钻杆支承件和钻杆支承件半体

申请号 CN200680006993.7 申请日 2006-02-28 公开(公告)号 CN101133230A 公开(公告)日 2008-02-27
申请人 阿特拉斯·科普科岩石钻探公司; 发明人 H·弗兰詹;
摘要 本 发明 提供一种 钻杆 支承件(10),它包括用于能够使两个相对的钻杆支承件半体(20)移动的装置,每个半体(20)包括与 钻柱 (30)直接 接触 的表面(21),各半体设有凹入部(23),其能够与相对的钻杆支承件半体(20)形成钻柱开口(22),凹入部(23)通常是V型的,用来能够引导不同形状和尺寸的钻柱(30),其中,钻杆支承件半体(20)可相对朝向彼此和离开彼此移动,从而能够与钻杆(30)接触。以及一种在这种钻杆支承件中使用的钻杆支承件半体(20)。
权利要求

1.一种钻杆支承件(10),它包括能够使两个相对的钻杆支承件 半体(20)移动的装置,每个所述半体(20)包括用于与钻柱(30)直 接接触的表面(21),所述半体设有凹入部(23),所述凹入部与相对 的钻杆支承件半体(20)形成钻柱开口(22),所述凹入部(23)通常 是V型的,用于能够引导不同形状和尺寸的所述钻柱(30),其特征在 于,所述钻杆支承件半体(20)可相对朝向彼此和离开彼此移动,从而 能够与所述钻杆(30)接触。
2.根据权利要求1所述的钻杆支承件(10),其特征在于,所述 钻杆支承件半体(20)配置在不同的平行平面内。
3.根据权利要求1所述的钻杆支承件(10),其特征在于,所述 钻杆支承件半体(20)配置在相同的平行平面内。
4.一种使用在根据权利要求1的钻杆支承件(10)的钻杆支承件 半体(20),所述钻杆支承件半体包括与钻柱(30)直接接触的表面(21), 所述半体(20)设有凹入部(23),所述凹入部能够与相对的钻杆支承 件半体(20)形成钻柱开口(22),所述凹入部(23)通常是V型的, 用来能够引导不同形状和尺寸的所述钻柱(30),其特征在于,所述V 型的凹入部(23)的侧面之间的度(β)在70°和120°之间的范围 内。
5.根据权利要求4所述的钻杆支承件半体(20),其特征在于, 所述钻杆支承件半体(20)能够形成通常具有菱形形状的所述钻柱开口 (22)。
6.根据权利要求4或5所述的钻杆支承件半体(20),其特征在 于,所述V型的凹入部(23)的侧面之间的角度(β)大约为100°。
7.根据权利要求4-6的任一项所述的钻杆支承件半体(20),其 特征在于,所述通常V型的凹入部(23)的侧面是凸起的。
8.根据权利要求4-6的任一项所述的钻杆支承件半体(20),其 特征在于,所述通常V型的凹入部(23)的侧面是凹入的。
9.根据权利要求4-8的任一项所述的钻杆支承件半体(20),其 特征在于,所述钻杆支承件半体(20)是一体的。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种根据独立的权利要求所述的用于引导岩石钻机(或 架式钻岩机),特别是岩石钻机的钻柱钻杆支承件。本发明还涉及一 种在这样的钻杆支承件中使用的钻杆支承件半体。

