KR101412907B1

KR101412907B1 - 타격식 해머드릴

Info

Publication number: KR101412907B1
Application number: KR1020097010235A
Authority: KR
Inventors: 토니 로저; 다니엘 폴 로저
Original assignee: 드릴록 뉴매틱 피티와이 엘티디
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2007-10-17
Publication date: 2014-06-26
Also published as: EP2082112B1; EP2082112A1; CN101529043B; AU2015218545A1; CA2672175C; AU2007312961B2; EP2082112A4; EA200900580A1; US20100300763A1; CN101529043A; ZA200903521B; AP2009004862A0; AU2007312961A1; AP2548A; KR20090091715A; CA2672175A1; EA017936B1; WO2008046148A1; US8109348B2; AU2015218545B2

Abstract

짧은 드라이브 핀(4)들과 긴 드라이브 핀(5)들에 의해 유지되는 드라이버 척(1)의 보어 내에 유지되는 드라이브 비트(2)를 포함하는 타격식 해머드릴이 제공되어 있다. 상기 척(1)과 비트(2)는 기계가공된 길이방향 홈(3)들을 가지고, 비트 생크 매 두번째 홈은 끝이 막혀 있고, 짧은 핀 - 길이 릴리프(a short-pin-length-relief)에 의해 인접한 개방 홈에 연결된다. 상기 짧은 핀(4)들은 상기 드릴비트 개방 홈들과 드라이버 척 홈(3)들의 정렬에 의해 형성되는 보이는 구멍 안에 삽입된다. 다음으로, 상기 긴 핀(5)들이 삽입가능할 때까지 상기 짧은 핀(4)들을 옆으로 비켜 놓도록 상기 척을 인덱스(index)한다. 상기 드라이버 척(1)과 드릴비트(2)는 회전식으로 결합된다. 상기 비트(2)는 상기 끝이 막힌 홈 내에 걸리게 되는 짧은 핀(4)에 의해 소망의 거리까지 슬라이딩된다. 이러한 구조는 통상의 비트 리테이너 링을 수용하기 위해 비트 생크 확장을 필요로 하지 않는다.

타격식, 다운 홀, 해머 드릴, 포팅, 드라이버 척, 비트, 생크

Description

타격식 해머드릴{DOWN-THE-HOLE HAMMER DRILL}

본 발명은 타격식 해머드릴(down-hole hammer drill)에 관한 것이다.

본 발명은 "종래" 타입, 즉 비(非) 재순환식 해머(recirculating hammer) 타입의 타격식 압축유체 피동 해머드릴(down-hole compressed fluid driven hammer drill)에 특히 적용되며, 예시를 위해 이를 참조할 것이다. 본 발명은 도그 클러치(dog clutch)와 같이, 포지티브 및 슬라이딩 방식의 기계동력전달장치(positive and sliding mechanical power transmission)를 필요로 하는 어떤 유사한 형태의 장치와 재순환식 해머를 포함하여, 회전기계식 결합장치(rotating mechanical engagement)의 다른 형태에 적용될 수 있다고 예상된다.

다음과 같은 선행기술은 공개 정보에 불과하고, 명확히 그러한 것으로 나타내지지 않는 경우에는, 해당 분야의 통상 지식의 일부인 것으로 인정되지 않는다.

타격식 해머는, 일반적으로 해머 조립체(hammer assembly) 내에 최하위 구성요소(lower most component)로서 드릴비트(drill bit)를 포함한다. 상기 드릴비트는 비트 헤드(bit head)라고 불리는 주 직경부(major diameter portion)를 가지며, 천공되는 구멍의 직경에 상당한다. 상기 비트 헤드는 상부 스플라인 비트 생크(splined bit shank)와 일체로 형성되는데, 이 상부 스플라인 비트 생크는 드라 이버 척(driver chuck) 안에 슬라이딩 가능하게 결합되어 유지된다. 상기 드라이버 척은 드릴비트 생크(drill bit shank)의 스플라인과 결합하기 위한 내측 스플라인과 타격식 해머 배럴(barrel)에 결합되는 외측 나사산 부분을 가지고 있다.

상기 비트 생크의 스플라인 부분은, 상기 드라이버 척 안에 결합될 때, 기계적으로 반경방향으로 결합되지만, 축방향으로는 자유롭게 슬라이딩된다. 완전한 결합으로부터의 드릴비트의 슬라이딩 방지를 포함하여, 축방향으로의 이동 범위를 제한하기 위해, 드릴비트 생크는 리테이닝 기구(retaining mechanism)의 두께에 더하여 스플라인의 소망하는 이동거리와 같은 거리에 걸쳐, 감소된 직경(reduced diameter)을 갖는 부분을 스플라인 위에 구비하고 있다. 이 리테이닝 기구는, 비트 생크의 감축된 직경의 둘레 각 측면으로부터 위치되는 내경부(inner diameter)외 외경부(outer diameter)를 갖는 갖는 2개의 반원부로 이루어져 거의 완전한 링(ring)을 형성하는 비트 리테이너 링(bit retainer ring)이다. 상기 감소된 직경 위의 끝부분(final section)은 베어링 랜드(bearing land)로서, 다양하게 형성되어 있지만 항상 상기 감축된 직경보다 실질적으로 큰 직경을 가지므로, 상기 베어링 랜드가 상기 비트 리테이너 링에 위치하게 될 때 축 방향이동을 제한한다.

이러한 방식으로, 드라이버 척은 드릴비트 생크 위에 얹혀져, 메이팅 스플라인(mating spline)이 결합된다. 상기 비트 리테이너 링의 2개의 반부(半部)는 상기 비트 생크의 감소된 직경 부분에 끼워 맞추어져, 드라이버 척의 최상단에 안착된다. 드릴비트, 척, 그리고 리테이너 링 서브 조립체는 타격식 해머 케이싱(casing)/배럴(barrel)에 나사 결합된다. 상기 타격식 해머 배럴, 아래쪽의 드 라이버 척, 및 위쪽의 드릴비트 가이드 부시(guide bush) 내에 원주상으로 둘러 싸여진 상기 비트 리테이너 링은 상기 스플라인 결합(splined engagement)의 축방향 이동을 제한하게 하여 준다.

