专利名称：用于冲击钻的钻头组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于冲击旋转钻(hammering and rotating drill)的钻头组件，在该组件中，钻体布置成主要钻削孔的中间部分，并在安装好的钻体中布置一个或更多的锤击钻头，以钻削孔的外圆，而在孔的所述外圆上，则布置用于钻削钻削表面的钻削钻头，该钻削表面沿钻削方向位于比对钻体是重要的钻削表面更靠后的地方，而所述钻头则进一步安装在形成埋头穴的钻体中，该穴的轴线方向有与钻削方向相同的方向或从其向外偏转。
早先从专利公报FI-95618中已经知道一种钻削设备，其中，孔的环形钻削钻头的外圆钻削外圆，以使套管能随同钻削一起拉入孔中。当钻削设备被从孔中拉出，以使套管留在孔中时，环形钻头也必须留在孔的底部中。
从专利公报FI-85302中还知道一种用于钻削大孔的钻削设备，在该设备中，位于中心的钻头钻削孔的中心部分，而分散地放在钻削装置的外圆上的钻头则钻削孔的外圆。钻削外圆的钻头在此情况下需要有它们自己的旋转锤击装置。该钻削设备在意图最后穿过地面进入自由空间时，可用于钻削水平孔。
普遍都知道套管钻削中的偏心钻，其中，钻削通过一旋转钻头进行，该钻头相对于套管的中心轴线偏心地安装，而且可以用它来钻削一比套管的直径大的孔。当停止钻削时，改变钻头相对于套管的中心轴线的偏心度，以使能从孔中拉出钻头，而套管则留在孔中。
这些已知的解答的缺点为，在这些钻削设备中，环形钻头留在孔中，在每个孔中总是有散落的、较昂贵的钻头。
当采用偏心钻头时，钻头要从孔中往上提，钻头将很快磨损，因为钻头中的钻削表面要比孔的钻削表面小很多，这就是为什么必须常常更换磨损的钻头的原因。在某些钻削设备中，钻削钻头可以彼此靠紧地拉出，从而允许将钻头组件往上提，不必顾及套管，钻头借以彼此靠紧地拉出的机构必须很复杂，因此难于更换钻头，它们也很容易损坏。
采用按照本发明的钻头组件，业务范围内所存在的问题可以意外地得到解决，而按照本发明的钻头组件的特征则为，在埋头穴的外面的至少一部分路径中，安装在埋头穴中的钻头可以沿偏离埋头穴的轴线方向送出，以便使钻削单元的外径小一些。
按照本发明的钻头组件的优点为，直径为300～1000mm的大孔钻削可以在这样的情况借用锤击装置做到，即由于许多钻削钻头分散在安装好的钻体中，并且只在孔的外圆上，故整个钻削表面积要小于钻削出来的孔的前表面积。与其钻头在整个钻削表面上锤击的相应的钻削相比，钻头组件不需要如此有力的而且不方便的重型锤击装置。
分散的外圆钻削钻头还可以容易地更换。此外，按照本发明，外圆钻削钻头可以如此安装在钻体中，以使当组件被从孔中拉出时，钻头在套管边缘处向内移动，从而允许整个钻头组件往外拉，而套管则留在孔中。在此解答中，没有贵重物品留在孔中，钻削成为有利的。
下面，参考附图更仔细地描述本发明，图中，
图1示出安装在钻体中的孔的外圆的钻削钻头的剖视图。
图2示出另一种钻头安装。
图3示出在套管处向内移动的钻头。
图4示出从前面看去的图1的钻头组件。
图5示出从前面看去的另一种钻头组件。
图5a示出安装在钻体中的钻头的剖视图。
图1示出用于冲击钻的钻体1，该钻体用它的标高为L1的钻削表面主要钻削孔的中心部分。许多较小的钻头2安装在钻体1中，以用于钻削孔的外圆。配合表面为曲线形的埋头表面，其曲率也可以是半径R。钻头2钻削一个所需要的其直径略大于套管4的孔，以便使套管能随之进入孔中。钻头2是相对于其轴线旋转的件，这就是为什么它能在埋头穴7中旋转的原因。旋转是所希望的，而旋转则通过下列情况来保证，即钻头2的钻削表面标高L2沿钻削方向进一步位于钻体1的钻削表面标高L1的后面，以及钻头2不会被钻头本身的位于圆的外缘中的部分的以外的部分钻削。在图4中示出一区域9，钻头2就主要用这个钻头部分钻削。整个钻削单元的旋转造成一个传至钻头2上的力矩，该力矩使钻头绕其自己的轴线旋转。
钻头2可通过采用作为辅件的单独的套筒5安装在钻体中，该套筒放置在钻体1中钻出的孔中。在这类套筒5中较易于机加工例如钻体1所需要的埋头穴7。在图2中示出另一种埋头穴组件，它做成阶梯形。钻头2于是也有阶梯形的设计。钻头2、2’在埋头穴中的安装，以及在此图中所描绘的轴线方向S最好与钻削方向形成一角度α。埋头穴的方向S就这样有利地朝外偏离钻削方向。有利的是，角度α在0～30°之间。埋头穴的轴线方向也可能如同在图5a中一样，与钻削方向相同。如果角度α大于0，则钻削单元的结构就稍微有利一些。
