[发明专利]地下钻探装置

说明书

本申请是于2011年11月9日提交的PCT国际专利申请，其对于除美国之外的所有国家以美国国有公司Vermeer Manufacturing Company为申请人，仅对于美国以美国公民Randy R.Runquist和Keith A.Hoelting为申请人，并且要求2010年11月12日提交的第61/413,058号美国临时专利申请和2011年9月28日提交的第13/247,327号美国专利申请的优先权，上述文件的全文被结合于此作为参考。

技术领域

本发明大致涉及一种地下钻探设备。更特别地，本发明涉及一种钻头和适于安装在钻柱的端部处的探头外壳。

背景技术

地下钻探系统通常使用旋转钻具以在地下形成钻孔。旋转钻具通常被安装在钻柱(drill string)的末端处，钻柱包括首尾相接串起来的多个钻杆(例如，钻管)。钻柱将来自最近的驱动机构(例如，地上驱动机构)的推进力和扭矩传递给旋转钻具。通过这种方式，钻柱用于使旋转钻具围绕钻柱的纵轴线旋转，并同时用于在朝向远端的方向上向旋转钻具的施加推进力。钻杆逐步地增加到钻柱上，以增加钻孔的长度。对于特定的应用，旋转钻具包括允许操控该旋转钻具以控制钻孔方向的结构(例如倾斜的/带角度的面)。探头可被设置在旋转钻具附近，用于监控旋转钻具的工作参数，例如倾斜和旋转定向(即，绕圈或时钟位置)。探头同样可与其他装置一同工作，以允许确定钻具的地理位置。探头通常与用于控制旋转钻具行进方向的控制系统接合。一种包括钻头的示例性的钻探系统被公开于第7,172,035号美国专利中，其全文被结合于此作为参考。

发明内容

本发明的特定方面涉及用于将旋转刀具连接到例如探头外壳的驱动部件的技术和装置。

各种其他方面也将在下文中加以阐述。这些方面涉及各个独立的特征及特征组合。应当理解，前文的总体描述和下文的详细描述都只是示例性和说明性的，对于本发明所公开的实施例所基于的宽泛的思想不具有限定作用。

附图说明

图1是根据本发明原理的探头外壳和旋转刀具的分解透视图；

图2是图1所示的探头外壳与旋转刀具彼此连接的侧视图；

图3是沿图2中的线3-3截取的横截面视图；

图4是图3的横截面视图，其中旋转刀具与探头外壳分离；

图5是沿图2中的线5-5截取的横截面视图；

图6是图1的探头外壳和旋转刀具的俯视图，其中旋转刀具被连接到探头外壳；

图7是沿图6中的线7-7截取的横截面视图；

图8是图1中的探头外壳的俯视图；

图9是沿图8中的线9-9截取的横截面视图；

图10是图1中旋转刀具的侧视图；

图11是图9中的旋转刀具的远端视图；

图12是图9中的旋转刀具的仰视图；

图13是图9中的旋转刀具的近端视图；

图14是可与图1中的旋转刀具互换的另一个旋转刀具；

图15是可与图1中的旋转刀具互换的又一个旋转刀具；

图16是可与图1中的旋转刀具互换的产品拉孔组件；

图17是可与图1中的旋转刀具互换的后铰刀与产品拉孔组件的组合；

图18是可与图1中的旋转刀具互换的后铰刀组件；

图19是根据本发明原理的可替换的探头外壳与旋转刀具的俯视图；

图20是沿图19中的线20-20截取的横截面视图，其示出了用于将旋转刀具连接到探头外壳的舌和槽结构；

图21是用于将旋转刀具连接到探头外壳的另一种舌和槽结构的横截面视图；

图22示出了用于将旋转刀具连接到探头外壳的又一种舌和槽结构；

图23是安装在图1中的探头外壳和旋转刀具的销中的止回阀的横截面视图；

图24是安装在图1中的探头外壳中的止回阀的横截面视图；

图25是安装在图1中的旋转刀具中的止回阀的横截面视图；

图26是根据本发明原理的探头外壳和旋转刀具的另一分解透视图；

图27示出了图26的探头外壳的远端；

图28是沿图27中的线28-28截取的横截面视图；以及

图29是图26中的探头外壳的远端的横截面视图，其中旋转刀具已与探头外壳分离。

具体实施方式