技術領域
[0001] 本
發(fā)明一般涉及可用于鉆掘
地層的鉆地工具。更具體地，本發(fā)明涉及用于吸收在鉆掘作業(yè)期間施加至鉆柱的
力或
載荷的減震器。
背景技術
[0002] 在各種類型的鉆地鉆掘作業(yè)中，鉆掘機械驅動
鉆頭或其他鉆地工具進入地層，以穿入并且移除部分地層。例如，鉆地工具被固定在鉆柱的一端，鉆柱包括多個首尾耦接的管狀構件和設備部件。而鉆柱的另一端被固定至位于地表的鉆掘機械(例如，鉆機頭、旋轉頭、雙頭系統(tǒng))。鉆頭被
定位成使得位于該鉆頭上的切削部件鄰近待鉆掘的地層。于是，鉆掘機械可對鉆頭向下施力，同時也使得鉆柱和鉆頭旋轉，以穿入并且移除部分地層。
[0003] 取決于鉆掘作業(yè)的類型和被鉆掘的材料，鉆掘作業(yè)可能需要使用縱向向下的力和旋轉力(轉矩)。此外，在鉆掘期間，鉆孔和被穿材料的情況可能改變，導致沿著鉆柱向上傳至鉆掘機械的
應力和力的
波動。這些波動的應力可能包括會呈現各種問題的振動和震動沖擊。例如，震動沖擊可導致鉆頭跳動，這相應會造成鉆頭切入地層變慢或
不平衡。此外，振動和震動沖擊會造成機械磨損并且最終導致鉆掘系統(tǒng)的各部分出現故障。這些問題中的每個問題以及其他問題會增加鉆掘作業(yè)的時間和成本。
[0004] 為減少由于振動和震動沖擊導致的潛在問題，可使用減震器來抑制和吸收在鉆掘作業(yè)期間產生的振動和震動沖擊。例如，減震器可以是被設計成緩減或抑制震動沖擊并耗散
動能的機械裝置。減震器可包括連接在鉆掘機械與鉆柱之間的抑制裝置。該抑制裝置能夠有助于使得鉆掘作業(yè)期間產生的振動和震動沖擊更少地傳遞到鉆機頭或鉆掘系統(tǒng)的其他部分。這樣的抑制裝置可包括某類彈性材料，該彈性材料吸收振動和震動沖擊，并且耗散與鉆掘作業(yè)相關的不期望的動能。
[0005] 存在一類傳統(tǒng)減震器，包括兩個平行板，這兩個平行板之間設有
橡膠盤。主動板直接或間接地固定到鉆掘系統(tǒng)的旋轉
驅動器，從動板固定到鉆柱。這兩個板通常通過一組
緊固件(例如，
螺栓)連接在一起。當縱向震動沖擊沿著鉆柱向上傳遞時，這兩個
水平板一起受力，從而壓縮橡膠盤。橡膠盤的壓縮至少部分地吸收縱向震動沖擊并且使
能量耗散為熱量。
[0006] 盡管該類型的減震器能夠抑制大多數施加到鉆柱的縱向震動沖擊，但其不能響應轉動力和旋轉振動。特別地，當旋轉力從鉆機頭向鉆柱傳遞時，所述旋轉力能夠傳遞通過減震器。當旋轉力施加在主動板上時，所述旋轉力會被傳遞至將所述板固定在一起的緊固件，甚至被傳遞至橡膠盤。因此，剪力會被施加在緊固件和橡膠盤上，這會造成橡膠盤損壞。例如，由于螺栓所造成的摩擦，橡膠盤會頻繁地產生長孔，這會導致機械故障。
[0007] 其他傳統(tǒng)的減震器可存在相同的問題或其它問題。例如，
氣動和液壓減震器笨重，要求額外的設備和系統(tǒng)以正常工作，并且昂貴。應注意到，與上述傳統(tǒng)減震器相關的問題可導致一些不期望的結果。例如，傳統(tǒng)減震器往往會在相對短的時間內磨損，特別是當受到大的扭力時更是如此。傳統(tǒng)減震器較短的工作壽命會致使需要頻繁的維修或更換，因此會增加鉆掘成本。
[0008] 相應地，在傳統(tǒng)減震器中存在多個可設法解決的缺點。
發(fā)明內容
[0009] 本發(fā)明的
