專利名稱：鑿巖方法和鑿巖機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的、用于產(chǎn)生沖
擊波脈沖的脈沖鉆機。本發(fā)明還涉及一種根據(jù);K利要求18的前序部分 所述的、用于產(chǎn)生沖擊波脈沖的方法。此外，本發(fā)明涉及一種鉆井裝 置。
背景技術(shù)：
在鑿巖期間，以壓力脈沖的形式產(chǎn)生沖擊波脈沖，這些脈沖從沖 擊波產(chǎn)生裝置，比如脈沖裝置，通過鉆柱傳遞到鉆頭。鉆頭嵌入固定 塊由此以高強度壓緊巖石，并在遇到的巖石中實現(xiàn)壓碎和形成裂隙。
在常規(guī)鑿巖機中，沖擊波脈沖借助于沖擊活塞產(chǎn)生，該沖擊活塞 撞擊釬尾以將沖擊波進(jìn)一步傳遞到鉆柱上。
然而，本發(fā)明涉及另一種類型的產(chǎn)生沖擊波的鑿巖機，本文叫做 脈沖鉆機。這些機器與裝有沖擊活塞的上述機器操作不同，就是使流 體壓力產(chǎn)生一力，定期地作用在呈脈沖活塞形式的活塞適配器上，該 脈沖活塞又壓緊鉆柱，并將沖擊波脈沖傳遞到其上。不要將脈沖活塞 與常規(guī)鉆機中的沖擊活塞相混淆，這種活塞具有在這方面看到的小質(zhì) 量，這對于脈沖鉆機的功能沒有任何重要影響。WO2004/073933作為 背景技術(shù)的示例可能敘述過。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種如最初提到的裝置和方法，該裝置和方 法是關(guān)于已知脈沖鉆機的進(jìn)一步發(fā)展和提高，并且特別使具有更高效 的鑿巖可能性。
這些目的根據(jù)最初提到的裝置和方法通過專利的獨立權(quán)利要求的特征部分的特點達(dá)到。
通過本發(fā)明提供抑制在鉆井期間發(fā)生的巖石反射的可能性，由此 實現(xiàn)許多重要優(yōu)點，比如使鉆井具有提高鑿巖效率的可能性。此外還 實現(xiàn)能保護(hù)鉆機免受由反射沖擊波發(fā)生的應(yīng)變，這預(yù)期導(dǎo)致根據(jù)本發(fā) 明建造的鉆機更長的工作壽命。
在以前所知包括沖擊活塞的沖擊鉆機中，所謂減震活塞的目的是 將對巖石的進(jìn)給力從機殼傳遞到鉆套，進(jìn)一步經(jīng)過適配器、經(jīng)過鉆柱 到鉆頭，以其接觸靠在巖石上。根據(jù)背景技術(shù)，減震活塞通過液壓/ 氣動彈簧被預(yù)加應(yīng)力，該液壓/氣動彈簧由室中的液壓流體組成，該室 經(jīng)常與液壓/氣動蓄能器連接。
如果由沖擊活塞通過鉆柱產(chǎn)生的沖擊波與巖石阻抗不匹配，則反 射通過鉆柱返回。如果巖石與沖擊波力相比很硬，則主要得到壓縮反 射，該壓縮反射的振幅可等于入射沖擊波的振幅的兩倍。
壓力反射強迫鉆套和減震活塞朝離開鉆柱的方向，由此液壓油被 加載到蓄能器中。其中的壓力因此將減震活塞和鉆套推回到初始位置 靠在機殼中的機械環(huán)索上。連接的蓄能器的靈活性提供彈性功能，該 彈性功能保護(hù)鉆機免受高應(yīng)變和振動。這提高鉆機的工作壽命，并且 使更大的功率能被傳遞。
因此，在沖擊活塞裝置中，使用了單獨的部件，以便得到減震功
能。然而已經(jīng)證明，這種系統(tǒng)在高頻(>200Hz)的鉆井期間操作不良。 通過本發(fā)明得到的是，脈沖鉆機的脈沖活塞本身用來提供減震功
能。因此避免需要單獨的部件，比如特殊減震活塞。優(yōu)點是， 一方面
得到非?？焖贉p震系統(tǒng)的可能性，另一方面減少活動零件和部件的數(shù)
量，這導(dǎo)致更加節(jié)約。
通過將流體流道連接到壓力流體蓄能器上，實現(xiàn)了快速減震過程
的增強可能性。
通過使第一流體室是徑向地布置在脈沖活塞外部的單獨減震室而 實現(xiàn)減震活塞和相關(guān)聯(lián)液壓系統(tǒng)能在尺寸上被分別控制，只考慮減震 功能而不考慮可能的其它功能。通過流體流道包括節(jié)流口 ，而特別是在外殼與脈沖活塞之間的節(jié) 流槽而實現(xiàn)被反射的能量以有利的方式被吸收。
