CN1214101A

CN1214101A - 定向钻孔

Info

Publication number: CN1214101A
Application number: CN96180173.5A
Authority: CN
Inventors: R·R·伦奎斯特; J·R·兰金; M·范豪维林根
Original assignee: Vermeer Manufacturing Co
Current assignee: Vermeer Manufacturing Co
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1996-08-06
Publication date: 1999-04-14
Anticipated expiration: 2016-08-06
Also published as: AU6844096A; EP0885343A1; EP0885343B1; JP2000505165A; CA2248024A1; ATE199273T1; WO1997033065A1; RU2163963C2; US5778991A; BR9612567A; CN1080361C; DE69611846T2; DE69611846D1

Abstract

这里公开一种能用新方法控制的定向钻孔设备,其钻头(16)可以直线路径偏移到一个与该直线路径成一角度的所需方向上。这个偏移是这样完成的:当钻头的切割件(18)位在一个旋转圆弧上时将一轴向力施加在钻头(16)上,其时所需偏移方向通过该圆弧,而当切割件(18)位在该旋转圆弧之外时使钻头(16)后退。

Description

定向钻孔

Ⅰ、本发明的背景

1．本发明的领域

本发明涉及地下钻孔的设备和方法。更具体点说，本发明涉及一种地下钻孔时控制钻件方向的方法。

2．现有技术概述

在现有技术中，已有多种定向钻机。美国专利4,858,704号所示即其一例。在704专利中，有一钻头固定在钻具组的一端。通过地上设备的操作可使钻具组环绕其轴线旋转，从而使钻头环绕其轴线旋转。当需要使钻具组直线前进时，钻具组可同时环绕其轴线旋转并沿轴向前进。当需要使钻孔方向偏离直线路径时，可先旋转一个所需的角度使钻具组定位，接下来中止钻具组的旋转，然后使钻具组基本没有旋转地沿轴向前进。当钻具组没有旋转地沿轴向前进时，由于钻头的几何形状，使钻头和相连的钻具组偏离直线路径。一旦达到所需的偏离数量时，旋转重新开始，钻具组同时沿轴向前进并旋转，使钻头重新沿直线前进。类似的操作方法曾在美国专利4,953,638和5,148,880号中披露过。

在上述现有技术的专利中，钻具组的前进是由于在钻具组上施加推力使它被迫通过钻孔所需通过的介质(渣土、岩石等)。对于某些介质(如岩石)很难强迫钻具组沿轴向通过介质。推动钻具组使它通过岩石时，钻具组是用压缩力来使岩石破碎并清理出一条路供钻头前进的。但就压缩力而论，岩石是非常强的。例如，一种普通的以“灰泥岩”著称的一般为软性的岩石，其抗压强度就可超过5000磅/方寸，而其抗剪强度为2000磅/方寸，抗拉强度则小于1000磅/方寸。上述现有技术的装置必须用足够的功率方能克服岩石的抗压强度使钻头前进，实际上，该抗压强度是所要进行钻孔的岩石的最大抗力。

某些现有技术的装置使用锤击效应企图钻透如同岩石那样的介质。例如，美国专利4,694,913号就曾将压缩空气送到钻头上，而钻头内含有被压缩空气操作的锤和砧。希望达到的效果是撞击钻头使它钻入地层。但即使有撞击作用，钻孔操作仍在力图克服岩石最大抗力即抗压强度。这一点对1913专利那样的现有技术的设备特别是如此，因为当它需要使钻头偏离直线路径时，并不使钻头旋转。

美国专利5,449,046讲过一种地下的钻孔设备。在1046专利中，钻具组在操作中始终是旋转的，即便当需要使钻具组偏离直线路径时也是如此。在钻头上设有一个机构，当钻头需要在旋转方向上定向以便使钻头偏离直线路径时，这个机构便可用来施加侧向冲击力。例如，在1046专利中，钻头可冲击到钻孔壁上使钻头从壁上移开。该冲击每旋转一周发生一次。或者，如同1046专利的图4所示，有一内部的锤机构与切割件上的一个斜面合作可使钻头偏离一条直线。图4中的冲击也是间歇性的，并且当钻头在所需方向上定向时，钻头每旋转一周发生一次冲击。

