KR102442996B1 - 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체 - Google Patents

Abstract

타격식 드릴링 장치의 해머 배열체에서 드릴 비트를 해제가능하게 유지하도록 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체에 관한 것이다. 상기 유지 조립체는 구동 서브 및 유지 링을 포함하고, 상기 구동 서브는 상기 유지 링의 반경방향 외부 대향 표면에 걸쳐 그리고 상기 내부 돌출 스플라인과 접촉하는 구동 서브의 내부 구역으로 연장되는 배출 유체를 위한 유체 연통 경로를 제공하기 위한 적어도 하나의 만입부를 포함한다.

Description

다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체

본 발명은 해머 배열체에서 드릴 비트를 해제가능하게 유지하도록 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체에 관한 것으로서, 특히 배타적이지 않지만, 드릴 비트의 강하고 신뢰가능한 유지력을 제공하는 유지 조립체에 관한 것이다.

다운-더-홀 (DTH) 타격식 해머 드릴링 기술은, 드릴 스트링을 통하여 보어 홀의 바닥에 위치된 드릴 비트에 가압 유체를 공급하는 것을 포함한다. 이 유체는 해머 드릴 작동을 구동시키고 그리고 절삭 작동으로 인한 먼지와 미립자들을 후방으로, 전방 절삭을 최적화하도록 보어 홀을 통하여 후방으로 배출하도록 작동한다.

통상, 드릴 조립체는 탑 서브와 드릴 비트 사이에서 연장되는 케이싱을 포함하고, 이 드릴 비트는 또한 구동 구성품 (통상적으로 척 또는 구동 서브라고 함) 에 해제가능하게 결합된다. 드릴 비트의 회전 및 축방향 병진의 조합을 통하여 드릴링이 얻어진다. 회전은 중간의 결합 스플라인들을 통하여 구동 서브로부터 드릴 비트에 부여된다. 비트의 축방향 타격 작용은 피스톤을 통하여 달성되고, 이 피스톤은 탑 서브와 드릴 비트 사이에서 축방향으로 셔틀링할 수 있고 그리고 비트의 후방 앤빌 단부를 타격하도록 가압 유체에 의해 구동된다. 일부 실시형태들에서, 최전방 스트로크 동안 피스톤과 교합 (mate) 하여 복귀 스트로크 둘 다를 제어하고 그리고 드릴 헤드로부터 가압 유체를 배출하도록 풋 밸브는 드릴 비트로부터 축방향 후방으로 연장되고, 가압 유체는 보어면으로부터 절삭된 재료를 후방으로 배출하도록 작용하는 드릴 헤드로부터 가압 유체를 배출하도록 제공한다. DTH 해머 드릴들의 예들은 WO 2008/051132, WO 2013/104470 및 US 6,131,672 에 개시되어 있다.

종래에, 드릴 비트는 조립체에 유지되고 그리고 유지 링을 통하여 구동 서브와 접촉한다. 유지 링은 드릴 비트 샤프트의 후방 단부 근방으로 연장되고 그리고 비트 샤프트의 축방향 후방 단부에 위치한 반경방향으로 돌출된 숄더에 인접하도록 구성된다. 이러한 구성은 배출 동안 또는 해머 조립체 (및 드릴 비트) 가 보어홀에 탑재되거나 추출될 때 드릴 비트가 해머 조립체로부터 떨어지는 것을 방지한다. 예시적인 유지 링 조립체들은 US 5,803,192; US 2007/0089908; EP 1462604 및 WO 2001/21930 에 개시되어 있다.

하지만, 이러한 종래의 유지 조립체들은 다수의 이유로 불리하다. 특히, 구동 서브 스플라인들에서 마모를 최소화하려는 시도에서, 드릴 비트에 전달된 가압 유체의 일부는 비트의 반경방향 외부 영역으로 전환되어 구동 서브 스플라인들과 접촉하게 된다. 통상적으로, 이러한 전환된 유체 유동은 유지 링의 반경방향 내부 표면과 드릴 비트 샤프트의 외부 표면 사이를 통과한다. 이에 따라서, 종래의 유지 링들은 유동 경로 채널들을 포함하거나 그렇지 않으면 윤활 유체가 축방향 전방 구동 서브 스플라인들에 도달하도록 하는 구조를 가진다. 하지만, 유지 링의 반경방향 내부 구역에서 이러한 공기 유동 통로들은 드릴 비트의 인접 숄더와 링의 접촉 영역을 감소시킨다. 이에 따라서, 종래의 비트 유지기들은 취약해지고 드릴 비트 유지가 손상된다. 이에 따라서, 상기 문제점을 해결하고 드릴 비트의 안전하고 신뢰가능한 유지를 제공하면서 특히 스플라인들에 원하는 체적의 윤활 유체를 전달할 수 있는 드릴 비트 유지 조립체가 필요하다.

본 발명의 목적은, 원하는 체적의 윤활유 함유 유체를 드릴 비트의 반경방향 외부 구역으로 전달하고 구동 서브로부터 반경방향 내부로 돌출하는 회전 구동 스플라인들과 접촉가능하면서, 타격식 드릴 장치 및 특히 필요할 때 드릴 비트의 강하고 신뢰가능한 유지를 유지하도록 구성되는 드릴 비트 유지 조립체를 제공하는 것이다.

보다 구체적인 목적은 특히 이러한 배열체 및 구성품들의 반경방향 및 축방향 치수와 관련하여 종래의 드릴 비트 및 피스톤 해머 배열체와 호환가능한 유지 조립체를 제공하는 것이고, 따라서 종래의 타격식 드릴링 장치를 변경할 필요가 없다.

상기 목적들은, 유지 링의 반경방향 외부 대향 표면에 걸쳐 그리고 그 후에 구동 서브 그리고 중요하게는 구동 서브 스플라인들의 반경방향 내부 대향 표면과 접촉하여 유체 유동 경로를 특히 허용하도록 구성된 구동 서브 및 유지 링을 포함하는 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체를 제공함으로써 달성된다. 이에 따라서, 유지 링의 반경방향 내부 구역은 비트 샤프트로부터 돌출하는 축방향 후방 숄더와의 인접 접촉을 위해, 특히 드릴링/해머링 간격 사이의 해머 조립체에 드릴 비트를 유지하기 위해 유지 링이 필요할 때, 숄더와 접촉하는 표면적을 최대화하도록 구성 및 최적화된다. 이에 따라서, 본원의 유지 링 및 드릴 비트 유지 조립체는, 통로가 유지 링의 반경방향 외부 표면 또는 구역에 걸쳐 독점적으로 또는 대부분 연장된 상태에서 구동 서브 스플라인들의 구역으로 원하는 유체 유동 경로를 규정하는 것 이외에도, 드릴 비트를 안전하게 그리고 신뢰가능하게 유지하는 듀얼 기능을 제공한다.

