以前公知的钻机包括一个中心导向孔钻头(pilot drill bit)，一个铰孔钻 (reamer)和一个引导所述钻机的引导体(guide body)以及相互相对的钻管， 当在所述钻机所有工作状态中所述引导体在所述钻机上具有一个轴向的安 装位置。所述引导体位于钻管内部并将转动和冲击能量传递到所述括孔钻 头和导向孔钻头。所述括孔钻头可以位于与所述引导体和导向孔钻头对中 的位置，在该位置上所述导向孔钻头和括孔钻头能够由钻管引导，并且在 一个可操作的径向伸出位置钻出一个比所述钻管大的孔。例如，这样的钻 机可以参考EP-A-36847和SE-B-411139。
在使用这种钻机的情况下，当钻坚硬地面或裂缝性岩石时，例如所述 括孔钻头插入太紧以致有时会发生丢失所述钻具的危险。这里的困难之处 是所述引导体与导向孔钻头要被防止与被卡住的括孔钻头的偏心轴孔一起 旋转。以相反的转动，螺纹就会松开并且与钻杆分离，就不能将所述括孔 钻头带回到收回的位置以通过所述钻管被收起。
而且，例如在引导体和支承所述括孔钻头的部件直之间的螺纹连接是 已知钻机的弱点。一个已知的结构包括一个引导体，与所述引导体成为一 体并要与一个潜孔钻冲击器连接的轴。一个导向孔钻头钻管一个外部螺纹 塞与所述引导体连接，所述螺纹塞被接受在引导体的一个内部螺纹孔内， 并且一个括孔钻头可转动地由一个中间部件支承在所述导向孔钻头上。在 这种情况下最经常发生的损害是在螺纹塞上部的螺纹被损坏。
对在潜孔钻的钻机中避免螺纹连接已经做了一些尝试。如EP-A- 515538描述一个潜孔钻机，其中在引导体和导向孔钻头的轴之间没有使用 螺纹连接。根据该已知的结构，所述钻机包括一个中心导向孔钻头，一个 括孔钻头和一个引导体以控制钻机及相互相对的钻管，还有一个轴，该轴 要连接到一个潜孔钻冲击器上，所述轴和导向孔钻头形成一体的一个单元， 并且所述引导体安装到所述轴上以使其能够拆卸，例如用于替换所述括孔 钻头。但是，根据该结构，所述引导体的轴仍然由一个外部螺纹用于固定 潜孔钻冲击器的内螺纹，这仍然有发生螺纹松开的可能，特别是如果所述 括孔钻头被卡住得太紧时。所述括孔钻头由导向孔钻头的轴来驱动。
已知结构(包括所述EP-A-515538)的螺纹有时会松开的一个主要 原因是除非所述导向孔钻头以与钻进的旋转方向相反地旋转所述被卡住的 括孔钻头，否则就不可能被收回。因此，容易理解如果所述括孔钻头和/或 导向孔钻头的轴被紧紧卡住或被阻止相反方向自由地转动，所述螺纹就会 松开并导致将钻具拉开。
在US-A-5787999中描述了一种潜孔钻机的结构，包括一个引导体， 一个钻头和安装在这两个元件之间的括孔钻头臂，所述臂能够延伸进入到 一个工作位置并被提升而收回，例如通过一个钻管。但是，这些括孔钻头 臂是较脆的并容易被损坏。而且，钻屑，地上的杂物很容易进入到臂的后 面或中间，阻止所述臂返回其应停留的位置，这样再次会使钻具失落。而 且，根据该US说明书所述冲击能量从括孔钻头臂传递到导向孔钻头(肩部 座)，这在承受大力的连接时无疑是一个缺点。

因此，本发明的第一目的是能够在不需要转动所述导向孔钻头的情况 下收回潜孔钻机的括孔钻头。
本发明的另一个目的在于避免螺纹连接。
本发明的第三个目的在于得到一种用于潜孔钻进的对进入的钻屑和其 它杂物不敏感的具有操作可靠性的钻机。
本发明的进一步的目的在于设计一种用于潜孔钻进的由近可能少的部 件组成的钻机。
本发明尚有另一个目的在于提供一种具有改进特性的钻机，以在卡住 发生时进行补救及同时在所述钻具的工作位置和收回位置上确保改进的控 制灵活性。