在1046专利中，如图4所示的锤击作用仍然用来对抗岩石的抗压强度。另外，即使1046专利的任何冲击作用有助于钻孔，冲击只是在每旋转一周时发生一次而且时间非常有限。

本发明的一个目的是要提供一种定向地层钻孔备用的设备和方法，其中包括一种可用来控制钻孔设备通过地层时的方向的改进的方法和设备。

Ⅱ．本发明的综述

按照本发明的一个较优的实施例，可以看到一种可用来控制钻孔设备钻透如同岩石、土壤等那样介质的方法。钻孔设备包括一个钻具组，其终端为一钻头，钻头上设有母环绕旋转轴线旋转的切割件。该切割件偏离轴线。有一驱动机构沿轴向推动钻头前进并使钻头旋转。本发明的方法包括推动钻头使它在所需的与直线路径成一角度的偏移方向上前进，具体做法是当切割件在一旋转圆弧上而所需偏移方向通过该圆弧时将轴向力施加到钻头上；而当切割件跑到该旋转圆弧之外时松开该轴向力。所谓松开包括将钻头缩回使切割件清出一个部分开挖过的孔端，形成一个斜坡用来强制钻头所需偏移方向上前进。

Ⅲ附图的简要说明

图1为一用来通过渣土、岩石等进行定向钻孔的钻孔设备的略图；

图2为一用于本发明的代表性的钻头的侧立视图；

图3为图2中钻头的前端视图；

图4为图2中钻头的底平面视图；

图5为头和相连的钻具组插置在钻孔内的略图；

图6为将图5中的钻头缩回并旋转180°的视图；

图7为将图6中的钻头再插入并旋转的视图；

图8为示出本发明的方法中所用切割圆弧的略图；

图9为一图表，其中示出在实施本发明的方法的整个过程中钻头的相对的轴向位置和旋转位置。

图10为示出本发明的操作方法的流程图。

Ⅳ较优实施例的说明

下面结合附图说明本发明的较优实施例。在附图中，相同的零件用相同的标号表示。

先请参阅图1，其中示出一个钻孔设备10，该设备包括一个安装在地基11上并成一角度的支座12以便导引钻具组14穿透地层11。钻具组14的终端为一钻头16，该钻头包括一个用来割开渣土、岩石等的切割件18(图2-4)。设有一个驱动机构既用来使钻具组14旋转并用来使钻具组14在纵向上推进。

图2-4示出一个传统的钻头16。该钻头16被连结到钻具组14的终端上。钻头16包括在钻具组14旋转时用来切割岩石、渣土等的切割件18(如切割刃18)。切割刃偏离它们在具组14旋转时所环绕旋转的轴线X-X。钻头16在与切割刃18 180°反对的一侧上的平面17倾斜成一角度。钻头可具有范围广泛的各种几何形状，其中一些例子曾在美国专利5,242,026和5,341,887号中示出。在这里为了说明本发明。虽然只示出一种具体的钻头16，但其他各种不同设计也都可以与本发明一同使用。

钻具组14具有多个杆段22。在一个杆段22沿轴向(即纵向)被推进后，驱动机构20便从钻具组14上脱离并退回，使新的杆段22可被装到设备10上。新的杆段22是用螺纹连接到钻具组14上的。在新的杆段22连接到钻具组14上以后，这个杆段22就成为钻具组14的一部分，整个钻具组14再一次被驱动机构20驱动旋转及/或在纵向上推进。

驱动机构20由在图1中概略地示出的控制器24控制。控制器24控制着驱动机构使它或是驱动钻具组旋转及/或前进，或是退回使新的杆段22能够装到设备10上。

杆段22由金属制成并具有足够的刚度能将旋转力和轴向力从驱动机构20传递到钻头16上。钻具组14(虽然是由刚性段组成)具有足够的柔韧性使它能够遵循曲线路径前进。

应该知道，迄今为止说明的钻孔设备10是现有技术中众所周知的，并不构成本发明的任何部分。与此不同，本发明的目标却是指向钻孔设备的新的操作方法。更具体点说，本发明所指向的新的操作方法包括在进行钻孔操作时间歇地将钻具组退回以资控制钻头16的运动方向。

