CN102787806A

CN102787806A - 同心跟管钻具

Info

Publication number: CN102787806A
Application number: CN2012102948866A
Authority: CN
Inventors: 赵建勤; 柳若龙; 王勇
Original assignee: Institute of Exploration Technology Chinese Academy of Geological Sciences
Current assignee: Institute of Exploration Technology Chinese Academy of Geological Sciences
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2012-11-21

Abstract

同心跟管钻具，解决已有钻具结构复杂，制造和装配困难，传递扭矩小，易损坏的问题。导正器（1）有第1、2凹槽（22）、（21），第1、2凹槽为导正器端面圆上的圆心角构成的相对扇形槽，扇形槽的侧壁为平面或者为曲面段加平面段，第1、2扩孔钻头（4）、（9）分别有第1、2凸肩（17）、（18），第1、2凸肩位于扩孔钻头不同端，其投影在扩孔钻头内，第1、2凸肩的传扭面（28）、（27）为平面，该平面与导正器凹槽上的平面侧壁配合，当钻具顺时针旋转，在第1、2凸肩全部位于导正器的第1、2凹槽内时，第1、2扩孔钻头构成直径小于套管的同心圆，当钻具反时针旋转，凸肩径向伸出导正器端面，其传扭面与导正器凹槽的平面侧壁配合。

Description

同心跟管钻具

技术领域：

本发明与空气潜孔锤跟管钻具有关。

背景技术：

已有的空气潜孔锤对心跟管钻具在扩孔钻头与导正器的连接平面上有凸头，导正器的连接平面上有与凸头滑动配合的蛇形凹槽，结构复杂，制造困难，蛇形凹槽和凸头配合精度不高，造成扩孔钻头张开和收拢阻力，易损坏扩孔钻头和导正器。扩孔钻头和导正器的扭矩传送靠凸头，凸头形状单薄，强度低，不易准确到位，传扭面不是平面，传递扭矩小，易损坏。已有的中心开孔钻头上与立轴配合的孔为盲孔，立轴装配困难，必须在中心开孔钻头和立轴之间设计横销来固定中心开孔钻头，由于要足够的强度，横销直径较大，使中心开孔钻头的厚度大，钻具扭矩大。与立轴连接的横销需通过竖销、弹簧和堵头堵封，结构复杂，装配工作量大。

发明内容：

本发明的目的是提供一种结构简单，制造和装配容易，成本低，传递扭矩大而可靠，使用寿命长，排渣性能良好，整套钻头扭矩小的同心跟管钻具。

本发明是这样实现的：

本发明同心跟管钻具，导正器1位于套管和管靴内，导正器下端通过立轴依次与第1、2扩孔钻头、中心钻头连接，第1、2扩孔钻头为形状相同、方向相反扇形，两扇形构成整圆或直径方向有缺槽的整圆，有相对滑动面，第1、2立轴分别偏心穿过导正器、第1、2扩孔钻头和中心钻头上的孔，横销穿过导正器1的水平孔与立轴的凹槽连接，其特征在于导正器1有第1、2凹槽22、21，第1、2凹槽为导正器端面圆上的圆心角构成的相对扇形槽，扇形槽的侧壁为平面或者为曲面段加平面段，第1、2扩孔钻头4、9分别有第1、2凸肩17、18，第1、2凸肩位于两扩孔钻头不同端，其投影在扩孔钻头内，第1、2凸肩的传扭面28、27为平面，该平面与导正器凹槽上的平面侧壁配合，当钻具顺时针旋转，在第1、2凸肩全部位于导正器的第1、2凹槽内时，第1、2扩孔钻头构成直径小于套管的同心圆，当钻具反时针旋转，凸肩径向伸出导正器端面，其传扭面与导正器凹槽的平面侧壁配合。

