滚子铰刀 【技术领域】
本发明通常涉及用于利用铰削动作将钻孔扩大或保持为所需直径的装置。具体地，本发明涉及具有滚子的铰刀。
背景技术
在钻孔时，通常必要的是使钻孔的直径保持或扩大，其次和随后的是切削部件的通过。由于钻头磨损和孔的基准直径的逐渐减小，故上述情况是必要的。此外，待钻削的某些材料可能膨胀，这将导致钻孔直径在钻头经过之后减小。
铰刀可与钻头结合使用以确保将钻孔钻削为恒定直径。滚子型铰刀具有可旋转地安装的切削部件。滚子铰刀通常用于钻削工业，其一个目的是正好在钻头后面对孔进行铰削以保持孔尺寸。滚子铰刀还可作为钻头上方的稳定件，以克服钻削期间遇到的偏离趋向而使钻头和钻柱稳定。
滚子铰刀的一个问题是在钻削期间所遇到的情况下，岩屑及其它碎片可能形成在滚子的后面，这将可能阻塞或减缓滚子的旋转，从而降低效率。此外，即使在正常操作条件下，滚子的旋转也可导致滚子的温度升高，这将进一步增加旋转部分上的应力。增加的应力可导致那些旋转部分更快地磨损。由于铰刀必须到达表面、拆除和重新装配，故这造成了高成本的问题。
铰削的技术是实现钻孔所需直径的重要措施。因此，需要铰刀具有改进的结构和长的使用寿命。本发明的目的是减少或消除上述滚子铰刀的多个或所有缺点，或者至少提供有效的替选方案。
【发明内容】
采用最广义的形式，本发明涉及一种用于联接至钻柱的铰削刀具，其具有：
主体，该主体具有在任一端处用于联接至钻柱的连接装置，
至少一个滚子铰刀，可旋转地安装至所述主体上，和
至少一个槽道，设置成与所述滚子铰刀交叉地在所述主体上延伸。
滚子铰刀的形状可为基本上圆柱形，并基本上沿主体延伸。优选地，多个滚子铰刀绕主体径向间隔。更优选地，滚子铰刀与主体的纵向轴线成角度倾斜，并可具有沿滚子的纵向轴线大致弯曲以形成“桶”状的外表面。
滚子可形成有一系列的螺旋状槽，其中形成在槽之间的肋的外表面接触待钻削的孔的表面。
优选地，槽道沿主体延伸，并与纵向轴线成角度倾斜。
更优选地，在使用中，槽道引导流体基本上沿滚子的螺旋状槽的方向在滚子上方和周围流动。
形成在滚子的槽之间的肋的外表面可具有联接成提供耐磨性的硬化元件。例如，多个碳化物刀片可嵌入每个这些表面内，或者可使用坚硬面(耐磨覆层)。
更优选地，碳化物刀片设置为使得当旋转滚子时邻近碳化物刀片的轨迹重叠，从而提供最佳的铰削效率。
本发明的其它变化和替换将由所属技术领域的技术人员容易地理解，并应理解为包括在本发明的范围内。
为了完全理解本发明，现在将描述优选实施例。然而，应明白的是，本发明的范围不局限于该实施例的特征。
【附图说明】
这些实施例在附图中示出，其中：
图1示出铰削刀具的侧视图；
图2是图1的铰刀的俯视图；和
图3示出图1的一部分的详图。
【具体实施方式】
参考图1，铰削刀具10包括细长体12，该细长体12在各端处具有螺纹部分14a和14b，该螺纹部分14a和14b将铰削刀具连接至钻柱的钻杆或者连接至钻柱末端处的钻头(未示出)。本领域技术人员将理解，可使用将铰削刀具10结合至钻柱的任何装置。这包括钻头与设置在钻头后面的滚子铰刀的组合。