實施例克服用于吸收鉆掘作業(yè)期間產生的縱向力的系統(tǒng)、方法和裝置的領域中的一個或多個問題。例如，本發(fā)明的實施例包括能夠吸收振動和震動沖擊而不導致過早磨損或故障的鉆柱減震器。特別地，本發(fā)明的實施例包括減震器，該減震器被設置成直接在大致圓柱形殼體的端之間傳遞旋轉力并且減少施加在位于圓柱形殼體內的震動吸收系統(tǒng)上的壓力。
[0010] 例如，根據本發(fā)明的至少一個實施例的用于在鉆掘作業(yè)期間減少鉆柱中的振動和震動的裝置包括圓柱形殼體，該圓柱形殼體包括由徑向聯(lián)
鎖接頭耦接在一起的第一端和第二端，該聯(lián)鎖接頭通過所述第一端和所述第二端的對接表面形成。該裝置還包括布置在所述圓柱形殼體內的震動吸收組件，用于吸收和耗散震動沖擊。
[0011] 此外，根據本發(fā)明的另一實施例的鉆柱減震器包括：第一殼體構件，用于被耦接至旋轉驅動器；第二殼體構件，用于被耦接至鉆柱；以沿縱向被布置在所述第一殼體構件與所述第二殼體構件之間的震動吸收組件；以及多個從所述第二殼體構件延伸通過所述震動吸收組件并且進入所述第一殼體構件的緊固件。鉆柱減震器也包括多個徑向聯(lián)鎖構件，所述徑向聯(lián)鎖構件通過所述第一殼體構件和所述第二殼體構件的對接表面形成，所述徑向聯(lián)鎖構件用于將轉矩從所述第一殼體構件直接傳遞至所述第二殼體構件并且減少所述多個緊固件受到的應力。
[0012] 此外，根據本發(fā)明的又一實施例的鉆柱減震器包括：第一
法蘭，包括至少一個從所述第一法蘭的外徑向壁縱向延伸的接合構件；以及第二法蘭，包括至少一個縱向凹入所述第二法蘭的外徑向壁中的凹部，所述第二法蘭的所述至少一個凹部用于在操作上接合所述第一法蘭的所述至少一個接合構件，并且用于將轉矩從所述第一法蘭直接傳遞至所述第二法蘭。鉆柱減震器還包括：
活塞，包括被布置在所述第一法蘭與所述第二法蘭之間的法蘭；至少一個第一震動吸收構件，被布置在所述第一法蘭和所述活塞法蘭之間；以及至少一個第二震動吸收構件，被布置在所述活塞法蘭與所述第二法蘭之間。
[0013] 此外，根據本發(fā)明的另一實施例的鉆掘系統(tǒng)包括：工具管柱(tool string)，包括多個管狀構件；鉆地工具，被固定至所述工具管柱的第一端；
旋轉機頭，被耦接至所述工具管柱的第二端，所述旋轉機頭被設置用于旋轉所述工具管柱；以及減震器，被固定在所述旋轉機頭與所述工具管柱之間。減震器包括：圓柱形殼體，包括通過徑向聯(lián)鎖接頭耦接在一起的第一端和第二端，該聯(lián)鎖接頭通過所述第一端和所述第二端的對接表面形成；以及震動吸收組件，被布置在所述圓柱形殼體內，用于吸收和耗散震動沖擊。
[0014] 此外，在鉆掘作業(yè)期間吸收振動和震動沖擊的方法包括：將工具管柱的一部分耦接至被固定至旋轉機頭的減震器。減震器包括第一殼體構件，其包括外徑向壁，所述第一殼體構件的外徑向壁包括一個或多個從其縱向延伸的接合構件。減震器還包括：第二殼體構件，其包括外徑向壁，所述第二殼體構件的外徑向壁包括一個或多個縱向凹入其中的凹部；以及震動吸收組件，被布置在所述第一殼體構件和所述第二殼體構件之間。該方法還包括旋轉所述旋轉機頭，以使得所述一個或多個接合構件在操作上接合所述一個或多個凹部，從而將轉矩從所述第一殼體構件直接傳遞至所述第二殼體構件。
[0015] 本發(fā)明的示范實施例的其他特征和優(yōu)點將在下文中描述，并且部分地，通過描述變得清楚，或者可通過實施這樣的示范實施例獲悉。借助于在所附