전술한 드릴비트 가이드 부시는, 드라이버 척 내에서 스플라인 결합을 따라 슬라이딩할 때, 드릴비트의 중심화(centralization)와 정렬(alignment)을 제공하면서, 드릴비트 생크의 최상부를 수용한다. 동시에 드릴비트 가이드 부시는, 일부 설계에서는, 상기 드릴비트의 앤빌(anvil)에 충격을 가할 때, 왕복운동하는 피스톤의 임팩트(impact) 끝단으로 안내된다.

또한, 확장된 가이드 부시는 순환하는 포팅 사이클(porting cycle)의 일부로서 작용한다. 상기 피스톤은 그 최저 길이의 부분에 걸쳐 감소된 직경을 가지며, 그 직경은 상기 가이드 부시 내의 작동 틈새(running clearance)이다. 피스톤의 감소된 끝단이 드릴비트와 충돌하기에 앞서 상기 가이드 부시에 들어감에 따라, 피스톤과 드릴비트 사이에 충격을 가할 때까지 유체가 갇혀져 점진적으로 압축되는 밀폐 챔버(closed chamber)는 가이드 부시 위쪽에 형성된다. 상기 압축유체(일반적으로, 공기)는 충격에 기인한 약간의 반발(rebound)과 협력하는데, 피스톤을 그 스트로크(stroke)의 맨 위쪽으로 되가져가고, 그때까지 포팅 시스템(porting system)은 충격 스트로크를 위해 피스톤을 후퇴시키도록 상부챔버에 압축유체를 채웠다. 확장된 가이드 부시가 상기 순환하는 포팅 시스템의 일부로 사용되지 않는 경우, 반발 압력챔버(rebound pressure chamber)를 형성하기 위해 관형상의 풋밸브(foot valve)/배기튜브(exhaust tube)가 마련될 수 있다.

대부분 종래의 타격식 해머는, 압축유체의 입구 지점(entry point)으로서 내부 조립체의 상단에 있는 탑 어댑터 서브-조립체(top adapter sub-assembly)(또는 '서브(sub)') 안에 위치된 포핏(poppet)타입의 체크밸브를 가지고 있다. 상기 체크밸브는 공기분배기 또는 이와 유사한 구성부재에 의해 지지되거나, 상기 공기분배기 등과 일체로 형성되어 있으며, 이 공기분배기 등은 피스톤 아래의 피스톤 압축챔버로부터 피스톤 위의 흡입챔버를 실링(sealing)하고, 포팅 시스템(porting system)을 거쳐 한 곳에서 다른 한 곳으로 압축유체를 분배한다.

미국특허 제6,131,672호, 미국특허공개 제20060000646호, 미국특허공개 제20050173158호 및 유럽 문서 WO 2006032093 A1은 모두 상술한 설계원리의 대표적인 것이다.

또 다른 설계 표준은 튜브의 용도이며, 이 튜브는 보통 아세틸 열가소성 플라스틱(acetyl thermoplastic)으로 이루어지고, 공지의 드릴비트 생크의 상단에 끼워 맞춰지며, 일반적으로 약 50밀리미터 정도로 앤빌 면(anvil face)을 넘어 돌출하여 있고 풋 밸브 또는 배기튜브(exhaust tube)로 알려진 바와 같이, 대부분 공지의 타격식 해머의 순환 작동부의 일부를 구성한다 . 일부 제조업자들은 미국특허 제6,131,672호와 같이 확장된 드릴비트 가이드 부시에 의해 일부 모델에서 상기 배기튜브의 필요성을 없애버린 반면, 다른 제조업자들은 미국특허공개 제20050173158호와 유럽 문서 WO 2006032093호와 같이 드릴비트 가이드 부시와 배기 튜브 풋밸브 모두를 활용하고 있다.

일반적으로 공지의 타격식 해머에는, 다음의 두가지 타입의 포팅장 치(porting arrangement)가 있다.

1) 미국특허 제6,131,672호와 같이 포트형 피스톤(ported piston)과 협동하는 포트형 중공 이송튜브(hollow feed tube)를 갖는 장치

2) 미국특허공개 제20060000646호와 같이 넌포트형 피스톤(non-ported piston)과 협동하는 포트형 내부 실린더(ported inner cylinder)를 갖는 장치

미국특허공개 제20060000646호는, 포트형 내부 실린더(ported inner cylinder)가 문제를 일으킬 수 있는 몇 가지 이유를 제시하면서, 포트형 내부 실린더의 장착을 위해 개선된 구조를 기술하고 있다. 한편, 이와 같이 개선된 장착구조는 발명의 필수적인 요소의 하나로서, 외부 실린더 내의 홈(groove)들을 약화시키는 기계가공을 거부할 수 있지만, 더 많은 구성부재를 필요로 하여 제조비용이 더 많이 든다.

그러나, 포트형 내부 실린더 스타일(style)의 이점은, 피스톤이 포팅(porting)을 필요로 하지 않는다는 것이다. 그러므로, 포트형 내부 실린더 타입 타격식 해머에서의 피스톤 고장빈도는 포트형 피스톤 타입보다 상당히 낮고, 그래서 양쪽 타입이 그 각각의 유리한 특성을 위해 선호된다.

상술한 포팅 구조 모두의 본질적인 제약이 회피되는 해머를 구비하는 것이 요망된다.

본 명세서에서 사용되는 "포함하는/포함하며"의 표현과 그 부분들은 문맥상 명확히 반대 의미를 나타내지 않는 한, 비배타적(non-exclusive)인 것으로 받아들여져야 한다.

하나의 형태에서, 본 발명은,

해머 케이싱(hammer casing);

상기 케이싱 안에 있는 자유 피스톤 모터(free piston motor);

비트 헤드로부터 앤빌 끝단으로 뻗는 비트 생크(bit shank)를 갖는 드릴비트(drill bit)를 포함하고, 상기 비트 생크는 상기 케이싱의 하단부에 고정되는 드라이버 척의 보어(bore) 안에서 왕복 및 피동 회전(deriven rotation)하도록 키(key)로 고정되어 있고, 적어도 1개의 키는 상기 척 안에 비트를 유지하기 위해 상기 비트 내에 끝이 막힌 키홈(blind keyway)을 포함하고, 상기 드릴비트의 선택된 왕복운동을 허용하기 위해 선택된 길이를 갖는 구조로 된 타격식 해머드릴에 관한 것이다.