본 발명의 제 1 양태에 따라서, 해머 배열체에서 드릴 비트를 해제가능하게 유지하도록 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체가 제공되고, 상기 유지 조립체는: 후방 단부 및 상기 드릴 비트의 반경방향 외부로 돌출하는 스플라인들과 교합하도록 반경방향 내부로 돌출하는 스플라인들이 제공된 반경방향 내부 대향 표면을 가진 환형의 구동 서브; 상기 구동 서브의 후방 단부와 접촉하여 장착가능한 유지 링으로서, 상기 드릴 비트로부터 반경방향 외부로 돌출하는 숄더와 반경방향으로 중첩 및 인접하게 되도록 축방향 후방 대향 인접면 및 반경방향 내부 대향 표면과 반경방향 외부 대향 표면을 가진, 상기 유지 링을 포함하고; 상기 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체는 : 상기 구동 서브 및/또는 상기 유지 링의 적어도 일부에 의해 규정되는 적어도 하나의 통로를 포함하고, 상기 통로는, 상기 유지 링의 상기 외부 대향 표면에 걸쳐 그리고 상기 구동 서브의 상기 스플라인들로 유체 전달을 위한 유체 연통 경로를 제공하기 위해서, 상기 유지 링의 상기 외부 대향 표면과 유체 연통하는 후방 단부 및 상기 구동 서브의 상기 내부 대향 표면과 유체 연통하는 전방 단부를 가지는 것을 특징으로 한다.

통로의 전방 단부 및 후방 단부는 해머 피스톤에서부터 드릴 비트 헤드까지 축방향 전방으로 연장되는 유체 유동 방향에 대하여 규정될 수 있다. 유체 유동 경로는 또한 일반적으로 반경 방향 (해머 배열체 및 유지 조립체의 종축에 대해 횡방향 또는 직각) 으로 유지 링의 본체를 통하여 또는 유지 링의 본체를 지나가는 유체의 반경방향 유동 또는 통로를 포함한다.

바람직하게는, 상기 통로는 상기 구동 서브의 후방 단부에서 또는 상기 구동 서브의 후방 단부 쪽으로 외부 대향 표면과 내부 대향 표면 사이에서 상기 구동 서브의 반경방향 두께를 통해 연장되는 슬롯이다. 선택적으로, 슬롯은 구동 서브의 축방향 단부면으로부터 연장될 수 있다. 적어도 하나의 슬롯은 구동 서브의 다른 환형 단부면에서 노치 또는 리세스로서 형성될 수 있다. 선택적으로, 통로는 관형 구동 서브의 벽을 통해 연장되는 적어도 하나의 홀 또는 보어이다. 바람직하게는, 구동 서브는 축방향 단부에서 또는 축방향 단부 쪽으로 구동 서브의 본체안으로/구동 서브의 본체를 통하여 축방향으로 그리고 반경방향으로 연장되는 복수의 슬롯들 (또는 홀들) 을 포함한다. 구동 서브의 벽을 통하여 유체 유동 개구를 규정하는 각각의 개별 슬롯 (홀, 리세스 또는 노치) 은, 구동 서브의 전체 축방향 길이의 20, 15, 10 또는 5 % 미만에 대응하는 구동 서브를 따라서 짧은 축방향 거리로 연장된다. 선택적으로, 구동 서브는 후방 단부에서 또는 후방 단부 쪽으로 2 개 ~ 10 개의 슬롯들 또는 보어 홀을 포함한다.

선택적으로, 적어도 하나의 통로는 유지 링의 일부에 의해 규정된다. 특히, 유지 링은, 이 유지 링의 반경방향 외부 구역 또는 표면에서부터 구동 서브 및 특히 구동 서브 스플라인들의 내부 구역까지 유체 유동을 위한 경로를 제공하기 위해서, 상기 유지 링의 벽을 통하여 연장되는 만입부, 슬롯, 노치 또는 보어홀을 포함할 수 있다. 선택적으로, 통로는 구동 서브 및 유지 링의 각각의 구역들에 의해 규정된다. 선택적으로, 통로는, 예를 들어 축방향 전방 대향 단부 표면 또는 에지로부터 유지 링내로 축방향으로 연장되는 복수의 만입부, 리세스가공된 구역들, 보어들 또는 노치들을 포함하는 유지 링에 의해서만 규정될 수 있다. 이에 따라서, 유체는 이러한 만입부들, 리세스들, 노치들 또는 보어들을 통하여 유지 링을 지나서 또는 유지 링을 통하여 반경방향으로 유동할 수 있다.

바람직하게는, 상기 유지 링 및 상기 구동 서브는 상기 구동 서브가 유지 링의 적어도 일부와 축방향으로 중첩 및 반경방향으로 포함하도록 위치결정될 수 있도록 구성된다. 이에 따라서, 상기 유지 링은 그 후방 단부에서 상기 구동 서브의 내경보다 작은 (하지만 대략 동일한) 외경을 포함한다. 이에 따라서, 상기 구동 서브는 상기 유지 링의 적어도 축방향 전방 구역에 근접하게 끼워맞춤 접촉하여 둘러싸이도록 구성된다. 이러한 형상은 유지 링의 세그먼트들을 드릴 비트 샤프트에 걸쳐 장착 위치에 환형 조립체로서 유지시킨다. 이는 어떠한 추가적인 유지 가스켓에 대한 필요성을 없애는데 유리하다.

선택적으로, 상기 유지 링은 분할 링 형상을 제공하기 위해 그 환형 길이에서 적어도 하나의 파단을 포함한다. 선택적으로, 링은 환형부를 형성하도록 단부끼리 연결된 2 개의 절반 세그먼트들에 의해 형성된다. 이러한 배열체는 링이 반경방향으로 확대된 축방향 후방 비트 숄더와 축방향 전방 비트 헤드 사이에서 드릴 비트 샤프트에 걸쳐 그리고 그 둘레의 위치에 위치되도록 한다. 선택적으로, 분리 링은 금속을 포함할 수 있다. 선택적으로, 링은 단일체 구조일 수 있고 비트 샤프트에서 제 위치에 위치될 때 탄성적으로 변형될 수 있도록 탄성 재료로 형성될 수 있다. 선택적으로, 링은 중합체 재료를 포함한다.

바람직하게는, 유지 링의 환형 길이 주위의 원주 방향으로, 유지 링은 균일한 내경을 포함한다. 이에 따라서, 유지 링의 내부 영역은 드릴 비트 숄더와 접촉하는 표면적을 최대화하도록 최적화된다. 즉, 본원의 유지 링은 링 내부 대향 표면에서 반경방향으로 연장되는 채널들, 홈들 또는 돌출부들을 포함하지 않는다. 이에 따라서, 유지 링 내부 대향 표면은 원형이다.

선택적으로, 상기 구동 서브는 상기 유지 링과 교합하도록 후방 단부에서 또는 이 후방 단부 쪽으로 제공된 환형 숄더를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 유지 링은 상기 구동 서브의 환형 숄더와 교합하기 위해 환형 숄더를 포함할 수 있다. 이러한 형상은 해머 배열체내의 일체형 조립체로서 구동 서브 및 유지 링의 축방향 및 반경방향 연결을 향상시키는데 유리하다.