细长体12具有包括滚子铰削元件16的扩大部分。在使用中，扩大部分遭受侵蚀性磨损，从而在直径方面产生变化。因此，坚硬面17可设置在扩大部分的每个末端处。坚硬面17可以是多个碳化物刀片或者，可选地，如实施例所述，坚硬面17可以是冶金粘合在细长体12的扩大部分上的碳化钨覆层。
在该实施例中，铰削刀具10具有绕细长体12的圆周可旋转地安装的三个滚子铰刀16。在图1中，只能看到滚子铰刀16中的两个滚子，第三个滚子铰刀看不到。应理解的是，可使用任何数量的滚子铰刀16，然而对于小直径刀具优选三个滚子铰刀16。每个滚子铰刀16为基本上圆柱形，并可从每个末端成锥形以形成桶状，从而改善铰削工艺。滚子铰刀16设置为与细长体12的纵向轴线成角度。沿滚子铰刀16的纵向轴线的该倾斜连同弯曲意味着每个滚子铰刀16与孔具有改进的接触；滚子铰刀16沿滚子铰刀的整个长度与孔接触。
细长体12具有沿其表面延伸的槽道18。槽道18也优选为与细长体的纵向轴线成角度。
在图2中示出细长体12的扩大部分的俯视图。可看到细长体12的槽道18以及三个滚子铰刀16中的每个滚子铰刀的一部分。通过这个视图明显的是，槽道18和滚子铰刀16绕铰削刀具的圆周连续布置且均匀间隔。流动环形物19形成在细长体12和钻孔(未示出)的侧壁之间。迫使钻削流体处于钻柱的下方且在钻头的切削部件的上方，然后迫使钻削流体使流动环形物19向上经过铰削刀具10。
现在转向图3，其示出图1细长体12的扩大部分的详图。可更加详细地观察滚子铰刀16。具体地，可观察到多个螺旋槽20具有居间的肋22。肋22的外表面具有嵌入其中的球状头部碳化钨刀片24。这提供了坚硬耐磨的表面。可选地，设置碳化物刀片24使得当旋转滚子铰削元件16时，每个肋22上的邻近的碳化物刀片24的轨迹相重叠，从而提供最佳的铰削效率。此外，居间的肋22的螺旋构造导致滚子铰刀16和钻孔壁之间的接触增加，这进一步提高刀具的稳定性。
应理解的是，可使用具有铰削钻孔作用的碳化物刀片24的任何形状，以及肋22上的碳化物刀片24的任何构造。例如碳化物刀片可以是平面的或者尖端的。可选地，可利用坚硬面(耐磨覆层)替换碳化物刀片。
细长体12的槽道18均从滚子铰刀16的周缘延伸，结果是每个槽道18与滚子铰刀16交叉。应理解的是，由于槽道18的位置，向上移动流动环形物19的钻削流体的一部分将流过槽道18，并在每个滚子铰刀16的上方和周围流动。钻削流体将带走在滚子铰刀16周围的岩屑及其它碎片，否则这些岩屑及碎片会陷在滚子铰刀16周围。滚子铰刀16的螺旋槽20优选地设置为以便当钻削流体经过滚子铰刀16时，螺旋槽有助于钻削流体通过槽道18向上流动。钻削流体的流动将减轻滚子铰刀16上的应力，以及降低滚子铰刀16的温度和碳化物刀片24的温度，否则该碳化物刀片24的温度在操作期间可能升高。此外，由于改善钻削流体的流动，故减少了碳化物24上产生的摩擦热。
虽然在上述详细说明中已经描述了本发明的设备的优选实施例，但是应理解的是，本发明不局限于所公开的实施例，而是能够在不脱离本发明的范围的情况下进行许多的重新布置、改进和替换。诸如对本领域技术人员显而易见的改进和变化将被认为在本发明的范围内。
例如，在铰削刀具的细长体内可包括更多的或更少的滚子铰刀。在这种布置中将有相应的数目的槽道。这些示例不是意图作为详尽的明细，而是仅意图表示根据本发明的其它实施例。