专利名称：改进的凿岩钻机的制作方法
技术领域：
本发明涉及工业用采矿钻机(ore mining drill)工具,更具体地,涉及向钻柱提供撞击和旋转能量的凿岩钻机(rock drill)。
背景技术：
凿岩钻机驱动钻杆(也称为钻柄)，该钻杆(经由钻柱)将旋转和撞击能量传送至具有工作端或岩面端的钻头。钻机工具还经由钻杆和钻柱供应冲洗介质(通常为空气或水)。通常，矿用钻塔具有“中央”泵，该泵将流体供应至“中央”液压系统内。钻塔和凿岩钻机的多个部件依靠液压系统而运行。“中央”泵可以由电“中央”马达驱动。凿岩钻机还具有另一马达(该马达可接收来自“中央”液压系统的液压供应)，所述另一马达经由采用偏置驱动轴的齿轮装置产生钻杆的高速旋转运动。通常，钻杆以高达约220rpm的速度旋转。这种旋转经由钻柱传送至位于岩面处的钻头，以使得能够在岩矿中钻孔。凿岩钻机还通过产生冲击波而在钻杆上产生撞击力，所述冲击波经由钻柱传送至钻头和岩面。这种撞击力或冲击波通过来自与钻杆对齐在相同轴线上的冲击活塞(封装在冲击体内)的冲击力而产生。该冲击活塞由液压而被驱动向前和向后，使得端部冲击钻杆的一个端部。液压驱动回路通常由“中央”液压系统供应。通常是60Hz、2.8吨级别的力。为了应对从岩面沿钻柱回溯的撞击性的冲击波，阻尼体对夹持钻杆端部的卡盘受到的冲击作缓冲。这种凿岩钻机常常需要驱动重约35千克、约3-6米的钻柱。根据岩矿的性质，凿岩钻机可以每小时钻过长达60米的岩矿。凿岩钻机沿着梁向岩面行进，保持钻头的尖端与工作面接触。钻头的旋转和撞击性的冲击波使岩面断裂，在一些情况下使岩矿在钻头的尖端处流化。凿岩钻机在实际运行中存在许多问题。运行工况是困难且脏的，涉及的负载和力非常高，并且许多故障模式是常见的。匹配以下参数是非常重要的，包括:钻头沿梁行进的速度、所钻岩矿的类型、旋转速度、以及所用撞击力的频率和水平。否则，钻机会变得不受控制。在岩面处所受压力与这些参数相关，并且凿岩钻机阻尼体所受压力也与这些参数相关。这已知为背压。因此，钻机所受的背压与这些参数相关。所传送的撞击力与特定的岩面匹配对于有效钻孔来说是重要的。当岩矿非常硬时，需要更大的力来集中在岩面处。这通过使用更长的冲击活塞冲程长度来实现。更长的冲程长度(也已知为“抛程”)，导致产生更高的活塞的最终冲击速度，并由此导致产生与短抛程相比显著增加的冲击力(力=质量X速度/时间)。应注意，与在相同背压下的较短的抛程相比，对于该冲击活塞循环，在那个背压下的较长的抛程被关联到更低的频率(即，每时间周期更少的冲击数)。当岩矿软时，通过采用较短的冲击活塞冲程长度来使用较小的力，由此当冲击活塞冲击钻杆时产生较低的最终冲击速度，并由此产生与使用较长抛程相比更小的冲击力。运行中，影响背压的主要方式是实际岩矿中的变化一因为钻机尖端沿梁顶着硬岩矿行进，硬岩矿将会产生高的背压。当岩矿软、钻机却被指派用于硬岩矿、且钻机尖端以硬岩矿速度行进时，背压几乎完全消失，因为钻头尖端在软岩矿中以比在硬岩矿中更大的距离使岩矿断裂或流化，导致钻头尖端相对于非阻力性物质工作，而非相对于可以施加压力的表面工作。在使用中与凿岩钻机相关联的钻杆被夹持在卡盘中。卡盘的旋转通过齿轮箱产生，由此使钻杆旋转。卡盘通过阻尼体来缓冲背压和振动。通常，卡盘压靠在阻尼体中液压流体腔中的阻尼活塞上，该阻尼活塞用作衬垫。此阻尼流体腔独立于“中央”液压流体系统——阻尼活塞的运动仅增加或降低压力以吸收振动和背压。通过这种方式，运行中施加的力在尽可能的程度上与钻机的主要部件隔离或至少被缓冲。施加在卡盘上的力越大，卡盘就越难推动阻尼体。当背压由于通过钻机尖端施加在岩面上更大的压力而增加时，更大的力施加在卡盘上；而当更小的压力施加在岩面上时，更小的力施加在卡盘上。更有力地压在岩面上导致更高的背压，而较轻柔的岩面压力降低背压。