바람직하게는, 통로는 구동 서브 및 유지 링의 축방향 오버랩 구역을 넘어 구동 서브를 따라 축방향으로 연장된다. 선택적으로, 통로의 축방향 길이는 유지 링의 축방향 길이보다 더 크므로, 구동 서브에서 적어도 하나의 통로에 의해 규정된 개구의 적어도 일부가 유지 링에 의해 방해받지 않아서, 유지 조립체를 통하여 '클리어한' 홀들을 형성하여, 유체 유동 경로를 확립 및 유지한다. 선택적으로, 구동 서브는 유지 링과의 유밀하게 접촉하여 장착가능하므로, 통로가 유지 링의 외부 대향 표면으로부터 스플라인들까지 유체 연통 경로만을 제공한다.

선택적으로, 유지 링은 이 유지 링의 구역에서 유체 연통 경로를 추가로 규정하기 위해 외부 대향 표면에 적어도 하나의 통로 또는 만입부를 포함한다. 선택적으로, 유지 링의 적어도 하나의 통로 또는 만입부는 내부 대향 표면 및 외부 대향 표면 사이에서 유지 링의 반경방향 두께를 통하여 연장되는 슬롯이고 그리고/또는 유지 링의 외부 대향 표면에 대한 유체 연통 경로의 일부를 규정하도록 유지 링의 적어도 일부를 따라서 축방향으로 연장되는 홈이다. 선택적으로, 유지 링은 적어도 하나의 슬롯 및 적어도 하나의 홈을 포함하고, 상기 홈과 슬롯은 원주 방향으로 정렬된다. 바람직하게는, 유지 링은, 유체가 슬롯을 통하여 그리고 링의 반경방향 외부 대향 표면에서 각각의 홈을 따라서 유동할 수 있도록 원주 방향으로 정렬되고 쌍으로 배열된 복수의 홈들 및 슬롯들을 포함한다. 선택적으로, 유지 링은 축방향 전방 대향 단부면 또는 에지에서 제 1 슬롯 세트 및 축방향 후방 대향 단부면 또는 에지에서 제 2 슬롯 세트를 포함한다.

바람직하게는, 상기 조립체는 드릴 비트의 축방향 후방부에 걸쳐 장착가능한 내부 대향 표면을 가지고 그리고 상기 유지 링의 적어도 일부와 접촉하는 축방향 전방 단부를 가지는 위치결정 칼라를 더 포함한다. 칼라는 드릴 비트 숄더의 축방향 전방에서 드릴 비트 샤프트에 걸쳐 그리고 이 드릴 비트 샤프트 둘레에 현가되는 조립체 내에 유지 링을 위치적으로 유지하도록 구성된다.

선택적으로, 위치결정 칼라는 유지 링의 외부 대향 표면에 대한 유체 연통 경로의 일부를 추가로 규정하기 위해 전방 단부로부터 축방향으로 연장되는 적어도 하나의 만입부 또는 통로를 포함한다. 선택적으로, 칼라내의 적어도 하나의 만입부 또는 통로는 반경방향 외부 대향 표면과 반경방향 내부 대향 표면 사이에서 칼라의 두께를 통하여 반경방향으로 연장되는 슬롯일 수 있고 그리고/또는 적어도 하나의 만입부 또는 통로는 칼라의 외부 대향 표면에 형성된 축방향 연장 홈일 수 있다. 바람직하게는, 칼라는 복수의 슬롯들 및/또는 홈들을 포함한다.

본 발명의 제 2 양태에 따라서, 타격식 착암용 드릴링 장치가 제공되고: 드릴 스트링의 일 단부에 장착가능한 해머 배열체로서, 축방향으로 이동가능한 피스톤을 포함하는, 상기 해머 배열체; 상기 해머 배열체내에 적어도 부분적으로 장착된 드릴 비트; 및 상기 해머 배열체에서 드릴 비트를 해제가능하게 유지하도록 전술한 항 중 어느 한 항에 따른 유지 조립체를 포함한다.

본 발명의 특별한 실시는 첨부된 도면을 참조하여 실시예로서만 이하 설명된다.

도 1 은 본 발명의 특정 실시에 따른 다운-더-홀 해머 드릴 조립체의 축방향 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 특정 실시에 따른 드릴 비트 유지 조립체를 상세화한 도 1 의 해머 드릴 조립체의 전방 단부의 외부 사시도이다.
도 3 은 도 2 의 드릴 비트 유지 조립체의 단면 사시도이다.
도 4 는 도 3 의 드릴 비트 유지 조립체의 다른 단면 사시도이다.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 드릴 비트 유지 조립체의 외부 사시도이다.
도 6 은 도 5 의 비트 유지 조립체의 단면 사시도이다.
도 7 은 도 6 의 유지 조립체의 다른 단면 사시도이다.
도 8 은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 드릴 비트 유지 조립체의 외부 사시도이다.
도 9 는 도 8 의 비트 유지 조립체의 단면 사시도이다.
도 10 은 도 9 의 드릴 비트 유지 조립체의 다른 사시도이다.
도 11 은 도 10 의 드릴 비트 유지 조립체의 다른 단면 사시도이다.
도 12 는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 드릴 비트 유지 조립체의 외부 사시도이다.
도 13 은 도 12 의 드릴 비트 유지 조립체의 단면 사시도이다.
도 14 는 도 13 의 드릴 비트 유지 조립체의 다른 단면 사시도이다.

도 1 을 참조하면, 다운-더-홀 (DTH) 해머 드릴 조립체 (100) 는 실질적으로 중공의 원통형 케이싱 (101) 을 포함한다. 탑 서브 (102) 는 케이싱 (101) 의 후방 단부 (101a) 에 적어도 부분적으로 수용되는 반면, 드릴 비트 (105) 는 전방 단부 (101b) 에 적어도 부분적으로 수용된다. 드릴 비트 (105) 는 내부 통로 (116) 를 가진 세장형 샤프트 (106) 를 포함한다. 드릴 비트 헤드 (107) 는 샤프트 (106) 의 전방 단부에 제공되고 그리고 복수의 내마모성 절삭 버튼들 (비도시) 을 포함한다. 샤프트 (106) 의 축방향 후방면 (117) 은 드릴 비트 (105) 의 앤빌 단부를 나타낸다.

분배기 실린더 (121) 는 케이싱 (101) 내에 축방향으로 연장되고 그리고 축방향으로 연장되는 내부 챔버 (111a, 111b) 를 규정하는 내부 대향 표면 (112) 을 가진다. 케이싱 (101) 은 축방향 전방 단부 (101b) 및 축방향 후방 단부 (101a) 를 포함한다. 세장형 피스톤 (103) 은 케이싱 (101) 내에서 축방향으로 연장되고 그리고 조립체 (100) 를 통하여 연장되는 중심 종축 (109) 을 따라서 전후로 셔틀링될 수 있다. 피스톤 (103) 은 축방향 후방 단부 (114) 및 축방향 전방 단부 (115) 를 포함한다. 내부 보어 (113) 는 단부들 (114, 115) 사이에서 축방향으로 연장된다.