通過將用于流體的供給通道連接到用于提供泄漏流的減震室上， 使能在鉆機中提供冷卻減震能量并由此增強操作性能。
通過使第一流體室是與脈沖活塞軸向鄰接的室，達(dá)到簡單和經(jīng)濟(jì) 的構(gòu)造，該構(gòu)造使一個室能用于多個功能。因此優(yōu)選的是，第一流體 室被連接到高壓流體源上。特別是，第一流體室或永久地連接到高壓 流體源上，或是斷續(xù)地連接到高壓流體源上。
通過布置用于檢測第一流體室中的壓力的裝置，使有可能使用關(guān) 于檢測壓力的信號能用于鉆井控制。
通過使影響脈沖活塞的流體壓力的突然改變的所述裝置從在第一 流體室中檢測壓力開始便可控制，有可能控制用于產(chǎn)生沖擊波脈沖的 裝置。這特別是為了調(diào)節(jié)產(chǎn)生沖擊波脈沖的頻率。這是為了朝減少沖 擊波反射的方向調(diào)節(jié)。
優(yōu)選的是，布置有用于在流體流道中調(diào)節(jié)流體流并由此調(diào)節(jié)減震 的裝置。
特別有利的是，隨著檢測的沖擊波反射來控制沖擊波脈沖的長度。 這樣可使用本發(fā)明，以便使得以可控制方式按照例如將被鑿的巖石的 波動硬度實時地調(diào)節(jié)鉆井參數(shù)。
就對應(yīng)方法的權(quán)利要求而言，得到關(guān)于不同裝置方面與以上優(yōu)點 相對應(yīng)的本發(fā)明的裝置的優(yōu)點。本發(fā)明的另外特征和優(yōu)點及其不同方 面通過如下詳細(xì)描述將一目了然。


現(xiàn)在將通過實施例和參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中
圖1概略地示出本發(fā)明的脈沖發(fā)生器的第一實施例的軸向截面
圖2概略地示出本發(fā)明的脈沖發(fā)生器的第二實施例的軸向截面
7圖3示出本發(fā)明的脈沖發(fā)生器的另外實施例的軸向截面圖；及 圖4表示本發(fā)明實施例的方法的方塊圖。
具體實施例方式
參照圖1，本發(fā)明的脈沖鉆機的脈沖發(fā)生器通常用l表示。在外 殼2中，脈沖活塞4可受限制地往復(fù)運動。脈沖活塞在分隔段處接觸 倚靠鉆柱的上部，該上部用13表示。鄰接內(nèi)部脈沖活塞4的下側(cè)布置 反力室7，該反力室7用反壓力Pm加壓，以朝與鉆具方向R相反的 方向使反力作用在脈沖活塞上。
室7中的壓力被控制，因為閥9定期地將初始壓力從泵IO經(jīng)過壓 力導(dǎo)管8傳遞到該室7中。從該閥還將儲槽導(dǎo)管18引導(dǎo)到儲槽12， 用于第一流體室7的定期釋放。
鄰接脈沖活塞4的另一側(cè)布置加壓室3，該加壓室3能夠以壓力 Pa加壓用于產(chǎn)生朝鉆具方向R作用的力。
在本發(fā)明的實施例中，室3中的壓力實際上是恒定的，這經(jīng)壓力 導(dǎo)管7的壓力泵6保持，并由(未示出的)蓄能器調(diào)平。
在脈沖發(fā)生器1的外殼上進(jìn)一步如常規(guī)那樣作用有朝所述鉆具方 向R的進(jìn)給力F。
通過轉(zhuǎn)換閥9突然降低反力室7中的壓力，脈沖活塞借助加壓室 3中的壓力接受朝所述方向R的向前運動，這又導(dǎo)致沖擊波被誘導(dǎo)到 鉆柱13中，用于傳遞到未示出的鉆頭上。
當(dāng)脈沖這樣完成時，通過使閥9復(fù)位以將導(dǎo)管恢復(fù)成與泵10接觸， 再次加壓反力室7，于是使脈沖活塞4再次移動一定距離(在圖中右 面；朝與鉆具方向R相反的方向)，于是發(fā)生器準(zhǔn)備好下次脈沖循環(huán)。
在所示的實施例中，脈沖活塞4構(gòu)造有第一減震活塞部分41，該 第一減震活塞部分41由脈沖活塞4的環(huán)形徑向延長部組成。第一減震 活塞部分41通過與鉆具方向R方向相反的第一環(huán)形減震活塞表面40 與第一流體室/減震室14相配合，該第一流體室/減震室14又由徑向 地設(shè)置在脈沖活塞4外側(cè)的環(huán)形室組成，該減震活塞表面40朝鉆具方