在进行钻孔操作时，由于钻头16的几何形状和偏置的切割件18，钻头16只要环绕其轴线X-X作部分旋转便可割穿岩石使一部分岩石被割掉成为废弃物而将余下的部分留在孔内。这最好用图5-7来说明，从图中可看到在钻孔200内的钻头16和切割件18，还可看到钻头16在没有环绕其轴线X-X作完全的旋转时，由于钻头16的几何形状可使一部分钻孔没有被切割并形成一个斜坡面或凸轮面28。认识到斜坡面28的形成过程，本申请人等曾设计一种新的控制钻孔设备10的方法，该方法利用这个形成的斜坡面28，目的是为了将钻头16导引到一个与直线路径成一角度的所需偏移方向上。

本方法最好先用图8来说明，当钻具组14被驱动机构20驱动旋转从而使钻头16环绕轴线X-X旋转时，切割件18形成一条路径30。当钻具组14恒定地旋转并沿纵向推进时，切割件18始终遵循这条圆形路径。结果便可形成一个直的一般为圆形截面的钻孔200。通过众所周知的液压控制，驱动机构20可保持一个预定的力将切割头18抵压到钻孔20的终端201(图5-7)上(因此抵压到要被切割的岩石上)，目的是为了要用切割件18取得最有效的切割。例如，对于泥灰岩，切割件18最好保持用大约2500磅/方寸的压力抵压在泥灰岩的表面上，以便切割件18能最有效地除去岩石。由于一个恒定的2500磅/方寸的向前推力被施加在其上，并且由于切割件18通过恒定的旋转恒定地除去岩石，钻具组14沿着一条跟随轴线X-X的直线在纵向或轴向上被推动前进。

但在钻孔时常会需要使钻头16偏离原来的直线路径而改沿所需的偏离方向前进。例如在图8中，可能会需要使钻头16向上垂直地偏离如图中所示的12点钟位置和偏离方向A。

为了完成所需的在12点钟位置的沿方向A的偏离，本发明的方法是当切割件18在规定的旋转圆弧B内(例如在图8中的10点钟位置和2点钟位置之间)旋转时，将切割力(对泥灰岩为2500磅/方寸)施加在钻头16上推动它前进。其时旋转圆弧B被所需的偏离方向A平分。

而当切割件18走到圆弧B之外时，驱动机构20就将钻具组14退回，使切割件18不再能切割到在钻孔200终端201的岩石表面。具体地说，在整个旋转圆弧B上的切割完成之后，钻具组14就被驱动机构20退回，其时切割头18被退回一段足够的距离，使切割头18能够完成其旋转，但不会从斜坡面28上切割掉岩石。

在所给出的具体例子中，旋转圆弧是从图8中的10点钟位置延伸到2点钟位置。因此在旋转时，当钻头16在10点钟的位置上，钻具组14将被驱动机构20沿纵向推动一直到切割件18碰到岩石为止，其时切割件将以所需的力(例如2500磅/方寸)抵压在岩石表面上以便进行有效的切割。在整个圆弧B上，切割件18始终抵压在岩石表面上，一直到抵达2点钟位置为止，在该点上驱动机构20开始后退。贯穿整个操作，驱动机构20都以预先选定的旋转速率(例如70转/分)使钻具组14连续旋转。

当切割件18抵压在岩石表面上并在整个旋转圆弧上进行切割时，切割件18是在拉力和剪力上使岩石表面破裂。因此，本方法可绕过岩石的巨大抗压强度，而在岩石抗力最小的方面切割岩石。

