～3的实施例中，锤头的底部设有埋头孔，构成了较小口径管子的插座，而此锤头则围绕这一管子构成一套筒式的接合结构。另一方面，此锤头在其底部也还有一外周插座86，构成了一个可与较大规格的管子插合的肩状件88，此时的锤头以套筒的方式插入此大规格管子的孔中。
在通常情况下，锤击机构8的重量在一铅垂的锤击作业中能提供足够的压紧力。但当此种作业是沿着不同于铅垂轴进行或要求有附加的压紧力时，则可采用一辅助装置90施加一个与提升装置之力相反的力。此辅助装置90包括一对在套管36底部上的气动汽缸，以及一对钢丝绳94，它们绕在车辆底座上另外一对纹盘96上。钢丝绳94接附到此汽缸的活塞杆98上，使之在起动时，当桩锤已被提升到拟向锤头冲击时，能提供一允许弹性变形的压紧力。
现在来看图2中的另一些详细结构，从图中可以看到，桩锤42的顶部是开有槽口的，并在其肩状件102中有一对圆筒形的深下凹的孔100，它们与支柱44的轴线共线。孔口100在其底部有着中心孔104，它们开设在桩锤的底部内，而此类中心孔104的大小要使得桩锤得以如图中所示与支柱44滑贴合。此外，在桩锤的肩状槽102中安装有与上相似的带孔板，用来盖住下凹孔100，同时在孔口108处与上述支柱滑动触合。带孔的板106和孔口100共同限定出一对垂向延伸的圆筒形腔室110，它们封闭在桩锤内进行工作，并使得支柱44向上通过其中。
支柱44本身的头部埋入套管的顶114与底116中内部的槽孔112中，并在此顶部与底部具有轴向延伸的流体通路118。此通路118通过上述支柱体内对称分隔开的成对之孔120而通入空腔室110中。围绕此支柱在成对的孔120之间隔内凸起的部分是一对类活塞状的轴环122，它们与密封圈124装配在支柱的周边上，使得桩锤得以滑动地在空腔室110的圆筒形侧壁上进行导向运动。轴环122由此将相应的空腔室110分为相对的上、下两部;包括有成对的通空气用之软管128的装置126，则在套管孔口112处突向支柱中的通道118，使压缩空气可以交替地注入相应空腔室的上、下部分，通过压缩空气在其中的反作用，将此桩锤反向地驱动到上述轴环的交替的两侧，此时在相对部分中的空气则经另一组软管通到例如环境大气压力区这样一类较低的压力区内。
图5～7进一步阐明了空气注入装置126，此时的锤击机构8适合以全自动的方式操作。本例中，桩锤42′具有梯形的横截面。用以配合围绕上述分岔式线所在平面内的机构，状同时具有一对沿对角线在其顶部下凹的台肩128，用来容纳一对盘形件129，它们以图1～4中那种板件106的方式，用来复盖形成空腔的孔口(未示明)。此外，图5中侧向观察者的桩锤面130具有一对分隔开的相平行的立槽132，它们沿着桩锤的往复路程在纵向上相互补偿，在桩锤面上构成了沿轴向相互补偿的并联区134。上述沟槽132也分别通向桩锤上在其相对两端的相邻的肩台102与底部。除此，这种桩锤的特征类似于图1～4中所示，即有一中央孔136(图6)通过其中，并可以滑动的方式插到套管36空腔140中的一对类斜撑的支柱上。
套管36除了它的顶114和底116之外，还有相互连接的侧壁142;在图5中的右侧壁上还设有一放流阀144，它与此桩锤的前述面130成为滑动接触。放流阀144包括一蝶形的刀架件146，上面有一对孔口148，伸到一个罩子150的内端，通过一弹簧承载的装置(未示明)可伸屈的向内偏转到同桩锤的面130作滑动接触。孔口148配置在这样一个部件中，当沟槽132相向地通过此部件时，这些孔口就分别与此相应的沟槽对准;或当这些沟槽与上述孔口失配时，则以前述的并联区对应于这些沟槽。孔口148由一对从该套管中其他地方出发的供气管152对之供气，这一情形下面会作说明。
