CN1688786A - 用于制成爆破孔的转动开采钻头 - Google Patents

用于制成爆破孔的转动开采钻头 Download PDF

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Abstract

一种用于制成爆破孔的转动开采钻头(10)具有位于主体(10)的一端部(6)上以便连接到钻柱上的连接件(20)和具有多个纵向延伸凹槽(22)的主体(12)的第二端部(18)。推力肩部(24)设置在主体(12)的端部(16和18)之间，并且纵向延伸的支承腿部(26)定位从每个凹槽(22)内，并可拆卸地连接到主体(12)上。支承腿部(26)的一端部定位在肩部(28)附近，以便接收纵向推力，并避免推力作用在连接装置(28)上。牙轮钻头(34)连接到每个支承腿部(26)的端部上。

Description

用于制成爆破孔的转动开采钻头
技术领域
本发明涉及一种用于制成爆破孔的转动开采钻头，开采钻头的部件可以在现场分开并更换，由此提供一种其部件可以重新使用的钻头并由此提供较低的钻头成本。特别是，钻头包括定位在纵向延伸的凹槽内的钻头支承腿部；将腿部保持在凹槽内的可拆卸连接装置，而不需要连接装置承载操作钻头的推动负载。
背景技术
不同类型的牙轮钻头用来钻入地面。例如，整体和永久组装的牙轮钻头用于钻井的石油和天然气产业中。这种钻头可钻入地面长达几英里，并且这种钻头不损坏，而是通常一直操作到其磨损并丢弃为止。类似类型的钻头用作钻制爆破孔的开采钻头，其中炸药插入爆破孔中以便爆破地层从而进行收集。这种爆破孔通常是浅孔，例如50-100英尺。爆破孔可以在每个爆破孔钻制完成之后进行检查。如果部件变得磨损或损坏，通过适当构造可拆卸连接部件，它们可以修理或更换。
发明内容
本发明涉及一种用于制成爆破孔的转动开采钻头，其中比较容易损坏或磨损的部件可以现场更换。
本发明的另一目的在于本发明的转动开采钻头包括具有纵向轴线的整体主体，并且主体一端部包括连接到钻柱上的连接件。主体的第二端部在第二端部的周边上包括多个纵向延伸的凹槽，并且横向延伸的推力肩部设置在主体端部之间的主体上。横向延伸的连接装置设置在每个支承腿部和主体的第二端部之间，以便将腿部可拆卸地连接到主体上，并且支承腿部的一端部定位成与推力肩部接合，以便从钻柱接收主体的纵向推力。牙轮钻头连接到每个支承腿部的第二端部上。
本发明的再一目的在于牙轮钻头可拆卸地连接到每个腿部上。
本发明的又一目的在于凹槽通过在每个凹槽的相对侧上从主体向外延伸的第一和第二纵向延伸的翅片形成。最好是第一和第二翅片在相互分叉的方向上向外延伸，以便在每个凹槽的相对侧上形成分叉肩部，并且支承腿部包括分叉侧部以便在腿部定位在一个凹槽中时与相互作用的分叉肩部配合。最好是，在第一和第二翅片之间包括的角度是大约90度。
本发明的另一目的在于每个腿部包括与主体隔开而不接触的内部侧以便确保腿部的分叉侧部与每个凹槽相对侧上的分叉肩部相互作用并牢固配合。
本发明的另一目的在于连接装置包括一个或多个螺栓，螺栓用于将每个腿部连接到翅片上，并延伸穿过腿部内的开口和翅片内的开口，其中开口大于螺栓以便确保支承腿部的一端部接合推力肩部，由此螺栓不需要承受推动负载。
本发明的另一目的在于主体包括穿过其中的纵向延伸的轴向开口和位于定位在相邻腿部之间的主体外部以便从爆破孔排出碎片的纵向通道。
本发明的另一目的在于螺栓足够紧固以便通过相邻翅片之间的摩擦将腿部保持就位。
以上相当广义地描述了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解下面的本发明的详细说明。将在下面描述形成本发明权利要求主题的本发明的另外特征和优点。本领域普通技术人员将理解到所披露的概念和特定实施例可方便地用作调整或设计其它结构的基础以便实施本发明相同目的。本领域的普通技术人员还将理解这些等同结构不偏离所附权利要求提出的本发明的精神和范围。对于其结构以及操作方法来说，认为是本发明特征的新颖特征以及其它目的和优点将在结合附图的情况下从以下描述中更好地得到理解。但是，应该清楚地理解到只出于说明和描述的目的给出每幅附图，而不打算作为本发明限制的限定。
附图说明
为了更完全地理解本发明，现在结合附图参考以下说明，附图中：
图1是本发明的截面图；
图2是沿着图1的线2-2截取的视图；
图3是沿着图1的线3-3截取的视图；
图4是本发明部分分解的顶视图；
图5是沿着图4的线5-5截取的视图；
图6是部分以截面方式表示主体、腿部和牙轮钻头的相对位置的局部立视图；
图7是图6的区域7的放大局部视图；
图8是用于将牙轮钻头可拆卸地连接到腿部上的部件的分解局部视图；
图9是沿着图6的线9-9截取的截面视图；以及
图10是沿着图6的线10-10截取的截面视图。
具体实施方式