在旋转圆弧B上进行切割操作时，切割件18是从岩石表面上除去岩石(例如每转一周，切割深度约为2寸)。因此，当切割件18抵达10点钟位置并在钻孔200内进一步推进时，钻头16将在纵向上被推进到比它在上一次沿着圆弧B切割时的位置还要超出约2寸。当切割件18进一步推进时，钻具组或钻头面下的一个表面(为方便起见本文称为凸轮跟随面40)将与斜坡面28接合(见图7)。钻具组14的纵向推力使凸轮跟随面40与斜坡面28接合，而斜坡面使钻头16(因此也使切割件18)沿着所需的偏离方向偏离。

上述递增切割过程只在旋转圆弧B上进行，而钻具组14和钻头16的退回则遍及旋转的其余部分，结果造成的递增推进使钻头16不仅在纵向推进而且在所需偏离方向上偏离。一旦钻头16已被充分偏离，退回步骤即可终止。恢复只有旋转和纵向推进而没有退回的方式，使钻具组沿着直线路径移动。

图9示出在实施本发明的方法时，钻头16的位移的一般图像。在图9中，水平轴线为钻头16的旋转位置。在垂直轴线中指出钻头16的轴向位移(以寸计)，其中负值表示从一任意选定的开始位置(零位置)进入到钻孔内的位移，而正值表示相对于开始位置的退回量。在图9中，水平轴线的标号与钟表上的位置对应，12点钟表示垂直“向上”，而6点钟表示垂直“向下”。图9的图表示出钻头16在环绕轴线X-X作两周旋转时的相对轴向位移。图9属于上面所举例子，其中所需偏转方向A为12点钟位置，轴向推进在10点钟位置开始，而退回在2点钟位置开始。

如图9所示，现从点51谈起，其时钟头16已在2点钟位置(即在上一周期中沿旋转圆弧切割的终端)被充分推进。当继续旋转时，钻头16就退回，一直到充分退回到点52，该点与6点钟位置对应，而该位置又与所需偏转方向A(与12点钟位置对应)成180°的相反。在该充分退回的位置52上，钻具组14又沿纵向推进，在10点钟的位置上，钻头16与岩石的表面接合，在该点上开始切割，并且随着钻头16的继续推进而继续切割，一直到下一个2点钟位置54，在该点上开始退回，继续进行下一周期。

应该注意到所需偏转方向A是在开始切割位置53和终止切割位置54之间的中点。另外，由于钻头16在推进时同时排除废弃材料，在周期开始时的2点钟位置51与周期终止时的2点钟位置54之间有一段净的钻进D。

在一较优的操作方法中，钻头16的旋转位置与轴向位置之间的关系并不是一个线性函数。而是，轴向推进和退回为旋转位置的指数函数。换句话说，当钻头16在2点钟位置开始退回时，它是以相对于旋转速率为递增的速率退回的，为的是防止切割件18切割掉斜坡28上的材料。

为了完成钻头16的上述操作方法，必须确定钻头16的真正旋转方位。此后钻头16的旋转位置便可由控制器24计算出来。例如，控制器可规定，在驱动机构旋转90°以后，钻头16也旋转90°。

即使在一开始就确定钻头16的真正方位(然后通过钻具组14被驱动机构20驱动旋转量的监控，计算出计算的旋转位置)，后来的真正旋转位置还可与计算的旋转位置不相符合。例如，在将增添的杆段22增加到钻具组14上时，由于公差和用螺纹将杆段22连结到钻具组14上的其他不准确，钻头16的实际旋转位置可与计算旋转位置不相符合。因此，最好在用螺纹将杆段22连结到钻具组14上之后才计算钻头16的实际位置。

钻头16的实际角度位置可用本行业公知的许多方法来计算。例如，钻头16可含有能传送其旋转位置的传感器之类(未示出)用无线的方式将信号传送到地面上的接收器(未示出)上，这在本行业是常用的。操作者可转动钻具组14一直到钻头处在开始位置(例如12点钟位置)为止。一旦钻头16被定位在等于12点钟位置的监控位置，就可在控制器24上按下一个重新设定按钮或类似物来重新将开始的角度位置设定在12点钟位置。在重新设定之后，便可用驱动机构20的旋转运动量来计算钻头16的角度位置一直到一个新的杆段22被连上为止。