背压的消失导致卡盘相对于阻尼体和冲击体向前移动，钻杆端部向前移动远离冲击体，并由此使冲击活塞冲程长度改变为更长的抛程。因此，更高的冲击力接着被施加至钻杆。这增加了岩面处的力，进一步降低了背压，并且迅速产生超冲程环路。冲击活塞抛程增力口，但由于没有背压通过钻杆，频率也可能增加。冲击活塞的非受控超冲程可对钻机产生非常严重且成本高的损坏，包括对“中央”液压泵及其马达的损坏。有时，冲击活塞抛程长度与岩矿类型的匹配通过使用一套调节销来实现，可在当地工作车间或甚至在现场来更换所述销。每个销都被定形为重新配置驱动冲击活塞的液压回路，以将活塞冲程长度改变为长、中或短。然而，这并不能解决钻机尖端突然洞穿硬岩矿到软岩矿内的问题。超冲程的问题仍然存在。此外，如果操作者忘记更换销或丢失销并且在脏的采矿环境下，则存在灰尘或污染物进入冲击活塞液压驱动回路并导致成本高的损坏的风险。过去，曾经尝试将电控监视系统用于消除超冲程问题。然而，这些系统除了使运行停止一段时间外，系统本身在极端现场工况(通常是非常热或非常冷以及非常脏的情况)下易于出现故障，并且非常昂贵。本发明的一个目的是提供在钻孔操作中降低超冲程冲击的改进方式或替代方式。术语“前”、“后”或其他相关术语的使用是为了便于理解部件的相对位置，并不限制钻机或部件在特定取向上的运行。本申请引用的任何现有技术不应理解为认可或承认现有技术形成本领域内技术人员的公知常识，也不应被理解为可被合理地预期为会被本领域技术人员断定、理解或认定为是与公知常识相关的。
发明内容
本发明的第一方面提供一种凿岩钻机，包括:a)第一控制阀80;
b)第一流体回路70，能够经由第一控制阀80供应有流体；c)冲击活塞66，能够由第一流体回路70中的流体压力驱动；d)从冲击活塞66至控制阀80的多个第一流体回路反馈路径72 ；e)阻尼体50，用以阻尼来自岩面的背压；f)阻尼流体腔52，与阻尼体50相关联；其特征在于:g)第二流体回路56，与阻尼流体腔52流体连通；以及h)冲程长度控制机构91，能够由第二流体回路56中的流体压力致动；所述第一流体回路反馈路径72中的流体的流动能够由所述冲程长度控制机构91控制，由此可以调节所述冲击活塞66的可驱动的冲程长度。有利地，冲击活塞的冲程长度能够响应于与阻尼体的流体腔连通的钻机背压的变化而自动地调节或控制。避免了与脆弱的电子检测和控制设备相关的问题。避免了与手动重新配置相关的自动响应缺失、手动销丢失以及灰尘和污染物问题一流体回路可在正常现场使用期间被密封，而非在更换部件时易受污染物的影响。在一个优选实施方案中，所述冲程长度控制机构91能够由第二流体回路56中的流体压力液压地致动，以液压地开启和/或关闭所述多个第一流体回路反馈路径72，从而调节所述冲击活塞66的可驱动的冲程长度。优选地，所述冲程长度控制机构91包括致动器活塞94，其与第二流体回路56流体连通并能够由第二流体回路中的流体压力致动。优选地，所述冲程长度控制机构91包括由致动器活塞94驱动的调节器销92，由此调节器销92的运动开启和/或关闭所述多个第一流体回路反馈路径72。优选地，所述调节器销92与第一流体回路70流体连通。优选地，所述调节器销92具有平衡端口 92b。优选地，所述致动器活塞94具有平衡端口 94b。优选地，所述冲程长度控制机构91包括复位弹簧95。在一个优选实施方案中，凿岩钻机具有四个前向的第一回路流体反馈路径72和两个后向的第一回路流体反馈路径72。本发明的第二方面提供一种凿岩钻机，包括:a)第一流体回路70，用以驱动冲击活塞66 ；b)第二流体回路56，与第一流体回路隔离，第二流体回路与用于阻尼来自岩面的背压的阻尼腔52流体连通；以及c)冲程长度控制机构91，与第一流体回路和第二流体回路中的每一个流体连通，冲程长度控制机构91能够由第二流体回路56中的流体压力致动，以重新配置第一流体回路70中的流体路径；由此所述冲击活塞66的可驱动的冲程长度能够响应于来自岩面的背压自动地调节。本发明的第三方面提供一种凿岩钻机，包括:a)第一流体回路70，用以驱动冲击活塞66 ；b)第二流体回路56，与用于阻尼来自岩面的背压的阻尼腔52流体连通；以及c)冲程长度控制机构91，能够由第二流体回路56中的流体压力液压地致动，以液压地开启和/或关闭第一流体回路70中的流体路径；