8向受第一流體室14中壓力的影響。圖1中裝置的減震功能借助于液壓 減震流保持，該液壓減震流通過呈第一減震通道11形式的流體流道被 供給到第一流體室14中。當(dāng)?shù)诙p震通道16的口部未被第一減震活 塞部分覆蓋時，液壓減震流體通過在脈沖活塞前進(jìn)位置中的第二減震 通道16抽空。然而，當(dāng)脈沖活塞處于該圖的位置時，其中外殼內(nèi)的第 二減震通道16的口部被覆蓋，而在第一流體室14內(nèi)產(chǎn)生有壓力，該 壓力朝鉆具方向R經(jīng)過第一減震活塞表面40在脈沖活塞上產(chǎn)生一力。 這個力可被設(shè)定成比進(jìn)給力大，以便產(chǎn)生外殼位置相對于鉆柱定位的 可能性。當(dāng)?shù)谝涣黧w室14中的壓力產(chǎn)生的力與進(jìn)給力相對應(yīng)時，便得 到平衡，這可命名為"浮動位置"。在第二減震通道16中可以使用節(jié)流 口 17，以確保在第一流體室14中產(chǎn)生的選擇最小力作用在脈沖活塞 上。
第一減震通道11也可設(shè)有蓄能器(未示出)，以便使快速沖擊波 反射和由此引起的脈沖活塞的快速移動能減震。由于下面將說明的原 因，完全也有可能合理地與減壓閥(未示出)組合將節(jié)流設(shè)置在第一 減震通道ll中。
在操作中和通過鉆柱接受巖石撓曲(flexes),被反射(壓縮)的 沖擊波將在與鉆具方向R相反的方向上驅(qū)動脈沖活塞。因此脈沖活塞 將分別由加壓室3中和在第一流體室14中的壓力產(chǎn)生的力反作用。特 別是脈沖活塞將由第一流體室14中產(chǎn)生的平衡減震力反作用。當(dāng)節(jié)流 存在于第 一減震通道中時，得到有由流過節(jié)流口的流有利的能量吸收， 并由此得到脈沖活塞的反射運動的能量接受。
圖1的實施例還示出可選擇的單獨第二流體室/減震室15，該第二 流體室/減震室15與同樣可選擇的第二減震活塞部分43相配合，該第 二減震活塞部分43也由脈沖活塞4的環(huán)形徑向延長部組成。第二減震 活塞部分43通過與鉆具方向R方向相反的第二環(huán)形減震活塞表面42 與笫二流體室15相配合，該第二流體室15又由徑向地設(shè)置在脈沖活 塞4外側(cè)的環(huán)形室組成，該減震活塞表面42在鉆具方向上由在第二流 體室15中的壓力致動。在這種變型中，并根據(jù)圖l的位置，第二流體室15經(jīng)過流體流道將被抽空到第一流體室14,該流體流道在脈沖活 塞與外殼之間以節(jié)流縫隙18的形式設(shè)立在這個位置。在第二流體室 15中壓力增加一方面導(dǎo)致減震力，另一方面通過流過節(jié)流縫隙的流導(dǎo) 致能量吸收，并由此導(dǎo)致脈沖活塞的往復(fù)運動的能量接受。
當(dāng)脈沖活塞朝鉆具方向重新獲得移動時，流體將再次通過同一節(jié) 流縫隙18流到笫二流體室15?？蓪⒕哂袉蜗蜷y的供給導(dǎo)管合理地連 接到第二流體室上(未示出)。
可布置CPU，以探測第一流體室14中的壓力，以^更從此開始確 定巖石反射的大小和特征，并從該位置控制發(fā)生器參數(shù)，比如象脈沖 頻率、進(jìn)給力、節(jié)流、減震流、減震壓力、壓力在反力室中下降的過 程以及壓力在加壓室中增加的出現(xiàn)率，以便朝提高效率的方向控制鉆 井、或用于鉆井的任何其它標(biāo)準(zhǔn)。