虽然上述重新设定钻头16的角度位置的方法是通常乐意采用的，但可预料在本发明的范围内钻头16的旋转位置是可用多种不同方法来确定的。例如，钻头16的实际旋转位置可通过各种装置包括从钻头16到控制器24的硬导线的连接或无线的连系或其他传送方法经常地予以监控并传送到控制器24上。采用钻头16的这种实际监控位置，便可不再需要周期地重新设定钻头在控制器上的角度位置，然后用驱动机构20的旋转量来计算钻头16的位置。

图10为一流程图，其中示出控制器24控制设备10的操作的步骤。在经过一段直线钻段后，可能需要偏转钻孔的方向。因此，控制器24便在定向钻孔过程的开始处100控制定向钻孔。在步骤101上，操作者可用手工将各种操作参数输入到控制器24内。例如，操作者可输入所需角度的偏移方向。在上面给出的例子中，操作者可输入12点钟们，指示控制器他所需要的是垂直地偏移钻头。另外，操作者可输入10割圆弧的大小。例如图8中的圆弧B为120°，从10点钟位置到2点钟位置。最好，控制器24能允许选择一条在0°到180°之间的圆弧。

另外一个操作参数要被操作者设定的为使钻头16纵向推进所需的推力。例如，对于泥灰岩，可设定所需的推力为2500磅/方寸。操作者还可设定所需的钻具组14的转速(例如，一个在0到120转/分之间的转速)。操作者还要重新为钻头16设定起始位置或12点钟位置。如同以前所指出的那样，这个重新设定是通过遥讯或其他方法检测钻头和切割件18旋转时一般地垂直对准12点钟位置的时间来完成的。操作者然后可按下重新设定按钮指示控制器说钻头实际上已在12点钟位置。此后，可监控驱动机构20的旋转增量借以计算钻头16的旋转位置。每当增加一个新的杆段22,12点钟位置便要重新设定一次。

在步骤101输入的操作参数还包括确定后退距离。例如根据钻头的几何形状，后退距离可为2到6时，使当钻头16在旋转圆弧之外旋转而后退时，钻头16不会切割到所需的斜坡28。

当这些操作参数被输入后，控制器24便可确定切割操作的起始点。例如，当所需的偏移方向已知为12点钟位置而旋转圆弧B被操作者设定为120°时，控制器可将起始点定在10点钟位置使所需的偏移方向(在上例中为垂直方向)平分操作者在步骤101所输入的圆弧(120°)。因此，对于所给的例子，控制器24设定10点钟位置为起始点。

在步骤102，控制器确定钻头16是否按所需的转速旋转。如果不是，那么在步骤103增大功率使钻头16增速旋转。

当达到所需转速后，在步骤104，控制器24确定钻头16是否到达起始点(在上例中为10点钟位置)。如果不是，将继续旋转直到到达10点钟位置。

在到达10点钟位置后，在步骤105，控制器24确定，施加在岩石表面上的压力是否为预先设定的推压力。如果不是，将在步骤106增加推压力一直到达到所需的预定推压力。

在步骤107，控制器24确定钻头是否已达到2点钟位置(在上例中为切割圆弧B的终端)。如果不是，继续旋转直到达到切割圆弧的终端。

在达到切割圆弧的终端后，在步骤108将推力倒转为的是使钻头16后退。在倒转时，钻具组14的转速和倒转的纵向速率应在步骤109比较使符合图10的关系。如果推动率和转速的比例不正确，那么应在步骤110变更改动率。如果在步骤111，定向偏移的总量没有达到，那么，这个过程还将继续。否则就开始直线钻孔，其时在旋转时同时进行向前的纵向推进，但没有后退。

钻孔的顺序概略地在图5-7中示出。在图5中，钻头16充分插入到钻孔200内，切割刃18和钻头16是在12点钟位置上。在钻头16旋转到2点钟位置后，钻头充分后退如图6所示，其时切割刃和钻头是在6点钟位置。由于后退，切割刃18不再钻入，而是从斜坡28上排除废弃物。当钻头16随后在钻孔200内又被推进时，凸轮跟随面40与斜坡28接合，由斜坡强迫钻头16在方向A上向上偏移(图7)。