權利要求中特別指出的裝置和組合可實現這樣的示范實施例的特征和優(yōu)點。通過下文中的描述和所附權利要求，這些或其他特征將變得更加清晰，或者可通過實施在下文中描述的示范實施例獲悉。
附圖說明
[0016] 為描述能夠獲得本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點及特征的方式，將參照附圖中示出的本發(fā)明具體實施例，更具體地描述上文簡要描述的本發(fā)明。應理解，這些附圖僅描繪本發(fā)明的典型實施例，因此不應被理解為是對本發(fā)明的范圍的限制，通過使用附圖，另外具體且詳細地描述和解釋本發(fā)明，在附圖中：
[0017] 圖1示出包括根據本發(fā)明一實施例的鉆柱減震器的鉆掘系統(tǒng)的示意圖；
[0018] 圖2示出根據本發(fā)明一實施例的鉆柱減震器的示意圖，該鉆柱減震器被固定在雙頭鉆掘系統(tǒng)的鉆機頭與潛孔錘之間；
[0019] 圖3示出根據本發(fā)明一實施例的鉆柱減震器的側視圖；
[0020] 圖4示出圖3所示的根據本發(fā)明一實施例的鉆柱減震器的橫截面圖；
[0021] 圖5示出圖3所示的根據本發(fā)明一實施例的鉆柱減震器的分解透視圖；
[0022] 圖6示出圖4所示的鉆柱減震器的沿著圖4中的截面線6-6截取的橫截面圖。
具體實施方式
[0023] 本發(fā)明的實施例克服用于吸收在鉆掘作業(yè)期間產生的縱向力的系統(tǒng)、方法和裝置的領域中的一個或多個問題。例如，本發(fā)明的實施例包括鉆柱減震器，該鉆柱減震器能夠吸收振動和震動沖擊，而不導致過早的磨損或故障。特別地，本發(fā)明的實施例包括減震器，該減震器被設置成直接在大致圓柱形殼體的端之間傳遞旋轉力并且減少施加至位于圓柱形殼體內的震動吸收系統(tǒng)的應力。
[0024] 如在此會更加全面的理解的那樣，本發(fā)明的實施例提供能夠在更長的使用壽命中吸收振動和震動沖擊的減震器。特別地，通過減少施加至減震器內的抑制部件的應力，能夠減少機械磨損。因此，能夠增長鉆柱減震器的使用壽命。另外地，根據一些實施例，本發(fā)明的減震器提供一個或多個上文中的益處，同時，制造也相對便宜并且大小相對緊湊。
[0025] 應理解，本發(fā)明的減震器能夠用于其中震動和振動力作用在鉆掘系統(tǒng)的部件上的任何類型的鉆掘作業(yè)中。例如，圖1和圖2以及相應的文字部分示出或描述了能夠使用本發(fā)明的鉆柱減震器的多個不同的鉆掘系統(tǒng)。然而，應理解，在圖1和圖2中示出和描述的鉆掘系統(tǒng)僅是能夠使用本發(fā)明的鉆柱減震器的多類系統(tǒng)的示例。
[0026] 例如，圖1示出鉆掘系統(tǒng)100，該系統(tǒng)100包括滑撬式組件105和鉆機頭110。滑撬式組件105能夠被耦接至桅桿120，而該桅桿120被耦接至鉆機130。鉆機頭110能夠被設置成具有一個或多個與其耦接的管狀
螺紋構件140。管狀構件可包括但不限制于
鉆桿、
套管和潛孔錘。為便于參考，管狀構件140在此后將被稱為鉆柱部件。而該鉆柱部件140能夠被耦接至其它鉆柱部件140，以形成鉆柱或工具管柱150。而鉆柱150能夠被耦接至被設置成與待鉆掘的材料165或地層
接觸鉆地工具160，例如旋轉鉆頭或沖擊頭。