풋 밸브 (104) 는 드릴 비트 샤프트 (106) 의 앤빌 단부로부터 축방향 후방으로 돌출하고 그리고 후방 단부 (119) 와 전방 단부 (122) 를 가진 일반적으로 원통형 형상을 포함한다. 내부 통로 (118) 는 드릴 비트 통로 (116) 와 피스톤 보어 (113) 와 유체 연통하는 단부들 (119, 122) 사이에서 축방향으로 연장된다. 특히, 풋 밸브 (104) 의 축방향 전방 구역은 드릴 비트 샤프트 (106) 의 후방 앤빌 단부 구역내에서 매립되고 축방향으로 잠겨진다. 특히, 풋 밸브 (104) 의 축방향 길이의 절반에 걸쳐서만 앤빌 단부 (117) 로부터 후방으로 연장된다.

분배 실린더 (121) 는 축방향 후방 구역 (111a) 과 축방향 전방 구역 (111b) 을 가진 내부 챔버를 부분적으로 규정한다. 피스톤 (103) 은 챔버 구역들 (111a, 111b) 내에서 셔틀하도록 축방향으로 왕복운동할 수 있다. 특히, 가압 유체는 탑 서브 (102) 에 결합된 드릴 스트링 (비도시) 을 통하여 드릴 조립체 (100) 에 전달된다. 분배 실린더 (121) 와 케이싱 (101) 은 챔버 구역들 (111a, 111b) 에 대한 유체 공급을 제어한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 축방향으로 후방 구역 (111a) 에 공급된 유체로, 피스톤 (103) 은 드릴 비트 (105) 쪽으로 축방향으로 가압되어, 피스톤 전방 단부 (115) 는 절삭 버튼들에 타격식 드릴 작용을 제공하도록 비트 앤빌 단부 (117) 를 타격한다. 그 후, 탑 서브 (102) 쪽으로 축방향 후방으로 피스톤 (103) 을 가압하도록 전방 챔버 구역 (111b) 에 유체가 공급된다. 축방향으로 최전방 위치에서 피스톤 (103) 에 의해, 풋 밸브 (104) 는 드릴 비트 통로 (116) 와 챔버 구역 (111b) 사이의 유체 연통을 고립 및 폐쇄하도록 피스톤 보어 (113) 내에서 교합된다. 피스톤 (103) 이 축방향 후방으로 변위됨에 따라, 피스톤 단부 (115) 는 풋 밸브 단부 (119) 를 지나서 가압 유체가 드릴 비트 통로 (116) 내에서 유동되고 그리고 배출 채널들 (120) 을 통하여 드릴 비트 헤드 (107) 를 나온다. 그에 따라, 챔버 구역들 (111a, 111b) 에 대한 유체의 분배 공급은 피스톤 (103) 의 신속한 그리고 왕복운동식 셔틀링 작용을 형성하고, 이는 또한 풋 밸브 (104) 와의 반복적인 교합 접촉으로 인해서, 타격식 드릴링 작용의 일부로서 드릴 비트 헤드 (107) 에서 가압 유체의 펄스식 배출을 제공해준다.

구동 서브 (110) (다르게는 구동 척이라고 함) 는 조립체 (100) 의 절삭 단부에 위치되고, 특히 비트 샤프트 (106) 를 둘러싸도록 위치된다. 구동 서브 (110) 는 비트 헤드 (107) 쪽으로 위치된 축방향 전방 단부면 (110a) 및 케이싱 (101) 의 축방향 전방 구역내에 수용된 축방향 후방 단부면 (110b) 을 포함한다. 슬리브형 구동 서브 (110) 는 복수의 상호 결합 스플라인들을 통하여 비트 샤프트 (106) 와 접촉하여 교합하고, 이 복수의 상호 결합 스플라인들은 비트 샤프트의 반경방향 외부 대향 표면 및 구동 서브 (110) 의 반경방향 내부 대향 표면에서 축방향 및 반경방향 둘 다로 연장된다. 조립체 (100) 를 드릴 스트링 (비도시) 의 축방향 전방 단부에서 결합하여, 비트 헤드 (107) 로의 회전 구동은 케이싱 (101) 및 구동 서브 (110) 를 통하여 드릴 비트 (105) 로 전달된다.

드릴 비트 (105) 는 일반적으로 도면 부호 108 로 표시된 드릴 비트 유지 조립체에 의해 해머 조립체 (100) 내에 해제가능하게 유지된다. 조립체 (108) 는 드릴 비트 샤프트 (106) 의 축방향 후방 구역을 둘러싸도록 장착된 유지 링 (126) 을 포함하고; 유지 링 (126) 과 피스톤 (103) 의 축방향 중간에 위치한 위치결정 칼라 (125) 는 구동 서브 (110) 와 함께 유지 조립체 (108) 의 제 3 구성품을 나타낸다. 조립체 (108) 는, 드릴 헤드 (107) 가 보어홀에 대하여 축방향으로 가압되지 않을 때, 예를 들어 해머 (100) 가 보어홀내에서 하강 및 상승될 때 및 드릴링 장치가 해머링 작업들 사이에서 유체 배출 모드로 작동할 때, 케이싱 (101) 내에 드릴 비트 (105) 를 유지하도록 구성된다. 특히, 유지 링 (126) 은 드릴 비트 샤프트 (106) 의 축방향 최단부 구역을 나타내는 반경방향 외부 돌출 숄더 (124) 와 반경방향으로 중첩될 수 있도록 케이싱 (101) 사이에서 (전방 단부 (101b) 쪽으로) 반경방향으로 돌출한다. 즉, 비트 헤드 (107) 가 보어홀에 대하여 축방향으로 가압되지 않을 때, 드릴 비트 (105) 는 중력하에서 축방향으로 아래로 슬라이딩할 수 있고 그리고 유지 링 (126) 과 숄더 (124) 사이의 인접 접촉을 교합함으로써 유지된다 (즉, 해머 (100) 로부터 떨어지는 것이 방지된다). 위치결정 칼라 (125) 는 구동 서브 (110) 의 후방 단부면 (110b) 에 대하여 축방향 전방 위치에 유지 링 (126) 을 유지하는 수단을 제공한다.