装设在套管中相对侧壁142上的有一四通的滑阀控制的参考阀154。这一阀门154被安排到一空气供应系统156内，后者用来将压缩空气供应到支柱138的相应通道118，以及将通入其中的空气抽出，其目的不仅为了驱动此桩锤通过其往复行程，还为了在此行程的各个方向上加连桩锤的运动。上述空气供应系统156包括有一主供气管道158，它被支承在套管侧壁顶部的附近，并通过其向外突出，使供气软管160可以耦连到任何一个软管162，此时的相对之软管则加罩封严。在套管内，此供气管道具有一T形连接件，从该T形连接件出发可有一延伸管166，但后者依赖于参考阀154的进气口168。此供气管还有一对从T形连接件出发的连通到同一上游的管子170，这一对管子则同上述参考阀相对的上、下端154′与154″相互连接，用来给相应的端部加压，以后将对此进行说明。此外，前述的管子152也连通到这些端部，而参考阀本身则有一对供气口172与174，其中的172则通过供气管道176与上部通道118连通，而供气管道176在178处对于相应的通道分岔。参考图5与6。另一个供气点174则通过在182处分岔的另一供气管道180连通到支柱的下部通道118。参考图5至7。参考阀154在罩子186内还有一对排气口184，它们排出周围的大气，用来在以阀门进行调节时，在排空情形下将空气通入相应的供气管道176与180。
参考阀154是一种传统结构，只要说清它的内部情形就足够了，参考阀中的滑闸(未示明)是在下述流体压力信号之间平衡，这些信号是由主供气管道158出发的管子170产生在此参考阀的端部154′与154″中的。不过，如前面已指出的，此阀门的端部154′与154″也开向连通到排气阀144之孔口148的管子152。因而，上述有关信号会受到发生在该排气阀处的作用之控制，也就是说，会受到每一孔口148与其相关的沟槽132和区域134交替对接时所产生的影响。滑闸本身自然是可往复运动的，即它是以可移动的方式装设在参考阀的罩子186之内的，当有关的两个信号之间产生有差别，就会发生位移，而位移的方向则取决于此信号差的方向。这样，当每一开口148与相应的沟槽132对合时，空气就根据对应的信号排入由沟槽组成的较低压力区。与此同时，则对向与此沟槽相应的区域134，其结果即在两信号之间产生了差别。滑闸的合成位移，将根据此位移的方向，使供应到参考阀的空气与流到支柱的上部或下部通路，并于此同时，此滑闸则打开通过相应供气管道176或180的某个排气口184。总而言之，这种装置的作用是，当此桩锤在空腔室的一个部分上在方向上经过了一初始的往复运动后，上述滑闸就可让压缩空气进入此空腔室的另一部分来加速此桩锤的运动，但当此桩锤之后在空腔室一部分的方向中继续从事往复运动时，此滑闸将终止把空气供到另一部分，而让空气进到能反转桩锤往复运动方向的那一部分中。
此外还可以看到，沟槽132是沿着桩锤的往复路程之纵向而相互搭迭的，从而滑闸上的压差方向也是逐渐换向的。
有关的供气管道176和180是通过垫圈式的耦合元件188同支柱138连通的，此种耦合元件是位于套管之顶114与底116的埋头孔190之内的，并围绕着此支柱的端部成一套筒形式，参看图5的右上角。
图5～7中的锤头192与图1～4中的类似，但是有一带槽缝的从其一侧凸起的吊耳194(图7)，套管上的一个T形架挂钩196则与此槽缝接合，作为一种安全措施用来保证锤头当其自钻孔套管分离并上举时，继续保持在此套管之上。
可以按照图8的方式，用单一闭合回路的气动或液动的拉紧机构，来取代图1～4用来吊挂此锤击机构并对其施加压紧力的相应装置18与19。此时，可在塔的支柱4′上旋转地装设成对的滑轮202，它们在垂向上要充分地分隔开，以使此锤击机构在锤击作业中能实现在满冲程。此外，有一对钢丝绳204绕到这些滑轮对上，通过吊耳206同套管36的顶与底相互连通。每一根钢丝绳204有一个加入在此回路中的气动或液压缸，各汽缸的活塞210则固定在此钢丝绳上，得以把液体用到相应活塞的一侧或另一侧，而由此使锤击机构升或降。依此方式，锤击力为弹性回复力，同时可在必要时将一压紧力施加到此锤击机构上，方法是在锤击作业中提高活塞下的流体压力。