由此所述冲击活塞66的可驱动的冲程长度能够响应于来自岩面的背压自动地调节。本发明的第四方面提供一种调节凿岩钻机中冲击活塞66的可驱动的冲程长度的方法，该方法包括以下步骤:a)使与阻尼流体回路56流体连接的阻尼腔52中的流体发生压力变化，阻尼腔52与凿岩钻机阻尼体50相关联；b)响应于所述压力变化，液压地致动与阻尼流体回路56和用于驱动冲击活塞66的驱动流体回路70都流体连通的机构91 ;以及c)响应于对所述机构91的液压致动，移动所述机构的一个或多个部件，由此开启和/或关闭驱动流体回路70中的流体路径72 ；由此调节所述冲击活塞66的可驱动的冲程长度。
参照附图，只是通过实施例描述本发明的优选实施方案，其中:图1是根据本发明一个实施方案的凿岩钻机的立体图，所述凿岩钻机安装在沿梁可移动的支架上；图2是图1的实施方案的主视图；图3是图2的实施方案沿图2中A-A线所取的横截面图；图4是图2的实施方案沿图2中B-B线所取的横截面图；图5是图4的一部分的详细视图；图6是图1实施方案的分解图；图7a是冲击活塞和相关的液压驱动回路的示意截面图，其中冲程调节器示出为处于最小冲程位置；图7b是冲击活塞和相关的液压驱动回路的示意截面图，其中冲程调节器示出为处于中间冲程位置；图7c是冲击活塞和相关的液压驱动回路的示意截面图，其中冲程调节器示出为处于最大冲程位置；图8是根据本发明一个实施方案的液压回路的示意图；以及图9是根据本发明一个实施方案的方法的方框图。
具体实施例方式图1和2示出处于钻机运行配置中的凿岩钻机2，钻机2具有前端头部20、盖板30、旋转产生机构或齿轮箱40的壳体、用于阻尼钻杆的撞击或背压阻尼机构(也称为背压阻尼体50)、用于调节冲击活塞66冲程长度的冲程调节器90、以及脉冲产生机构或冲击体60。这些部件被支撑在支架组件110上，支架组件在运行中沿梁120纵向地移动。与凿岩钻机相关联的钻杆或钻柄适配器10也示出在运行位置。在使用中，钻杆10连接至钻柱(未示出)以传送旋转运动和撞击力至在岩面处工作的钻头(未示出)。凿岩钻机2沿梁120行进，保持钻头(未示出)的尖端在岩面处处于压力下。由于岩矿被流化，凿岩钻机持续向前移动，在岩矿中钻孔。当钻机2移动至梁120的前向端时，钻机2就被重新定位在后端，并且梁和钻柱重新配置为重新开始运行。如图3所示，钻杆或钻柄适配器10由钻机卡盘42夹持。钻机卡盘42绕中央钻机轴线4可旋转，并还可沿钻机轴线4在有限范围内纵向移动。在运行中，随着凿岩钻机2沿梁120行进，钻头(未示出)的尖端在岩面处工作。凿岩钻机2的持续行进沿钻柱和钻杆10产生从岩面处的钻头朝向钻机卡盘42的背压。响应于背压，S卩，工作岩面处的压力，钻机卡盘42相对于背压阻尼体50沿纵向轴线4向前或向后在有限的范围内移动。背压，以及传递至工作面和来自工作面的振动力或撞击力通过背压阻尼体50被尽可能地与钻机的其余部件隔离或阻尼。这些振动力还可称为反射波。旋转驱动轴46驱动齿轮箱40，该齿轮箱具有盖板30、齿轮48和锥形止推轴承47、49。这转而驱动卡盘42和钻杆10。前端头部20具有冲洗密封承载器150，冲洗介质经由该承载器被供应至钻杆10的空心中部12。背压阻尼体50具有或关联有背压阻尼流体腔52和阻尼活塞54。