圖1中所示的實施例可作為變型操作，使得在全部脈沖循環(huán)期間 朝鉆具方向作用在脈沖活塞上的第二力被設(shè)定成比在與所述鉆具方向 相反的方向上脈沖活塞上的第一力大。第一力通過反力室7中的第一 流體壓力產(chǎn)生。朝鉆具方向的第二力可通過加壓室3中的流體壓力產(chǎn) 生，或者另一種作法是在脈沖活塞4的這側(cè)上作用由彈性件，比如金 屬、橡膠、合成材料制的彈簧，或者通過金屬桿等產(chǎn)生的力。因此定 期使進(jìn)給力F與第一力一起超過第二力。這樣定期，即在脈沖循環(huán)的 一部分下，使作用在脈沖發(fā)生器l上的進(jìn)給力F和所述第一力之和超 過所述第二力，以便相對于外殼2在與鉆具方向相反的方向上實現(xiàn)脈 沖活塞4的移動。因此進(jìn)給力與第一力一起這樣被用來在與鉆具方向 相反的方向上提供脈沖活塞的移動。第一流體壓力隨后下降立即導(dǎo)致 在鉆柱或其它類似物中誘發(fā)沖擊波脈沖。在這個變型中，具有第一流 體室和第二流體室的減震系統(tǒng)可用來得到脈沖發(fā)生器更穩(wěn)定限定的浮
動位置。這通過下述方式實現(xiàn)，即在操作中，借助于進(jìn)給力將壓入引 導(dǎo)到脈沖活塞的延長部分形成與所述室減震配合的位置中。這樣，有 可能實現(xiàn)脈沖活塞位置的液壓調(diào)節(jié)。
在圖2中可替換的實施例中，同樣和對應(yīng)的元件用與圖1中相同
10的附圖標(biāo)記表示。圖2中所示的實施例與圖1中的實施例不同之處是 第二減震通道16被連接到第二流體室15上。蓄能器A被連接到通道 11上。
在兩個實施例和圖l和2所描述變型中，通過第一流體室(一個/ 多個)的流可用來冷卻在減震期間產(chǎn)生的熱量。
在圖3中脈沖發(fā)生器l'的可替換實施例中，將加壓室3'用作系統(tǒng) 的第一流體室。因此，第一流體室依據(jù)存在的脈沖發(fā)生器的那種類型 永久地或是斷續(xù)地被連接到高壓流體源HP上。
這導(dǎo)致不必將單獨的流體或減震室布置成與脈沖活塞4'連接，而 是將呈減震通道19形式的流體流道連接到加壓室3'上，該減震通道 19例如超過某一確定壓力的在加壓通道中一定壓力下的減壓閥20而 使流通過節(jié)流口 21流動，以便得到減震和能量吸收。作為替換方案或 補充，在減壓閥的下游可插入用于提供所需減震力的蓄能器(未示出)。
在圖1、 2及3中為了控制減震所有減震通道的節(jié)流口均可調(diào)節(jié)。
在被突然下降的反作用室中反力壓力產(chǎn)生沖擊波脈沖的背景下已 描述了本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)強調(diào)，就脈沖鉆機而言本發(fā)明也可適用，其中， 沖擊波脈沖代之以是通過突然增大另 一 個流體壓力來產(chǎn)生，該流體壓 力是加壓室中的壓力。然而，以這些不同方式來產(chǎn)生沖擊波脈沖的裝 置本身早已為人所知，因此這里不需要再論述。
本發(fā)明的方法程序的^例概略地在圖4中示出，其中
位置30表示程序的開始和加壓室3的加壓；
位置31表示最初將進(jìn)給力F施加到發(fā)生器上；
位置32表示將閥切換，以加壓反力室7;
位置33表示在反力室7中作用在脈沖活塞上的流體壓力突然下 降，以產(chǎn)生沖擊波脈沖；
位置34表示，CPU探測第一流體室14中的壓力，以便由此確定 巖石反射的大小和特征，并且由此控制發(fā)生器參數(shù)，比如象脈沖頻率、 進(jìn)給力、節(jié)流、減震流、減震壓力、壓力在反作用室中下降的過程以 及壓力在加壓室中增加的出現(xiàn)率，以便朝提高效率的方向控制鉆井、或任何其它鉆井標(biāo)準(zhǔn)。
程序此后返回到位置32或位置35，該位置35表示程序結(jié)束。 圖1中的CPU具有調(diào)節(jié)發(fā)生器的能力，使得在新的脈沖循環(huán)中沖 擊波將被誘發(fā)，該沖擊波具有與以前沖擊波不同的長度或形狀。作為 示例，進(jìn)給力被調(diào)節(jié)，以改變脈沖活塞被推入外殼中的距離。CPU還 可被布置來控制閥的頻率和開啟與關(guān)閉特征，以便影響沖擊波。就調(diào) 節(jié)來說，對CPU的輸入接口 (用3個箭頭表示)可供給涉及多個參數(shù)， 比如反射沖擊波的大小和/或特征、傳送到發(fā)生器的能量、被加工巖石 的量等的輸入信號。CPU此后可朝例如提高效率的方向控制發(fā)生器的 脈沖發(fā)生過程。
