[发明专利]潜孔钻机的改进

说明书

潜孔钻机是一般人已知的技术。其中一种这样的钻机在美国4，084，646号专利中被介绍和叙述过，该专利是授予埃瓦尔德·H·库尔特，并且已转让给英格索尔-兰德公司的。那项专利的说明书和附图，被作为本发明在其上应用的基础钻机和相似钻机的说明参考资料。

本发明的目的是增加冲击活塞前端的有效容积，而不增加钻机的直径。

本发明的另外目的是减小潜孔钻机的冲击活塞承受的背压，以便改进钻机深孔工作效率。

本发明还有另一目的是提供一种冲击活塞，它有直径缩小部分形成了压力流体的存储腔室，它同活塞一起运动，而不会使活塞偏离其运行方向。

本发明的另一目的是提供一种潜孔钻机，在深孔作业经受较高的背压时增加工作效率，而不增加钻机的直径。

这些目的和其他目的是由一种无阀的冲击式钻机实现的，它包括有：

套管;位于套管后端用来将钻机同钻杆组和压力流体供应源连结的后机头;一个位于套管内接近套管的后端的分流器;一个安置在套管的前端，在套管内分流器和冲击件之间形成一腔室的冲击件，该腔室的后端接近分流器，而前端接近冲击件;一个安置在腔室内而接近腔室的后端的套筒;一个在套管和套筒之间形成的将压力流体供应源与腔室连通的第一压力流体通道;一个安置在腔室内，并在其内作轴向往复运动，实施打击于冲击件上面的活塞;活塞在靠近腔室的后端和套筒是滑动接触的，而在靠近腔室的前端活塞是和套管滑动接触的;一个连续施加压力流体至活塞后端的选定部分，因而提供连续的驱动力于活塞上，使之接近腔室前端的装置;一个用于交替地供应和排放压力流体至接近腔室后端的活塞一测的选定部分和接近腔室前端的活塞另一侧的选定部分，因而使活塞往复运动的装置;上述用于交替地供应和排放压力流体至活塞的后端的装置，它包括一个从第一压力流体通道沿套筒里面和活塞外面延伸的第二压力流体通道。

改进之处包括了：

一个用于在活塞的一部分内储存附加的压力流体以向前端扩散的装置，以及一个将储存附加的压力流体的装置与第一压力流体通道连通的装置。

图1是根据现有技术的气动潜孔岩石钻机中央部分的纵向剖视图。

图2是根据本发明的气动潜孔岩石钻机中央部分的纵向剖视图。

图3是图1中现有技术的岩石钻机按3-3剖面得到的横切剖视图。

图4是根据现有技术的岩石钻机按4-4剖面得到的横切剖视图。

图5是根据本发明的岩石钻机按5-5剖面得到的横切剖视图。

图6是根据本发明的岩石钻机按6-6剖面得到的横切剖视图。

图纸中凡与美国专利第4，048，646号相同的部件其标号都是相同的，以便容易鉴别和进行比较。然而，为了了解本发明，有必要知道，由压缩气体驱动的通用潜孔钻机和类似的往复锤击装置，会有压力流体进入活塞的前面空间内，当活塞处于向下行程时它将限制活塞的运动。假如这种现象出现在活塞进行冲击之前，正如作为参考的专利中发生的现象，这将减小可取得的最大冲击力。

在作为参考的无阀钻机中，一些重迭的或早先导入至活塞前面空间的压力流体，是有效操作循环所要求的，而本发明提出了减小冲击前的限制作用。能够完成这个任务的一种方法是，有效地增加同冲击活塞的前面空间有关的容积。由于这个容积必须加以压缩，这就需要更大流量的压力流体来实现相同的背压。由于压力流体的流动在某种程度上受到潜孔钻机设计结构的限制，这就导致活塞下面达到全压时产生有效的时间延迟。这种延迟导致活塞冲击力增加，而同时保留循环操作所需求的重迭压力流体。上面所谈到的特别有益于深孔作业，因其排放背压是实际存在的，而且因此已使活塞前面空间气体压力相对高些。

图1的岩石钻机纵向剖面图显示了根据美国专利4，048，646号的潜孔气动钻机的相关部件。

简要地说，在这种气动钻机中压缩空气流过套筒50内的钻口63，进入套筒50外侧和套管6内侧之间的环状通道52。