[0027] 在至少一個示例中，在圖1示出的鉆機頭110被設置成在鉆掘過程中使鉆柱150旋轉。特別地，鉆機頭110可改變鉆機頭110的轉速。例如，可根據鉆掘過程按照需要選擇鉆機頭的轉速和/或鉆機頭110傳遞至鉆柱150的轉矩。
[0028] 此外，滑撬式組件105能夠被設置成相對于桅桿120平移，以將大致縱向向下的力施加至鉆機頭110，以在鉆掘作業(yè)期間迫使鉆頭160進入地層165。在該示出的示例中，鉆掘系統(tǒng)100包括鏈條驅動組件170，該組件170被設置成相對于桅桿120移動滑撬式組件105，以如上所述那樣將大致縱向的力施加至鉆頭160。
[0029] 在此所使用的術語“縱向的”的意思為沿著鉆柱150的長度方向。另外，在此所使用的術語“上部的”和“以上”以及“下部的”和“以下”指在鉆柱150上的縱向
位置。術語“上部的”和“以上”指更靠近鉆機頭110的位置，“下部的”和“以下”指更靠近鉆地工具160的位置。
[0030] 另外，如圖1所示，鉆掘系統(tǒng)還能夠包括減震器200。減震器200能夠被固定在鉆機頭110與鉆柱150之間。此外，減震器200能夠用于將旋轉力和縱向力從鉆機頭110傳遞至鉆柱150。減震器200還能夠用于抑制或吸收在鉆掘過程中施加到鉆柱150的振動和震動沖擊，下文中將更加詳細說明。
[0031] 如圖1所示，減震器200能夠被設置成為鉆柱150的一部分，因此在形狀上可以為大致圓柱形并且是細長的。此外，在本發(fā)明的一些實施例中，減震器200的直徑可以被確定和設置成允許減震器200安裝在鉆孔中。
[0032] 盡管圖1示出減震器200與頂部液壓鉆機頭110一起使用，但應理解，在不采用這些具體細節(jié)的情況下，也能實施和使用減震器200。實際上，通過改進設備和相關的方法，減震器200和相關的使用方法能夠被投入使用，并且能夠與業(yè)內使用的大部分鉆掘系統(tǒng)結合使用。例如，盡管下文中的描述集中在與通常用于地基和勘探鉆掘中的鉆機一同使用減震器200，但是減震器200也能夠與用于石油和
天然氣行業(yè)中或任何其他鉆掘應用中的鉆機一同使用。
[0033] 實際上，本發(fā)明的鉆柱減震器200能夠與各種類型的鉆掘系統(tǒng)一同使用，包括例如使用旋轉鉆掘、沖擊鉆掘或
聲波鉆掘的系統(tǒng)。例如，圖2示出與潛孔錘(位于鉆柱150a內)鉆掘系統(tǒng)120一同使用的減震器200，該鉆掘系統(tǒng)120由雙頭鉆掘裝置116驅動。雙頭鉆掘裝置116由滑架部件105a、105b承載，其能夠被固定至鉆機的桅桿或其他
支撐系統(tǒng)，例如圖1所示的鉆機130的桅桿120。
[0034] 雙頭鉆掘系統(tǒng)116的前鉆機頭114能夠被耦接至形成鉆柱150a的成段的套管140a、140b，其端部可附接有套管鉆頭162。雙頭鉆掘系統(tǒng)116的后鉆機頭112能夠通過減震器200被耦接至端接有沖擊鉆頭160a的潛孔錘。后鉆機頭112相對于前鉆機頭114是可調整的，使得旋轉機頭112、114能夠在相反的旋轉方向上作業(yè)。這樣的相反旋轉方向的旋轉能夠使得精確鉆掘成為可能，并且防止在更換桿和套管段140時無意地松開所述桿和套管段140。