延伸和收回被确定地被控制。如果发生一个轴的断裂并且所述导向孔 钻头和括孔钻头离开提升的孔，它们会被与工作位置相同方向进行旋转的 钻具抓住。
这些和其它目的，对专家而言是很明显的，通过根据权利要求1的特 征部分设计的钻机能够认为以令人意外的方式被认识。所发明的最佳实施 例的钻机由独立权利要求来限定。
附图说明
下面将参考附图对本发明的一较佳实施例进行示意性的描述，但不是 要限制该实施例，简要说明如下：
图1表示侧视的导向孔钻头中引导体穿过钻管的剖视图，并且表示铰 孔钻在一收回位置同心地相对所述引导体的剖视图。
图2表示所述导向孔钻头和所述延伸铰孔钻位于工作的位置，低于所 述钻管孔口的钻管箍的相应的视图。
图3表示图1中的导向孔钻头和铰孔钻在3-3的剖视图。
图4表示图2中的导向孔钻头和铰孔钻在4-4的剖视图。
图5表示带有凸轮轴的所述导向孔钻头，凸轮和轴的侧视图。
图6是图5所示导向孔钻头的顶视图。
图7表示图1和2所示的引导体的侧视图。
图8是图7所示的引导体在8-8的剖视图。
图9表示图1和2所示的铰孔钻的侧视图。
图10是图9所示的铰孔钻在10-10的剖视图。
图11是图9所示的铰孔钻在11-11的剖视图。
图12表示由图5的12-12的底部视图。

图1表示钻头与铰孔钻33在收回(非工作)位置。所述引导体12(同 样见图7)以常规方式在一钻管13内通过一个装置连接到一个连续的钻杆， 该装置带着引导体以在实施例中表示的顺时针转动并且接收在所述钻杆和 引导体12之间以扭转刚性方式连接的潜孔钻冲击器或一个左旋顶部冲击器 的冲击能量。所述钻杆和其部件为常规类型因此图中没有显示。所述引导 体12具有一个圆筒形的引导部分47，它被同心地安装并通过所述钻管13 的孔口的引导与钻轴16同轴地转动。如实施例所示，通过驱动潜孔钻冲击 器，所述钻管包括一个焊接的钻管箍14(casing shoe)，它在钻管13内部 形成一个环形的领部15，和一个为引导体12的引导部分47形成的引导孔 19。而且，所述引导体12具有一个在工作时靠在所述领部15的后面肩部17， 以使一部分潜孔钻冲击器的冲击能被传到所述钻管13以驱动它向下。
所述导向孔钻头20(同样见图5和图6)包括一个轴21和一个凸轮22 一体成为一个凸轮轴42，以及一个工作钻头48。所述轴21由钻头平面23 到其顶部表面24的长度测量L(和凸轮轴42一起)大于轴21的直径D。 所述轴21的顶端表面24垂直于所述纵轴16以接受冲击能量并且具有这样 的长度使得在所述引导体下部表面和与之相对的铰孔钻的上表面之间形成 一个槽59。所述轴21同样具有一个径向的槽26以容纳一个柔性的滑动销 30(同样见图8)。所述轴21可转动地支承在引导体的中心孔28内。所述 轴21以一个凹部25作为上部的终点，该凹部以平行所述凸轮180度地封 住所述轴。而且，所述引导体12在其下部端具有一个有两个平行平面27A， 27B的肩部27，其位置如图8所示。这些平面与铰孔钻靠近孔28的底孔处 的的两个肩部36′，36″(见图9和10)的两个平行平面36A，36B相互接 触。在引导体12和铰孔钻33之间的这种连接的优点是非常便宜并且容易 替换部件，所述铰孔钻在操作中非常容易损坏。