도 1 의 특정 실시형태는 도 3 내지 도 4 를 참조하여 더 설명되고 예시된다. 제 2 실시형태 내지 제 4 실시형태는 도 5 내지 도 7; 도 8 내지 도 11 및 도 12 내지 도 14 를 각각 참조하여 설명된다. 편의상, 4 개의 실시형태들의 특징 및 구성요소들의 대부분은 모든 4 개의 실시형태들이 위치결정 칼라, 유지 링, 및 구동 서브를 포함하는 것은 공통이고, 선택된 구성품들은 유지 링의 반경방향 외부 대향 표면에 걸쳐 통과하고 그리고 구동 서브의 반경방향 내부 대향 표면과 접촉하게 되는 윤활유 함유 배출 유체의 유동 경로를 확립 및 유지하도록 구성된다. 이에 따라서, 유지 조립체의 선택된 구성품들은 유지 링의 반경방향 외부 대향 표면에 걸쳐 유체 유동의 특정 배향을 위한 유체 유동 경로 섹션들을 규정하는 슬롯들 및/또는 홈들의 형태의 만입부들로 구성된다. 이러한 구성은 반경방향 내부 구역, 특히 드릴 비트 환형 숄더 (124) 와의 인접 접촉을 위해 최대화된 표면적을 통하여 최적화된 표면 (143) 을 가진 유지 링 (126) 을 제공하는 것이 유리하다. 이에 따라서, 본원의 유지 조립체 (108) 는 해머 조립체 (100) 내에서 드릴 비트 (105) 의 신뢰가능하고 안전한 유지를 제공한다.

도 2 내지 도 4 를 참조하면, 위치결정 칼라 (125) 는 축방향 후방 환형 단부면 (132) (피스톤 (103) 쪽으로 대면) 및 유지 링 (126) 과 접촉하여 위치된 축방향 전방 환형 단부면 (131) 을 포함한다. 반경방향 내부 대향 표면 (137) 은 드릴 비트 샤프트 (106) 의 축방향 후방 구역에 대향하여 위치된다. 특히, 위치결정 칼라 (125) 는 샤프트 숄더 (124) 를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 위치되고, 숄더 (124) 는 칼라 (125) 내에서 축방향으로 슬라이딩될 수 있다. 칼라 (125) 의 반경방향 외부 대향 표면 (138) 은 케이싱 (101) 에 대하여 적절한 마찰 접촉을 제공하고 드릴 비트가 변경되는 동안 칼라 (125) 를 제 위치에 유지하도록 각각의 O-링들 (139) 을 수용하기 위해 칼라 (125) 둘레에 원주 방향으로 연장되는 2 개의 홈들 (141) 을 포함한다. 환형 개스킷 (140) 은 또한 칼라 외부 대향 표면 (138) 에 장착되고, 칼라 (125) 를 해머 조립체 (100) 내에 축방향으로 유지하도록 케이싱 (101) 내에 리세스가공된 홈 (비도시) 내에 위치할 수 있다. 칼라 (125) 는 케이싱 (101) 내에 배치되어, 비트 숄더 (124) 의 반경방향 외부 대향 표면과 칼라 (125) 의 반경방향 내부 대향 표면 (137) 의 상승된 ( '융기') 구역들 사이의 교합 접촉을 통하여 비트 (105) 의 후방 단부에 대한 안내 및 밀봉을 제공한다. 특히, 칼라 (125) 는 융기 구역들 사이의 유체 유동 통로들을 규정하도록 표면 (137) 내로 리세스가공된 축방향 연장 홈 세트를 포함한다. 한 세트의 슬롯들 (130) 은 전방 단부면 (131) 으로부터 칼라 (125) 의 본체내로 돌출되어, 단부면 (131) 이 적어도 부분적으로 캐스텔 (castellated) 된다. 슬롯들 (130) 은 칼라 (125) 둘레에 원주 방향으로 분포되고, 단부면들 (131, 132) 사이의 칼라 (125) 의 축방향 길이의 대략 1/4 에 걸쳐 연장된다. 각각의 슬롯들 (130) 은 내부 대향 및 외부 대향 표면들 (137, 138) 사이에서 칼라 (125) 의 전체 반경방향 두께를 연장시키고 칼라면 (137) 에서 각각의 홈과 원주 방향으로 정렬된다. 칼라 (125) 가 축방향으로 유지 링 (126) 에 대한 위치에 장착되면, 슬롯들 (130) 은 칼라 벽을 관통하는 개구 (153) 를 규정하여 반경방향 내부 구역 (135) (비트 샤프트 (106) 와 칼라 (125) 사이에 반경방향으로 위치됨) 에서부터 유지 링 (126) 에 걸쳐 반경방향 외부로 위치된 반경방향 외부 구역까지 유체의 반경방향 외부 통로를 가능하게 한다.

유지 링 (126) 은 2 개의 원주방향 절반 세그먼트들이 2 쌍의 연결 단부들 (148) 을 갖는 완전한 환형 링을 규정하도록 단부끼리 위치되는 분할 링으로서 형성된다. 이에 따라서, 링 (126) 은 비트 샤프트 (106) 둘레에서 용이하게 파손되고 재조립될 수 있다. 링 (126) 은 반경방향 내부 대향 표면 (133), 반경방향 외부 대향 표면 (134), 축방향 후방면 (151) 및 축방향 전방면 (152) 을 포함한다. 반경방향 내부 구역에서의 후방면 (151) 은 비트 숄더 (124) 의 축방향 전방 대향 표면인 상응하는 그리고 상보적인 환형 인접 표면 (142) 과 공동으로 정렬되는 축방향 후방 환상 대향 인접 표면 (143) 을 규정한다. 링 (126) 및 특히 내부 대향 표면 (133) 은 비트 숄더 (124) 의 축방향 전방 구역 (135) 에서 비트 샤프트 (106) 의 외부 대향 표면 (128) 과 밀착 접촉으로 장착된다. 내부 대향 표면 (133) 은 비트 샤프트 표면 (128) 으로부터 약간 분리되어 비트 (105) 가 각각의 인접 표면들 (143, 142) 사이에서 접촉이 이루어질 때까지 유지 링 (126) 에 대하여 축방향으로 슬라이딩하도록 한다. 링 (126) 은 링 후방면 (151) 과 칼라 전방면 (131) 사이의 인접 접촉에 의해 축방향으로 제 위치에 유지된다. 링 (126) 의 축방향 및 반경방향 위치는 구동 서브 (110) 의 축방향 후방 구역과의 인접 접촉에 의해 추가로 확립 및 유지된다. 특히, 후방의 환형 단부면 (110b) 을 향한 구역에서 구동 서브 (110) 는 링 외부 대향 표면 (134) 의 일부와 접촉하는 구동 서브 내부 대향 표면 (127) 의 일부와 함께 링 (126) 에 걸쳐 반경방향으로 놓이도록 치수결정된다. 이에 따라서, 구동 서브 (110) 는 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 인접한 환형 구성으로 링 절반 세그먼트들을 유지하도록 링 (126) 상에 축방향으로 중첩된다.