상기 해머 케이싱은 적절한 어떠한 형태일 수도 있으나, 보통 일반적으로 원통모양의 형태로 형성될 수 있고, 상기 자유 피스톤이 왕복운동 할 수 있는 보어를 포함할 수 있다. 상기 케이싱은 단순한 원통형 스톡(stock)으로 기계가공되거나, 여러 구성부재로 제작될 수 있다. 특히, 상기 케이싱은 원통형 케이싱의 외면에 기계가공된 유체 조절 통로(fluid control passage)를 갖고 상기 통로를 해머 벽 안에 밀봉(encapsulate)하기 위해 상기 통로를 덮고 있는 슬리브(sleeve) 내에 싸여진 실질적인 원통형 케이싱을 포함할 수 있다. 상기 내부 케이싱 벽(inner casing wall)은 상기 보어로부터 상기 통로까지 적절하게 포팅(porting)될 수 있다. 이러한 수단에 의해, 선행기술에 따른 해머의 내부 슬리브 구조를 간단히 회피할 수 있다.

상기 케이싱의 최상단부(top end)는, 바람직하게는 탑 서브-타입 어댑터(top sub-type adapter)에 의해, 가압 드릴 스트링(pressurized drill string)에 연결되고, 상기 스트링과 어댑터는 자유 피스톤 모터용 압축유체(일반적으로, 공기) 공급부(supply)를 형성한다. 상기 탑 서브(top sub)는 나사산 결합과 같은 어떤 적절한 수단에 의해 상기 케이싱에 고정된다.

자유 피스톤 모터는 상기 보어 내에서 왕복운동을 위해 장착된 자유 피스톤을 포함할 수 있다. 이 피스톤은 공기압 작동 하부 해머 면(hammer face)과 공기압 작동 상부 면(upper face)을 갖는다. 상기 해머 면은 드릴비트 생크의 앤빌 끝단에 직접적으로 충격을 가할 수 있다. 상기 피스톤은, 바람직하게는 자유 피스톤 모터를 작동하는데 요구되는 포팅의 적어도 일부를 이루도록 상기 해머 케이싱과 협동(cooperate)한다. 상기 피스톤은 케이싱을, 상부 면과 탑 서브 사이에 형성된 상부 작동챔버와, 상기 드라이버 척과 비트 생크의 앤빌 끝단과 상기 해머 면 사이에 형성된 하부 작동챔버로 분할한다. 상부 작동챔버는 공기 스프링으로서의 그 성능을 강화하기 위해 변형될 수 있다. 예를 들면, 상기 탑 서브는 위쪽으로 반발하는 피스톤에 의해 공기를 압축할 수 있는 저장챔버 체적(reserve chamber volume)을 마련하기 위해, 본질적으로 상기 작동챔버 위에 릴리프(relief)될 수 있다.

자유 피스톤은, 바람직하게는 공기제어조립체 상에서 슬라이딩되는데, 상기 공기제어조립체는 상기 탑 서브와 결합된 공기공급부로부터 상기 비트 생크 내의 축방향 보어로 축방향으로 뻗는 포트형 포팅튜브(ported porting tube)를 포함하며, 상기 비트는 그 비트의 커팅면(cutting face)에서 방출포트(discharge port)를 통해 배기공기(exhaust air)를 안내하기 위해 상기 튜브의 끝단에서 왕복운동을 한다. 상기 공기제어조립체는, 그 상부 작동챔버와 하부 작동챔버의 어느 쪽이 그 사이클에서 감압(reduced pressure) 상태에 있든 감압에 따라 스프링 바이어스(spring bias)에 대항하는 공급 압력에 의해 개방가능한 상부 체크밸브를 포함할 수 있다. 상기 상부 체크밸브는, 상부 포핏 밸브(upper poppet valve)에 의해 공급되는 것과 반대쪽의 챔버의 배기(exhaust)를 위한 밸빙(valving) 조절을 하기 위해서 컨트롤 로드(control rod)에 의해 하부 포핏 밸브에 연결된 포핏타입의 밸브일 수 있다.

상기 포팅 튜브 내의 상기 체크밸브(들)의 통합은 선행기술의 해머와 비교할 때 공기분배기를 제거할 수 있게 하고, 그 결과로서 상기 해머 조립체의 상단부를 극적으로 삭감(shortening)할 수 있게 하는 특징으로서 유리하다. 상술한 실시형태들은, 상부 포핏을 위한 자리(seat)를 형성함과 함께 상기 포팅튜브의 상단부에 통합되는 체크밸브 튜브(check valve tube)를 사용할 수 있다. 상기 체크밸브 튜브는 파편 스크린(debris screen)처럼 유사한 기능을 하는 천공 실린더(perforate cylinder)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 상부 포핏은, 상기 체크밸브 튜브와 포핏밸브가 스프링과 연결되어 상기 포팅 튜브의 상단부에 위치할 수 있는 포핏 밸브 조립체를 형성할 수 있다는 점에서 상기 하부 체크밸브와 독립되어 있다.

이와 같은 간단한 공기관리구조(air management feature)의 결합에 의해, 상기 상부 해머는 종래의 공기분배기 시스템을 사용하는 해머와 비교하여 상당히 축소화(foreshorten)된다.

상기 드라이버 척은 적절한 어떠한 수단에 의해 상기 케이싱의 하단부에 고정될 수 있다. 상기 척은 상기 케이싱에 직접적으로 고정되거나 게이지 링(gauge ring) 또는 슬리브에 의해 연결될 수 있다. 상기 드라이버 척은 나사산 결합에 의해 고정될 수 있다. 상기 드라이버 척의 보어는, 바람직하게는 상기 드릴비트 생크에 끼워지며 헐거운 끼워맞춤이어서, 키(key)가 없을 때 자유롭게 회전한다. 상기 드라이버 척은 상기 케이싱과 일체로 형성될 수 있다.