图2所述的铰孔钻33位于它的延伸的工作位置并且其单件的设计在图 9，10和11中表示。在图10中，可以看到为使凸轮22右旋(从上看)被 定位的凹部34及平面35，所形成下侧应该邻近所述导向孔钻头的平面23。 在钻探钻具具有左旋转动的情况下，所述凹部34应该位于一个与图10为 镜象的位置，因此当使用一个同样的导向的钻头20时也能够工作。图11 表示所述铰孔钻的顶部，它有两个平行的肩部36，其纵向表面平行于椭圆 形凹部37的纵向延伸。当所述铰孔钻33被延伸时，所述表面36A，36B 滑入引导体的两个平面27A，27B，使所述铰孔钻的运动为径向的，通过相 对所述纵轴16的位移，所述凸轮22移入所述凹部34，从收回位置到延伸 位置。
图1中，所述导向孔钻头20，通过一个横向孔38(见图8)在引导体 12内自由地悬挂，该孔穿过并进入在所述孔28的内表面上的一个环形径向 槽，所述柔性滑动销插在所述径向槽并且将可转动的轴21与引导体支持在 一起。在一个基本上垂直所述镗孔38的一个小孔内，插入一管状销31用 于锁住所述滑动销30。该锁住销/插头31最好由比固定器12的密度低的材 料制造。所述锁定销3 1希望由弹性材料，如尿烷橡胶或塑性聚合物(PAG)。 使用了低密度材料的锁定销31，锁定销31被损害或脱出的危险大大减少。 因此这种解决原理能够对该钻具的操作可靠性更有利。应该了解这种最新 命名的方案并不打算限制在仅仅这种类型的钻头，而是该原理可以应用到 其它类型钻头的相互作用部件的锁定。
由图1应该清楚，在钻头内部中心设置一个冲刷通路43，44，其直径 要适合于所述希望的冲刷介质和/或流量。所述在引导体12内的冲刷通路43 通过并进入一个在导向孔钻头20内的冲刷通路44。筒形凹部43A和44A 分别位于在引导体12和所述导向孔钻头20之间的冲刷通路43，44的经过 区域内。所述凹部具有基本上一样的外径，能够容纳以适当材料最好是塑 料的材料制造的密封衬套50。在导向孔钻头的凹部44A的大致的中间部位 设置一个槽44B，该槽用于与相应形成的密封衬套50的环形突起51相结 合。由于这样，所述密封衬套50就能够被牢固地卡在导向孔钻头20的凹 部44A处并且被固定。所述密封衬套50的作用是密封在导向孔钻头20和 所述引导体12中间的上部接头。因此这样就能够防止冲刷介质从所述接头 泄露出来进入所述接头。
如图5所示，通过选择一个具有所希望的直径R50的密封衬套，使用所 述密封衬套50以调节冲刷介质的冲刷是有利的。所述钻头因此具有接受许 多各种内径的密封衬套，能够迅速而方便地获得最佳的冲刷。
根据图2，所述导向孔钻头20和所述铰孔钻33位于工作的位置。带有 所述座15的所述钻管箍14传递冲击能量，所述冲击能量来自于位于领部15 的后面的肩部17(当驱动使用一个顶部冲击器时，由于没有所述钻管箍且 所述引导体12紧靠着实际的钻管内侧而受到引导时不要使用)在所述钻管 内的所述钻杆的轴向方向，在这种情况下引导体12的超过钻管箍14的或 钻管13前端的突出部分应该达到从该处到铰孔钻上部的平面39的距离大 约等于或小于肩部17的长度。当边缘挖掘铰孔钻齿49靠在一个坚硬的基 础上时，所述平面39被压向引导体的下侧并且所述冲击能量被传递到所述 铰孔钻齿49，根据图4，通过凸轮22所述铰孔钻被固定地停留在延伸位置， 并且，括孔钻头33在孔28内由轴21支持其后部而在相反侧由导向孔钻头 的硬质合金齿46以较紧密的齿型(如图4和12)支持，从而提供一个由钻 探孔壁来的反压。由图6证明所述导向孔钻头20装备多个边缘齿58很有 利。
所述铰孔钻由中心轴16以一个半径突出并且通过转动提供一个圆形的 洞，该洞大于钻管13的外部包围的直径。所述导向孔钻头通过带有凸轮22 (图5)的凸轮轴42，定位在所述铰孔钻的凹部34中，以及在轴的凹部25 (图5和6)和所述支持肩部18(图8)得到其转动。
