[发明专利]钻柄上具有负载传感器的钻头

权利要求书

1.一种钻头，包括：

钻头本体，其具有切削部、连接到所述切削部的钻柄以及颈部；

与所述钻柄的表面接触的感测元件；以及

长度可变机构，其包括与所述感测元件接触以将所述感测元件固定至所述钻柄的表面的安装块；以及

在所述感测元件上的至少一个传感器，其中所述至少一个传感器响应于所述感测元件的弯矩和感测元件上的钻压这二者中的一个提供信号。

2.根据权利要求1所述的钻头，其中所述感测元件的端部固定到所述钻柄的表面，其中所述端部之间的部分能够由于施加到所述感测元件的力而弯曲。

3.根据权利要求1所述的钻头，其中所述至少一个传感器包括沿着所述感测元件的纵向轴线安装的多个第一传感器，它们提供与感测元件上的扭矩相对应的信号。

4.根据权利要求3所述的钻头，还包括安装在所述感测元件上的多个第二传感器，它们基本不受所述感测元件上的负载的影响，它们提供与所述感测元件的温度相关的信号。

5.根据权利要求1所述的钻头，其中所述至少一个传感器包括在第一位置安装于所述感测元件上的至少一对第一传感器和与所述至少一对第一传感器间隔开地安装在所述感测元件上的至少一对第二传感器以提供用于确定钻压的测量结果。

6.根据权利要求1所述的钻头，还包括控制器，其用于处理来自于所述至少一个传感器的信号以用于确定钻压和钻头扭矩这二者中的一个。

7.根据权利要求1所述的钻头，其中所述感测元件和所述至少一个传感器牢固地放置在成型于钻柄外表面上的腔体中。

8.根据权利要求7所述的钻头，还包括放置在所述腔体上的密封构件以将所述至少一个传感器相对于外部环境密封。

9.根据权利要求8所述的钻头，还包括位于所述密封构件内部的压力传感器和温度传感器中的至少一个。

10.一种钻头，包括：

切削部、钻柄以及颈部；

固定在钻柄表面上的腔体中的传感器组件，其中所述传感器组件包括：第一纵向感测元件，其端部固定到钻柄的表面上并且具有能够弯曲的中间段；以及多个第一传感器，所述多个第一传感器提供与所述感测元件的弯矩相对应的信号；以及

长度可变机构，其包括与所述传感器组件接触以将所述传感器组件固定至所述钻柄的表面的安装块。

11.根据权利要求10所述的钻头，还包括多个第二传感器，它们提供与感测元件的温度相关的测量结果。

12.根据权利要求10所述的钻头，其中所述传感器组件还包括第二感测元件，该第二感测元件具有多个第二传感器，所述多个第二传感器用于提供与施加在感测元件上的钻压相对应的信号。

13.根据权利要求12所述的钻头，其中所述第一纵向感测元件和第二感测元件通过所述长度可变机构间隔地固定在所述腔体中。

14.根据权利要求13所述的钻头，还包括控制器，所述控制器根据由所述多个第一传感器和多个第二传感器中的一个提供的信号来确定钻压、扭矩中的一个或者两个。

15.一种钻进装置，包括：

钻进组件；

连接到钻进组件端部的钻头，其中所述钻头包括：

切削部以及连接到所述切削部的钻柄；以及

与所述钻柄表面接触的感测元件；以及

长度可变机构，其包括与所述感测元件接触以将所述感测元件固定至所述钻柄的表面的安装块；以及

在所述感测元件上的至少一个传感器，其中所述至少一个传感器响应于所述感测元件的弯矩和感测元件上的钻压这两者中的一个提供信号。