现在参考图1、3、4和5，用于在例如在铁矿开采中在地面上制成爆破孔的本发明的转动开采钻头总体以参考标号10表示。标号12总体表示具有纵向轴线4、第一端部16和第二端部18的整体金属主体。尽管可以使用任何适当的连接件来连接到钻柱(未示出)上，第一端部16包括例如BECO类型的螺纹20的连接件(图3和5)。
主体12的第二端部18包括位于第二端部18的周边上的多个纵向延伸的凹槽22，如图1、3和5清楚示出。虽然可以使用任何数量的凹槽22，如优选实施例所示，凹槽的数量是三个。如图3和5所示横向延伸的推力肩部24设置在端部16和18之间的主体12上。肩部24的目的在于提供来自钻柱的向下推力，以便钻入地层中。纵向延伸的支承腿部26定位在每个纵向延伸凹槽22内。支承腿部26通过例如螺栓28的横向延伸的连接装置连接到主体12的第二端部16上，以便将腿部26可拆卸地连接到主体12上。如图3和5清楚所示，支承腿部26包括第一端部30，如图3和5清楚示出，第一端部30定位成与推力肩部24接合以便从钻柱接收主体12纵向向下的推力。牙轮钻头34连接的每个支承腿部26的第二端部32上，以便在钻柱转动时传统地钻制爆破孔，并提供向下推力到主体12上。
最好是，可以是具有多个硬质合金镶块35的传统牙轮钻头的牙轮钻头34可拆卸地连接到每个支承腿部26上，如下面更加全面描述。由此，在钻头10从爆破孔取出时，可以进行检查是否需要现场更换支承腿部26和/或牙轮钻头34，由此钻头10总是在最佳情况下操作，并且更加磨损的部件可进行更换而不更换或丢弃整个钻头10。
现在参考图1和4，主体12上的纵向凹槽22通过在每个凹槽22的相对侧上从主体向外伸出的第一和第二纵向延伸翅片形成。由此，第一翅片36和第二翅片38在每个凹槽22的相对侧上从主体12向外延伸，以便形成凹槽22。另外，第一翅片36和第二翅片38在相互分叉的方向上向外延伸，在每个凹槽22的相对侧上各自形成分叉肩部40和42。最好是，每个第一翅片36和相互作用的第二翅片38之间包括的角度是大约90度。每个腿部26包括最好与主体12隔开而不接触的内部侧48。虽然对于制造误差不充分来说，希望内部侧48接触主体12以便进行另外支承。即，更重要的是支承腿部26上的分叉侧部44和46分别与翅片36和38的分叉肩部40和42接合并牢固相互作用。当支承腿部26通过一个或多个螺栓28固定在相互作用的凹槽22内时，这变得很重要。
现在参考图1-6以及9和10，将注意到螺栓28延伸穿过主体12内的开口50并穿过支承腿部26内的开口52。螺栓28包括头部54和螺母56。最好是，头部54包括六角凹口，并且螺母56包括不规则肩部58以便紧固螺栓28。应该注意到主体内的开口50和支承腿部26内的开口52大于螺栓28的直径，由此确保只有拉伸力作用在螺栓28上。支承腿部26通过充分紧固螺栓28在凹槽22中固定就位，使得相互作用的分叉肩部40和42与分叉侧部44和46分别摩擦接合，以足以将支承腿部26保持就位。这同样确保支承腿部26的第一端部30与推力肩部24接合时，可以在螺栓28上避免任何推力。
虽然螺栓28用作支承以便将腿部26保持在凹槽22内，最好是所有施加在螺栓上的力是拉伸力，避免推力和力矩。钻头10和主体12的转动使得翅片36和38以及腿部26和牙轮钻头34转动。
现在参考图1和4，将要注意到主体12包括纵向轴向开口60和位于定位在相邻腿部26之间主体外部的一个或多个通道62。由此，例如空气的流体经由轴向开口60可输入钻柱并离开主体12底部，沿着通道62返回以便在钻制时从爆破孔取出碎片。
现在参考图6、7和8，可以清楚看到一种用于将牙轮钻头34可拆卸地连接到支承腿部26上的装置。轮毂64连接到支承腿部26的第二端部上，并包括凹口66。牙轮钻头26的内部包括内螺纹68。开口环70包括与构件64上的凹口66接合的接合肩部72并还包括与牙轮钻头34上的螺纹68螺纹接合的螺纹74。另外，一个开口环70包括与构件64内的通道78对准的缺口76。由此，环部段70上的肩部72插入凹口66，牙轮钻头26放置在部段70上并转动，同时销80插入通道28以便接合缺口76，从而相对于内螺纹68保持部段70，将牙轮钻头26紧固就位。最好是，事先插入O形圈82，以便保护牙轮钻头34内的轴承。拆卸销80并堵塞通道28。通道28可连接到腿部26内的油入口86上。
如上所述，本发明的转动开采钻头10可在钻制爆破孔期间进行检查，并且例如钻头34和支承腿部26以及螺栓28的磨损部件可现场修理，由此延长钻头10的使用寿命，并减小钻制成本。
尽管已经详细描述本发明及其优点，应该理解到可以进行多种改变、替换和调整而不偏离所附权利要求限定的本发明的精神和范围。此外，本发明的范围不打算限制在说明书中描述物质、装置、方法和步骤的过程、机器、制造及其组合的特定实施例中。本领域普通技术人员将从本发明理解到可以按照本发明采用现有或将要开发的物质、装置、方法和步骤的过程、机器、制造及其组合，这些物质、装置、方法或步骤可以实现这里描述的相应实施例的大致相同的结果。由此，所附权利要求打算在其范围内包括这些物质、装置、方法和步骤的过程、机器、制造及其组合。