图9所示的装置与方法，是用来当钻具已自地层取出时将套管拉出。这里，首先参看图1，从中可以看到，套管顶部114中的孔口38要比衬套62大，得以在轴套60上容纳下一类插销式的内部突起212。根据本发明的又一特征，可以从套管上除去这一轴套以及衬套62，同时可以滑配合地插入一新轴套214来替代，它上面的突起216在其底端构成一砧子218。新的轴套是结实的，同时有一从其上吊挂下的而底部具开孔的起拔棒220，它的长度要足以向下通过桩锤与锤头的孔42′与48′，并到送进入锤头下套管的孔16′内。突起216的深度要能使桩锤在其正常的往复过程碰撞到它，因而当起拔棒220安装在套筒上时，轴套214则可以用作为将此突起向上拔出地层。有关的工艺中有各种各样的方法来将起拔棒220安装于套管内。其中之一示明于图9中。按照图9所示，在套管中形成有一对径向对峙的孔(未对其标以数号)，用来插过一连接销，此连接销同时还通过起拔棒底部的孔口224，使套管与此棒相互连接。
权利要求
1.按照本发明设计的一种设备，其中具有可连接一细长件并在其一端形成一砧子的装置，用来将冲击力传递给该细长件，而该细长件即由于冲击此砧子而打入地层等，改进之处包括支承装置；一个可在此支承装置作导向滑动的冲击砧子用桩锤，它沿着细长件纵轴相平行的方向作往复运动；桩锤上有许多空腔室，对称地封闭于其中但有效地进行工作；此支架装置上有用来在各个室中界定细长导轨的部件，还有相对地固定在这些空腔中的隔板，后者横切桩锤的往复轴，构成一些活塞，使空腔室的端部相互分成沿轴向相对峙的组；用来使桩锤在其行程上往复运动的传动装置，包括确定出压缩空气源和将用过的气体排到大气中之排气口的部件；阀门装置，用来使压缩空气源及排气口与交错而对峙的各组空腔部分相互连接，以及根据桩锤的往复运动来操作此阀门件装置的部件，它们规定出一对窄长的控制面，平行于桩锤的往复轴并在桩锤的一个侧向面上延伸，对应于桩锤冲程的端部，这些控制面上的一些第一部分则沿着平行于此桩锤的往复轴的延伸线而相互分开，而这些控制面则顺着桩锤的轴缘沿纵向互补，使得这些控制面上具有沿上述轴线按纵向相互搭迭的第二部分；传感装置，位在同支承装置上桩锤的一个面相邻之处，用来在桩锤的行程中与这些控制面配准；致动器装置，用来促使阀门装置在允许压缩空气进入一组空腔室的同时，把用过的空气从另一组空腔室排到排气口，而此时之传感装置则与各控制面上相应的第一部分配准，而其上的第二部分则处于进入此传感装置的过程，同时，此致动器装置还用来反转各组空腔室中的气流，此时的传感装置则与各控制面上相应的第一部分配准，而其上的第二部分正处于脱离开此传感装置的过程。
2.按照权利要求
1而设计出的设备，其中的控制面也能有效地用来配备阀门装置，在此传感装置与该控制面的第二部分对准时，用来改变送至或来自各组空腔室中气流的流向，以致气流的方向改变为渐变式的。
3.按照权利要求
2设计出的设备，其中的阀门装置、传感装置与致动器装器由控制面相互连接于一正常平衡的双向回路中，而这些控制面则用来。当传感装置在对应于所说的一个方向之管线的端部与控制面的第一部分配准，而第二部分脱离开此传感装置时，使此回路在一个方向上失衡，然后，当此传感装置与控制面的第二部分配准时，则此回路重新恢复平衡;而后当此传感装置在对应于所说的另一个方向上的管线端部同控制面的第一部分配准，且其第二部分脱离开传感装置时，上述回路再次失衡。
4.按照权利要求
3设计出的设备，其中的回路为一流体压力回路，而此阀门装置包括一阀门件，它以可往复运动的方式装配，用来当此回路在一个方向上失衡时，即在此一个方向上往复运动;而当此回路在另一个方向上失衡时，它即在此另一个方向上往复活动。
5.按照权利要求