阻尼活塞54与钻机卡盘42纵向对齐且由钻机卡盘42驱动。随着钻机卡盘42由于通过钻杆10传送的背压而沿纵向轴线4向后移动，阻尼活塞54也向后移动并压缩背压阻尼流体腔52中的缓冲液压流体。压缩越大，阻尼流体腔中的压力就越大，并且对在向后方向上的进一步移动的阻力也越大。当背压低或没有时，阻尼活塞54通过液压流体被驱动至前向位置。因此，钻机卡盘42的纵向移动改变钻杆10的相对于冲击体60和冲击活塞66的位置。应注意，背压阻尼流体腔52是绕冲击活塞66延伸的大致环形的腔，并且阻尼活塞54还以环形方式绕冲击活塞66延伸。阻尼体50及其相关的背压阻尼腔52不与任何与用于驱动齿轮箱40的马达相关的液压回路流体连通。转向图4和5，冲击活塞66受流体回路70中的流体驱动，在这一实施方案中，流体回路是从“中央”液压系统(未示出)接收压力供应的液压回路。术语“驱动流体回路”70和“第一流体回路” 70咋在本文中用来将其和与背压阻尼腔52相关的“阻尼流体回路” 56(还已知为“第二流体回路”56)区分开。“阻尼流体回路”56与驱动流体回路隔离，并不从“中央”液压系统接收压力供应，而是接收由于阻尼活塞54移动而变化的压力，响应于夹持钻杆10的钻机卡盘。术语“驱动流体回路”70的使用不应理解为需要那条回路内的路径中的特定流体路径来驱动冲击活塞。转向图7a_7c，图7a_7c与图4和5相比是处在镜像方向，液压驱动流体回路70具有相关的控制阀，该控制阀是第一滑阀80，其在图4和5中不可见。以约60Hz在冲击活塞壳体60内向前和向后驱动冲击活塞66。流体经由端口 210或214通过第一控制滑阀80供应至冲击活塞壳体60，并且驱动冲击活塞66。流体经由端口 210、211和/或214从冲击活塞66返回。这个两位六通阀芯的位置确定流体供应的路径并由此确定冲击活塞66行进的方向。控制滑阀80具有压力供应端口 202和返回或排放端口 201和203。该控制滑阀还具有工作侧端口 204、205和206，流体通过这些端口供应至冲击活塞66和从冲击活塞66返回。滑阀80是换向阀，其中位置变化经由至端部端口 207或208的流体流而触发。冲击活塞66的方向变化通过来自冲击活塞66的液压反馈而触发，其中液压反馈是由于冲击活塞66的移动而引起的前后端口(诸如前端口 215、216、217、218和后端口 212、213)的开启和关闭引起的。到滑阀80的各自的端部207、208的反馈导致阀芯移动至另一位置。通过提供至少两个前(或后)液压反馈端口，可以获得冲击活塞66的冲程长度的变化，这取决于哪个端口被连接至滑阀的端部。调节销可用于阻塞或开启流体路径以重新配置回路、确定哪个端口连接并由此确定冲击活塞的冲程长度。在现有技术的布置中，提供调节销以手动重新配置驱动回路至特定冲程长度对于手动设置钻机2以在已知岩面硬度水平处工作是有用的。然而，在例如硬岩矿突然变化为软岩矿段时，钻机2仍受到冲击活塞超冲程的问题。超冲程可导致冲击活塞在不合理的高频率下循环，并且是极不期望的。虽然有可能手动更换调节销，但这并不能防止超冲程的意外情况，而只是在钻机未损坏时，仅能够使得钻机用另外一个为表观的新工况给出了新的冲程长度设定的调节销继续工作。手动地从钻机壳体移除该调节销，伴随着灰尘和污染物将会进入驱动冲击活塞的液压流体回路的风险。在图中示出的本发明的实施方案中，冲程调节器90包括冲程长度控制机构91，在这一实施方案中，液压控制阀还被称为冲程长度控制阀91、第二控制阀91或开关91。冲程长度控制阀91包括位于调节器壳体98中的冲程调节器销92、用于驱动销92的致动器或冲程调节器活塞94、以及复位弹簧95。冲程长度控制机构91可用于重新配置驱动流体回路。销92的移动开启和/或关闭第一流体回路反馈路径72。