[0035] 使用潛孔錘鉆掘系統(tǒng)102進行鉆掘能夠有效地將沖擊動作與旋轉結合，以實現快速經濟的鉆掘。在這樣的鉆掘作業(yè)中，潛孔錘能夠通過位于鉆孔內的沖擊單元(例如通過被壓縮的空氣)以氣動的方式被驅動。該沖擊單元能夠以往復的方式相對于地層反復驅動沖擊頭160a。在沖擊頭160a被撞擊式驅動撞擊地層的同時，鉆機頭112能夠旋轉潛孔錘，以進一步促進鉆掘。由于潛孔錘重復的沖擊動作，潛孔錘鉆掘系統(tǒng)102的部件會暴露在潛在破壞性震動沖擊之下。
[0036] 如在下文中更加詳細說明的那樣，減震器200能夠被設置成從后鉆機頭112傳遞使沖擊頭160a旋轉所需要的扭力，同時也吸收由潛孔錘鉆掘作業(yè)所產生的至少一部分震動和振動。特別地，減震器200能夠吸收沿著鉆柱150a向上傳遞的至少一部分震動和振動力，并且減少對雙頭鉆掘裝置116以及被固定在減震器200以上的其他設備的損壞。
[0037] 根據這里的公開應當理解，根據至少一些實施例，本發(fā)明的減震器200可用于與潛孔錘鉆掘系統(tǒng)以及其他具有沖擊單元的系統(tǒng)一同使用，其中該沖擊單元被置于減震器200以下，或換句話說，被置于減震器200與鉆地工具160之間。
[0038] 圖3至圖6以及相應的文字部分示出或描述圖1和圖2所示出的減震器200的多個細節(jié)和特征/使用。例如，圖3和圖4示出圖1和圖2所示的減震器200的側視圖和側截面圖。另一方面，圖5示出圖3所示的減震器200的部件的分解側透視圖。相應地，圖6示出圖4所示的減震器200的沿著截面線6-6截取的橫截面圖。
[0039] 如圖3至圖5所示，減震器200可包括大致圓柱形殼體202，該殼體包括第一端210以及第二端220。圓柱形殼體202的第一端210可包括驅動法蘭290，該驅動法蘭用于以機械和/或電的方式被固定至鉆機頭，如圖2所示的示例。根據在此提供的公開應當理解，驅動法蘭290能夠基于所使用的鉆機頭的類型而設置。例如，驅動法蘭290可包括
螺紋連接件，例如美國石油組織(API)螺紋連接件，或其他用于連接至特定旋轉驅動器或鉆機頭的連接件。
[0040] 圖3還示出第二端220可包括輸出法蘭206，該輸出法蘭被設置成由驅動法蘭290驅動。第一端210能夠通過多個緊固件240被固定至第二端220。特別地，第一和第二端210、220的對接表面216、226能夠被設置成大體上相互匹配，使得當它們被強迫在一起時，它們形成金屬對金屬的密封。
[0041] 此外，如圖3所示，以及如在下文中更加詳細說明的那樣，圓柱形殼體202的第一和第二端210、220的對接表面能夠被設置成形成徑向聯(lián)鎖接頭。由對接表面216、226形成的徑向聯(lián)鎖接頭能夠確保：施加至圓柱形殼體202的第一端210的任何旋轉力的即使不是全部也至少一部分被直接傳遞至圓柱形殼體202的第二端220，而不被傳遞至多個緊固件240或其他被安置在圓柱形殼體202內的部件。換句話說，由圓柱形殼體202的對接表面
216、226形成的徑向聯(lián)鎖接頭能夠幫助確保：當鉆機頭旋轉減震器200時，剪力不施加至多個緊固件240。
[0042] 如圖5所示，圓柱形殼體202能夠容納震動吸收組件252，用于吸收和耗散震動沖擊。該震動吸收組件252可包括活塞230，該活塞230包括桿234以及從桿243徑向向
外延伸的活塞法蘭236。
活塞桿234能夠被設置成固定至鉆柱部件，例如潛孔錘、鉆桿或鉆套管。