4设计的出的设备，其中的传感装置取压缩流体回路中的一对流体排出口的形式，这一对流体排出口连通到阀门件的相对端，滑动地贴合桩锤的一面以与其上的控制面配准，这里的控制面则取此桩锤一个面上的一对导沟的形式，而这对导沟在一对分隔开的平行线上，顺着往复轴的纵向互补，形成在纵向上互补的并联区，而这些导沟则分别用来从上述两个排出流体，与此同时，所对应的上述区域则复盖住另一排出口，反之亦然，这样便在桩锤在其行程的端部作往复运动时，这一对导沟便在通过阀门件的回路中产生了相向的流体压力差，而这对导沟是沿着上述平行线相互搭迭的。从而使通过此阀门件的相应的流体之压力差逐渐地从一种差值变至另一种。
6.按照权利要求
1而设计出的设备，其中的各组空腔室部分围绕着导沟都具有一个公用的横切桩锤往复轴的横截面，而前述的阀门装置则使压缩空气源及排气口同相应的各组空腔室连通，以使空气能来往于每一组的相应空腔室中，而同组与组之间以及其他组的空腔室无关。
7.按照权利要求
1的而设计出的设备，其中的桩锤有一贯穿其自身的轴向孔。
8.按照权利要求
7而设计出的设备，还包括有可插入上述桩锤的轴向孔中的装置，用来与设备本身结合，使此桩锤能将前述的细长件从地层等中取出。
9.按照权利要求
8而设计出的设备，其中的支承装置有一个上面形成有锤头的砧子，以及可以插入此种桩锤中轴向孔内的装置，包括用来在该支承装置上形成另一砧子的装置，此种砧子是在桩锤上与此锤头相对的一侧。
10.按照权利要求
9而设计出的设备，其中的锤头有管状式的，而形成另外一砧子的装置上则有一突起，可穿过桩锤与锤头而与前述细长件结合。
11.按照权利要求
7而设计出的设备，其中的支承装置上有一个形成砧子的锤头，它取管状形式，能让一钻具通过桩锤的内孔而插入到该细长件中。
12.按照权利要求
11而设计出的设备，其中的锤头本体适合构成一使液体流过的通道。
13.按照权利要求
1而设计出的设备，其中的导轨在上述支承装置上取一种较为竖耸的柱形，桩锤即在此类柱子上作有导向的滑动，而使空腔围绕这种柱子封闭在桩锤中并进行工作，在各个支柱上没有法兰盘来限定前述隔板。
14.按照权利要求
13而设计出的一种设备，其中的压缩空气源和排气口是通过上述柱子较远的一端而连通至各组空腔室。
15.按照权利要求
1而设计出的一种设备，其中的阀门装置包括一可往复运动的阀门件，以及用来把一对相反的信号加到此阀门件上来平衡此同一种相对的往复运动，同时，其中的致动器装置可以用来在信号间产生一差别，用来在下述意义下，即在允许空气进入一组空腔室中同时将用过的空气从另一组空腔室的排气口排出的意义下，使此阀门件失去平衡。
16.按照权利要求
1设计出的一种设备，其中的导轨中有气流通道，此通道通过导轨上轴线方向上相对峙的两端面与阀门装置连通。
17.按照权利要求
1而设计出的一种设备，其中还包括有使支承装置相对于细长件定位的装置，以及当桩锤从该细长件回撤以便对该细长件进行下一个冲击时，用来约束此支承装置不会从其所在位置上作往复运动的装置。
18.按照权利要求
1而设计出的设备，其中的细长件为管状的，而形成砧子的装置则在此细长件的一端构成一管状砧子，钻具通过此砧子插入细长件的一端，而此细长件则由于冲击此砧子而打入地面等，同时，钻具即在细长件内工作，同时，桩锤本身有一贯穿其本身的轴向孔，使钻具得以通过它插入，而空腔室则围绕此轴向孔对称地封闭在此桩锤内并进行工作。
19.在按照本发明而提出的设备中，其中有装置来连接一细长件，在其一端形成一砧子，用来将冲击力传给此细长件，而此细长件则由冲击砧子而打入地层等，改进之处包括一支架，一个冲击砧子的桩锤以可往复运动的方式装在此支架上，在桩锤的一面上有一对分离隔开的平行沟，它们沿着桩锤的往复行程上按纵向构成了互补的纵向并联区以及用来使此桩锤作往复运动的装置，后者包括有阀门件，此阀门件对于桩锤一个面上的各道沟槽以及对应的并联区都有流体通路相连。
