用于钻井设备的连接装置 【技术领域】
本发明涉及用于钻井设备的连接装置，特别是涉及将切割部件连接于地面钻井或切割工具的连接装置。
背景技术
一些地面钻井或切割工具包括一个或多个切割部件，并且希望这些切割部件能够被更换。这使得被损坏的切割部件能够被更换或被磨损的切割部件被拆去，以便维修。
钻井设备的工作条件特别恶劣，并且制造钻井设备使得切割部件被拆去非常困难。将切割部件连接于切割工具最可靠并且最容易的方法是利用焊接将其固定在位。
例如，切割部件可以包括滚子锥，其以可旋转的方式固定于一个臂上并且该臂又焊接与该钻井工具或切割工具的主体上。许多个这样的切割部件围绕该钻井工具或切割工具周边间隔开。
该切割部件焊接于钻井工具或切割工具的焊接在保持该切割部件方面存在一些困难。笨重的旋转钻井工具每个可以具有大量的切割部件，其需要周期性地维修或更换。很显然，在焊接的切割部件地情况下，维修工作必须使切割部件在现场进行。已有的某些钻井工具或切割工具可能相当大，因此操作变得相当繁重。
此外，当切割部件最终变成不能使用时，那么很可能该钻井工具或切割工具将被整个地报废而不是通过拆去切割部件试图维修该工具。
因此，本发明的目的是克服上述困难并提供一种用于切割部件的连接装置，当需要时其能够很方便地拆去该切割部件。
【发明内容】
一方面，本发明是用于地面钻井工具或切割工具的连接装置，其能够使切割部件以可拆卸方式固定于所述工具，所述连接装置包括：
在所述切割部件上的第一表面，
在所述工具上的第二表面，所述第一表面设置在所述工具上，
在所述第一和第二表面上的销钉孔，当所述第一和第二表面设置在一起时该销钉孔对齐，
设置在所述对齐的销钉孔中的销钉，
在所述切割部件和所述工具上的接合表面，其基本平行于所述工具的纵轴延伸，并接合以承受施加于所述切割部件上的侧向载荷，以及
将所述切割部件固定于所述工具的紧固装置。
优选地，在该切割部件上的该第一表面在该切割部件的臂上，并且它与该钻井或切割工具的纵轴或旋转轴平行。优选地，该接合表面包括位于在该钻井或切割工具上的凹进部分或凹槽和在该切割部件上的与该凹进部分或凹槽接合的凸出部分。
该接合表面也可以包括在该钻井或切割工具上的窄槽和位于该窄槽内在该第一表面上的细长隆起。
该切割部件也可以固定于安装盒，其中该第一表面在该安装盒上。滚刀的臂可以焊接于该盒。
该销钉位于每个销钉孔内并阻挡沿平行于该钻井或切割工具的纵轴的方向的移动。优选地，该紧固装置包括多个螺栓，其设置成通过在该第一表面上的相应孔并接合在该第二表面上的螺纹孔中。优选地，在该第一表面上的孔和该螺栓之间的间隙设置成使得施加于该螺栓的剪切载荷最小。沿着该钻井或切割工具纵轴的剪切力由该销钉抑制。这样防止对螺栓的损坏，对螺栓的损坏将会使拆卸变得困难。
为了充分理解本发明，将描述优选实施例。但是，应当意识到，本发明不限于该实施例中所描述的元件的确切组合，其他各种变化对本领域的技术人员是很显然的，同时属于本说明书所公开的本发明范围内。
【附图说明】
图1示出切割工具的透视图，
图2以分解图的形式示出具有连接装置的切割系统的透视图，以及
图3示出连接装置的剖视图。
【具体实施方式】
附图中描述和所示的实施例通常用于类似于在先申请PCT/AU01/01260中所描述的钻井和切割工具。在该申请中所描述的钻井或切割工具是称之为开孔器或扩孔器。该切割工具用来开小直径的孔到较大直径的孔，并且用多个锥形滚刀以实现切割岩石和土地。这个实施例涉及将那些滚刀的连接于该开孔器。