[0043] 圖5還示出，震動吸收組件252可包括一個或多個被布置在活塞法蘭236任一側上的震動吸收構件260、262。例如，圖5示出，第一震動吸收構件，即上震動吸收構件260能夠臨近活塞法蘭236的上表面設置，而第二震動吸收構件，即下震動吸收構件262能夠臨近活塞法蘭236的下表面設置。
[0044] 第一和第二震動吸收構件260、262可包括由彈性材料形成的圓盤。例如，在一些實施例中，第一和第二震動吸收構件可包括由天然或合成橡膠材料形成的圓盤。另外，盡管圖5示出位于活塞法蘭236以上的單個震動吸收構件260，但是減震器200可包括任意數量的震動吸收構件。例如，根據本發(fā)明的一些實施例，減震器200可包括被布置在活塞法蘭236的任一側上的多個震動吸收構件260、262。震動吸收構件260、262的總數可不同，以增加或降低減震器200的震動吸收能力。
[0045] 除了改變震動吸收構件260、262的數量之外，能夠改變震動吸收構件260、262的尺寸、形狀和/或組分來改變減震器200的震動吸收能力。例如，能夠增加震動吸收構件260、262的厚度，以增強減震器200的震動吸收能力。應理解，震動吸收構件的數量和尺寸，以及由此造成的減震器吸收震動沖擊的能力能夠根據鉆掘作業(yè)的類型(例如旋轉型、沖擊型、聲波型等)以及被鉆掘的材料(
巖石、
土壤等)而改變。
[0046] 因此，減震器200能夠起作用以吸收和減少被傳遞至位于減震器200以上的部件的力。特別地，活塞230的桿234能夠被耦接至鉆柱構件(鉆桿、鉆套管、潛孔錘等)。當鉆柱構件受到由鉆地工具穿入地層時產生的沖擊或力(包括縱向力和扭力中的一個或兩個)，活塞法蘭236可被強制朝向大致圓柱形殼體202的第一端210延伸，并且壓縮第一震動吸收構件260，從而第一震動吸收構件260吸收該力的至少一部分。此后，活塞法蘭236能夠被強制壓向第二端220，并且壓縮第二震動吸收構件262，從而第二震動吸收構件262吸收該力的至少另外一部分。取決于施加至減震器200的力的強度，活塞230以及活塞法蘭234能夠循環(huán)經過壓縮和延伸位置若干次，以耗散施加在減震器200上的力的能量。
[0047] 同樣地，如圖5所示，震動吸收組件252也可包括一個或多個被布置在活塞法蘭236與震動吸收構件260、262之間的圓盤270。所述一個或多個圓盤270能夠在活塞法蘭
236與震動吸收構件260、262之間提供緩沖，并且?guī)椭_保活塞法蘭236受到的任何震動被均勻地分布至震動吸收構件260、262。
[0048] 如上所述，大致圓柱形殼體202的第一和第二端210、220能夠通過多個緊固件240被固定在一起。所述多個緊固件也能夠將震動吸收組件252的每個部件固定至圓柱形殼體202。特別地，每個震動吸收構件260、262、活塞法蘭236、以及一個或多個圓盤270可包括各自的多個孔264、266、232、272，所述多個緊固件240能夠延伸通過這些孔。
[0049] 更具體地，在本發(fā)明的一些實施例中，震動吸收構件260、262、活塞法蘭236以及一個或多個圓盤270能夠通過多個在多個孔264、266、232、272內延伸的襯套250被耦接在一起。多個襯套250能夠在多個緊固件240與震動吸收組件252的部件之間提供緩沖，以幫助降低從多個緊固件240施加至震動吸收組件252的部件的磨損和應力。因此，多個套管250能夠幫助確保多個緊固件240不直接摩擦震動吸收構件260、262，否則會在震動吸收構件260、262上造成磨損。此外，在本發(fā)明的一些實施例中，多個襯套中的每個襯套可包括具有多個層和/或材料的多重襯套。
