[发明专利]缓冲冲击的组件

说明书

本发明一般涉及深孔钻机的缓冲冲击和减振的装置，更具体的说，涉及采用潜孔锤击式钻机在工作时用来吸收轴向力和扭力的缓冲冲击的组件。

在各种类型的钻孔工作过程中，钻头都是一面旋转一面在压力下被迫向下运动，以便贯穿地层。这种钻孔工作要求对钻头施加相当大的向下的力，和相当大的扭矩。

例子之一是通常的旋转式深孔钻机，它包括一台巨大的钻机机架，上面装有旋转驱动机构。通常，上述钻机的旋转驱动装置能够沿着要钻的地层正上方的基本垂直的轴线升降。此外，在旋转驱动装置上连接着一段或者一组钻杆，沿着基本上垂直的方向从驱动装置向下延伸。在钻杆的下端固定着一个钻头。钻机的旋转驱动头驱动钻杆和钻头以所要求的速度旋转。然后，旋转驱动装置与钻杆和钻头一起向下降，使钻头与要钻进的地层表面接触。然后继续向旋转的钻杆和钻头施加向下的压力，迫使钻头向下切入地层。在钻孔工作进行的过程中，强迫空气通过驱动头的内部，通过钻杆和钻头，把切屑吹出钻孔，保持清洁的工作表面，以便于钻头在上面工作。

当钻孔的深度足够容纳第一段钻杆时，就把钻机的旋转驱动装置从钻杆上卸开，并提升到原来的高度。然后把第二段钻杆连接在旋转驱动装置和第一段钻杆之间。然后再开动旋转驱动装置，继续钻孔工作。如此重复上述程序，直到钻孔达到所需要的深度。

为了消除钻孔设备受到的振动和冲击，采取了各种各样的装置来抑制和缓冲旋转钻机在工作过程中的振动和冲击。这种装置通常包括一个连接在钻机的旋转驱动头和钻杆之间的缓冲冲击的装置。在有些例子中，这种缓冲冲击的装置具有用来吸收振动和缓冲冲击的弹性材料，以便消耗掉伴随着钻孔工作产生的不希望有的能量。

在美国专利文献US 3,746,330和US 3,947,009中，公开了一种装设在旋转式钻机的一组管状钻杆的驱动轴和从动轴之间的弹性联轴节。在一组轴向隔开距离的，围绕着驱动轴和从动轴的驱动板、从动板和压力板之间，夹着一组弹性盘。由从动板上伸出来的凸销伸进弹性盘内，而在驱动板和压力板之间有紧固装置，用来把弹性盘夹紧在一起，并且和凸销与夹紧装置成为一个整体。

美国专利文献US 4,109,488中公开了一种用在旋转式深孔钻机上的缓冲冲击的旋转驱动联轴节。这种联轴节有两块平行的水平板。其中的一块板与旋转驱动装置连接，而另一块从动板则与钻杆连接。这种联轴节还有一块粘结在这两块板中间的弹性构件。通过整套联轴节的中心有一个孔，以便通过钻杆用压力把空气和液体供应给钻头。

在有些现有技术的装置中，用迫使驱动板和从动板更紧地靠在一起来吸收轴向振动。例如，老式的“德立尔科”(DRILCO)缓冲器的特征是靠一个内部活塞的作用。1986年2月18日公布的美国专利文献US 4,571,215也是迫使驱动板和从动板更紧地靠在一起的。在这一类设计中，在两块板之间的弹性垫板被压缩，使得垫板把振动的能量变成热能消耗掉。另外一些现有技术中的装置完全不能吸收扭转振动，即旋转振动，因为事实上它们受到刚性构件的限制。当受到扭转振动时，弹性垫板就受到了剪切力。经过一段时间，或者由于大的扭转应力，弹性垫板常常损坏。结果，这种装置在很短的时间内就磨损了，因而必须经常修理或者更换。这些因素大大增加了钻孔工作的成本。