液压驱动的冲程调节器销92的位置控制或切换前向反馈流体路径，液压流体通过该前向反馈流体路径在驱动流体回路70中行进。这转而改变在冲击活塞的行程或冲程中的点，在该点，第一控制滑阀80触发冲击活塞壳体60内的冲击活塞66移动中的方向变化。冲击壳体60中的四个前向反馈端口215、216、217和218以一距离与两个后向反馈端口 212、213相隔:与冲击活塞66的配置协作，这前向反馈端口提供冲击活塞冲程长度的调节分别为0mm、9mm、17.5mm、31mm。因此,在所示实施方案中，冲击活塞66可具有对应于冲击壳体98中四个前向流体端口 220、221、222和223的四个冲程长度中任一个。四个前向反馈端口 215、216、217和218中的每一个在调节器销壳体98中都具有连接至相应端口 220、221、222和223的相应流体路径。调节器销的位置确定端口 220、221,222和223中哪个端口开启，以连接至换向反馈输出器224，并由此连接至流体路径224-207，以向阀芯的前向端处的第一控制阀80提供压力，从而触发阀芯位置变化，并由此引起冲击活塞方向变化。因此，如图7a所示，当流体路径连接端口 215-220的流体路径在两端都开启时，触发冲击活塞66在方向上的变化，因此冲击活塞66具有比图7b短的冲程长度(在图7b中并未触发方向上的变化)，直到冲击活塞66行进足够远以开启流体路径216-221，因为图7b中流体路径215-220被冲程调节器销92阻塞。类似地，在图7c中获得最大的冲程长度，因为冲击活塞66移动直到其开启流体路径218-224，因为调节器销92阻塞流体路径215-220、216-221 和 217-222。图7a_7c所示重要的是，冲程长度控制机构91被液压地操作，由阻尼流体腔52和阻尼流体回路56中的压力驱动，以重新配置驱动流体回路70。冲程调节器销92由位于壳体96内的致动器或冲程调节器活塞94驱动(见图5)。冲程调节器活塞94具有相关的复位弹簧95。当阻尼流体腔52中的压力增加时，来自阻尼流体腔52的流体将通过阻尼流体路径56经由端口 225流进活塞壳体96之内位于端部区97处，顶着复位弹簧95液压地驱动活塞94。这也驱动调节器销92。调节器销92的移动导致如上所述的前向反馈流体路径响应于阻尼流体腔52中的压力而进行切换。
冲程调节器活塞94具有工作面，该工作面与活塞壳体96的端壁共同限定端部区97，阻尼流体路径56使得阻尼流体能够从阻尼腔52进入该端部区。由于冲程调节器销92的左端在调节器壳体98内达到最大行程，所以防止活塞94的工作面“贴”至壳体的端壁，从而防止活塞94接触端壁。冲程调节器活塞94具有相对于活塞肩部94a定位的复位弹簧95。活塞94还具有平衡端口 94b，该平衡端口是一个空心的中央通道，用作从活塞94的端部区97侧至活塞94的复位弹簧95侧的通过活塞94的通路。平衡端口 94b允许活塞94的任一侧的流体压力相等，这可显著降低作用在复位弹簧95上的力。因此，可显著增加复位弹簧95的疲劳寿命O冲程调节器活塞壳体96具有位于自身和调节器销壳体98之间的密封件99，以防止阻尼流体从壳体96离开，同时允许活塞94延伸至调节器销壳体98并驱动调节器销92。如图7c中最佳示出的，调节器销壳体98具有限定第一端部区93a的小的阶状肩部 98a。调节器销92还具有活塞肩部92a，其在图7c中示出为处于最大冲程位置时靠着壳体98的端壁。当不处于最大冲程位置时,肩部92a和壳体98限定第二端部区93b,如图7a和7b所示的。冲程调节器销92还具有图7a、7b和7c中所示的平衡端口 92b，该平衡端口是一个空心的中央通道，用作从第一端部区93a侧至第二端部区侧93b的通过销92的通路。平衡端口 92b允许调节器销92的任一侧的流体压力相等，这减轻了随着冲击活塞66的运行在驱动或第一流体回路中作用在冲程调节器销92上的高撞击压力的影响。