[0050] 圖4示出組裝后形式的減震器200的側橫截面圖。如圖4所示，多個緊固件240能夠從大致圓柱形殼體202的第二端220延伸通過震動吸收構件262、活塞法蘭236、圓盤270以及震動吸收構件260，并且進入大致圓柱形殼體202的第一端210，以將這些部件中的各個固定在一起。
[0051] 此外，圖4示出減震器200可包括一個或多個在活塞230與大致圓柱形殼體202之間的
密封件或O型環(huán)242。根據本發(fā)明的一些實施例，密封件可包括一個或多個形成在大致圓柱形殼體202的第一端210內的唇形密封件。相應地，當多個緊固件240被緊固時，能夠在大致圓柱形殼體202的第一端210與第二端220之間產生充分的封閉。
[0052] 如上所述，大致圓柱形殼體202的第一端210和第二端220的對接表面能夠被設置成包括徑向聯(lián)鎖接頭。由對接表面216、226形成的徑向聯(lián)鎖接頭能夠確保施加到圓柱形殼體202的第一端210的旋轉力的即使不是全部也至少一部分被直接傳至圓柱形殼體202的第二端220，而不傳至多個緊固件240或其他被安置在圓柱形殼體202內的部件。因此，由第一和第二端210、220的對接表面216、226形成的徑向聯(lián)鎖接頭也能夠幫助確保：多個緊固件240延伸通過的震動吸收組件252的部件也不受到從鉆機頭112傳遞通過減震器200的旋轉力的即使不是全部也至少一部分。在下文中描述由對接表面216、226形成的徑向聯(lián)鎖接頭的其它特征和細節(jié)。
[0053] 圖4示出，大致圓柱形殼體202可包括徑向壁204，該徑向壁在驅動法蘭290與輸出法蘭206之間延伸，并且在震動吸收組件252的部件的四周。如圖4所示，徑向壁204可包括大致圓柱形殼體202的第一和第二端210、220的對接表面216、226(圖3)，因而包括由對接表面216、226限定的徑向聯(lián)鎖接頭。
[0054] 此外，如圖3和圖5所示，大致圓柱形殼體202的第一端210的對接表面226可包括至少一個從大致圓柱形殼體202的第一端210朝向第二端220縱向延伸的凸起部224。類似地，圖5示出，大致圓柱形殼體202的第二端220可包括至少一個縱向凹入其中的凹部
212。此外，第一端210的至少一個凸起部224能夠在尺寸和形狀上被設置成在操作上接合第二端220的至少一個凹部212，以將轉矩從第一端210直接傳遞至第二端220，并且至少部分地減少傳遞至多個緊固件140或震動吸收組件252的部件的在鉆掘期間產生的應力。
[0055] 根據本發(fā)明的其它實施例，大致圓柱形殼體202的第二端220的對接表面216可包括至少一個從第二端220朝向第一端210縱向延伸的凸起部214。類似地，圖5示出，大致圓柱形殼體202的第一端210可包括至少一個縱向凹入其中的凹部222。此外，第二端220的至少一個凸起部214能夠在尺寸和形狀上被設置成在操作上接合第一端210的至少一個凹部222，以將轉矩從第一端210直接傳遞至第二端220，并且至少部分地減少傳至多個緊固件140或震動吸收組件252的部件的在鉆掘期間產生的應力。