위치결정 칼라 (125) 와 유사하게, 구동 서브 (110) 는 또한 후방의 환형 단부면 (110b) 으로부터 구동 서브 (110) 의 본체 내로 축방향 내부로 돌출하는 슬롯 (129) 세트를 포함한다. 각각의 슬롯 (129) 은 반경방향 내부 대향 표면 (127) 과 외부 대향 표면 (165) 사이에서 구동 서브 (110) 의 전체 반경방향 두께에 걸쳐 연장된다. 각각의 슬롯 (129) 은 유체가 축방향 후방 및 외부 구역으로부터 링 (126) 둘레로 유동하여 구동 서브 내부 대향 표면 (127) 과 접촉하여 통과하도록 하는 대응 개구 (154) 를 규정한다. 환형의 숄더 (168) 는 유지 링 (126) 에 대하여 교합하도록 내부 대향 표면 (127) 에서 구동 서브 (110) 의 축방향 후방 구역에 제공된다. 유지 링 (126) 에 대하여 인접하게 될 때 숄더 (168) 는 유지 링 (126) 과 구동 서브 (110) 의 상대 위치를 축방향으로 고정한다. 특정 실시에 따라서, 채널 (147) (작은 환형 갭임) 은 링 외부 대향 표면 (134) 에 부가하여 (칼라 (125) 와 구동 서브 (110) 각각의) 대향하는 환형 단부면들 (131 및 110b) 사이에서 형성되고 규정된다. 각각의 구동 서브 슬롯 (129) 은 축방향 전방 단부 (163) 및 축방향 후방 단부 (164) 를 포함하고, 단부 (164) 는 환형 단부면 (110b) 과 상호 정렬된다. 구동 서브 (110) 가 유지 링 (126) 의 축방향 전방부에 대하여 축방향으로 및 반경방향으로 교합됨으로써, 각각의 슬롯 (129) 의 축방향 길이는 유지 링 (126) 을 넘어 축방향 전방으로 연장되어, 각각의 개구 (154) 의 축방향 전방부는 유지 링 (126) 의 축방향 전방에 위치되어, 배출 유체가 유지 링 (126) 의 축방향 전방 위치에서 구동 서브 (110) 아래에서 반경방향 내부로 유동하도록 한다. 유사하게, 칼라 (125) 의 축방향 전방 구역내에서 연장되는 각각의 슬롯 (130) 은 후방 단부 (166) 및 전방 단부 (167) 를 포함하며, 전방 단부 (167) 는 칼라 단부면 (131) 과 축방향으로 상호 정렬된다. 각각의 칼라 슬롯 (130) 의 축방향 길이는 각각의 구동 서브 슬롯 (129) 의 대략 축방향 길이에 대응한다. 하지만, 각각의 칼라 슬롯 (130) 의 전체 축방향 길이는 칼라 (125) 내의 각각의 개구 (153) 의 크기가 (유지 링 (126) 의 축방향 전방에 위치된) "방해받지 않는" 구동 서브 개구 (154) 의 크기보다 크도록 유지 링 (126) 의 축방향 후방에 위치된다.

칼라 (125), 유지 링 (126) 및 구동 서브 (110) 의 형상은 칼라 (125), 그 후에 유지 링 (126) 및 최종적으로 구동 서브 (110) 와 접촉하여 축방향으로 연장되는 일반적으로 도면 부호 (162) 로 표시한 원하는 유체 유동 경로를 형성하는 기능을 한다. 특히, 비트 (105) 가 축방향으로 연장될 때, 즉 배출 모드 동안 (예를 들어, 비트 (105) 가 하향 드릴링 간격 사이에서 중력하에서 하방으로 떨어질 때), 비트 숄더 (124) 는 칼라 (125) 의 축방향 후방 환형 단부 구역 (136) 으로부터 전방으로 슬라이딩하여 칼라 내부 대향 표면 (137) 에서 홈들에 의해 규정된 유체 채널들을 개방한다. 이에 따라서, 개방 유동 경로는 (피스톤 (103) 의 축방향 전방에 위치된) 축방향 전방 챔버 구역 (111b) 및 (비트 샤프트 (106) 와 칼라 (125) 사이에 반경방향으로 위치되고 유지 링 (126) 의 축방향 뒤방에 위치된) 구역 (135) 으로부터 형성된다. 이와 같이, 윤활유 함유 배출 유체는 구역 (135) 내로 도입된 후 개구 (153) 를 통하여 반경방향 외부로 그리고 링 외부 대향 표면 (134) 과 접촉하여 환형 채널 (147) 내로 배향된다. 유체 유동은 구동 서브 개구 (154) 내로 축방향 전방으로 계속되고, 여기에서 구동 서브 개구는 반경방향으로 구동 서브 (110) 와 비트 샤프트 (106) 사이의 구역안으로 반경방향 내부로 재배향되어, 비트 샤프트 (106) 와 구동 서브 (110) 각각의 대향하는 내부 대향 및 외부 대향 표면들 (127,128) 과 접촉하게 된다. 이에 따라서, 링 (126) 둘레로 반경방향 외부로 연장되는 유체 유동 경로 (162) 는 링 (126) 의 반경방향 내부 구역을 구성하여 종래의 배열체로 종래대로 유체 유동을 수용하기 위한 어떠한 요구사항을 제거한다. 이에 따라서, 링 인접면 (143) 의 이용가능한 접촉 영역은 최대화되고 비트 숄더 (124) 의 환형 인접 표면 (142) 에 대한 교합 접촉을 위한 완전한 환형 표면에 의해 규정된다. 이와 같이, 본 구성은 유지 링 (126) 에 걸쳐 반경방향으로 연장되는 원하는 유동 경로 (162) 를 통하여 비트 샤프트 (106) 와 구동 서브 (110) 의 스플라인들과 접촉하여 윤활유 함유 유체의 공급을 가능하게 한다.

도 5 내지 도 14 의 다른 실시형태들은 도 2 내지 도 4 의 제 1 실시형태를 참조하여 기술된 바와 같은 대응하는 구성품 및 특징을 공유한다. 따라서, 이러한 구성품 및 형상들은 반복되지 않는다. 도 5 내지 도 7 을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시형태는 칼라 (125) 의 내부 대향 표면 (137) 및 유지 링 (126) 의 축방향 전방 구역의 형상의 변형을 제외하고 도 2 내지 도 4 의 제 1 실시형태에 대응한다.

도 5 내지 도 7 의 실시형태에 따라서, 분할 링 (126) 은 축방향 전방 환형면 (152) 으로부터 연장되는 숄더 (146) 를 포함한다. 반경방향 외부 대향 링 숄더 (146) 는 상보적인 반경방향 내부 대향 환형 구동 서브 숄더 (168) 와 교합하도록 구성된다. 이에 따라서, 숄더들 (146, 168) 을 통해 링 (126) 은 구동 서브 (110) 의 축방향 후방 단부 아래에 적어도 부분적으로 놓이도록 상호 연결되어 해머 (100) 내의 축방향 및 반경방향 위치에 유지될 수 있다. 제 2 실시형태에 따라서, 칼라 (125) 는 또한 반경방향 내부 대향 표면 (137) 내로 리세스가공된 축방향 연장 홈들 (또는 채널들) (144) 을 포함함으로써 도 2 내지 도 4 의 실시형태와 약간 상이하게 구성된다. 홈들 (144) 은 칼라 (125) 둘레에서 원주 방향으로 이격되고 칼라 후방 단부 구역 (136) 으로부터 칼라 전방 단부면 (131) 까지 축방향으로 연장된다. 홈들 (144) 은 유동 경로 (162) 를 따라서 그리고 링 외부측 (표면 (134)) 을 통하여 각각의 개구 (153, 154) 를 통하여 유체의 축방향 전방 전달을 용이하게 하도록 구성된다. 도 6 및 도 7 은 구동 서브 내부 대향 표면 (127) 으로부터 반경방향 내부로 돌출하는 축방향 연장 스플라인들 (159) 을 상술하기 위해 드릴 비트 (105) 가 제거된 유지 조립체 (108) 를 도시한다. 스플라인들 (159) 은, 구체적으로 도시되지 않았지만, 본원에 개시된 4 개의 실시형태들 모두에 공통적이고, 드릴 비트 샤프트 (106) 로부터 반경방향 외부로 돌출하는 스플라인들 (비도시) 과 상보적인 동일한 반경방향 및 축방향 형상을 포함한다.

