[发明专利]用于冲击钻机工具的钻头组件

说明书

本发明涉及一种用于流体操作的冲击钻机工具的钻头组件，包括冲击钻头，冲击钻头具有头部和钻头保持部。接合装置设置在头部上，可与驱动环上的互补接合装置接合，由此来自驱动环的旋转驱动可传递到冲击钻头。该组件还包括适于与冲击钻头的钻头保持部接合的钻头保持装置，以将冲击钻头保持在钻头组件中。驱动环上的连接装置适于将驱动环连接到流体操作的冲击钻机工具的驱动装置。根据第一方面，驱动环包括多个可分离的局部环形驱动爪段，其中钻头保持装置设置在驱动爪段中至少两个上。根据第二方面，钻头的头部包括主体和与其接合的多个钻头刀片，并且其中接合装置由钻头刀片提供。

技术领域

本发明涉及钻头的驱动布置，尤其涉及大直径流体操作的冲击钻机工具中钻头的驱动布置。

背景技术

常规的潜孔锤和流体操作的冲击钻机工具通常包括外缸或外部耐磨套筒，在该外缸或外部耐磨套筒内安装有内缸，该内缸又与后头部组件接合。滑动往复活塞与内缸和后头部组件合作，使得当压力流体通过后头部组件供应时，活塞对保持在外部耐磨套筒上的驱动卡盘内的钻头产生冲击作用。

钻头通常形成有轴向延伸的柄部。柄部上的轴向延伸的花键可滑动地与形成在驱动卡盘内部的互补花键接合，以将旋转驱动从驱动卡盘传递到钻头柄部。钻头保持装置，例如钻头保持环，与钻头柄部上端的凸肩接合，以将钻头保持在钻头组件中。

对于大型钻头，如直径约为1.5米的钻头，钻头柄部和钻头头部的组合重量可超过5000千克。这种大型钻头生产成本高，其重量会导致钻进速度和效率降低。减轻钻头重量的一种方法是减小钻头柄部的长度。然而，在这种常规布置中，减小钻头柄部的长度是困难的，因为柄部的长度与卡盘的长度有关，卡盘必须具有足够的长度以在其上端包括螺纹部分，用于与耐磨套筒接合，并且具有足够的花键长度以有效地传递旋转驱动。

因此，希望提供一种用于钻头，特别是大直径钻头的驱动组件，其允许减小钻头柄的长度或消除钻头柄部。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于流体操作的冲击钻机工具的钻头组件，包括：

冲击钻头，冲击钻头具有头部和钻头保持部；

头部上的接合装置，接合装置可与驱动环上的互补接合装置接合，由此来自驱动环的旋转驱动可被传递到冲击钻头；

钻头保持装置，钻头保持装置适于与冲击钻头的钻头保持部接合，以将冲击钻头保持在钻头组件中；以及

驱动环上的连接装置，连接装置适于将驱动环连接到流体操作的冲击钻机工具的驱动装置上；

其中，驱动环包括多个可分离的局部环形驱动爪段，并且其中，钻头保持装置设置在驱动爪段中的至少两个驱动爪段上。

这种布置的优点是，因为接合装置设置在钻头的头部，所以钻头的长度可以减小，从而减小钻头的总重量，使得能够更快和更高效地钻进。例如，对于直径为1.5米的钻头，重量可以减少到大约3000千克。此外，因为驱动环设置为多个驱动爪段，这些驱动爪段可以围绕钻头组装，所以钻头保持装置可以由驱动爪段本身提供，从而消除了对单独的钻头保持环的需要。

用于与钻头头部上的接合装置接合的互补接合装置可以设置在驱动环的前端。用于与钻头头部上的接合装置接合的互补接合装置可以设置在驱动爪段中至少两个上。这些可以是上面设置钻头保持装置的相同的两个驱动爪段，或者是两个不同的爪段。