상기 키잉(keying)은 적절한 어떤 수단에 의해서도 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 드라이버 척의 내부와 상기 드릴비트 생크의 외부는 복수의 마주보는 길이방향 홈(longitudinal groove)들을 형성하기 위해 기계가공될 수 있고, 상기 드릴비트 생크 상에서의 상기 드릴 척의 회전에 의해 상기 홈들이 선택적으로 정렬하게 된다. 본 실시형태에서, 적어도 상기 1개의 끝이 막힌 키홈(blind keyway)은 상기 비트 생크 벽에 상기 홈들 중 1개 이상의 교번적인(alternate) 홈을 포함한다. 상대적으로 짧은 핀은 개방된(즉, 끝이 막히지 않은) 비트 생크 홈들의 정렬에 의해 형성되는 보이는 구멍(visible hole) 안으로 삽입된다. 상기 생크는 그 홈들의 길이 부분에 걸쳐 인접하는 각각의 홈 사이에서 릴리프되고 상기 홈들의 다음번 정렬 때까지 상기 척을 인덱스(index)하여, 긴 핀들을 삽입한다. 이때에 상기 드라이버 척과 드릴비트는 회전식으로 결합되며, 이러한 설계에 의해, 상기 짧은 핀들은 더 이상 보이지는 않지만 내부적으로 경사지게 축방향으로 결합되어 있고 반경방향으로 이격된다. 상기 비트는, 상기 짧은 핀들과, 협동하는 끝이 막힌 척 홈과의 내부적인 결합에 의해 소망하는 거리(dirsed distance)까지 자유롭게 슬라이딩될 수 있다.

택일적으로, 상기 짧은 핀들은 상기 비트와 척 중 하나 또는 다른 하나에 고정되거나 일체로 형성될 수 있다. 상기 긴 핀들 또는 키들은 대부분 회전식 드라이브 결합(rotational drive engagement)을 제공할 수 있다.

길고 짧은 이러한 핀들은, 희생적인 드라이브 결합 핀(sacrifical drive engagement pin), 혹은 키인 것으로 고려될 수 있으며, 또한 실용적인 것으로서 어떤 적절한 단면모양일 수도 있으며, 실용적인 것으로서 임의의 갯수를 가질 수도 있다. 예를 들면, 상기 핀들은 둥근 단면의 드라이브 핀 또는 키홈의 키과 더 유사한 단면을 가질 수 있다.

택일적으로, 상기 키잉(keying)은, 드라이버 척의 측벽에 천공되거나 밀링가공된 구멍을 통해 드라이브 핀을 삽입함으로서 제공되고, 이러한 스트로크 제한 핀들은 상기 드라이버 척과 드릴비트 조립체가 상기 케이싱에 끼워 맞추어지기만 하면 제 위치에 유지된다.

또 다른 형태에서, 본 발명은,

해머 케이싱; 및

상기 케이싱 내에 있고 비트 헤드로부터 앤빌 끝단으로 뻗는 비트 생크를 갖는 드릴비트에 충격을 가하는 자유 피스톤 모터를 포함하며,

상기 비트 생크는, 상기 케이싱의 하단부에 고정되는 드라이버 척의 보어 내에서 왕복 및 피동 회전하기 위해 키(key)로 고정되고, 상기 비트 생크는 상기 앤빌 끝단으로부터 뻗는 드라이브 키홈(drive keyway)과 상기 앤빌 끝단과 이격된 끝이 막힌 키홈을 가지며, 상기 비트 생크의 소재(material)는, 상기 드라이브 키홈 내의 키(key)를 상기 비트 생크의 부분회전에 의해 끝이 막힌 키홈들로 이동하게 하여, 상기 비트를 상기 척 보어 안으로 전진시킴으로써 전진하게 할 수 있도록 하기 위해 상기 드라이브 핀과 끝이 막힌 키홈들 사이에서 그 키홈들의 길이 부분을 따라 릴리프되고, 상기 비트 생크는, 상기 드라이브 키홈 안에 설치된 기다란 드라이브 키에 의한 역회전(counter rotation)에 대해 유지되는 구성을 갖는 타격식 해머드릴에 관한 것이다.

상술한 비트와 척의 조합은, 상기 비트 리테이너(bit retainer)가 상기 드라이브 스플라인(drive spline)의 교체와 동일(conterminous)하기 때문에 상당히 짧은 비트 생크로 만들어질 수 있다. 따라서 상기 비트들은 제조비용이 더 효율적이며, 어쩌면 더 가볍고 또는 적어도 일정한 중량을 위해 균형있게 더 작동하는 비트 헤드 금속을 가질 수 있다.

상기 해머는, 본 발명의 바람직한 형태의 포팅 튜브가 사용되는 경우 최대한 더 간단하게 만들어질 수 있다. 또 다른 형태에 있어서, 본 발명은, 해머 케이싱, 상기 해머 케이싱을 드릴 스트링과 압축 작동유체 공급부에 맞도록 구성한 탑 서브, 상기 케이싱의 하단부에 고정되는 드라이버 척 안에 생크에 의해 회전되는 드릴비트, 축방향 해머 보어 안에 위치하고 비트 생크의 후단부를 반복적으로 가격하기 위해 상기 공급부에 의해 구동되는 자유 피스톤을 포함하는 타격식 해머에 있어서, 상기 피스톤은 축방향 피스톤 보어를 가지고 이 보어에 의해 피스톤이 탑 서브 유체 공급부로부터 축방향 생크 보어로 뻗는 포팅 튜브(porting tube) 상에서 슬라이딩되며, 상기 포팅튜브는 포팅튜브 안의 상부 챔버로 유체를 유입하도록 상단부에 체크밸브를 가지고, 상기 상부 챔버는 상기 보어 내의 피스톤 위치에 따라 개폐되는 포트들을 통해 상기 피스톤의 상부면(upper face)과 하부면(upper face)에 작용하는 상부 작동챔버와 하부 작동챔버에 작동유체 압력을 공급하는 공기통로들쪽으로 측면통로(lateral passage)를 통하여 구멍이 뚫려 있고, 각각의 상부 배기포트와 하부 배기포트는 피스톤의 움직임에 의해 선택적으로 개폐되고 유체를 상기 작동챔버로부터 하부 포팅튜브 챔버측으로 배기하며, 하부 체크밸브는 상기 비트 커팅면으로의 분배를 위해 배기공기를 상기 축방향 생크 보어 안으로 유입시키는 타격식 해머드릴에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 입체 분해도이다.

도 2는 도 1에서의 타격식 해머 조립체의 축방향 단면도이다.