[0056] 實際上，根據本發(fā)明的一些實施例，由對接表面216、226形成的徑向聯(lián)鎖接頭可包括任意數量的凸起部和相應的凹部。例如，根據本發(fā)明的一些實施例，對接表面216、226中的每一個可包括四個縱向延伸的凸起部和四個縱向延伸的凹部，被設置成在操作上相互接合，以將轉矩從大致圓柱形殼體202的第一端210直接傳遞至第二端220。因此，如圖6所示為穿過由對接表面216、226形成的徑向聯(lián)鎖接頭截取的鉆柱減震器200的橫截面圖，該徑向聯(lián)鎖接頭可包括多個來自大致圓柱形殼體202的第一端210和第二端220的徑向交替的凸起部214、224。所述徑向交替的凸起部214、224能夠確定地相互聯(lián)鎖，以將扭力從大致圓柱形殼體202的第一端210直接傳遞至第二端220，并且減少傳遞至多個緊固件240的應力。
[0057] 本發(fā)明還包括鉆掘以及在鉆掘作業(yè)期間吸收振動和震動沖擊的方法。下文描述使用減震器200(例如如圖1至圖6所示的減震器)的方法的至少一個實施例，以在鉆掘作業(yè)期間吸收和耗散振動和震動沖擊。當然，基本上而言，本領域技術人員應意識到，根據本發(fā)明的一個或多個實施例，能夠
修改所述具體描述的方法以實施多種鉆掘作業(yè)。
[0058] 例如，本發(fā)明的至少一個方法包括將工具管柱的一部分耦接至被固定至旋轉機頭的減震器的動作。在這樣的動作中，減震器可包括具有外徑向壁的第一殼體構件，所述第一殼體構件的外徑向壁包括一個或多個從其縱向延伸的接合構件。減震器也可包括具有外徑向壁的第二殼體構件，所述第二殼體構件的外徑向壁包括一個或多個縱向凹入其中的凹部。減震器還可包括被布置在所述第一殼體構件與所述第二殼體構件之間的震動吸收組件。
[0059] 該方法也可包括旋轉所述旋轉機頭以使得所述一個或多個接合構件在操作上接合所述一個或多個凹部從而將轉矩從所述第一殼體構件直接傳遞至所述第二殼體構件的動作。
[0060] 該方法還可包括旋轉所述旋轉機頭以使得所述一個或多個接合構件在操作上接合所述一個或多個凹部從而減少傳遞至多個緊固件的應力的動作，所述緊固件將所述第一殼體、所述震動吸收組件以及所述第二殼體構件固定在一起。
[0061] 相應地，本發(fā)明的實施例相比傳統(tǒng)減震器能夠提供多個不同的優(yōu)點。例如，本發(fā)明的實施例包括鉆柱減震器，所述減震器能夠吸收振動和震動沖擊而不會導致過早的磨損或故障。例如，本發(fā)明的實施例包括減震器，所述減震器被設置成直接在大致圓柱形殼體的端之間傳遞旋轉振動和扭力，并且減少被施加至位于圓柱形殼體內的震動吸收系統(tǒng)的應力。
[0062] 應理解，本發(fā)明的實施例也能夠為了其它優(yōu)點而利用本發(fā)明范圍內的數個不同類型的變型而得以被廣泛采用。例如，本發(fā)明的減震器200不必被固定在鉆機頭與鉆柱的部件之間。在本發(fā)明的其它實施例中，減震器200能夠被固定在相鄰構件或鉆柱的部件之間。
[0063] 因此可在不脫離本發(fā)明的精神或其實質特征的情況下，以其他特定形式實施本發(fā)明。所描述的實施例被認為在各方面僅為說明性的而非限制性的。因此，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是由前述內容限定。在權利要求的含義和等效范圍內的所有變化都包括在其范圍內。