本發(fā)明在專利的權(quán)利要求書范圍內(nèi)可被修改。脈沖長度如以上所 示的那樣可通過實現(xiàn)脈沖發(fā)生的多個控制參數(shù)之一 ，尤其是進(jìn)給力的 調(diào)節(jié)來控制，由此低進(jìn)給力導(dǎo)致與鉆具方向相反的短運動和短脈沖長 度，而高進(jìn)給力產(chǎn)生與鉆具方向相反的長運動和長脈沖長度。此外， 不同室中壓力的變化或者另外脈沖循環(huán)的持續(xù)時間，分別為脈沖循環(huán) 的部分，當(dāng)發(fā)生壓入時在這方面可能產(chǎn)生影響。用于調(diào)節(jié)進(jìn)給力的裝 置可能是現(xiàn)有技術(shù)普通的、作用在沖擊鉆具上的進(jìn)給裝置，該裝置被 改進(jìn)，以便使能控制作用力的大小。
分別考慮控制沖擊波脈沖的長度，可利用能從檢測沖擊波反射讀 出的巖石特征。
另一種調(diào)節(jié)方式是控制沖擊波特征，比如特別是沖擊波長度，從 選定的最低效率或者另外選定的最低鉆速開始，以便例如將供給到鉆 機能量降至最小程度。在提高鉆機工作壽命的方向上也可有控制，其 中，例如較高頻率和較低脈沖能量可成為一個問題。在為提高生產(chǎn)節(jié) 約控制的情況下，總體考慮所有相關(guān)涉及的系統(tǒng)。
在通過反作用壓力突然釋放而產(chǎn)生沖擊波的情況下，壓力也能通 過彈性裝置，比如金屬、橡膠等制的彈簧，金屬桿等得到。根據(jù)本發(fā) 明能控制振幅、頻率以及形狀。關(guān)于沖擊波的形狀，例如可以控制儲 槽的閥9開啟操作，以便控制沖擊波脈沖的上行波前(up-flank)如何整形。突然開啟原則上產(chǎn)生陡的上行波前，而較長開啟產(chǎn)生較傾斜 的上行波前。較傾斜的上行波前能有助于減小巖石反射，但引起閥的
效率損失。此外，沖擊波的下行波前的形狀可由例如閥9的運動型式 控制。
閥9優(yōu)選是具有旋轉(zhuǎn)閥體本身已知的閥，該旋轉(zhuǎn)閥體設(shè)有用于得 到其功能的開口。
脈沖頻率的控制可通過調(diào)節(jié)閥體的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。許多其它類型的 閥9成為一個問題，例如電》茲閥或所謂的噴灑器閥(spreader valve )。
閥9可包括在控制裝置中，該控制裝置包括用于在反力室中調(diào)節(jié) 減壓過程的調(diào)節(jié)裝置。這具有如下優(yōu)點根據(jù)被鉆物質(zhì)的性質(zhì)能調(diào)節(jié) 沖擊波的上升時間和/或持續(xù)時間，使得沖擊波能量的較大部分能由被 鉆物質(zhì)接收，結(jié)果減小了反射。
用于減壓的裝置可包括用于連接到反力室的控制閥，由此控制閥 可包括至少一個開口 ，以在操作中通過釋放在室內(nèi)所裝的壓力介質(zhì)來 控制所述減壓。通過對控制閥開啟過程的控制可調(diào)節(jié)減壓。例如，控 制閥可構(gòu)造有用于調(diào)節(jié)減壓的卸壓槽。這具有如下優(yōu)點減壓的過程 能以簡單方式調(diào)節(jié)。
傳遞到脈沖發(fā)生器的反力室和加壓室的不同壓力可以改變，或者 通過相應(yīng)泵的控制或者通過未示出的中間調(diào)壓閥。在簡單的變型中， 對于兩個室的鉆機，系統(tǒng)壓力是主要的。作為原理，較高壓力產(chǎn)生脈 沖的較大振幅，'并且產(chǎn)生相同的脈沖長度、較高的脈沖能量。
1權(quán)利要求
