[发明专利]用于镗头的刀具

说明书

一种用于镗头(106)的刀具100，该刀具(100)具有轴(102)，轴(102)可安装在鞍座(104)处。辊体(101)经由轴承(401、402)围绕轴(102)可旋转地安装，所述轴承(401、402)被容纳在径向位于轴和辊体之间的空腔(219)处。润滑流体构造用以经由第一通道和第二通道(201、202)在轴(102)内内部地流动。伸长的溢流腔室(203)设置成与所述通道流体连通，以从空腔(219)接收热膨胀的润滑流体。

发明领域

本发明涉及一种用于镗头的刀具，并且特别地，尽管不是专门地，涉及一种具有位于刀具的轴内的润滑剂溢流腔室以接收热膨胀的润滑流体的刀具。

背景技术

可旋转地面镗孔设备通常包括安装在镗头处的一排刀具(或铰孔头)。取决于镗头处的刀具的数目、尺寸和构造，该设备可构造用于导向钻孔、反井钻井(raise boring)、盲钻井(blind boring)、水平钻井或向下镗孔应用。

常规地，外切割辊体可旋转地安装在轴(或轴颈)上，该轴(或轴颈)又可移除地安装在固定到镗头的鞍座处。在轴和辊体之间限定有环形空腔，其中安装了轴承，以允许辊体相对于轴旋转并且经由分布在辊体的面向外表面上的切割元件来切割岩石。密封件设置在空腔处，以将润滑流体(通常润滑脂)保留在空腔内并且与轴承接触。在US4,509,607、US2006/0249311、US5,363,930和WO95/08692中描述了示例镗头安装的刀具。

为了避免过早的部件磨损和优化切割，重要的是轴承在使用期间被持续润滑。这是因为随着刀具镗入岩石，刀具受到重加载力和由辊体相对于轴的旋转产生的高温以及摩擦接触。由于发热，润滑流体膨胀并且轴承空腔内的内部压力升高，这又显着增大了刀具内部压力。因此，并不罕见空腔密封件失效，从而导致来自轴承的润滑脂的损失，以及刀具的使用寿命的对应减少。

US5,636,930和US4,509,607公开了弹性体压力补偿器，其在内部安装在轴内或轴承空腔的区域处，以充当润滑剂储存器，用以接收热膨胀的润滑剂并减轻轴承密封件上的压力，以试图避免密封件失效。然而，由于许多原因，使用弹性体流体储存器是不利的。首先，弹性体必须插入刀具内的其内部安装位置，这引入了额外的组装步骤，并增加了刀具部件的复杂性。在使用后切割机已经冷却后，弹性体保留一定体积的润滑剂，使得耗尽的体积返回至轴承。随着引入更多的润滑剂以补偿该保留，最终弹性体变得饱和，并且其接收膨胀润滑剂的容量降低。此外，刀具内的弹性体的具体定位未被优化以便于首先引入润滑剂，并且其次随着刀具温度升高和降低，润滑剂能够在轴承空腔和热膨胀储存器之间容易地流动。因此，需要的是解决上述问题的刀具。

发明内容

本发明的目的是提供用于镗头的刀具，该刀具具有轴承润滑剂溢流腔室，溢流腔室便于将润滑剂引入到刀具中和润滑剂在轴承空腔和溢流腔室之间的不受限制的流动两者。进一步具体目的是提供用于轴承润滑剂的溢流腔室，溢流腔室通过接收热膨胀的润滑剂，同时确保一旦刀具(和润滑流体)冷却而将整个体积的膨胀的润滑剂返回到轴承空腔来有效地保护轴承密封件。

进一步具体目的是提供具有润滑剂溢流腔室的刀具，其方便制造并且不损害刀具的强度，以耐受在使用期间遇到的显着加载力。又进一步的目的是提供一种刀具，其与各种各样不同类型和等级的润滑剂兼容使用，同时也与不同构造的辊体和切削刀片兼容使用，以便提供适合于导向钻井、升高、盲钻、水平或向下镗孔的刀具。

所述目的是通过提供以下刀具来实现的，该刀具具有辊体(安装多个切削刀片)，辊体可旋转地安装在轴(或轴颈)上，轴(或轴颈)包括内部润滑流体溢流腔室，以接收在使用期间刀具和润滑剂被加热时的热膨胀润滑剂。