20.用于本发明设备的一种桩锤，其中有连接到一细长件的装置，用来在细长件的一端构成一砧子，用一个由一驱动机构驱动往复锤冲击此砧子，即将此细长件打入地层等，上述传动机构是由一阀门控制此种阀门以可往复运动的方式装设于一正常平衡的双向流体压力回路中，当此回路在有关的方向上失衡时，上述回路可以在另外的方向上往复运动，所说的回路有一对流体排出口，连通到此阀门相对的端部，并在桩锤的行程中滑动地贴合着桩锤的本体，此桩锤包括有一个冲击砧子体，在它的一个侧面上有一对沟槽，它们沿锤体的往复轴在纵向上互补，在分隔开的平行线上构成在轴向上互补的并联的区域，此桩锤体一面上的上述导沟分别在其轴向限度内，适合把流体从以排出口之一排出，而在同时，所对应的上述区域则复盖住另一排出口，且反之亦然，这便在通过该阀门的回路中产生了相向的流体压差，而由此，当桩锤体为传动机构等往复地支承、导引和驱动时，上述沟槽的管线就会同并联区在排出口相交。
21.按照权利要求
20设计出的桩锤，其中的沟槽沿着管线相互搭迭，使通过前述阀门的相应流体压力差逐渐地从一种差值变至另一种。
22.按照权利要求
20而设计出的桩锤，其中的锤体上有一贯穿其中的轴向孔，使之能用来冲击一管状砧子，同时可将钻具插过此桩锤的轴向孔与砧子上的孔而进入一细长管状件的一端，此细长件则与此砧子相连接。
23.按照权利要求
20而设计出的桩锤，其中的锤体上设有装置，可使一批围绕此轴向孔对称式地封闭于此锤体内的空腔起作用，并为本发明中之设备的传动机构提供反应面。
24.按照本发明而设计出的一种钻进设备，其中的装置连接到一细长的管状件，在其一端构成一管状砧用来将冲击力传给此管状件，钻具通过此砧子插入此管状件的一端，而此管状件则由冲击砧子而钻入地层等。同时，钻具在管状件内起作用，改进之处包括一种支架，一个可在此支架上进行导向运动的冲击砧子的桩锤，可以平行于此管状件的轴线而往复运动，所说的桩锤有一贯穿其中的轴向孔，可使钻具通过其中插入;还有一批围绕此轴向孔对称式地封闭于锤体中可起作用的空腔室，所说的支架上设有装置可以在相应的空腔室中界定细长的导轨和隔板，后者相对地固定在空腔室中横切此桩锤的往复轴，构成一些使空腔中相对于轴向上对峙的端部分立的活塞，空腔中的这些沿轴向对峙的端部有一公共的横截面，围绕着导轨而横贯锤体的往复轴;用相等的力，在交替的往复方向上驱动此桩锤的装置，其中包括一加压的气流源，通过导轨相对端部将此气流源与相应之空腔室端部连通的阀门，而使压缩的流体与各室相互独立并与室中相对部分独立无关地输入到对应的空腔部分，并且反之;确定出将用过的流体排放至大气中的出料口之装置;桩锤上的控制装置以及支架，它们协调地相互与桩锤的往复路径贴合，并随着桩锤的往复运动。促使阀门装置让流体进入空腔室的相应部分，同时将用过的流体从空腔室的相对峙部分排到排放口，并反之，与阀门装置相连接，用来使空腔室中有关的对应与对峙部分中之流体流换向的装置，此时的桩锤在每一往复方向上已行进了一预定长度的行程，所说的阀门装置包括一往复式的阀门件，以及将一对相反的流体力信号加到此阀门件上以平衡此同一的相对的往复运动之装置，而所说的控制装置则包括一对在锤体一面上分隔开的平衡沟槽，它们沿着桩锤的往复轴在纵向上互补，在此锤体的一个面上形成纵向上互补的并联区;还有，在阀门件的有关流体压力信号以及在这样一些点之间的流体通道，这些点是在桩锤一个面中相应沟槽的路径以及与之对应的并联区之上的，这里，有关的流体压力信号交替地输送到相应沟槽中的较低压力区，而相反的信号则由并联区所隔离，而在这两个信号之间产生了差别，使阀门件在允许流体进入各个空腔室中的一部分并将用过的流体从其中另一部分排至排出口这一意义下，失去了平衡，反之亦然。
25.按照权利要求
24而设计出的设备，其中的沟槽沿着桩锤的往复轴在纵向上相互搭迭，从而使阀门件上的压差方向得以逐渐的换向。
