[发明专利]在多种混合条件下进行定向钻孔的方法和装置

权利要求书

1.一种在可压缩土壤中使用的水平定向的钻孔机，所述钻孔机具有钻杆组和钻头，所述钻杆组的近端连接定向钻孔机，所述钻头连接所述钻杆组的远端，所述钻头包括：

钻刀头，所述钻刀头通常适于钻穿岩石并具有钻穿岩石的结构；

检测所述钻刀头角度方位的检测装置，提供对应所述方位而产生的信号；

偏移连接件，所述偏移连接件的第一端连接所述钻杆组，所述偏移连接件的第二端连接所述钻刀头，所述偏移连接件偏离所述钻杆组的纵轴，其中，响应所述产生的信号对所述偏移连接件定方位以控制所述钻刀头的方向，其中偏移连接件形成所述钻杆组的外壳；

流体驱动的锤，所述锤构造成撞击钻刀头，

其中所述钻刀头进一步包括适于控制所述钻刀头方向的有效转向几何形状，以及

所述钻刀头如此安装以便所述钻刀头在使用的过程中相对于所述偏移连接件不转动，其中所述钻头还包括在该检测装置的相对两端的吸振件。

2.如权利要求1所述的钻孔机，其中所述锤由液体驱动。

3.如权利要求1所述的钻孔机，其中所述有效转向几何形状是由远离钻杆组纵轴的最外点径向向外偏移的并且其上设有一个或多个面向前方的计量切削齿的计量器柱，所述一个或多个计量切削齿适于切过小于所述钻刀头一整转限定的角度。

4.一种采用水平钻孔机并控制所述钻孔机的钻头方向而在介质中进行钻孔的方法，包括：

推动位于钻杆组前端的所述钻头穿过介质，同时用流体驱动的锤撞击位于所述钻头远端的钻刀头，其中所述钻刀头包括适于控制所述钻头方向的有效转向几何形状；

采用检测装置定期检测所述钻刀头的角度方位，所述检测装置用于探测设置在钻头上的钻刀头的角度方位；以及

通过以下方式控制钻头方向：

(a)如果钻入可压缩土壤，在通过推动所述钻杆组进行钻孔的过程中改变方向，使得所述钻头沿偏移连接件的方向偏离，所述偏移连接件由所述钻杆组纵轴的中心线偏移一角度，并且不旋转所述钻杆组；或者

(b)如果钻入岩石，则用所述锤撞击所述钻刀头，使得所述钻刀头沿所述有效转向几何形状的方向偏离。

5.如权利要求4所述的方法，进一步包括：

如果钻入可压缩土壤，在通过推动所述钻杆组进行钻孔过程中改变方向，使得所述钻头沿所述偏移连接件的方向偏离，并用所述锤撞击所述钻刀头并且不旋转钻杆组。

6.如权利要求4所述的方法，进一步包括确定所述钻头钻入了可压缩土壤还是岩石。

7.如权利要求4所述的方法，进一步包括确定是否起动所述锤。