1. 一種用于在鉆具方向(R)上產(chǎn)生沖擊波脈沖的脈沖鉆機(1；1′)，該鉆機(1；1′)包括外殼(2)，在該外殼中布置有脈沖活塞(4；4′)；并且該鉆機包括裝置(9)用于影響脈沖活塞的流體壓力的突變，以便在鉆具方向上在脈沖活塞上得到合力，并由此在鉆柱(13；13′)中產(chǎn)生沖擊波脈沖，所述鉆柱(13；13′)連接到鉆機上，其中，在所述外殼內(nèi)布置有第一流體室(14；3′)，在該第一流體室(14；3′)內(nèi)布置操作中的壓力流體，以在鉆具方向上施加壓力到脈沖活塞上，其特征在于，流體流道(11；18；19)，其包括用于使從所述第一流體室流過流體流道的流體流減震的裝置；在鉆井期間當(dāng)在與鉆具方向(R)相反的方向上由鉆柱中的巖石反射來影響脈沖活塞(4；4′)時，得到該流體流道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖鉆機，其特征在于，流體流道包括 節(jié)流口 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脈沖鉆機，其特征在于，流體流道 被連接到壓力流體蓄能器(A)上。
4. 根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項所述的脈沖鉆機，其特征在于， 第一流體室(14)是單獨的減震室，該減震室徑向地布置在脈沖活塞 (4)的外部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的脈沖鉆機，其特征在于，流體流道包括 在外殼(2)與脈沖活塞(4)之間用于能量吸收的節(jié)流縫隙(18)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的脈沖鉆機，其特征在于，用于流體 的供給通道(11)被連接到減震室(14)上以提供冷卻泄漏流。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項所述的脈沖鉆機，其特征在于， 第一流體室(3')是與脈沖活塞(4')軸向鄰接的室。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的脈沖鉆機，其特征在于，流體流道包括 減壓閥。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的脈沖鉆機，其特征在于，第一流體 室被連接到高壓流體源(HP)上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7、 8或9所述的脈沖鉆機，其特征在于，第一 流體室被永久地連接到高壓流體源上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7、 8或9所述的脈沖鉆機，其特征在于，第一 流體室被斷續(xù)地連接到高壓流體源上。
12. 根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項所述的脈沖鉆機，其特征在于， 設(shè)有用于檢測第一流體室中壓力的裝置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的脈沖鉆機，其特征在于，用于影響脈 沖活塞的流體壓力突變的所述裝置(9 )從在第一流體室中被檢測的壓 力開始是可控制的，以便能控制產(chǎn)生的沖擊波脈沖。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任一項所述的脈沖鉆機，其特征在于， 設(shè)有用于調(diào)節(jié)用于產(chǎn)生沖擊波脈沖的頻率的裝置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1-14中的任一項所述的脈沖鉆機，其特征在于， 設(shè)有用于調(diào)節(jié)在流體流道中流體流并由此調(diào)節(jié)減震的裝置。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的脈沖鉆機，其特征在于，設(shè)置有可控 制節(jié)流口。