제 3 실시형태는 도 8 내지 도 11 을 참조하여 설명되고, 실시형태 1 및 2 와 마찬가지로, 유체 유동 경로 (162) 가 (슬롯들 (130) 에 의해 규정된) 개구 (153) 를 통하여 내부 대향 칼라 표면 (137) 과 접촉하여 배향 및 유지된 후, 유지 링 (126) 의 반경방향 외부측에서 그리고 구동 서브 (110) 의 축방향 후방 단부내에서 (슬롯들 (129) 에 의해 규정된) 대응하는 개구 (154) 를 통과한다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 본 발명은 피스톤 (103) 및 드릴 비트 (105) 의 상이한 배열체와 함께 사용하기에 적합하다. 예를 들어, 드릴 비트 (105) 는 왕복운동하는 피스톤 (103) 과 교합하도록 축방향 후방 단부에 풋 밸브를 포함할 필요는 없다. 위치결정 칼라 (125) 는 제 1 실시형태와 일치하는 균일한 내경을 가진 매끄러운 내부 대향 표면을 포함한다. 하지만, 환형 단부면 (131) 은 슬롯 (130) 이 없고 일반적으로 원형이다. 단부면 (131) 은 유지 링 (126) 의 후방면 (151) 에 인접하도록 구성된다. 링 (126) 은, 제 2 실시형태와 마찬가지로, 축방향 전방 단차 섹션 (146) 을 포함하여, 축방향 최전방 반경방향 내부 부분 (145) 은 구동 서브 (110) 의 후방 축방향 단부와 반경방향 내부에 그리고 축방향으로 중첩되어 위치된다. 링 단차 섹션 (146) 은 구동 서브 후방 단부면 (110b) 과 인접하도록 반경방향으로 연장되는 환형 인접면 (150) 을 제공한다. 링 (126) 은, 본원에 개시된 모든 실시형태들과 마찬가지로, 분할 링이고 구동 서브 (110) 에 의한 중첩 접촉에 의해 축방향 및 반경방향 위치에 유지된다.

배출 유체의 관통 유동을 위한 개구 (153) 를 제공하기 위해, 유지 링 (126) 은 링 (126) 의 반경방향 전두께 (full thickness) 로 그리고 후방 대향 단부면 (151) 으로부터 링 본체 내로 축방향으로 연장되는 슬롯들 (149) 을 포함한다. 슬롯들 (149) 은 단부면 (151) 과 인접면 (150) 사이의 대략 중간 축방향 길이 위치까지 연장된다. 각각의 슬롯 (149) 은 외부 대향 링 표면 (134) 내로 리세스가공된 각각의 홈 (160) 에 의해 축방향으로 종료된다. 본원에 개시된 모든 실시형태들에 공통적으로, 구동 서브 (110) 는 후방 단부면 (110b) 으로부터 축방향으로 연장되는 슬롯들 (129) 을 포함한다. 각각의 링 홈 (160) 의 원주방향의 폭은 각각의 구동 서브 슬롯 (129) 의 원주방향의 대응 폭과 동일하다. 슬롯들 (149, 129) 은, 전술한 바와 같이, 유지 조립체 (108) 의 반경방향 내부 및 외부 구역들 사이에 각각의 개구 (153, 154) 를 규정한다. 제 3 실시형태에 따라서, 유지 링 외부 표면 (134) 은 일반적으로 칼라 외부 대향 표면 (138) 및 대응하는 구동 서브 외부 대향 표면 (165) 과 상호 정렬된다. 이와 같이, 유체가 유동하고 유지 링 외부 표면 (134) 을 통과할 때 분배될 수 있는 환형 채널 (147) 이 없다. 이는 원하는 축방향 전방 유체 유동 경로 (162) 를 형성하기 위해 구동 서브 슬롯들 (129) 과 유지 링 슬롯들 (149) (및 홈들 (160)) 의 (원주 방향으로) 정렬을 필요로 한다. 이에 따라서, 구동 서브 (110) 는 단부면 (110b) 으로부터 축방향 후방으로 돌출하는 축방향 연장 핑거 (161) 를 포함한다. 핑거 (161) 는 유지 링 홈 (160) 중 하나 내에 놓이도록 치수결정되고 구동 서브 (110) 와 유지 링 (126) 의 독립적인 회전을 방지한다.

제 4 실시형태는 도 12 내지 도 14 를 참조하여 설명되며, 도 2 내지 도 4 의 제 1 실시형태에 대응하여 일치하는 구동 서브 (110) 및 유지 링 (126) 을 포함한다. 하지만, 조립체는 전술한 바와 같이 내부 대향 칼라 표면 (137) 아래가 아닌 반경 방향 외부 대향 칼라 표면 (138) 에 걸쳐 유체 유동 경로 (162) 를 형성하도록 다르게 구성된다. 도 14 에 도시된 바와 같은 유체 유동 경로 (162) 를 링 외부 대향 표면 (134) 및 구동 서브 개구 (154) 내로 용이하게 하기 위해, 칼라 (125) 는 이 칼라 (125) 둘레에 원주 방향으로 이격된 한 세트의 축방향 연장 홈들 (157) 을 포함한다. 각각의 홈 (157) 은, 칼라 (125) 가 캐스텔된 단면 프로파일을 포함하도록 축방향으로 연장된 융기부들 (158) 에 의해 (원주 방향으로) 분리되고 규정되는 것으로 간주될 수 있다. 홈들 (157) 과 융기부들 (158) 은 칼라 환형 단부면 (131) 이전에 짧은 축방향 거리로 종료한다. 이에 따라서, 칼라 (125) 는 단부면 (131) 으로부터 축방향 후방으로 바로 연장되는 외부 대향 표면 (138) 에서 환형 채널 (170) 을 포함한다. 단부면 (131) 이 링 후방면 (151) 에 대하여 인접할 때, 칼라 융기부들 (158) 및 홈들 (157) 은 구동 서브 단부면 (110b) 으로부터 축방향으로 분리되어 환형 분배 유동 채널 (147) 을 형성한다. 제 4 실시형태에 따라서, 유지 링 (126) 은 링 후방 단부면 (151) 과 구동 서브 단부면 (110b) 이 상호 정렬되도록 구동 서브 (110) 의 후방 단부 내에 완전히 수용된다. 따라서, 유지 링 외부 표면 (134) 은 각각의 구동 서브 슬롯 (129) (이전에 설명된 바와 같이) 의 구역에 노출되고, 각각의 구동 서브 슬롯 (129) 은 개구 (154) 의 일부가 유지 링 (126) 의 축방향 전방으로 연장되도록 유지 링 (126) 을 넘어 축방향으로 연장된다. 제 4 실시형태에 따라서, 유체 유동은 홈들 (157) 및 칼라 후방 단부면 (132) 을 통하여 칼라 (125) 에 걸쳐서 외부로 배향된다. 그 후, 유체는 환형 채널 (147) 에 진입하고 유지 링 외부 표면 (134) 에 걸쳐 구동 서브 슬롯들 (129) 내로 축방향 전방으로 계속된다. 그 후, 유체 유동은 원하는 배출 및 윤활을 제공하도록 스플라인들 (159) 과 접촉하도록 (개구부 (154) 의 축방향 전방 구역에서) 반경방향 내부로 배향된다.