Claims (13)

1.一种用于制成爆破孔的转动开采钻头，包括：
具有纵向轴线的整体主体，
主体一端部包括连接到钻柱上的连接件，
主体的第二端部在第二端部的周边上包括多个纵向延伸的凹槽，
位于主体端部之间的主体上的横向延伸的推力肩部，
定位在每个凹槽内的纵向延伸的支承腿部，
位于每个支承腿部和主体的第二端部之间以便将腿部可拆卸地连接到主体上的横向延伸的连接装置，
支承腿部的一端部定位成与推力肩部接合，以便从钻柱接收主体的纵向推力，以及
牙轮钻头连接到每个支承腿部的第二端部上。
2.如权利要求1所述的钻头，其特征在于，牙轮钻头可拆卸地连接到每个腿部上。
3.如权利要求1所述的钻头，其特征在于，凹槽通过在每个凹槽的相对侧上从主体向外延伸的第一和第二纵向延伸的翅片形成。
4.如权利要求3所述的钻头，其特征在于，第一和第二翅片在相互分叉的方向上向外延伸并在每个凹槽相对侧上形成分叉肩部。
5.如权利要求4所述的钻头，其特征在于，支承腿部包括分叉侧部以便在腿部定位在一个凹槽内时与相互作用的分叉肩部配合。
6.如权利要求3所述的钻头，其特征在于，第一和第二翅片之间包括的角度是大约90度。
7.如权利要求5所述的钻头，其特征在于，每个腿部包括与主体隔开而不接触主体的内部侧。
8.如权利要求5所述的钻头，其特征在于，连接装置包括一个或多个螺栓，螺栓用于每个腿部并连接到翅片上，并延伸通过腿部内的开口，其中开口大于螺栓。
9.如权利要求1所述的钻头，其特征在于，横向延伸的连接装置使得腿部在凹槽内纵向运动，使得腿部的一端部接合推力肩部，由此在钻制过程中在连接装置上避免推力。
10.如权利要求9所述的钻头，其特征在于，连接装置包括一个或多个螺栓，螺栓用于每个腿部并连接到翅片上，并延伸通过腿部内的开口，其中开口大于螺栓。
11.如权利要求10所述的钻头，其特征在于，螺栓延伸穿过主体内的开口，该开口大于螺栓。
12.如权利要求1所述的钻头，其特征在于，主体包括贯穿其中的纵向轴向开口和位于定位在相邻腿部之间的主体外部的纵向通道。
13.如权利要求8所述的钻头，其特征在于，螺栓进行充分紧固以便在相邻翅片之间将腿部保持就位。
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