도 3(a)는 암석과의 접촉으로부터 떨어져 들어 올려진 도 1의 해머 조립체를 나타낸 도면이다.

도 3(b)는 도 3(a)의 3B-3B를 따른 탑 어댑터 서브를 나타낸 도면이다.

도 4(a)는 도 1의 타격식 해머 조립체의 배럴 포팅 구조의 평단면도이다.

도 4(b)는 도 1의 장치에서의 중공 포팅튜브의 도면이다.

도 4(c)는 도 1의 장치에서의 배럴과 드라이버 척 외부를 나타낸 평면도이다.

도 4(d)는 도 1의 장치에서의 배럴과 드라이버 척 외부의 다각형 외면을 나타낸 단면도이다 .

도 5는 본 발명의 다른 실시형태의 평단면도이다.

본 발명에 대하여는 첨부한 도면에 예시된 바와 같이 본 발명의 실시예를 참조하여 더 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 드라이버 척(1)이 드릴비트 생크(2)에 끼워 맞춰지며, 회전이 자유롭게 헐거운 끼워맞춤으로 되어 있는 해머가 제공되어 있다. 상기 드라이버 척의 내측과 상기 드릴비트 생크의 외측에는, 길이방향 홈(3)들이 기계가공되어 있다. 상기 홈들이 정렬될 때까지 드라이버 척을 드릴비트 생크상에서 회전시킨다. 드릴비트와 드라이버 척의 홈(3)들의 정렬에 의해 형성된 보이는 구멍 안으로 짧은 핀(4)들을 삽입하고, 다음으로 상기 홈들의 다음 정렬 때까지 드라이버 척을 인덱스하여 상기 긴 핀(5)들을 삽입한다. 이때에 드라이버 척과 드릴비트는 회전식으로 결합되고, 이러한 설계구조에 의해, 짧은 핀(4)들은 더 이상 보이지 않지만, 내부적으로 경사지게 축방향으로 결합되고 반경방향으로 이격된 상태로 되며, 상기 비트는 짧은 핀들의 내부적인 결합에 의해 소망하는 거리까지 자유롭게 슬라이딩될 수 있다. 또한, 허용할 수 있는 슬라이딩 이동을 결정하는 상기 짧은 핀들은 드릴비트나 드라이버 척, 긴 핀, 또는 키(key) 중 어느 하나와 일체로 형성될 수 있는데, 대부분 회전식 드라이브 결합을 제공한다. 택일적으로, 드라이버 척(1) 안에 형성된 길이방향 홈(3)들은, 다른 방법으로는 배럴 보어(barrel bore)의 하부에 직접 형성될 수 있고, 이 경우 드라이버 척 전체가 불필요하게 되어, 본 발명에 의한 설계는 이러한 배치구조에 실용적으로 적합된다.

전술한 짧은 핀들과 긴 핀들 모두는 희생적인 드라이브 결합 핀 또는 키(key)이고, 또한 실용적인 것으로서 어떤 적절한 단면모양일 수도 있으며, 실용적인 것으로서 임의의 갯수를 가질 수도 있다.

이러한 드라이브 장치는 제한되거나 미리 예정된 스트로크를 필요로 함과 함께, 희생적이고 교환가능한 드라이브 구성부재가 유리하게 되는, 실용적이고 유용한 기계식 드라이브 커플링(drive coupling)인 것으로 예상된다.

특히, 도 2를 참조하면, 압축공기는 탑 어댑터 서브(upper adapter sub)(13)의 중앙 보어를 통해 중공포트(hollow port) 튜브(6)로 들어와서, 초크 플러그(choke plug)(10)에 의해 지지되는 스프링(8)에 대항하여 압력포트 체크밸브(11)를 개방하고, 동시에 커넥팅 로드(9)를 거쳐 배기 체크밸브(7)를 개방하기 위해 힘을 가한다. 압축공기는 도관(conduit)(12a)을 통하여 공급포트(feed port)(12b)와 정렬되는 압력포트(12)를 통과하여서 포팅채널(porting channel)(19)을 가압하여 전달포트(delivery port)(21, 22)들로 공급된다. 피스톤(18)을 올리기 위해 전달포트(22)에 의해 하부챔버(23)이 충전(enerize)된다. 상기 피스톤이 상승함에 따라, 하부챔버(23)는 배기챔버(25)를 거쳐 대기(atmosphere) 상태로 비워지고, 전달포트(21,22)는 이송포트(transfer port)(20)들을 거쳐 피스톤 압축챔버(14)를 충전하기 시작하며, 피스톤은 드릴비트 앤빌에 충격을 가하기 위해 강제 하강되고 배기포트(26)가 노출되었을 때 피스톤 압축챔버를 대기 상태로 비우게 되는데, 이러한 사 이클은 충분한 압축유체가 공급되는 동안, 즉 사이클이 중단되지 않는 한 계속 반복된다.

도 3(a)를 참조하면, 작동시에, 해머는 암석과의 접촉으로부터 떨어져 들어 올려지고, 드릴비트(2)는 도 1에 도시된 바와 같이 축방향 홈(3)들에 위치하여 내부적으로 결합된 짧은 핀(4)들에 의해 허용되는 거리를 자유롭게 벗어난 후에, 피스톤(18)의 축경(縮俓) 스트라이킹 단부(reduced diameter striking end)가 드릴비트(2)에 의해 퇴거(vacate)된 드라이버 척(1)의 상부로 들어가고, 이에 의해 사이클이 재개될 때까지 전달포트(21)가 배기포트(26)로 개방되게 되어 배기 체크밸브(7)를 통해 대기 상태로 비워질 때 충격 사이클(percussive cycle)이 중단된다. 주목할 점은, 중공포팅 튜브(6)가 드릴비트 보어와 항시 상호작용되는 상태에 있다는 것이다.

