[发明专利]钻孔装置

说明书

相关申请的状态

本发明基于涉及澳大利亚专利申请号No.2008904823提交的临时说明书，所述文献的全部内容在此引入作为参考

技术领域

本发明涉及一种钻孔装置。更特别地，本发明涉及一种用于在岩层上钻孔的液压“孔内”(DTH)冲击钻孔装置。

背景领域

传统地，钻孔进入和通过高强度的岩石是通过冲击钻孔系统最经济地执行的。这些系统归为两类中的一种；或者是冲击机构定位在孔外的系统(顶锤系统)，或者是冲击机构定位在孔内的系统(DTH系统)。钉锤系统需要使用一串冲击钻杆以将力传递至岩石表面。通过运用一系列杆传递冲击波，尤其用于较大的孔尺寸时，形成了对孔深度和/或钻孔精确性、以及可靠性问题上的限制。DTH钻孔通过在孔底部形成冲击波而解决了与钉锤系统相关的问题，其中冲击波直接作用在与岩石接触的钻头上。传统地，这种DTH系统是气动的，其使用压缩空气以将能量传递通过钻杆至孔中以至底部的冲击机构。与液压钉锤钻孔系统相比，尤其在较小孔尺寸和/或深度较浅的情况下，这种钻孔系统通常是能量效率较低和缓慢的。为了结合钉锤和DTH钻孔系统的优点，已经开发了水动力DTH系统。然而，这些系统通过使用非润滑和可能腐蚀性媒介(即水)以将能量传递至冲击机构，引致可靠性和经济限制的存在，因而尚未具有广泛的用途。

EP0233038和US5092411公开了油动的DTH钻孔系统的概念。这两种公开的钻孔系统利用了由夹入专用钻杆侧部的外部液压软管馈送的液压锤。虽然使用油动力锤提高了能效和钻孔的可靠性，在这些文献中公开的设置具有如下的缺点，即当锤在操作时，在孔下的外部软管易于损坏，导致因油损耗和增加的操作成本而产生的非可靠性和降低的效率。操作效率还受到当添加或移除钻杆时再连接液压软管的复杂性而不利地影响。

诸如在US5375670和WO96086332中公开的，已知的油动力钻孔系统油耗的又一原因是在行进进入或离开钻孔期间耦合和拆离杆，其在压力下供油至锤、或者接受来自锤的回油。

诸如在JP06313391中公开的已知液压钻孔系统的又一效率损耗，其是由于在离锤较远处安装的水力积聚器处(其水力积聚器在活塞延伸和回缩的循环期间允许改变的流动需求)，已产生的撞击能量的减少和/或减少的循环速度。

已知液压钻孔系统的又一缺点是，由于锤的单体设计，导致其系统损坏时，制造和替换的成本昂贵。

本发明的一个目的是，解决了前述问题，或者至少向公众提供了有助的选择。

根据仅作为实例给出的随附说明书，本发明的其他方面和优点将变得明显。

所有参考文献，包括在说明书中引用的任何专利或专利申请，在此引入作为参考。未承认任何参考文献构成现有技术。参考文献的讨论陈述了作者宣称的内容，而申请人具有权利挑战所引用文献的精确性和相关性。将清楚理解的是，虽然本文引用了大量现有技术公开物；但是该引用并非承认在澳大利亚或在任何其他国家，这些文献形成本领域公知常识的一部分。

已知的是，在各种权限下，术语“包括”可以理解为排外性或包括性意义。处于本说明书的目的，而非另外注明，术语“包括”引港具有包括性意义——即，将认为其指的是不仅包括其直接引用的已列出部件，还包括其他非指明的部件或元件。当在涉及方法或程序的一个或多个步骤而使用术语“包含”或“包括”时，也将使用这一规则。

发明公开

根据本发明第一方面，提供了一种钻孔装置，包括：

●液压驱动锤，包括：

⊙活塞，以撞击钻头

⊙滑阀，以控制活塞的往复运动；以及

⊙积聚器，用于液压流体

其中

●活塞和滑阀的定位基本上与锤的移动轴成一直线；以及

●积聚器定位靠近滑阀。

出于本说明书的目的，已知的是，术语“滑阀”指的是与液压流体流体相通并且用于操作启动单元的控制阀。

优选地，钻孔装置还包括至少一个钻杆。

优选地，该至少一个钻杆包括：

⊙第一连接阀，用于将钻杆连接至锤的连接阀；以及

⊙第二连接阀，用于将钻杆连接至类似钻杆的第一连接阀或者旋转设备。

优选地，第一连接阀和第二连接阀包括定位最接近相应阀座的至少一个提升阀(poppet)。

优选地，钻头、活塞、滑阀、积聚器和连接阀基本上彼此串联。

优选地，钻头、活塞、滑阀、积聚器和连接阀是经由定位孔和锁定销而彼此连接的模块单元。

优选地，钻杆还包括：

●压力管道，用于从外部容器向滑阀提供加压液压流体；