Claims (15)

1. 해머 배열체에서 드릴 비트 (105) 를 해제가능하게 유지하도록 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체 (108) 로서,
   후방 단부 및 상기 드릴 비트 (105) 의 반경방향 외부로 돌출하는 스플라인들과 교합 (mate) 하도록 반경방향 내부로 돌출하는 스플라인들 (159) 이 제공된 반경방향 내부 대향 표면 (127) 을 가진 환형의 구동 서브 (110),
   상기 구동 서브 (110) 의 후방 단부와 접촉하여 장착가능한 유지 링 (126) 으로서, 상기 드릴 비트 (105) 로부터 반경방향 외부로 돌출하는 숄더 (124) 와 반경방향으로 중첩하고 상기 숄더와 인접하게 되도록 축방향 후방 대향 인접면 (143) 및 반경방향 내부 대향 표면 (133) 과 반경방향 외부 대향 표면 (134) 을 가진, 상기 유지 링 (126) 을 포함하고,
   상기 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체는, 상기 구동 서브 (110) 및 상기 유지 링 (126) 의 적어도 일부에 의해 규정되는 적어도 하나의 통로 (129) 를 포함하고,
   상기 통로 (129) 는, 상기 유지 링 (126) 의 상기 외부 대향 표면 (134) 에 걸쳐 그리고 상기 구동 서브 (110) 의 상기 스플라인들 (159) 로 유체 전달을 위한 유체 연통 경로를 제공하기 위해서, 상기 유지 링 (126) 의 상기 외부 대향 표면 (134) 과 유체 연통하는 후방 단부 (164) 및 상기 구동 서브 (110) 의 상기 내부 대향 표면 (127) 과 유체 연통하는 전방 단부 (163) 를 가지는 것을 특징으로 하는, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 통로 (129) 는 상기 구동 서브 (110) 의 후방 단부에 형성되며, 외부 대향 표면 (165) 및 상기 내부 대향 표면 (127) 사이에서 상기 구동 서브 (110) 의 반경방향 두께를 통하여 연장되는 슬롯인, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 유지 링 (126) 및 상기 구동 서브 (110) 는 상기 구동 서브 (110) 가 축방향으로 중첩되고 그리고 상기 유지 링 (126) 의 적어도 일부를 반경방향으로 둘러싸도록 위치결정될 수 있도록 구성되는, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 유지 링 (126) 의 환형 길이 둘레의 원주 방향으로, 상기 유지 링 (126) 은 균일한 내경을 포함하는, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동 서브 (110) 는 상기 유지 링 (126) 과 교합하도록 상기 후방 단부에 제공되는 환형 숄더 (168) 를 포함하는, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 유지 링 (126) 은 상기 구동 서브 (110) 의 환형 숄더 (168) 와 교합하도록 환형 숄더 (146) 를 포함하는, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
7. 제 3 항에 있어서,
   상기 통로 (129) 는 상기 구동 서브 (110) 및 상기 유지 링 (126) 의 축방향 중첩 구역을 넘어서 상기 구동 서브 (110) 를 따라 축방향으로 연장되는, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동 서브 (110) 는, 상기 통로 (129) 가 상기 유지 링 (126) 의 상기 외부 대향 표면 (134) 에서부터 상기 스플라인들 (159) 까지 유체 연통 경로만을 제공하도록, 상기 유지 링 (126) 과 유밀하게 (fluid tight) 접촉하여 장착가능한, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 유지 링 (126) 의 환형 길이 둘레의 원주 방향으로, 상기 유지 링 (126) 은 균일한 외경을 포함하는, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지 링 (126) 은 상기 유지 링 (126) 의 구역에서 상기 유체 연통 경로를 추가로 규정하기 위해 상기 외부 대향 표면 (134) 에 적어도 하나의 만입부를 포함하는, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유지 링 (126) 의 만입부는 상기 내부 대향 표면 (133) 및 상기 외부 대향 표면 (134) 사이에서 상기 유지 링 (126) 의 반경방향 두께를 통하여 연장되는 슬롯 (149) 이고 그리고/또는 상기 유지 링 (126) 의 상기 외부 대향 표면 (134) 에 대한 유체 연통 경로의 일부를 규정하도록 상기 유지 링 (126) 의 적어도 일부를 따라서 축방향으로 연장되는 홈 (160) 인, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 드릴 비트 (105) 의 축방향 후방부에 걸쳐 장착가능한 내부 대향 표면 (137) 을 가지고 그리고 상기 유지 링 (126) 의 적어도 일부와 접촉하는 축방향 전방 단부를 가지는 위치결정 칼라 (125) 를 더 포함하는, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 위치결정 칼라 (125) 는 상기 유지 링 (126) 의 상기 외부 대향 표면 (134) 에 대한 상기 유체 연통 경로의 일부를 추가로 규정하도록 상기 전방 단부로부터 축방향으로 연장되는 적어도 하나의 만입부를 포함하는, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 만입부는 반경방향 외부 대향 표면 (138) 과 반경방향 내부 대향 표면 (137) 사이에서 상기 위치결정 칼라 (125) 의 두께를 통하여 반경방향으로 연장되는 슬롯 (130) 이고 그리고/또는 상기 만입부는 상기 위치결정 칼라 (125) 의 외부 대향 표면 (138) 에 형성되는 축방향으로 연장되는 홈 (157) 인, 다운-더-홀 해머 드릴 비트 유지 조립체.
15. 타격식 착암용 드릴링 장치로서,
    드릴 스트링의 일 단부에 장착가능한 해머 배열체 (100) 로서, 축방향으로 이동가능한 피스톤 (103) 을 포함하는, 상기 해머 배열체 (100),
    상기 해머 배열체 (100) 내에 적어도 부분적으로 장착되는 드릴 비트 (105), 및
    상기 해머 배열체 (100) 에서 상기 드릴 비트 (105) 를 해제가능하게 유지하도록 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 유지 조립체 (108) 를 포함하는, 타격식 착암용 드릴링 장치.

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