图1示出钻井工具10，其包括多个围绕该工具10周边的切割部件11。在这个实施例中，该切割部件11包括锥形滚刀。
如在图2中所见，该连接装置用于将该切割部件固定于该钻井工具10。在这个实施例中，该切割部件11包括从滚刀22延伸的臂21，并且该臂21固定于安装盒12。该臂21焊接于该安装盒12。
在该切割部件11上的第一表面包括在该安装盒12上的大致平的面13，其邻接在该钻井工具10上的第二表面上。该第二表面包括邻接表面14。销钉孔15形成在安装盒12的平面13上和钻井工具10的邻接表面14上。销钉16设置在平面13和邻接表面14两者的销钉孔15内，并与该销钉孔15轻微地过盈配合。
邻接表面14具有凹槽17，并且销钉孔15中心地设置在该凹槽17内。该安装盒12的平面13具有细长的凸起部分18，其紧密地配合在该凹槽17内。很清楚，这种结构与邻接表面14包含相应的细长凸起和安装盒12的平面13设置有与该凸起配合的相应凹槽的结构相反。
在该实施例中该紧固装置包括通过该安装盒12设置的多个螺栓19和垫片24。该垫片24可以具有标准的狭缝锁扣或锯齿形的变化。在这个实施例中，采用NORD-LOCKTM自锁紧垫片。因此螺栓19接合在该邻接表面的孔23中。该安装盒12中的孔20是埋头孔，并使该孔的直径做成在该孔20和该螺栓19的杆之间形成间隙。在使用中，这有助于防止或减小施加于螺栓19的剪切载荷。销钉16承受任何剪切力的主要部分，该剪切力是由于沿着该钻井工具10的纵轴线施加在切割部件11上的钻井力的结果。
为了将该连接装置安装于该钻井工具10，销钉16设置在该邻接表面14上的销钉孔内。然后，该安装盒12设置成使该销钉设置在平面13的销钉孔15内，并且使细长凸起18设置在该凹槽内17内。然后螺栓19接合在孔20中并且固紧。
对于钻井工具10的任何纵向钻削力作为剪切力传主要递给销钉16。该螺栓19和孔20之间的间隙使得施加给该螺栓19的任何剪切载荷最小。当钻井工具旋转时，垂直于该钻井工具的纵轴施加的任何侧向力由该凹槽17内的细长的凸起18的接合所承受。
通过与上述安装步骤相反的步骤，该切割部件11很容易从该钻井工具10上拆下。为了进一步方便切割部件的拆卸，在拆下螺栓19之后，定位螺栓25拧入中间的一对孔中。这对孔被改变成包括螺纹，其螺纹地接合该定位螺栓25的螺杆。当定位螺栓25被拧入时，它们的作用是迫使安装盒12从邻接表面14离开。因此，简化了为了维修目的的拆卸过程，特别是与用焊接将切割部件11安装于钻井工具10相比。
在第二个实施例(未示出)中，该切割部件11的臂，不是被焊接于安装盒12，而是设置成直接固定于该钻井工具10。在这种情况下，平面13和相关的细长凸起部分18将是在该切割部件11的臂21上，因此将直接安装于该邻接表面14。
而且，作为对使用凹槽17和细长凸起18的一种替代方案，根据第一实施例的安装盒12或根据第二实施例的切割部件11的臂均可以设置在具有侧壁的凹槽内，该侧壁或者邻靠该安装盒12或者邻靠该切割部件11的臂，以便承受侧向载荷。
根据这两个实施例，为了更换或者为了维修工作，能够很容易拆卸该切割部件。由于最小的载荷直接作用在将该切割部件固定于该工具的螺栓上，对于这种容易拆卸的螺栓损坏的可能性较小。