采用上述的这种操作方法，在整个操作期间钻具组14都继续旋转。切割只是在圆弧B内发生，而该圆弧被钻头16所需偏移的方向A平分。当钻头16在切割圆弧B以外的旋转位置上时，钻头16被后退。由于该后退，在钻孔200内形成一个斜坡28，该斜坡起到在所需方向上推动和偏移钻头16的作用。另外，在圆弧B上的整个切割操作中，钻头16都横跨岩石表面201而运动，使岩石表面破碎的力为拉力和剪力，而不是像现有技术的装置那样必须克服较大的压力。

从上面关于本发明的详细说明可以看到在该较优的实施例中本发明的目的是如何达到的。虽然本行业的行家很容易作出各种修改和等同替代，但这些都理应包括在本发明的权利要求所定的范围内。

Claims

1．一种控制钻孔设备钻透介质而成孔的方法，所说设备包括一个钻具组，其终端为一钻头，可环绕旋转轴线旋转，所说钻头设有偏离所说轴线而切割的切割件，所说设备包括沿纵向推进所说钻头的装置，所说方法包括：

在与直线路径成角度的所需偏移方向上推进所说钻头，其步骤如下：

a．当所说切割件在一旋转圆孤上时将纵向力施加到所说钻头上，

其时所说旋转圆弧是所说所需偏移方向所要通过的；

b．当所说切割件在所说旋转圆弧之外时松开所说纵向力。

2．按照权利要求1的方法其特征为包括选择所说旋转圆弧，以便使所说所需偏移方向平分地通过所说旋转圆弧。

3．按照权利要求1的方法，其特征为，所说旋转圆弧在0°和180°之间。

4．按照权利要求3的方法，其特征为，所说旋转圆弧为120°。

5．按照权利要求2的方法，其特征为，所说旋转圆弧在0°和180°之间。

6．按照权利要求5的方法，其特征为，所说旋转圆弧为120°。

7．按照权利要求1的方法，其特征为，所说松开包括当所说切割件在所说旋转圆弧之外时在纵向上退回所说钻头。

8．按照权利要求1的方法，其特征为，所说切割件的所说纵向力在一规定的压力范围内被选择以便施加在要被钻孔的所说介质上使它破碎并在所说钻孔的终端从所说介质上排除废弃物。

9．按照权利要求7的方法，其特征为，所说退回包括在所说钻孔的终端从所说介质的表面上退回所说切割件，其退回量应足够以免当所说切割件在所说旋转圆弧之外时所说介质还被切割。

10．按照权利要求1的方法，其特征为，所说钻具组包括一个外端露出在所说钻孔之外并安装在驱动系统上以便该驱动系统用来在纵向上推进并转动所说钻具组，所说力的所说施加包括用所说驱动系统推进所说外端。

11．按照权利要求10的方法，其特征为，所说转动包括用所说驱动系统转动所说外端。

12．按照权利要求7的方法，其特征为，所说钻具组包括一个外端露出在所说钻孔之外并安装在驱动系统上以便该驱动系统用来在纵向上推进并转动所说钻具组，所说力的所说施加包括用所说驱动系统推进所说外端。

13．按照权利要求7的方法，其特征为，所说转动包括用所说驱动系统转动所说外端。

14．按照权利要求13的方法，其特征为，所说退回包括所说驱动系统退回所说外端。

15．按照权利要求7的方法，其特征为，所说钻头的旋转位置是通过所说外端被所说驱动系统旋转的量的监控来确定的。

16．按照权利要求10的方法，其特征为，所说钻头的旋转位置是通过所说外端被所说驱动系统旋转的量的监控来确定。

17．按照权利要求10的方法，其特征为，所说钻头的旋转位置是通过对所说钻头所发指示所说旋转位置的信号的监控来确定的。

18．按照权利要求16的方法，其特征为，所说钻具组包括多个钻杆段，它们顺次被连结到在所说钻孔外面的所说驱动系统上，所说方法包括在将一个钻杆段添加到所说钻具组上后测量所说钻头的实际旋转位置，随后通过对所说外端随后被所说驱动系统旋转的量的监控来确定所说钻头的旋转位置。