因此，冲程调节器机构主要受阻尼或第二流体回路中压力(即，背压)的控制或影响。因此，反馈流体端口和路径及调节器销92已被布置为(与复位弹簧95以及活塞94面的尺寸等配合)导致冲击活塞66的冲程长度自动地匹配来自岩面的背压(因为背压确定阻尼流体腔52中的压力)。应注意，为了清楚，包括阻尼流体腔52和阻尼流体路径56的阻尼流体回路是与驱动流体回路70分立的流体回路一冲程调节器活塞94和冲程调节器销92具有防止从一个系统至另一系统泄漏的相关密封件。因此，液压致动的冲程长度控制机构或开关91(包括冲程调节器销92)直接响应于阻尼流体腔中压力变化，使得冲击活塞的冲程长度能够在运行中被自动地且液压地调节。这可避免在现有技术中导致问题的超冲程反馈环路，因为冲程长度响应于背压持续地被调节。液压操作避免了如果钻机发生超冲程，为了关闭钻机对昂贵且精密的电子仪器和控制设备的需要。所公开的实施方案具有限定四个冲程长度调整位置的四个流体路径。然而，可以设置更多或更少的流体路径，以改变可用的冲程长度调整位置的数量，并且可以为适应特定的需求而选定每条路径使能的冲程长度的差别。驱动流体回路70、冲程长度控制机构91、调节器销92、冲击活塞66和滑阀80的布置可以以多种配置来作出。例如，冲击活塞及其壳体之间或调节器销及其壳体之间限定的室的尺寸和位置、换向阀的类型和配置以及流体端口的位置可以以多种方式变化，来实现相同或相似的结果。因此，上述为这种驱动流体回路的一个实施方案的描述。
阻尼流体回路56的布置也可以以多种配置来设置。根据机械配置，冲程长度控制机构91可以紧邻阻尼流体腔52设置，去除了对腔52和活塞94之间的导路、流体通道或路径的需要。然而，在这种情况下，阻尼腔52被认为包括第二流体回路56。在一些应用中，气压而非液压操作也是可行的。图9示出调节冲击活塞的可驱动冲程长度的方法的方框图。在步骤1，阻尼腔52中的流体压力响应于钻杆由于岩矿背压的移动而变化。在步骤2，流体压力变化经由阻尼流体回路56液压地致动冲程长度控制机构92至一个新位置。在步骤3，机构92中的调节器销92的移动开启和/或关闭连接至驱动流体回路70中的端口 215、216、217和218的前向反馈路径72。这调节了流体反馈回控制阀80所述通过的路径和端口(所述控制阀触发冲击活塞的方向变化)，由此在触发方向变化时调节了冲击活塞的位置。因此，冲击活塞的可驱动的冲程长度响应于阻尼体中的岩面背压来液压地调节。虽然以上所述为凿岩钻机的一个实施方案，但应理解，其通过特征的不同组合而采用其他实施方案。这些实施方案落在本发明的精神和范围内。术语“包括”及其语法变体具有由本文中术语出现的上下文所确定的含义。因此，术语不应理解为限制性的，除非在本文中明确指出。
权利要求
1.一种凿岩钻机，包括: a)第一控制阀80； b)第一流体回路70，能够经由第一控制阀80供应有流体； c)冲击活塞66，能够由第一流体回路70中的流体压力驱动； d)从冲击活塞66至控制阀80的多个第一流体回路反馈路径72； e)阻尼体50，用以阻尼来自岩面的背压； f)阻尼流体腔52，与阻尼体50相关联； 其特征在于: g)第二流体回路56，与阻尼流体腔52流体连通；以及 h)冲程长度控制机构91，能够由第二流体回路56中的流体压力致动； 所述第一流体回路反馈路径72中的流体的流动能够由所述冲程长度控制机构91控制，由此可以调节所述冲击活塞66的可驱动的冲程长度。
2.根据权利要求1所述的凿岩钻机，其特征在于，所述冲程长度控制机构91能够由第二流体回路56中的流体压力液压地致动，以液压地开启和/或关闭所述多个第一流体回路反馈路径72，从而调节所述冲击活塞66的可驱动的冲程长度。
