[发明专利]潜孔钻凿组件排放组件

说明书

一种潜孔钻凿组件，包括钻管适配器、伸长壳体、流体动力活塞、顶部工作腔室、底部工作腔室、顶部接头和排放系统，其中所述排放系统(58)能够相对于钻柱(9)移动，并且所述顶部接头(80)包括排放阀(57)，该排放阀能够打开和关闭所述至少一个排放通道(56)和所述至少一个排放口(55)之间的连接。

技术领域

本发明涉及一种冲击式钻凿组件，并且特别地是、但非排它地是，涉及一种潜孔锤排放组件。

背景技术

能够通过各种岩石钻凿组件在岩石中进行钻孔。可以利用将冲击和旋转相结合的方法来执行钻凿。这种类型的钻凿称为冲击式钻凿。冲击式钻凿可以根据冲击装置在钻凿期间在钻孔外还是在钻孔中来进行分类。当冲击装置在钻孔中时，钻凿通常称为潜孔(DTH)钻凿。由于DTH钻凿组件中的冲击装置位于钻孔内，因此冲击装置的结构需要紧凑。

DTH冲击锤钻凿技术涉及经由钻柱向位于钻孔的底部处的钻头供应加压流体。流体既用于驱动锤钻凿动作，又用于冲洗由切削动作产生的灰尘和细屑向后通过钻孔，以便优化向前切削。

钻凿组件设置有往复冲击活塞，该往复冲击活塞通过控制加压流体到活塞的工作表面所在的工作腔室中的馈送以及控制加压流体从工作腔室的排出而移动。活塞构造用以撞击直接连接到钻凿组件的钻头。通常，活塞具有暴露于工作空气体积(返回体积和驱动体积)的两个端表面，该工作空气体积随着活塞的每个循环而被填充和排放。返回体积推动活塞远离其冲击点，并且驱动体积使活塞加速朝向其冲击点。

常规上，DTH冲击锤将来自工作空气容积的排放空气结合到中心排放通道中，该中心排放通道将所有的排放空气通过钻头输送到钻凿组件的外部。这样做的问题是，比清洁孔并移除切屑所需的空气多得多的空气穿过钻头并沿着锤的外部。由于空气中还含有来自钻屑中的固体，因此这导致DTH锤组件的外部零件的过度磨损率和DTH锤组件中的背压，这降低了工具的整体动力和性能。

美国专利8,302,707B2提供了一种替代性结构，其中空气的工作体积通过排放系统从至少一个排放口通过位于钻凿组件的顶端处的壳体壁而被排放到外部。然而，这种结构的问题是排放口总是打开的，这意味着在空气的冲洗期间，存在压力变得不平衡的风险，这可能导致锤进水。如果锤进水，则必须将其从钻机上拆下来打开，然后清理干净，从而导致生产时间的损失。通常，在排放口上将会有一个止回阀，然而该止回阀经常被污物或水污染，这导致止回阀的故障。因此，需要一种具有改进的排放系统的DTH锤结构，其中空气从锤的顶部排放，但没有污染的问题。

发明内容

本发明的目的是提供新颖的且改进的用于岩石钻凿的冲击式钻凿组件和设备，其中冲洗空气以如下方式排放，即：在该方式下，排放空气以最小化组件的外部部件上的磨损，这将提高钻凿组件的寿命并减少更换磨损的零件所需的停产时间。另一个目的是排放空气而没有锤污染的问题，这将提高钻凿组件的可靠性。

该目的是通过提供一种潜孔钻凿组件来实现的，该潜孔钻凿组件具有被布置用于联接到钻柱的顶端和底部切削端，该钻凿组件包括：

钻管适配器，该钻管适配器被定位于组件的顶端处；

伸长壳体；

钻头，该钻头至少部分地容纳在壳体的底端内；

流体动力活塞，该流体动力活塞以可移动的方式布置在壳体内，能够轴向来回穿梭；

顶部工作腔室，该顶部工作腔室处在活塞的顶端侧处；

底部工作腔室，该底部工作腔室处在活塞的底端侧处；

顶部接头，该顶部接头包括保持肩部、多个花键、至少一个排放通道，该顶部接头接合到壳体，其中所述至少一个排放通道经由至少一个顶部通风通道连接到顶部腔室；