背景技术

通常,岩石钻机(见图1)包括一个可移动载体,吊臂和通过例如 进给柱保持架连接到吊臂的进给柱。钻孔机器可沿该进给柱移动以作用 于钻柱,迫使其进入地面。钻柱包括钻尖(钻头)和连接的杆。
当钻削相对较深的孔时,因为根据孔的用途,偏差可能对最终结果 有负面的影响,所以钻孔不偏离预定方向是很重要的。一个或几个钻杆 支承件用于引导钻柱,从而防止钻柱发生偏离。
不应该将钻杆支承件与卡紧装置混淆。在钻探期间,钻杆支承件用 于在钻柱和钻杆支承件之间的低摩擦条件下引导钻柱。而卡紧装置,例 如专利文件DE19909860和JP2003074286,用于当将钻杆从所钻的孔中 取出时松开或夹紧钻杆,因此设计为卡紧钻杆(高摩擦)。
通常钻杆支承件包括一对支承件半体。各半体能够在钻柱周围相对 朝向彼此和离开彼此移动,使它们分别处于打开和闭合位置。当各支承 件半体处于它们的闭合位置时,它们与钻柱通过凹入部的表面接触,因 而引导钻柱(使钻杆对中),但不夹紧钻柱。
已知的各钻杆支承件半体的凹入部形成在形状和尺寸上适于与钻 柱相配合的开口。支承件半体凹入部的通常形状基本上是半圆形的,形 成大致圆形的开口,适合于与具有圆形横截面的钻柱相配合(图2A所 示)。
还存在尤其适合于具有多边形横截面(例如专利文件 JP2003053724)的钻柱的钻杆支承件半体。这些半体因而仅仅能用于特 定的钻杆形状和尺寸。
已知的钻杆支承件半体的主要缺点在于,它们被调节为适合于特定 尺寸和形状的钻柱。适于与特定钻柱相配合的支承件半体的一个问题是 钻杆支承件承受剧烈振动、钻柱和岩石粉末等,导致钻杆支承件、特别 是钻杆支承件半体的磨损。当半体是新的时,这种配合是令人满意的, 但当支承件半体发生磨损、特别是受到旋转钻柱的磨损后,支承件半体 和钻柱之间的配合受到削弱(图2B所示),导致引导功能下降。引导 功能越差,半体磨损越多。这样就必须更换支承件半体以保持钻柱的充 分引导。频繁的更换既消耗时间,又增加了设备的成本。
使用适于与特定钻柱相配合的钻杆支承件半体的另一问题在于它 导致了为不同钻柱更换支承件半体的时间消耗。

发明内容

本发明的主要目的是获得能够使用更长的时间和应用于不同钻杆 的钻杆支承件半体,即支承件半体不需要由于磨损或不同钻杆的使用而 经常更换。这通过独立权利要求的特征部分中提出的特征来解决。
根据主要方面,本发明涉及钻杆支承件半体,其包括与钻柱直接接 触的表面,该半体设有用来能够与相对的钻杆支承件半体形成钻柱开口 的凹入部。本发明特征在于该凹入部通常是V型的,用来能够引导不同 形状和尺寸的钻柱。
根据本发明的支承件半体,通常设有V型的凹入部,通过调节半体 之间的距离,同一套半体可用于不同尺寸的钻柱,同时从制造的度保 持半体的结构简单。此外,即使半体受到钻柱的磨损,也能够将各半体 聚合在一起,继续引导钻柱。
附图说明
现将参照附图对本发明进行详细说明,其中:
图1示出了岩石钻机的示意图;
图2A示出了现有技术的未磨损的支承件(或支架)两个半体的实 例的示意图,两个半体在钻杆周围具有处于闭合位置的半圆形凹入部;
图2B示出了当各半体磨损时图2A所示的各半体;
图3A示出了带有根据本发明的两个支承件半体的钻杆支承件的透 视图,其中各支承件半体在带有较小直径的钻柱周围处于闭合位置;
图3B示出了图3A中的各半体和钻杆的示意图;
图4A示出了带有图3A中的各支承件半体的钻杆支承件的透视 图,其中各支承件半体在具有比图3A中的钻柱直径更大的钻柱周围处 于闭合位置;
图4B示出了图4A中的各半体和钻杆的示意图;
图5A示出了根据本发明另一实施例的两个支承件半体,凹入部的 侧面是凸起面;
图5B示出了根据本发明另一实施例的两个支承件半体,凹入部的 侧面是凹入面;以及
图6示出了根据本发明另一实施例的带有错位的半体的钻杆支承 件。