3.根据权利要求1或2所述的 凿岩钻机，其特征在于，所述冲程长度控制机构91包括致动器活塞94，所述致动器活塞与第二流体回路56流体连通并能够由第二流体回路56中的流体压力致动。
4.根据权利要求3所述的凿岩钻机，其特征在于，所述冲程长度控制机构91包括能够由致动器活塞94驱动的调节器销92，由此调节器销92的移动开启和/或关闭所述多个第一流体回路反馈路径72。
5.根据权利要求4所述的凿岩钻机，其特征在于，所述调节器销92与第一流体回路70流体连通。
6.根据权利要求5所述的凿岩钻机，其特征在于，所述调节器销92具有平衡端口92b。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的凿岩钻机，其特征在于，所述致动器活塞94具有平衡端口 94b。
8.根据权利要求3-7中任一项所述的凿岩钻机，其特征在于，所述冲程长度控制机构91包括复位弹簧95。
9.根据前述权利要求中任一项所述的凿岩钻机，其特征在于，凿岩钻机具有四个前向的第一回路流体反馈路径72。
10.根据前述权利要求中任一项所述的凿岩钻机，其特征在于，凿岩钻机具有两个后向的第一回路流体反馈路径72。
11.一种凿岩钻机，包括: a)第一流体回路70，用以驱动冲击活塞66； b)第二流体回路56，与第一流体回路隔离，第二流体回路与用于阻尼来自岩面的背压的阻尼腔52流体连通；以及 c)冲程长度控制机构91，与第一流体回路和第二流体回路中的每一个都流体连通，冲程长度控制机构91能够由第二流体回路56中的流体压力致动，以重新配置第一流体回路70中的流体路径；由此能够响应于来自岩面的背压自动地调节冲击活塞66的可驱动的冲程长度。
12.一种凿岩钻机,包括: a)第一流体回路70，用以驱动冲击活塞66； b)第二流体回路56，与用于阻尼来自岩面的背压的阻尼腔52流体连通；以及 c)冲程长度控制机构91，能够由第二流体回路56中的流体压力液压地致动，以液压地开启和/或关闭第一流体回路70中的流体路径； 由此能够响应于来自岩面的背压自动地控制所述冲击活塞66的可驱动的冲程长度。
13.一种调节凿岩钻机中冲击活塞66的可驱动的冲程长度的方法，该方法包括以下步骤: a)使与阻尼流体回路56流体连接的阻尼腔52中的流体发生压力变化，阻尼腔52与凿岩钻机阻尼体50相关联； b)响应于所述压力变化，液压地致动与阻尼流体回路56和用于驱动冲击活塞66的驱动流体回路70都流体连通的机构91 ;以及 c)响应于对所述机构91的液压致动，移动所述机构的一个或多个部件，由此开启和/或关闭驱动流体回路70中的流体路径72 ； 由此调节所述冲击活塞66的可驱动的冲程长度。
14.一种大体如前所述的 凿岩钻机,参考图1-9中所不的实施方案。
全文摘要
一种凿岩钻机，包括第一控制阀(80)；第一流体回路(70)，能够经由第一控制阀(80)供应有流体；冲击活塞(66)，能够由第一流体回路(70)中的流体压力驱动；从冲击活塞(66)至控制阀(80)的多个第一流体回路反馈路径(72)；阻尼体(50)，用以阻尼来自岩面的背压；阻尼流体腔(52)，与阻尼体(50)相关联；其特征在于第二流体回路(56)，与阻尼流体腔(52)流体连通；以及冲程长度控制机构(91)，能够由第二流体回路(56)中的流体压力致动；所述第一流体回路反馈路径(72)中的流体的流动能够由所述冲程长度控制机构(91)控制，由此可以调节所述冲击活塞(66)的可驱动的冲程长度。
文档编号E21B44/00GK103097654SQ201180043362
公开日2013年5月8日 申请日期2011年2月28日 优先权日2010年9月10日
发明者A·桑斯特, 康德纯, G·怀特 申请人:澳大利亚凿岩设备制造与维护有限公司