본 발명에서, 상기 하부 체크밸브 장치(lower chuck valve arrangement)는, 탑 어댑터 서브(13)의 중앙 보어 안에 있는 그 상부 지지부(support)로부터 드릴비트(2)의 중앙 보어 안으로 뻗는 중공 포팅튜브에 의해 가능하게 되며, 커넥팅 로드(9)를 거쳐 상부 압력체크밸브(11) 또는 하부 체크밸브(7) 중 어느 한 쪽, 혹은 양쪽 모두로서 사용될 수 있다. 상기 드릴비트 안에서의 포팅튜브의 상호작용은 몇 가지 목적을 제공한다. 첫째로, 상기 포팅튜브의 정렬이 강화되고; 둘째로, 배기 체크밸브의 유리한 위치지정을 허용한다. 하부 배기 체크밸브의 장점은, 입구의 첫번째로 가능한 지점에서의 파편 오염(debris condamination)을 확실하고 즉각 방지할 수 있다는 것이고, 따라서 본 발명의 설계구조는 공지 설계구조의 타격식 해머 보다 잠재적으로 해를 주는 파편 유입에 대해 상당히 더 많은 내성을 갖는다.

세번째로, 포팅튜브(6)는 피스톤 복귀챔버(piston return chamber)(23) 체적을 조절하고, 이에 의해 위의 배경기술과 관련하여 설명한 바와 같이, 풋밸브 또는 배기튜브로 알려진 구성부재의 필요성을 없앨 수 있다.

본 실시형태에서는, 전술한 드라이버 척과 드릴비트의 결합 설계에 의해, 드릴비트 생크(2)가 드라이버 척(1) 안에 정렬되어 충분히 지지되고, 요구되는 공기 흐름을 위해 충분한 단면적을 갖는 포팅튜브를 수용할 수 있는 보어와 실질적인 벽 두께를 가지며, 드릴비트 보어가 체크밸브(7)를 통한 배기 유체의 통로를 위해 충분한 단면적을 제공하도록 구성되어 있다는 점에서, 중공 포팅 튜브와 드릴비트의 상호작용이 실행 가능하게 된다.

공지의 타격식 해머에서는, 상부 피스톤 압축챔버가 항상 탑 어댑터 서브와 공기분배기의 아래쪽에 있으며, 조절(adjustment) 또는 변경(alternation)을 위해 제한된 범위에서 일정한 체적을 갖는다. 본 발명에서는, 피스톤 압축챔버(14)가 탑 어댑터 서브(13)과, 피스톤 압축챔버(14) 체적을 빠르고 간단하게 변경하는 수단에 일체로 형성되어 있다.

도 2를 참조하면, 조절장치는 다음처럼 실행된다. 탑 어댑터 서브(13)의 일부로서의 피스톤 압축챔버(14) 내에 일련의 축방향 구멍(16a)을 형성하고, 이 피스톤 압축챔버 구멍 안에 소정수의 삽입물(insert)을 배치하고 나서, 서클립(circlip)과 같은 공지의 수단에 의해 홈(15)에 유지함으로써, 상기 압축챔버의 체적용량(volume capacity)이 점진적으로 변경되고, 그 결과로 압축 공기 소모량이 변경되어 어떤 적절한 컴프레서(compressor) 전달 출력을 위한 본 발명의 효율이 최대화된다.

도 4에 주목하면, 배럴포팅(barrel porting)의 구조가 기술되어 있다. 포트(12b, 21, 22)들은 배럴(17) 안에 반경방향으로 천공되어 있다. 채널(19)은 천공된 포트들을 둘러쌀 만큼 적당한 깊이와 길이로 세로방향으로 밀링가공(mill)되어 있다.

캡(cap)(24)은 외부로부터 포트들을 덮어 실링하도록, 공지의 방법으로 고정되어 있다. 따라서, 포트(12b, 21, 22)들은 배럴(17)의 내면과 외면 사이에 형성된 통로(19)에 의해 서로 연결되어 있다.

내부 이송포트(20)는 공지의 방법으로 배럴 보어 안쪽으로 플라이 커팅(fly-cut)되어 있다. 비틀림 강성의 효과는 최소이며 용인될 수 있는데, 그 이유는, 포팅채널(19)이 공급포트나 전달포트 중 어느 하나와 동일한 단면적만을 가질 필요가 있으므로 배럴 둘레의 약 6%가 채널마다 영향을 받고 다량의 제거된 금속이 커버 캡(cover cap)(24)으로서 복원되기 때문이다. 또한, 배럴 외경과 꼭 맞는 커버캡을 형성할 필요가 없고, 만약 그렇게 요구된다면, 커버캡이 배럴 외경으로부터 돌출하되, 드릴비트의 직경을 넘어서지 않게 돌출된 경우에는 전적으로 허용될 것이다.

요컨데, 상술한 바와 같이, 본 출원인은 유체도관(19)을 수용하기 위해 충분한 재료두께로 이루어져야 함을 알았다. 이것은, 내부 실린더를 유지하는 방법이 문제가 있어 내부 실린더를 제작할 필요가 없으므로, 재료투입을 최소한으로 유지할 수 있다는 점에서 유리하다.

지금까지 설명한 본 발명은 비(非)포트형 피스톤(non-ported piston) 타입의 설계구조이다. 이러한 포팅 타입의 일반적인 흐름 특성은 알려져 있고 본 특허출원의 일부가 아니지만, 일부 구성부재의 설계방법과 관계가 있고, 이에 따라 본 출원인은 첫번째 실시형태에서의 본 발명의 필수적이면서 청구한 특징 모두를 유지하되, 포트형 피스톤(ported piston)의 포팅 구조에 따라 일부 변경된 특징을 갖는 두번째 실시형태를 도출하였다.

도 5를 참조하면, 이 두번째 실시형태는 도 1 내지 도 4의 첫번째 실시형태의 구조 및 작동과 실질적으로 유사하며, 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호가 부여된다.

압축공기는, 작동 개시를 위해 포팅튜브(6)로 들어가서 압력공급포트(12)를 거쳐 해머를 직접적으로 가압하고, 다음으로 체크밸브(7)는 커넥팅 로드(9)를 거쳐 스프링(8)에 대항하여 배기유체에 의해 강제 개방된다. 이러한 스프링은 초크 플러그(10)에 의해 지지된다. 체크밸브 장치는 유입되는 압력유체에 의해 스프링에 대항하여 강제로 하강되어 상기 압력 지지포트(12)를 노출시키는, 스프링의 상단에 위치되는 슬라이딩 피스톤(11)일 수도 있다. 그래서 상기 체크밸브 장치는 중공 포팅튜브 안에 내부적으로 장착되고, 또한, 상술한 장치들 중 어느 한 쪽 또는 양쪽 모두일 수도 있다(도 4(b) 참조).