具体实施方式

图1示出了岩石钻机的示意图,该钻机包括可移动载体1,吊臂2 和通过进给柱保持架3连接到该吊臂的进给柱4。钻孔机器5可移动地 连接到进给柱4,并且可沿进给柱4移动以作用于钻柱30。钻柱30包 括钻尖(钻头)和连接的杆。
进给柱4具有一个钻端41,钻孔时钻头从该钻端伸出。通常,岩石 钻机在进给柱4的钻端41附近设有至少一个钻杆支承件10,用于引导 钻柱30。图1中所示的岩石钻机具有两个钻杆支承件10。
图3A和4A示出了一个钻杆支承件10,该支承件包括根据本发明 的两个钻杆支承件半体20。各支承件半体20可以以本身已知的方式借 助于例如液压缸或气压缸在打开和闭合位置之间相对朝向彼此或离开 彼此(或往复)移动。参照图3B和4B,所示的各钻杆支承件半体20 处于对钻柱30的导向位置(闭合位置)。
根据本发明的一个钻杆支承件半体20包括一个用于与钻柱30直接 接触的表面21。该半体20设有一个凹入部23,该半体能够与一个相对 的钻杆支承件半体20形成钻柱开口22。钻杆支承件半体20是一体的。
凹入部23通常是V型的,用于能够引导不同形状和尺寸的钻柱30。 因而当两个半体移动到一起时,根据本发明,一个具有一个V型凹入部 23的钻杆支承件半体20可以与一个相对的半体20一起形成一个大致具 有菱形形状的钻柱开口22。
通常V型凹入部23的侧面可以是形成圆形的,即通常是凸起面或 凹入面(见图5A和5B,夸张的曲线)。出于结构上的原因,V型的尖 端可以是略微形成圆形的(图3B和图4B中所示)。
角度越大,对于某一尺寸范围内的钻杆需要使用的半体数量越少。 尽管这样,根据钻杆的尺寸,还是存在一转折点,在此情况下太大的角 度不再能够提供满意的引导。优选地,V型凹入部23的侧面之间的角 度β在70°和120°之间,更优选在80°和110°之间。尤其更优选是, 角度β在90°和100°之间,最优选的大致90°。
使用一对角度β大约为100°的半体20,仅使用三套不同的半体就 能够处理外径范围从51到178mm的钻杆。作为对照,以前的,同样范 围的外径需要大约15套的半体;而且对于适合与特定钻杆相配合的半 体,每个尺寸使用一套半体。
当钻孔要开始时,钻柱30通过钻杆支承件10下降到要钻探的表 面,各钻杆支承件半体20与钻柱30接触(闭合位置),用于在钻探作 业期间引导钻柱30。
配置在钻杆支承件10内的支承件半体20之间的距离是可调节的, 从而能够引导不同的钻柱30(不同的形状和/或尺寸)。
如果支承件半体产生磨损,例如由于强大的作用、振动以及钻 屑,在钻柱和表面之间会产生缝隙,还可以进一步将支承件半体20聚 合在一起以保持与钻柱30接触并继续保持为钻柱导向。
如果钻柱30的尺寸减小,或者各支承件半体20的相应的表面21 磨损,还可将支承件半体20聚合在一起以保持与钻柱30的配合,因而 也可分开与更大尺寸的钻柱30配合。
通常,相对的半体20配置在钻杆支承件10内的相同平面内。可选 地,如图6所示,它们可配置在钻杆支承件10中的不同平行平面内, 以使得支承件半体20能够被更进一步地推至一起,因而能够处理更小 的尺寸。
支承件半体,特别是与钻柱接触的支承件半体的表面,优选用具有 相当强的抗磨损性能以及与钻柱的较低摩擦性能的材料制成,例如金属 板、铸件或任意其它合适的材料。
为半体提供任意合适的抗磨损材料的插入件(即焊接到半体本体上 或以任意其它合适的方式连接到半体本体上),例如、陶瓷、聚合 体以及类似物,仍保持凹入部通常的V型形状也是可能的。该插入件是 可替换的。
附图中所示的和说明书中提出的实施例不应该认为是限制性的,而 仅仅作为示例性的。
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