图3示出，当整个钻削单元从孔中拉出时，按照本发明的钻头组件的钻头如何在套管4处向侧面移动。固定钻头2的臂6的材料要如此选择，以使它允许钻头2向外并向侧面移动一所需要的距离。埋头穴7的表面形状使钻头还能滑动并向内翻转，而且不会沿埋头穴的轴线的方向S移出。套管4完成钻头2的移动。当整个钻削单元已经在套管外面被接收时，钻头2就往回移动，进入其埋头穴中。固定臂6例如是弹簧状的，因而是可伸长的，它需要至少在一个地方弯曲。它可以整个用抗拉的材料制造或做成组合的，其中，它可以包含一可单独伸长的部分和一单独弯曲的部分。橡胶、塑料、纤维材料、钢制弹簧或类似物都可以考虑。固定臂的弯曲也可以用铰接接头解决。在钻削状态，固定臂6将钻头2、3压靠在埋头穴上。固定臂6和可能有的夹持部分8最好在钻头2旋转时一起旋转。
在图5中，钻头3有一多角形，其中，它并不在其埋头穴中旋转。不过，钻头3通过套管4的推动移出穴外，也可以按与图2和3所示相同的方式进行，也就是说，根据曲线形或阶梯形的侧面形状进行。在钻削阶段，钻头3总是有同样的部分，其中，它们比钻头2要磨损得稍微快一些。不过，在钻体1已经从孔中取出时，钻头2和3的更换只占用很少的时间。按照本发明的钻头组件在钻削较大的孔时较为便宜。当只用一个钻头钻削整个孔时，与一个全尺寸的中心钻头相比，中心钻有较长的寿命和较小的应力。还有，在总的钻头表面积与所钻削的整个钻削表面不对应时，锤击装置的动力可以小一些。与借助需要采用重型锤击装置的用一个钻头的钻削相比，用按照本发明的方式进行，孔的钻削自然要用稍微多一些的时间。
在图5a中，示出不旋转的钻头3的剖视图，其中，钻头3位于其埋头穴中。埋头穴的轴线方向与钻削方向相同。当钻削单元开始从孔中被拉出时，套管4的前缘推动钻头3，以使钻头3开始转向钻体1的中心轴线。臂6伸长并弯曲，其中，钻头3能穿过套筒。
权利要求
1.一用于冲击旋转钻的钻头组件，在该组件中，钻体(1)布置成主要钻削孔的中间部分，并在安装好的钻体(1)中布置一个或更多的冲击钻头(2)、(3)，以钻削孔的外圆，而在孔的所述外圆上，则布置用于钻削钻削表面的钻削钻头(2)、(3)，该钻削表面沿钻削方向位于比钻体(1)的钻削表面(L1)更靠后的地方，而所述钻头(2)、(3)则进一步安装在形成在钻体(1)上的埋头穴(7)中，该穴的轴线方向(S)或与钻削方向相同或从其向外偏转，其特征为，在埋头穴的外面的至少一部分路径中，安装在埋头穴(7)中的钻头(2)、(3)可以沿偏离埋头穴的轴线方向(S)的方向送出，以便使钻削单元的外径小一些。
2.如权利要求1的钻头组件，其特征为，可以安装在钻头(2)的埋头穴(7)中的部分是一个旋转件，其中，钻头(2)在钻削情况下意图在埋头穴(7)中旋转。
3.如权利要求1的钻头组件，其特征为，钻头(3)偏离旋转件，它意图是不能在其埋头穴中旋转。
4.如权利要求1或2的钻头组件，其特征为，钻削孔的外圆的钻头(2)布置成只借助其钻头表面的一部分(9)去钻削，其中，整个钻头组件在钻削时的旋转也绕其本身的轴线转动所述钻头(2)。
5.如权利要求1的钻头组件，其特征为，钻头(2)、(3)可以从其埋头穴(7)中移出，以使其整体在跟随钻头组件的套管(4)中移动，其中，有可能从孔中取出钻头组件，而将套管留在孔中。
6.如权利要求1的钻头组件，其特征为，埋头穴(7)的侧面做成曲线形的，其中，在钻头(2)从穴中出来时，安装在穴中的钻头(2)转向钻体(1)的中心轴线。
7.如权利要求1的钻头组件，其特征为，埋头穴的侧面形状是阶梯形的。
8.如权利要求1的钻头组件，其特征为，钻头(2)、(3)在埋头穴中的固定通过采用一固定臂(6)来布置，该臂允许钻头(2)、(3)沿所要求的方向从埋头穴中移出一所需要的距离。
9.如权利要求1的钻头组件，其特征为，埋头穴借助单独的套筒(5)布置在钻体(1)中，该套筒固定在钻在钻体(1)中的孔中。
10.如权利要求1的钻头组件，其特征为，钻削孔的外圆的钻头(2)、(3)可以通过拆卸固定臂结构(6)、(8)来变换。
全文摘要
一用于旋转式冲击钻的钻头组件，在该组件中，钻体(1)布置成主要钻削孔的中间部分，并在安装好的钻体(1)中布置一个或更多的冲击钻头(2)、(3)，以钻削孔的外圆。而在孔的外圆上，则布置用于钻削钻削表面的钻削钻头(2)、(3)，该钻削表面沿钻削方向位于比对钻体(1)是重要的钻削表面(L1)更靠后的地方，而所述钻头(2)、(3)则进一步安装在形成埋头穴(7)的钻体(1)中，该穴的轴线方向(S)有与钻削方向相同的方向或从其向外偏转，以及在埋头穴的外面的至少一部分路径中，所述钻头可以沿偏离埋头穴的轴线方向(S)的方向送出。
文档编号E21B7/20GK1729344SQ200380106744
公开日2006年2月1日 申请日期2003年11月18日 优先权日2002年11月18日
发明者泰约·胡尔科宁, 汉努·帕索宁 申请人:泰约·胡尔科宁, 汉努·帕索宁