특히 도 5를 참조하면, 탑 어댑터 서브(13)의 일부로서의 피스톤 압축챔버(14) 안에는, 일련의 리테이너 서클립 홈(15)들이 형성되어 있고, 이 피스톤 압축챔버에는, 상기 홈(15)들 중 적당한 하나에 서클립(도시하지 않음)에 의해 유지 되는 하나의 삽입물 또는 삽입물(16)들이 배치되며, 이에 의해 챔버의 체적용량을 변경하고, 그 결과로서 압축유체의 소모량을 변경하여 어떤 적절한 컴프레셔 전달 출력을 위한 본 발명의 효율을 최대로 할 수 있다.

도 5를 더 참조하면, 피스톤(18)은 왕복운동을 행하기 위해 중공 포팅튜브(6)의 포팅개구(porting aperature)와 상호작용하는 포팅도관(21a, 22a)들을 거쳐 그 상부와 하부 말단으로부터 포팅되며, 도 5의 14a에서 상기 피스톤 압축챔버의 보어와 그 스트로트의 맨 위쪽에서 슬라이딩 가능하게 상호작용하도록 구성될 수 있다.

공지의 타격식 해머의 사용과 관련하여 오래 지속된 문제점은, 나사산을 너무 조여 풀기 힘들게 하는 엄청난 비틀림력과 진동에 기인한 분해의 곤란성이다. 그러므로 수리를 위해 타격식 해머를 파지하여 분해하는데 큰 힘을 가할 수 있는 특수 장비가 필요하고, 종종, 공지의 타격식 해머조립체의 단단한 원통형 외면에서 미끄러지거나, 또는 파지하지 못하는 파지도구 또는 파지기구의 지속적인 문제가 있다.

본 발명에서는, 취급(handling)의 용이성과 안전성을 이유로, 상기 배럴과 드라이버 척의 외면에 길이방향의 평탄부(longitudinal flat)(도 4(c) 및 도 4(d) 참조)들이 형성되어 있는데, 이 평탄부는 전형적으로는 12개이다. 이러한 주변 형상은 구멍을 뚫을 때 부서진 암석으로 가득찬 배기공기에 의한 통로에 대하여 상당한 제한을 야기시키지 않지만, 국제공개공보 W02006015454와 같이, 적절한 수리도구의 확실한 넌슬립 부착물(non-slip attachment)의 부가적인 보증을 제공한다.

이상은 본 발명의 예시적인 실시예에 의해 설명된 것이고, 해당 분야의 숙련자에게 있어서 이러한 다른 모든 변경이 다음의 청구범위에 규정된 본 발명의 광범위한 영역에 속하는 것임이 자명하다는 것은 당연할 것이다.

Claims

타격식 해머드릴에 있어서,

해머 케이싱(hammer casing);

상기 해머 케이싱의 상단부에 위치하고, 상기 타격식 해머드릴을 가압 드릴 스트링(pressurized drill string)에 연결하도록 구성되고, 상기 드릴 스트링과 함께 압축공기공급부(compressed air supply)를 형성하는 탑 서브(top sub);

비트 헤드(bit head)로부터 앤빌(anvil) 끝단으로 뻗는 비트 생크(bit shank)를 갖는 드릴비트(drill bit)로서, 상기 비트 생크가 상기 해머 케이싱의 하단부에 고정되는 드라이버 척(driver chuck)의 보어(bore) 안에서 왕복 및 피동 회전(driven rotation)을 위해 키(key)로 고정되며, 적어도 1개의 상기 키가 상기 드라이버 척 내에 상기 비트를 유지(retain)하기 위해 상기 비트 내에 끝이 막힌 키홈(blind keyway)을 포함하고 상기 드릴비트의 선택된 왕복운동을 허용하기 위해 선택된 길이를 갖도록 구성된 드릴비트;

상기 압축공기공급부에 의해 동력을 공급받고, 상기 해머 케이싱을, 상부 피스톤 면(piston face)과 상기 탑 서브 사이에 형성되는 상부 작동챔버(upper working chamber)와 피스톤 해머 면(hammer face)과 상기 드라이버 척과 상기 비트 생크의 앤빌 끝단 사이에 형성되는 하부 작동챔버(lower working chamber)로 분할하는 자유 피스톤 모터(free piston moter);

자유 피스톤이 슬라이딩되도록 하는 것으로, 튜브의 단부에서 왕복운동을 하는 상기 비트의 커팅면(cutting face)에서 방출포트(discharge port)를 통해 배기공기(exhaust air)를 안내하기 위해 상기 압축공기공급부로부터 상기 비트의 생크 내의 축방향의 보어로 축방향으로 뻗는 포트형 튜브(ported tube)를 포함하는 공기제어조립체(air control assembly);

상기 공기제어조립체 안에 위치하고, 상기 상부 작동챔버와 하부 작동챔버의 어느 쪽이 사이클에서 감압(reduced pressure)된 상태에 있든 간에 감압에 따라 스프링 바이어스(spring bias)에 대항하는 공급압력에 의해 개방되는 상부 체크밸브;

를 포함하는 타격식 해머드릴.
제1항에 있어서,

상기 해머 케이싱은, 외면에 기계가공된 유체조절통로(fluid control passage)를 가지며, 상기 통로를 해머 벽 안에 밀봉(encapsulate)하기 위해 상기 통로를 덮고 있는 슬리브(sleeve) 내에 싸여진 구성을 갖는 원통형 케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제1항에 있어서,

상기 피스톤은, 상기 자유 피스톤 모터를 작동하는데 요구되는 포팅(porting)의 적어도 일부를 제공하기 위해 상기 해머 케이싱과 협동(cooperate)하는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제1항에 있어서,

상기 상부 작동챔버는, 공기가 위쪽으로 반발하는 피스톤에 의해 압축될 수 있는 저장챔버 체적을 제공하기 위해 상기 피스톤의 작동 한계점(working limit) 위에 상기 탑 서브의 릴리프(relief)를 포함하는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제1항에 있어서,

상기 상부 체크밸브는, 상부 포핏 밸브(upper poppet valve)에 의해 공급되는 것과 반대쪽의 챔버의 배기(exhaust)를 위한 밸빙(valving)을 조절하기 위해 컨트롤 로드(control rod)에 의해 하부 포핏 밸브에 연결된 포핏타입의 밸브인 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제1항에 있어서,