19．按照权利要求1的方法其特征为还包括反复完成所说施加和所说松开纵向力的操作，并且还包括在对所说钻头进行反复操作而推进所说钻头时使所说钻头由于形成所说钻孔的所说介质的斜破面的作用而向所说所需方向偏移。

20．按照权利要求19的方法，其特征为，所说切割件被这样选用使在所说钻孔的终端从所说介质切割掉废弃物后在所说介质的留下的部部上在所说钻孔与所说所需偏移方向反对的一侧出现一个凸轮面，所说方法还包括：

在将所说纵向力进行所说施加时切割所说介质使它形成所说凸轮面；

完成所说纵向推进、使在所说钻具组上与所说钻头邻近的一个凸轮跟随面作用在凸轮面上，从而在所说钻头沿纵向推进时使所说钻头向所说所需方向偏移。

21．按照权利要求7的方法，其特征为，还包括反复完成所说施加和所说松开纵向力的操作，并且还包括在所说退回后再一次推进所说钻头时使所说钻头由于形成所说钻孔的所说介质的斜坡面的作用而向所说所需方向偏移。

22．按照权利要求1的方法，其特征为，包括沿着所说直线路径推进所说钻头，同时转动所说钻头并将纵向力施加在所说钻头上。

23．按照权利要求7的方法，其特征为，包括沿着所说直线路径推进所说钻头，同时转动所说钻头并将纵向力施加在所说钻头上。

24．一种用来钻透介质而成孔的钻孔设备，所说设备包括：

一个钻具组，其终端为一在所说钻孔内的钻头；

一个在所说钻孔外的驱动系统，用来与所说钻具组的外端结合，所说驱动系统有一第一驱动器用来使所说钻具组环绕一条与所说钻具组纵轴线重合的旋转轴线旋转，和一第二驱动器用来沿纵向推进所说钻头；

所说钻头设有偏离所说轴线而切割的切割件；

一个控制器，用来在与直线路径成角度的所需偏移方向上推进所说钻头，具体做法是：

a．当所说切割件在一旋转圆弧上时启动所说第一和第二驱动器，

将纵向力施加到所说钻头上，其时所说所需偏移方向通过所说旋转圆弧；

b．当所说切割件在所说旋转圆弧之外时控制所说第二驱动器，松

开所说纵向力。

25．按照权利要求24的钻孔设备，其特征为，所说第二驱动器可使所说钻具组后退，从而使所说钻头从所说钻孔的终端移开，所说控制器包括操作所说第二驱动器的装置，能使所说钻具组后退，从而松开所说纵向力。

26．按照权利要求25的钻孔设备，其特征为，所说切割件被这样选用，使在所说钻所说终端从所说介质上切掉废弃物后，所说介质的留下部分在所说钻孔与所说所需偏移方向反对的一侧形成一个凸轮面。

27．按照权利要求26的钻孔设备，其特征为，所说钻具组包括一个位在其一侧的凸轮跟随面，同作用在所说凸轮面上，从而在所说钻头沿纵向推进时使所说钻头向所说所需方向偏移。

28．按照权利要求20的方法，其特征为，所说切割件被这样选用，使在所说钻孔的所说终端从所说介质上切割掉废弃物后，所说介质的留下部分在所说钻孔与所说所需偏移方向反对的一侧形成一个凸轮面，所说方法还包括：

完成所说纵向推进，使在所说钻具组上与所说钻头邻近的一个凸轮跟随面作用在凸轮面上，从而在所说钻头沿纵向推进时使所说钻头向所说所需方向转移。

29．按照权利要求7的方法，其特征为，包括在进行所说退回时仍旧使所说钻头连续旋转。