所述引导体12具有轴向的，最好是直的冲刷槽40，它在肩部17之间 的后部终止并具有作用到后部的用作排出孔41并连接到内部底平面上。它 包括孔28。所述冲刷槽40在它们到达引导体12的前边缘之前被堵住地终 止并且所述槽的一部分在平面27上开口。
在钻探中，钻探工作的主要部分由导向孔钻头的磨损而耐用，由于该 钻探的一个区域稍小于钻管箍14或钻管13的内径。铰孔钻33在当钻管或 钻管箍的孔位于引导体12的端平面之后才进行径向的延伸，导向孔钻头安 装齿的平面被压到地面并且它的保持力和摩擦力显著大于在轴21的相反端 平面上的摩擦力，当所述引导体和所述铰孔钻相对所述轴21和凸轮轴42 转动时，所述导向孔钻头保持稳态。所述凸轮22的径向端进入在重合的孔 37和凹部34的端部位置。所述凸轮22的背部形成一个凸轮轴42，它靠在 孔37相反的端部，防止所述铰孔钻在操作中进行振动的运动。在所述铰孔 钻33收回时，转动的方向被反转且由所述铰孔钻重复进行上述的径向运动， 其所述肩部36′，36″进行滑动，使滑动平面36A，36B靠在引导体的平行平 面27A，27B上，确保所述铰孔钻的收回和维持在根据图3的位置上。
所述冲刷介质，可以包括潜孔钻冲击器的出汽口，通过钻杆供应到引 导体的通路43(图7)并且经过向前进入到导向孔钻头的通路44，它打开 经过通路支管，一方面分别进入凸轮轴43和凸轮22的开口45，并且另一 方面进入安装有齿的导向孔钻头的前表面。所述引导体具有出口孔41靠近 底表面的孔28。如上所述，在具有凸轮44的导向孔钻头上有多个冲刷孔45， 这些孔径向地进入凸轮轴42和凸轮22，为凹部34提供一个极大的压力， 防止钻屑和其它杂物进入。所述冲刷介质部分地由铰孔钻的端平面35流出。
由上面的描述会很清楚，已经改进了用于潜孔钻冲击器的钻机的设计， 其中可以完全不用螺纹连接方式。它给出了迄今为止未能达到的操作可靠 性的水平。而且，连续从引导体到铰孔钻，及从铰孔钻到导向孔钻头传递 动力，意味着所述铰孔钻可以旋转半圈收回而不用导向孔钻头转动。这种 便利确保铰孔钻在一个挤的工作位置下的收回，由于根据已有技术中由导 向孔钻头驱动铰孔钻，而其迄今为止是不可能的。
应该理解上面的描述仅仅是一个较佳的实施例并且对于专家来说仍有 落入权利要求范围内的多个改进的空间。根据上述的实施例，应该指出所 述轴21和操作的钻头48是一体的一个单元。但是，在本发明的框架内能 够让所述轴和钻头分开，但是以刚性扭转方式彼此连接，例如通过分子连 接方式。而且，应该明白在引导体和铰孔钻33之间的连接27，36可以用 相反的方式，使铰孔钻33代替引导体12设置中心肩部而在引导体12上设 置两个横向布置的肩部。应该清楚布置在冲刷通路的各个凹部的密封衬套50 不是必要的。在确定的情况下可以希望如仅在导向孔钻头20上布置凹部， 或甚至不要凹部，而仅使用在导向孔20上的槽或其它适合的装置以保持所 述衬套在接合部处定位。还有，应该理解可以使用另一个滑动连接30，例 如直径适合于槽26，38的球。也可以明白冲刷孔41可以放在许多平面上 而不止是上面所描述的平面，在确定的情况下放在高于衬套50更为有利。
也应该知道铰孔钻的位移也不是一定要沿一个直的滑动平面，也可以 经过一个弯曲的滑动平面达到相对于引导体12的铰孔钻33的一个确定的 范围，一个确定的转动，但是该位移仍然要认为是基本径向地相对所述引 导体。而且，应该明白根据本发明的基本原理同样可以使用在动力传递的 螺纹连接上。
所述摘要也是本说明书的一个整体部分。