상기 상부 체크밸브는 하부체크밸브와 독립된 포핏 타입 밸브인 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제1항에 있어서,

상기 상부 체크밸브는, 체크밸브 튜브에 안착(seat against)되고, 상기 체크밸브 튜브와 포핏 밸브는 스프링과 연결되어 상기 포트형 튜브의 상단부와 결합된 포핏밸브 조립체를 형성하는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제1항에 있어서,

상기 드라이버 척은 상기 케이싱의 하단부에 직접적으로 고정되는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제1항에 있어서,

상기 드라이버 척은 게이지 링(gauge ring) 또는 슬리브를 거쳐 상기 케이싱의 하단부에 고정되는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제8항 또는 제9항에 있어서,

상기 드라이버 척은 나사산 결합(threaded engagement)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제1항에 있어서,

상기 드라이버 척은 상기 케이싱과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제1항에 있어서,

상기 키는, 복수의 마주보는 길이방향 홈들을 형성하기 위해 기계가공된 상기 드릴비트 생크의 외측과 상기 드라이버 척의 내측에 의해 제공되고, 상기 드릴비트 생크상에서의 상기 드릴 척의 회전에 의해 드라이브 핀(drive pin)들을 수용하기 위해 상기 홈들이 선택적으로 정렬되도록 하는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제12항에 있어서,

상기 적어도 1개의 끝이 막힌 키홈은, 상기 비트 생크 벽에 상기 홈들 중 하나 이상의 교번적인(alternate) 홈을 포함하고, 상기 생크는, 그 홈들의 길이 부분에 걸쳐 인접하는 각각의 홈 사이에서 릴리프(relief)되고, 짧은 드라이브 핀들은 개방된 비트 생크 홈들의 정렬에 의해 형성된 보이는 구멍(visible hole) 안으로 삽입되며, 상기 끝이 막힌 홈들에 상기 짧은 드라이브 핀들을 위치시키는 다음의 홈 정렬 때까지 상기 척을 인덱스(index)한 후 긴 핀들을 삽입하여 드릴비트와 드라이버 척을 회전식으로 결합하는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제12항에 있어서,

상기 핀들은 상기 비트와 척 중 어느 하나에 고정되는 것으로부터 선택되고, 상기 비트와 척 중 어느 하나와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제12항에 있어서,

상기 핀들은 둥근 단면의 드라이브 핀들인 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제12항에 있어서,

상기 핀들은 상기 드라이버 척과 비트에 대해 우선적으로 마모되는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제1항에 있어서,

상기 키는, 드라이버 척 측벽에 천공되거나 밀링가공된 구멍을 통해 드라이브 핀들을 삽입함으로서 제공되고, 이러한 스트로크 제한 핀들은 상기 드라이버 척과 드릴비트 조립체가 상기 해머 케이싱에 끼워 맞추어지기만 하면 제 위치에 유지되는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
해머 케이싱과;

상기 해머 케이싱 내에 있고 비트 헤드로부터 앤빌 끝단으로 뻗는 비트 생크를 갖는 드릴비트에 충격을 가하는 자유 피스톤 모터를 포함하며,

상기 비트 생크는, 상기 해머 케이싱의 하단부에 고정되는 드라이버 척의 보어 내에서 왕복 및 피동 회전하기 위해 키(key)로 고정되고, 상기 비트 생크는 상기 앤빌 끝단으로부터 뻗는 드라이브 키홈(drive keyway)과 상기 앤빌 끝단과 이격된 끝이 막힌 키홈을 가지며, 상기 비트 생크의 소재는, 상기 드라이브 키홈 내의 키(key)를 상기 비트 생크의 부분회전에 의해 끝이 막힌 키홈들로 이동하게 하여, 상기 비트를 상기 척 보어 안으로 전진시킴으로써 전진하게 할 수 있도록 하기 위해 상기 드라이브 핀과 끝이 막힌 키홈들 사이에서 그 홈들의 길이 부분을 따라 릴리프되고, 상기 비트 생크는, 상기 드라이브 키홈 안에 설치된 긴 드라이브 키에 의한 역회전(counter rotation)에 대해 유지되는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제18항에 있어서,

상기 자유 피스톤 모터는, 자유피스톤이 슬라이딩되고 상기 해머의 탑 서브와 연결된 압축공기공급부로 부터 뻗는 축방향 포팅 튜브(porting tube)와, 배기공기가 상기 비트를 통하여 상기 비트의 커팅면으로 통과되게 할 수 있도록 상기 드릴비트 내에 축방향 보어를 갖는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제19항에 이어서,

상기 포팅튜브는 포팅튜브 안의 상부 챔버로 유체를 유입하도록 상단부에 상부 체크밸브를 가지고, 상기 상부 챔버는 상기 보어 내의 피스톤 위치에 따라 개폐되는 포트들을 통해 상기 피스톤의 상부면(upper face)과 하부면(upper face)에 작용하는 상부 작동챔버와 하부 작동챔버에 작동유체 압력을 공급하는 공기통로쪽으로 측면통로(lateral passage)를 통하여 구멍이 뚫려 있고, 각각의 상부 배기포트와 하부 배기포트는 피스톤의 움직임에 의해 선택적으로 개폐되고 유체를 상기 작동챔버로부터 하부 포팅튜브 챔버측으로 배기하며, 하부 체크밸브는 상기 비트 커팅면으로의 분배를 위해 배기공기를 상기 축방향 생크 보어 안으로 유입시키는 것 을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제20항에 있어서,

상기 상부 체크밸브는 상부 포핏 밸브에 의해 공급되는 것과 반대쪽의 챔버의 배기를 위한 밸빙 조절을 하기 위해 컨트롤 로드(control rod)에 의해 하부 포핏 밸브에 연결된 포핏타입의 밸브인 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제20항에 있어서,

상기 상부 체크밸브는 하부체크밸브와 독립된 포핏 타입 밸브인 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.
제20항에 있어서,

상기 상부 체크밸브는 체크밸브 튜브에 안착되고, 상기 체크밸브 튜브와 포핏 밸브는 스프링과 연결되어 포트형 튜브의 상단부와 결합된 포핏밸브 조립체를 형성하는 것을 특징으로 하는 타격식 해머드릴.