17. —種鑿巖裝置，其包括如權(quán)利要求1-16中的任一項所述的脈 沖鉆機。
18. —種在脈沖鉆機中用于在鉆具方向(R)上產(chǎn)生沖擊波脈沖的 方法，該脈沖鉆機包括外殼(2),在該外殼中布置有脈沖活塞(4), 其中，影響脈沖活塞的流體壓力的突變使在鉆具方向上在脈沖活塞上 產(chǎn)生合力，并由此在連接到鉆機上的鉆柱中產(chǎn)生沖擊波脈沖，其中， 在外殼內(nèi)布置有第一流體室，在該第一流體室內(nèi)操作中壓力流體在鉆 具方向上將壓力施加到脈沖活塞上，其特征在于，連接到第一流體室的流過流體流道的流體流被減震，在鉆井期間 當(dāng)在與鉆具方向相反的方向上由鉆柱中巖石反射來影響脈沖活塞時， 得到該流體流道。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，流體流被節(jié)流。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的方法，其特征在于，流體流被引 導(dǎo)到壓力流體蓄能器(A)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18-20中的任一項所述的方法，其特征在于，設(shè) 有冷卻泄漏流。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18-21中的任一項所述的方法，其特征在于，流 體流被引導(dǎo)經(jīng)過減壓閥。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18-22中的任一項所述的方法，其特征在于，第 一流體室被連接到高壓流體源(HP)上。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18-23中的任一項所述的方法，其特征在于，第 一流體室(14)中的壓力被探測。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，用于影響脈沖活 塞的流體壓力的突變的所述裝置(9)從第一流體室中的所述壓力開始 被調(diào)節(jié)以控制被產(chǎn)生的沖擊波脈沖。
26. 根據(jù)權(quán)利要求18-25中的任一項所述的方法，其特征在于，調(diào) 節(jié)用于產(chǎn)生沖擊波脈沖的頻率。
27. 根據(jù)權(quán)利要求18-26中的任一項所述的方法，其特征在于，調(diào) 節(jié)在流體流道中的流體流并由此調(diào)節(jié)減震。
全文摘要
一種用于在鉆具方向(R)上產(chǎn)生沖擊波脈沖的脈沖鉆機(1；1′)，該鉆機(1；1′)包括外殼(2)，其中，布置脈沖活塞(4；4′)；并且包括用于影響脈沖活塞的流體壓力突然的變化的裝置(9)，以便在鉆具方向上在脈沖活塞上得到合力，并由此在鉆柱(13；13′)中產(chǎn)生沖擊波脈沖，所述鉆柱(13；13′)連接到鉆機上，其中，在外殼內(nèi)布置有第一流體室(14；3′)，在該第一流體室(14；3′)內(nèi)布置操作中的壓力流體，以將壓力朝鉆具方向施加到脈沖活塞上。鉆機的特點是流體流道(11；18；19)，該流體流道(11；18；19)包括用于使從所述第一流體室流過流體流道的流體流減震的裝置，在鉆井期間當(dāng)朝與鉆具方向(R)相反的方向由鉆柱中巖石反射影響脈沖活塞(4；4′)時，得到該流體流道。
文檔編號B25D9/14GK101535004SQ200780041358
公開日2009年9月16日 申請日期2007年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月16日
發(fā)明者G·圖奧馬斯 申請人:阿特拉斯科普科鑿巖機股份公司