26.按照本发明设计出的一种钻进设备，其中的装置连接到一细长的管状件，在其一端构成一管状砧，用来将冲击力传给管状件，钻具通过此砧子插入此管状件的一端，而此管状件则由冲击砧子而钻入地层等，同时，钻具在管状件内起作用，改进之处包括一种支架，一个可在此支架上进行导向运动的冲击砧子的桩锤，可以平行于此管状件的轴线而往复运动，所说的桩锤有一贯穿其中的轴向孔，可使钻具通过其中插入;还有一批围绕此轴向孔对称式地封闭于锤体中可起作用的空腔室，所说的支架上设有装置可以在相应的空腔室中界定细长的导轴和隔板，后者相对地固定在空腔室中横切此桩锤的往复轴，构成一些使空腔中相对于轴向上对峙的端部分立的活塞，空腔中的这些沿轴向对峙的端部有一公共的横截面，围绕着导轨而横贯锤体的往复轴;用相等的力，在交替的往复方向上驱动此桩锤的装置，其中包括一加压的气流源，通过导轨相对端部将此气流源与相应之空腔室端部连通的阀门，而使压缩的流体与各室相互独立并与室中相对部分独立无关地输入到相应的空腔部分，并且反之;确定出将用过的流体排放至大气中的出料口之装置;桩锤上的控制装置以及支架，它们协调地相互与桩锤的往复路径贴合，并随着桩锤的往复运动，促使阀门装置让流体进入空腔室的相应部分，同时将用过的流体从空腔室的相对峙部分排到排放口，并反之与阀门装置相连接，用来使空腔室中有关的对应与对峙部分中之流体流换向的装置，此时的桩锤在每一征复方向上已行进了予定长度的行程;控制装置包括一对在桩锤一个面上的平行分隔开的沟槽，它们沿着桩锤往复轴的纵向互补，并在此桩锤的一个面上形成纵向上互补的并联区;传感装置则用来使上述沟槽与并联区对照到它们在桩锤的往复行程中所联系着的点，促使阀门装置能让流体进到每个空腔室中的一个部分，而与此同时，用用过的流体从其中另一部分排放在排出口，并且反之亦为是。
27.按照本发明设计出的一种钻进设备，其中的装置连接到一细长的管状件，在其一端构成一管状砧，用来将冲击力传给此管状件，钻具通过此砧子插入此管状件的一端，而此管状件则由冲击砧子而钻入地层等，同时，钻具在管状件内起作用，改进之处包括一种支架，一种以可往复运动的方式装在此支架上的管状砧子-冲击锤，并在锤体一个面上的一对平行分隔的沟槽，它们纵向地沿该锤的往复路程上互补，在一个面上构成纵向互补的并联区，还包括有使此冲击锤作往复运动的装置，其中又包含有这样的阀门装置，它使此冲击锤一个面内相应沟槽之路程中的点和与之对应的并联区具有流体通路的连接方式。
28.按照权利要求
27而设计出的一种设备，其中之阀门件包括一滑闸，此滑闸受控于一对压缩空气的充气量，它们是由桩锤在其往复行程中，于上述的那些点处开放在桩锤一个面上的一对开口所排放出的气体而给出的。
29.按照权利要求
28而设计出的一种设备，其中的开口是由一阀门头所确定的，此阀门头被可弯曲地偏压向这样的界面，此界面相对着桩锤在固定位置处的一个面。
30.按照权利要求
27而设计的设备，其中的桩锤有一批围绕其空腔体对称地封闭在锤体内的空腔室，支架上有为每个空腔室中确定一细长导轨以及确定一相对地固定于其中之隔板的装置，此隔板横切桩锤的往复轴，形成一个将空腔室的按轴向对峙的端部分隔的活塞，这里的阀门装置用来把压缩空气通入空腔室的相应部分，而把用过的空气从其相对峙的那些部分排放到大气中，反之亦然;而相应的沟槽与并联区则用来使来往于空腔室中各自相应与对峙部分中的流体换向。而此时的桩锤则在每一往复方向中经历一预定长度的行程。
专利摘要
在一细长件之一端形成一砧子，用一个由阀门操纵的驱动机构驱动一往复式桩锤，冲击此砧子而将细长件钻入地层等。此阀门以可往复活动的方式装设在一正向平衡的双向流体压力回路中，当此回路在有关的方向上失衡时，它就可以在另一个方向上往复活动。
文档编号E02D11/00GK85106683SQ85106683
公开日1987年3月25日 申请日期1985年9月5日
发明者格拉尔德·T·斯威尼 申请人:蒂格里·蒂尔拉公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan