快速释放潜孔锤钻头组件的制作方法
【专利摘要】一种快速释放潜孔(DTH)锤钻头组件(100)，其中，钻头(105)经由保持套筒(123)以及相应的保持形成部而被可释放地保持在驱动传递部件(驱动接头)(110)处，以将所述钻头轴向地联接并锁定在所述组件处。特别地，所述钻头经由在所述驱动接头、保持套筒和钻头处的保持形成部而被唯一地保持在所述组件处，而无需另外的保持环，该另外的保持环否则会将所述钻头轴向地锁定在所述驱动接头处。
【专利说明】快速释放潜孔锤钻头组件发明领域
[0001]本发明涉及一种冲击钻组件，并且特别地但非唯一地涉及一种潜孔锤组件，其中，钻头经由快速释放联接布置结构而轴向地联接到驱动部件，该快速释放联接布置结构允许钻头与驱动部件快速且方便地轴向分离。
【背景技术】
[0002]潜孔(DTH)冲击锤钻凿技术涉及经由钻柱将加压流体供应到达位于钻孔的底部处的钻头。流体用于不仅驱动锤的钻凿动作而且将由切削动作产生的粉尘和细粉向后冲掉，向后穿过钻孔，以使向前切削最佳化。
[0003]通常，钻组件包括套管，套管在顶部接头与钻头之间延伸，钻头则可释放地联接到驱动部件(通常也被称为夹头或驱动接头)。钻凿经由钻头的旋转和轴向平移的组合实现。旋转经由中间接合花键从驱动接头施加到钻头。钻头的轴向冲击动作经由活塞实现，活塞能够在顶部接头和钻头之间轴向地穿梭，并且由加压流体驱动，以撞击钻头的向后砧端。底阀从钻头轴向向后延伸，以在活塞的最向前冲程期间与活塞配合，从而不仅控制返回冲程并且提供加压流体从钻的头部的排放，用于将从钻孔面所切削的物料向后冲掉。WO 2008/051132和WO 2013/104470中描述了示例DTH锤钻。
[0004]通常，钻头经由容纳在组件内的保持环而被保持在组件处并与驱动接头形成接触。然而，由于施加到钻头的显著载荷，因此钻头头部从钻头柄部截断是常见的。这显著扰乱了钻凿操作，因为钻孔在直到分离的钻头头部被重新找到之前无法重新开始，这是因为否则的话，分离的钻头头部表示对向前钻凿的不可逾越障碍并且又会显著损坏替换钻头。GB 2385869；US 2010/0263932；W0 2009/124051;和US 7，117,939公开了DTH驱动联接器，该DTH驱动联接器试图将分离的或“带柄的”钻头部保持在组件处，使得头部可随钻柱一起收回，以避免收回问题。特别地，保持套筒在驱动接头和钻头头部之间轴向地延伸，以在分离的情况下‘抓住’并保持头部。
[0005]然而，这些常规地驱动联接布置结构因很多原因而是不利的。根本上来说，由于在驱动接头和锤套管之间传递的扭矩的幅值，通常非常难以在没有专用工装的情况下移除驱动接头并‘破开，组件，专用工装在现场可能是无法取得的。现有技术的布置结构通常聚焦于分离的钻头头部的保持并且又要折中替换钻头的移除和安装的容易性和所需的时间，替换钻头的移除和安装通常需要组件的部分拆卸。
[0006]常规联接组件具有的另一问题是联接部件中的全部或部分的加速磨损，这又可能加速组件的其它部件的磨损或对组件的其它部件造成损坏。特别地，GB 2385869和US2010/0263932中所述的保持套筒可被旋转地锁定在驱动接头处。由于这些联接器的构造，磨损的部件不能在不破开驱动接头且不碰到上述问题的情况下被替换。因此，存在对解决上述问题并提供替换钻头在驱动组件处的方便且快速的移除和安装的钻头联接布置结构的需求。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种用于冲击钻组件的驱动联接，其中，钻头经由一布置结构而被可释放地保持在该组件的旋转驱动部件处，所述布置结构允许替换钻头的方便且快速的互换，而不必拆卸或脱离联接形成组件的组成部分的另外的且非必要的部件。另一具体目的是提供一种联接布置结构，其中，联接部件尽可能与在驱动部件和钻头之间的扭矩传递和/或由钻凿锤的动作产生的压缩力和拉伸力隔离开。
[0008]所述目的通过以下实现:1)保持套筒，所述保持套筒绕钻头和驱动传递部件(在本文中也被称为‘驱动接头’)定位且在钻头和驱动传递部件之间延伸，所述驱动传递部件在使用期间与旋转扭力隔离开；以及ii)设置在驱动接头、套筒和钻头处的相应的保持连接部(connect1ns)(或者，在本文中被称为保持形成部(format1ns))，来实现。形成部轴向地将钻头联接在组件处并将其锁定在组件处，同时允许钻头的方便且快速轴向脱离联接(经由钻头与组件的轴向向前分离)，而不必使驱动接头与组件的其余部分(通常是活塞套管)脱离联接。特别地，保持形成部进一步允许经由对应的轴向向前脱离联接运动而使保持套筒在驱动接头处方便且快速脱离联接。根据【具体实施方式】，钻头和套筒的这种轴向分离经由套筒和/或钻头相对于组件的其余部分的简单旋转来实现。特别地，本发明的目的因钻头唯一地通过在驱动接头、保持套筒和钻头处存在的保持形成部联接到驱动接头而实现。即，本发明的联接布置结构没有任何另外的钻头保持部件，包括例如否则用于将钻头轴向地困(trap)在组件处的卡圈、环、扣环、垫圈等，这些对于GB 2385869和US 2010/0263932中所述的类型的常规联接布置结构是常见的。此外，本发明的套筒布置结构包括保持形成部，所述保持形成部可经由套筒相对于驱动接头的轴向向前脱离联接运动而方便地与驱动接头脱离接合。这与上述保持组件形成对比，在上述保持组件中，套筒在其向后端部处包括相应的邻接区域，所述邻接区域接合驱动接头并允许唯一地经由套筒沿相反的轴向向后方向朝向钻柱的移动来脱离联接。因此，为了允许这个目的，要求常规驱动接头来与钻柱脱离联接。
[0009]根据本发明第一方面，提供了一种潜孔锤钻组件，具有轴向向前切削端部和用于联接到钻柱的轴向向后附接端部，该组件包括:钻头，钻头定位在切削端部处，钻头具有切削头部和柄部，柄部的径向向外面向部分包括第一保持连接部;伸长的套管，该套管为活塞提供壳体，活塞能够轴向地来回穿梭，以撞击柄部的向后砧端;环形的驱动接头，该环形驱动接头设置在套官的轴向向如〗而部处，柄部被驱动接头谷纳并轴向延伸穿过驱动接头，驱动接头的径向向外面向部分包括第二保持连接部;保持套筒，保持套筒具有定位在柄部的一部分上的第一端部和定位在驱动接头的一部分上的第二端部，套筒在径向向内面向部分处包括第三保持连接部和第四保持连接部，第三保持连接部和第四保持连接部分别协作地接合第一保持连接部和第二保持连接部，以将钻头轴向地联接到驱动接头;其特征在于:第一保持连接部和第三保持连接部构造成经由钻头相对于驱动接头的轴向向前运动而彼此轴向脱离接合并允许钻头与套筒轴向脱离联接;第二保持连接部和第四保持连接部构造成经由套筒相对于驱动接头的轴向向前运动而彼此轴向脱离接合并允许套筒与驱动接头轴向脱离联接;使得钻头与驱动接头的轴向联接唯一地经由相应的第一保持连接部与第三保持连接部之间的接合以及第二保持连接部与第四保持连接部之间的接合来提供。
[0010]可选地，驱动接头的径向向外面向部分包括第五保持连接部，并且套管的径向向内面向部分包括第六保持连接部，第六保持连接部协作地接合第五保持连接部并可释放地将驱动接头轴向地联接到套管。这种布置结构有利于允许具有与保持套筒和钻头不同的使用寿命的磨损的驱动接头的互换。
[0011]根据本发明，第一保持连接部与第三保持连接部的轴向脱离接合以及第二保持连接部与第四保持连接部的轴向脱离接合能够在无需将第五保持连接部与第六保持连接部轴向地脱离联接的情况下实现。因此，本发明有利于避免对破开驱动接头和套管的专用工装的需求，并允许磨损的钻头通过钻凿操作员工在现场进行快速且方便互换。即，钻头可通过简单的旋转和轴向滑动运动而容易地脱离联接。
[0012]此外，本发明的套管布置结构有利于允许套筒的独立的轴向向前脱离联接，因为套筒的磨损速度通常大于驱动接头，并且因此维修员工不需要不必要地拆卸驱动接头。这由于第四保持连接部的至少一部分以及可选地第二保持连接部的至少一部分在轴向向前方向上‘敞开’以在联接和脱离联接期间允许套筒的向后端部轴向地经过驱动接头的轴向向前端部而实现。
[0013]可选地，第一保持连接部和第三保持连接部包括形成为凹槽和凸耳布置结构的卡口式连接部。可选地，第二保持连接部和第四保持连接部包括形成为凹槽和凸耳布置结构的卡口式连接部。可选地，第一保持连接部和第三保持连接部包括螺纹。可选地，第二保持连接部和第四保持连接部包括螺纹。
[0014]优选地，每个凹槽包括第一轴向延伸通道和第二轴向延伸通道，第一轴向延伸通道在每个轴向端部处闭合，第二轴向延伸通道在第一端部处闭合而在第二端部处敞开，第一通道和第二通道周向地间隔开并且通过周向延伸通路相互连接起来，凸耳能够在通路以及第一通道和第二通道内滑动。这种布置结构表示卡口式联接，其中，凸耳能够在凹槽轮廓内移动，以提供两个部件的方便且快速脱离联接。
[0015]优选地，组件的组成部件包括绕延伸穿过组件的纵向轴线周向地分布的多个凸耳和凹槽。
[0016]优选地，组件还包括设置在柄部的径向向外面向区域处的第一花键和设置在驱动接头的径向向内面向区域处的用以接合第一花键的第二花键，以便提供从驱动接头到钻头的旋转驱动的传递。
[0017]可选地，钻头唯一地经由每个凸耳与相应的第一通道的闭合端部之间的邻接而轴向地联接到驱动接头。因此，套筒构造为耐磨件，并且可在磨损时容易互换，而无需将驱动接头与套管脱离联接，而套管可能通常具有较长使用寿命。替代地，钻头可唯一地经由第一连接部和第三连接部的每个凸耳与相应的第一通道的闭合端部之间的邻接以及第二连接部和第四连接部的螺纹之间的邻接来轴向地联接到驱动接头。
[0018]有利地，本发明的组件没有径向地定位套管和柄部之间以另外将钻头轴向地保持在驱动接头处的任何另外的保持环(这种布置结构对于现有技术组件是常见的)。本发明的钻头、保持套筒和驱动接头的相对尺寸构造成:当保持连接部被操作到相应的脱离联接状态时，允许钻头从驱动接头轴向地滑出。
[0019]根据本发明的第二方面，提供了一种用于冲击凿岩的钻凿设备，该钻凿设备包括由多个端对端联接起来的钻管形成的钻柱以及可释放地附接在钻柱的轴向向前端部处的如本文所要求保护的钻组件。
【附图说明】
[0020]现将仅以示例的方式并参照附图描述本发明的【具体实施方式】，其中:
[0021 ]图1是根据本发明的【具体实施方式】的潜孔锤钻组件的轴向剖视图；
[0022]图2是图1中的钻组件的钻凿端部的剖视透视图，其中，钻头通过保持套筒以及设置在套筒、钻头和驱动接头处的相应的保持形成部而被保持在组件处；
[0023]图3是图2的组件的另一剖视透视图，其中，钻头示出为处于轴向向前的非钻凿位置；
[0024]图4是图2的组件的外部透视图，其中，保持套筒为了说明目的而被移除；
[0025]图5是图2的保持套筒的局部切除透视图；
[0026]图6是图1中的钻组件的钻凿端部的剖视透视图，其中，钻头通过保持套筒以及根据另一【具体实施方式】的设置在套筒、钻头和驱动接头处的相应的保持形成部而被保持在组件处；
[0027]图7是图6的组件的另一剖视透视图，其中，钻头示出为处于轴向向前的非钻凿位置；
[0028]图8是图6的组件的外部透视图，其中，保持套筒为了说明目的而被移除；
[0029]图9是图6的保持套筒的局部切除透视图；
[0030]图10是图1中的钻组件的钻凿端部的剖视透视图，其中，钻头通过保持套筒以及根据另一【具体实施方式】的设置在套筒、钻头和驱动接头处的相应的保持形成部而被保持在组件处；
[0031]图11是图10的组件的另一剖视透视图，其中，钻头示出为处于轴向向前的非钻凿位置；
[0032]图12是图10的组件的外部透视图，其中，保持套筒为了说明目的而被移除；
[0033]图13是图10的保持套筒的局部切除透视图。
【具体实施方式】
[0034]参照图1，潜孔(DTH)锤钻组件100包括基本上中空的圆柱形套管101，该套管101具有轴向向后端部1la和轴向向前端部101b。顶部接头102至少部分地容纳在套管101的向后端部1la内，而钻头105至少部分地容纳在套管向前端部1lb内。钻头105包括具有内部通路116的伸长轴106。钻头头部107设置在轴106的向前端部处，并且包括多个耐磨切削球齿108。轴106的轴向向后端面117表示钻头105的砧端。
[0035]分布器气缸(cylinder) 121在套管101内轴向地延伸并与向内面向的大致圆柱形的套管表面112接触，该大致圆柱形的套管表面112限定轴向延伸内腔。伸长的大致圆柱形的活塞103在气缸121和套管101内轴向地延伸，并且能够沿着延伸穿过组件100的中心纵向轴线109来回穿梭。活塞103包括轴向向后端部114和轴向向前端部115。内孔113在端部114、115之间轴向延伸。
[0036]底阀104从钻头轴106的砧端轴向向后突出，并且包括具有向后端部119和向前端部122的大致圆柱形构造。内部通路118在端部119、122之间轴向地延伸，与钻头通路116和活塞孔113流体连通。特别地，底阀104的轴向向前区域嵌入并被轴向地锁定在钻头轴106的向后砧端区域内。特别地，底阀104的轴向长度的刚刚过半从砧端117向后延伸。
[0037]套管101和分布器气缸121限定具有轴向向后区域11 Ia和轴向向前区域11 Ib的内部腔室。活塞103能够轴向往复运动，以在腔室区域11 Ia、11 Ib内穿梭。特别地，加压流体经由联接到顶部接头102的钻柱(未示出)而被输送到钻组件100。分布器气缸121和顶部接头102控制流体到腔室区域11 la、11 Ib的供应。具体地，并且如将理解的，借助供应至轴向向后区域Illa的流体，迫使活塞103朝向钻头105轴向地运动，使得活塞向前端部115撞击钻头砧端117，以向切削球齿108提供冲击钻凿动作。接着，流体被供应至向前空腔区域111b，以朝向顶部接头102轴向向后推压活塞103。在活塞103处于轴向最向前位置的情况下，底阀104配合在活塞孔113内，以隔离并关闭在钻头通路116和空腔区域Illb之间的流体连通。随着活塞103轴向向后移位，活塞端部115放开(clear)底阀端部119，以允许加压流体在钻头通路116内移动并经由冲洗通道120离开钻头头部107。因此，流体至空腔区域llla、lllb的分布式供应产生了活塞103的快速且往复的穿梭动作，活塞103的快速且往复的穿梭动作则由于与底阀104重复配合接触而提供了作为冲击钻凿动作的一部分的在钻头头部107处的加压流体的脉冲式排放。
[0038]驱动接头110(或者，被称为驱动夹头)定位在组件100的切削端部处并且特别地围绕钻头轴106。驱动接头110包括朝向钻头头部107定位的轴向向前端部IlOa以及容纳在套管101的轴向向前区域内的轴向向后端部11Ob。套筒状的驱动接头110经由多个相互接合的花键(图2中示出)与钻头轴106接触配合，所述花键在钻头轴106的径向向外面向表面204和驱动接头110的径向向内面向表面205处既轴向地又径向地延伸。在组件100联接在钻柱(未示出)的轴向向前端部处的情况下，到钻头头部107的旋转驱动通过套管101和驱动接头110而传递到钻头105。
[0039]钻头105经由保持套筒123而被轴向地保持在组件100处，保持套筒123绕钻头轴106和驱动接头110的轴向向前区域延伸。特别地，套筒123的轴线向后端部123b定位成与套管向前端部1lb接触，而套筒的轴向向前端部123a定位成与钻头头部107接触。
[0040]图2至5示出了本发明的优选实施例，其中，钻头105经由形成为卡口式连接部的多个保持形成部(设置在钻头105、套筒123和驱动接头110处)而被轴向地保持在组件100处。特别地，钻头头部107的轴向向后区域207是大致圆柱形并且包括多个周向分布的凹槽。所述凹槽被划分成多个轴向延伸通道202，轴向延伸通道202具有闭合的向前端部305和向后端部304。周向延伸通路403提供每个通道202与相邻的第二轴向延伸通道401之间的连通。通道401在轴向向前端部406处闭合但在轴向向后端部404处敞开。
[0041 ]类似地，在驱动接头110的轴向向前区域处的外表面包括对应的凹槽，该对应的凹槽由多个轴向延伸通道203表示，轴向延伸通道203具有闭合的向前端部307和向后端部306。通路402提供与第二轴向延伸通道400的连通，第二轴向延伸通道400具有闭合的向后端部405和敞开的向前端部404。钻头通道202、401与相应的驱动接头的通道203、400同轴对准，使得每个通道400、401的敞开的端部404配合，以对准成为从钻头头部107延伸至驱动接头110的连续通道。
[0042]保持套筒123包括周向分布并从向内面向的套筒表面500径向向内延伸的第一组径向延伸凸耳200。凸耳200设置在套筒向前端部123a处。对应的第二组凸耳201设置在套筒的轴向向后端部123b处，其中，两组凸耳200、201在表面500处的相同周向位置处对准。每个向前凸耳200能够被接纳在钻头通道202、401和通路403内并在钻头的通道202、401和通路403内滑动。类似地，每个向后凸耳201能够被接纳在驱动接头的通道203、400和驱动接头的通路402内并在驱动接头的通道203、400和驱动接头的通路402内滑动。
[0043]环形卡圈(colIar)206从驱动接头110的外表面径向向外突出，并且定位在向前端部I 1a和向后端部I 1b之间的大约轴向中间区域处。卡圈206构造成用于定位成与套筒的向后端部123b几乎碰触地接触(in near touching contact)。类似地，套筒的轴向向前端部123a构造成用于定位成与钻头头部107的轴向向后区域310几乎碰触地接触。
[0044]图2示出了与驱动接头110完全接触地轴向配合的在钻凿操作期间固定在位的钻头105。即，套筒的向后凸耳201朝向驱动接头卡圈206定位。特别地，向后凸耳的表面309靠近(并且可选地几乎碰触地接触)向后通道端部306定位。类似地，向前凸耳200的向前面向表面311配合成靠近(并且可选地几乎碰触地接触)通道202的向前端部305。这种布置结构有利于提供轴向紧凑构造。径向延伸肩部301设置在驱动接头的轴向向前端部IlOa处，并且包括向前面向的环形表面300。驱动接头的端面300配合成碰触地接触钻头头部107的向后面向的环形表面302，环形表面302由形成在钻头头部107的轴向向后端部处的径向延伸的环形肩部303限定。在如图2所示的钻头105轴向地抵靠驱动接头110完全配合的情况下(其中驱动接头的肩部301和钻头的肩部303碰触地接触配合)，套筒123与通过驱动接头110和钻头头部107传递的轴向压缩力隔离(isolated)。即，套筒123未在卡圈206和钻头头部区域310之间轴向地锁定在位，并且未被置于载荷下。凸耳201、200因此能够在相应的通道203、202内短距离轴向滑动。
[0045]图3示出了相对于驱动接头110处于轴向最向前位置的钻头105。特别地，钻头105唯一地经由通道202、203与相应的凸耳200、201之间的相互作用而被轴向地保持在驱动接头110处。例如，当钻头头部107向下下降穿过钻孔或者从切削面向后收回时，钻头105能够在重力作用下从图2的位置轴向滑动至图3的位置。由于每个向前凸耳200的后端面210接触通道端部304并且驱动接头的肩部301的后面向表面307与每个向后凸耳201的向前端面308碰触地接触配合，所以钻头头部107被保持在驱动接头110处。
[0046]钻凿操作之后并且在钻头105处于图3的‘松弛’位置的情况下，可通过套筒123绕轴线109旋转，使得凸耳200、201沿周向方向从相应的通道202、203沿通路403、402行进到通道401、400，而使钻头105方便地与组件100脱离联接。钻头105可接着被轴向向前拉动，以允许凸耳200、201经由相应的通道的敞开端部404而滑出相应的通道401、400。
[0047]重要地是，组件100没有在本领域内常见的且通常定位成在钻头轴106的轴向向后部分208与套管101的向前区域209之间轴向地延伸的任何另外的联接环、卡圈、垫圈或保持部件。钻头轴106因此能够在凸耳200、201定位在相应的通道401、400内的情况下轴向地滑动穿过驱动接头110。特别地，沿着钻头轴106和驱动接头110的整个轴向长度，钻头轴106的外径小于驱动接头110的内径，以允许该轴向脱离联接。
[0048]环形凹部211设置在套管101的径向向内面向表面处，以保持活塞保持垫圈(未示出)，该活塞保持垫圈构造用以防止活塞103在钻头105移除时轴向地掉出套管101。然而，活塞保持垫圈未径向延伸到钻头轴106上，这否则会阻止钻头105在套筒123旋转之后轴向向前移除。
[0049]根据图2至5的实施例，套筒123能够在设置在钻头105和驱动接头110处的相应的凹槽内自由轴向运动和旋转运动，并且没有通过另外的部件轴向或径向地锁定在钻头105或驱动接头110处。
[0050]图6至9示出了本发明的另一实施例，其中，将钻头105轴向地保持在组件100处的形成部包括i)在轴向向前区域处的螺纹以及ii)在轴向向后区域处的卡口式联接。特别地，螺纹601形成在钻头区域207的径向向外面向表面处，以与在朝向套筒的轴向向前端部123a的区域处设置在套筒123的内面向表面500处的对应的螺纹600协作配合。钻头螺纹601从轴向地定位在钻头头部107和钻头轴106的结合部处的环形表面302轴向地向前延伸。螺纹601在一轴向位置处终止，以提供没有螺纹601的环形表面区域602。在如图6所示的钻头105抵靠驱动接头110完全配合的情况下，套筒螺纹600轴向地定位成坐在钻头表面区域602上。驱动接头110的轴向向前区域包括如参照图2至5的实施例详细说明的周向分布的凹槽和通道。类似地，保持套筒123的轴向向后端部包括从套筒内表面500径向向内突出的相同的凸耳201。因此，当处于非钻凿状态时(如图7中所示)，除了在钻头螺纹601与套筒螺纹600之间的配合接触外，钻头头部107还经由在驱动接头肩部301与套筒凸耳201之间的配合接触而被轴向地保持在驱动接头110处。
[0051 ] 可以首先经由每个凸耳201在相应的通道203、400和通路402内移动以使连接起来的套筒123和钻头107与驱动接头110脱离联接而使钻头105方便地与组件100脱离联接。其次，接着通过绕轴线109旋转钻头107以允许螺纹601、600经由相互接合而脱离联接来使钻头107与套筒123分离。如同图2至5的实施例，套筒123与由活塞103撞击钻头轴106产生的轴向合力隔离开。这类似地通过套筒123(及其相关联的部件600、201)的相对轴向尺寸(具体地是长度)和对应的保持形成部601、203、400、402的对应的相对位置来实现。特别地，套筒的轴向向前端部123a定位成与钻头头部向后区域603几乎碰触地接触，而对应的套筒的向后端部123b定位成与驱动接头的卡圈206几乎碰触地接触。
[0052]图10至13示出了本发明的另一实施例，该实施例实际上是图6至9的实施例的颠倒构造，其中，钻头105通过由卡口式形成部和螺纹形成部形成的联接而被保持在组件100处。根据图10至13的该另一实施例，螺纹1001设置在驱动接头110的径向向外面向表面处，以在紧挨驱动接头的最向前环形端面300后方轴向地延伸。驱动接头螺纹1001轴向地终止在区域1005处，使得驱动接头的向外面向的表面区域1005没有螺纹1001。表面区域1005的轴向向后部分通过环形肩部1002终止。对应的螺纹1000在轴向朝向套筒向后端部123b的位置处设置在套筒的径向向内面向的表面500处。在钻头105抵靠驱动接头110完全配合的情况下(如图10所示)，套筒螺纹1000定位在表面区域1005上并且被容纳在螺纹端部1004与肩部1002之间。卡圈1003从套筒表面500径向向内突出，以轴向邻接驱动接头肩部301。套筒123的轴向向前区域包括凸耳200，并且钻头头部区域207包括如借助图2至5的实施例详细说明的对应的凹槽，以提供卡口式保持形成部。因此，钻头105唯一地经由设置在相应的钻头105和驱动接头110处的轴向向前的卡口式保持形成部和轴向向后的螺纹之间的协作配合而被保持在组件100处。为了使钻头105从驱动接头110脱离联接(其中，钻头105移动到图11的位置)，允许每个凸耳200在每个通道202内轴向地向后滑动并经由每个通路403滑动到每个通道401中。随后，可接着经由相应的螺纹1000、1001之间的协作配合而使保持套筒123与驱动接头110脱离联接。
[0053]根据图2至13的所有实施例，驱动接头110经由另一组保持形成部212、213可释放地配合在套管101的轴向向前区域处。这样的另一组保持形成部可包括设置在对应的驱动接头110的径向向外面向区域和套管101的径向向内面向区域处的螺纹。本发明有利于允许钻头105和/或套筒123在组件100处的方便且快速的互换，而无需将驱动接头110与套管101脱离联接(经由这样的另一组保持形成部)，而这对于常规保持组件是普遍的。特别地，保持形成部201和1000在径向上设定尺寸成(具有径向向内面向区域，所述径向向内面向区域相比对应的驱动接头的径向向外面向区域包括较大半径)允许定位在驱动接头110的至少区域400、1001上，使得套筒123的向后端部123b能够滑过驱动接头110的轴向向前端部300。因此，套筒123可在驱动接头110处从组件的向前端部联接和脱离联接，并且不从相反的向后端部联接和脱离联接，这否则会要求驱动接头110从套管101脱离联接。
【主权项】
1.一种潜孔锤钻组件(100)，具有轴向向前切削端部和用于联接到钻柱的轴向向后附接端部，所述组件(100)包括: 钻头(105)，所述钻头(105)定位在所述切削端部处，所述钻头(105)具有切削头部(107)和柄部(106)，所述柄部(106)的径向向外面向部分包括第一保持连接部(202); 伸长的套管(101)，所述套管(101)为活塞提供壳体，所述活塞能够轴向地来回穿梭，以撞击所述柄部(106)的向后站端(I 17)； 环形的驱动接头(110)，所述驱动接头(110)设置在所述套管(101)的轴向向前端部(1lb)处，所述柄部(106)被所述驱动接头(110)容纳并轴向地延伸穿过所述驱动接头(110)，所述驱动接头(110)的径向向外面向部分包括第二保持连接部(203); 保持套筒(123)，所述保持套筒(123)具有定位在所述柄部(106)的一部分上的第一端部(123a)和定位在所述驱动接头(110)的一部分上的第二端部(123b)，所述套筒(123)在径向向内面向部分处包括第三保持连接部(200)和第四保持连接部(201)，所述第三保持连接部(200)和所述第四保持连接部(201)分别协作地接合所述第一保持连接部(202)和所述第二保持连接部(203)，以将所述钻头(105)轴向地联接到所述驱动接头(110); 其特征在于: 所述第一保持连接部(202)和所述第三保持连接部(200)构造成经由所述钻头(105)相对于所述驱动接头(110)的轴向向前移动而彼此轴向地脱离接合并允许所述钻头(105)与所述套筒(123)轴向地脱离联接； 所述第二保持连接部(203)和所述第四保持连接部(201)构造成经由所述套筒(123)相对于所述驱动接头(110)的轴向向前移动而彼此轴向脱离接合并允许所述套筒(123)与所述驱动接头(110)轴向地脱离联接； 使得所述钻头(105)与所述驱动接头(110)的轴向联接唯一地经由相应的所述第一保持连接部(202)与所述第三保持连接部(200)之间的接合以及所述第二保持连接部(203)与所第四保持连接部(201)之间的接合来提供。2.如权利要求1所述的组件，其中，所述驱动接头(110)的径向向外面向部分包括第五保持连接部(212)，并且所述套管(1I)的径向向内面向部分包括第六保持连接部(213 )，所述第六保持连接部(213)协作地接合所述第五保持连接部(212)并可释放地将所述驱动接头(110)轴向地联接到所套管(1I)。3.如权利要求2所述的组件，其中，所述第一保持连接部(202)与所述第三保持连接部(200)的轴向地脱离接合以及所述第二保持连接部(203)与所述第四保持连接部(201)的轴向地脱离接合能够在无需将所述第五保持连接部(212)与所述第六保持连接部(213)轴向地脱离联接的情况下实现。4.如任一项前述权利要求所述的组件，其中，所述第一保持连接部(202)和所述第三保持连接部(200)包括形成为凹槽和凸耳布置结构的卡口式连接部。5.如权利要求3所述的组件，其中，所述第二保持连接部(203)和所述第四保持连接部(201)包括形成为凹槽和凸耳布置结构的卡口式连接部。6.如引用权利要求1至3中的任一项时的权利要求5所述的组件，其中，所述第一保持连接部(202)和所述第三保持连接部(200)包括螺纹(600、601)。7.如权利要求4所述的组件，其中，所述第二保持连接部(203)和所述第四保持连接部(201)包括螺纹(1000、1001)O8.如权利要求4和5所述的组件，其中，每个凹槽包括第一轴向延伸通道(202、203)和第二轴向延伸通道(400、401)，所述第一轴向延伸通道(202、203)在每个轴向端部(304、305、306、307)处闭合，所述第二轴向延伸通道(400、401)在第一端部(405、406)处闭合而在第二端部(404)处敞开，且所述第一通道(202、203)和所述第二通道(400、401)周向地间隔开且通过周向延伸通路(402、403)而相互连接起来，每个凸耳能够在所述通路(402、403)以及所述第一通道(202、203)和所述第二通道(400、401)内滑动。9.如权利要求8所述的组件，包括绕延伸穿过所述组件(100)的纵向轴线(109)周向地分布的多个凸耳和凹槽。10.如任一项前述权利要求所述的组件，包括设置在所述柄部(106)的径向向外面向区域处的第一花键(204)和设置在所述驱动接头(110)的径向向内面向区域处的用以接合所述第一花键(204)的第二花键(205)，以便提供从所述驱动接头(110)到所述钻头(105)的旋转驱动的传递。11.如权利要求8或9所述的组件，其中，所述钻头(105)唯一地经由在每个凸耳与相应的所述第一通道(202、203)的闭合端部(304、305、306、307)之间的邻接而被轴向地联接到所述驱动接头(110)。12.如权利要求7所述的组件，其中，所述钻头(105)唯一地经由每个凸耳与相应的所述第一通道(202、203)的闭合端部(304、305、306、307)之间的邻接，以及所述第一连接部(202)与所述第三连接部(200)的每个凸耳与相应的所述第一通道的闭合端部之间的邻接和所述第二连接部(203)和所述第四连接部(201)的所述螺纹(1000、1001)之间的邻接，而被轴向地联接到所述驱动接头(110)。13.如任一项前述权利要求所述的组件，没有径向地定位在所述套管(101)和所述柄部(106)之间以另外将所述钻头(105)轴向地保持在所述驱动接头(110)处的任何另外的保持环。14.用于冲击凿岩的钻凿设备，所述钻凿设备包括: 钻柱，所述钻柱由多个端对端联接起来的钻管形成；以及 如任一项前述权利要求所述的钻组件(100)，所述钻组件(100)被可释放地附接在所述钻柱的轴向向前端部处。
【文档编号】E21B4/14GK105934557SQ201480073542
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年12月11日
【发明人】奥利维耶·布吕昂代
【申请人】山特维克知识产权股份有限公司