中心钻头5有台阶通孔与立轴的台阶配合。

导正器的第1、2凹槽内靠近槽壁有排渣斜孔24、25，导正器1端面有两径向排渣凹槽23、26。

导正器水平孔内有台阶与横销配合，开口弹簧销将横销封堵。

所述的扇形槽的圆心角为平角，两平角之间的端面有径向排渣凹槽23、26。

扩孔钻头的第1、2凸肩为扇形，扩孔钻头的扇形周边上有保径合金齿。

本发明结构简单，制造和装配容易，成本低。扩孔钻头的凸肩和导正器的凹槽为扇形，制造容易，强度高，配合精度高。同心跟管钻具在装配状态下，二个扩孔钻头能以二个台阶立轴为中心旋转，从而使扩孔钻头张开或收拢。当扩孔钻头张开处于工作状态时，扭矩由导正器凹槽平面侧壁传递给扩孔钻头，扩孔钻头凸肩17、18的传扭面27、28为平面，传递扭矩可靠。当钻具工作一段时间，导正器凹槽侧壁和扩孔钻头凸肩都有磨损，两扩孔钻头的相对滑动面位于导正器1的直径上时，扭矩除由导正器凹槽侧壁传递给扩孔钻头外，两个扩孔钻头互锁也提供部分扭矩。

中心钻头有二个台阶通孔与二根台阶立轴的凸台配合，中心钻头由凸台限定，省去了固定中心钻头的横销。这种结构有效地减小了中心钻头的厚度，从而减小了整套钻具的扭矩。

导正器有二个供扩孔钻头张开和收拢的扇形凹槽21、22，结构简单，与扩孔钻头的扇形凸肩配合可靠。导正器凹槽内二个斜孔24、25供钻头正向旋转排渣。二个径向凹槽23、26供钻头反向旋转排渣，排渣性能优良。钻具使用寿命长。

附图说明：

图1为本发明结构图之一。

图2为图1的A向视图。

图3为图1的B—B剖视图。

图4为图1的C—C剖视图。

图5为图1的D—D剖视图。

图6为导正器端面结构图。

具体实施方式：

本发明包括导正器1、横销3、10、扇形扩孔钻头4、9、台阶立轴2、11、中心钻头5、弹簧销19、20等。本发明的二个扇形扩孔钻头在工作状态时用凸肩17、18的传扭矩平面传递钻具扭矩；中心钻头承担主要的破岩作用，扇形扩孔钻头起扩孔作用，能钻出比套管直径更大的孔，带动套管同步跟进。

中心钻头有排气孔15，扩孔钻头有排气孔16，导正器上有返吹孔13，立轴和中心钻头通孔有台阶7。

本发明收拢状态时，扇形扩孔钻头的扇形凸肩全部位于导正器1的扇形凹槽21、22内，形成的同心圆的直径小于套管的内径，整套钻具能在套管内自由进出。张开、收拢实现途径如下：

1、导正器1反时针转动，扇形扩孔钻头4、9在导正器上张开（如图2），扭矩由导正器凹槽平面侧壁传递给扩孔钻头，此时扇形扩孔钻头上的凸肩17、18径向伸出导正器的凹槽22、21。顺时针转动导正器时，扇形扩孔钻头即收拢。

2、导正器反时针方向转动，扇形扩孔钻头先转动张开至最大位置并在钻机的轴向力作用下实现滑动定位。导正器凹槽22、21内的两斜孔24、25排除导正器凹槽内的岩渣。收拢扇形扩孔钻头时可顺时针转动导正器，扇形扩孔钻头即收拢在导正器凹槽内。导正器端面上的径向半圆形凹槽23、26排除导正器凹槽内的岩渣。

扩孔钻头4、9的扇形周边上分别有保径合金块齿29、30。

Claims

1.同心跟管钻具，导正器（1）位于套管和管靴内，导正器下端通过立轴依次与第1、2扩孔钻头、中心钻头连接，第1、2扩孔钻头为形状相同、方向相反扇形，两扇形构成整圆或直径方向有缺槽的整圆，有相对滑动面，第1、2立轴分别偏心穿过导正器、第1、2扩孔钻头和中心钻头上的孔，横销穿过导正器（1）的水平孔与立轴的凹槽连接，其特征在于导正器（1）有第1、2凹槽（22）、（21），第1、2凹槽为导正器端面圆上的圆心角构成的相对扇形槽，扇形槽的侧壁为平面或者为曲面段加平面段，第1、2扩孔钻头（4）、（9）分别有第1、2凸肩（17）、（18），第1、2凸肩位于两扩孔钻头不同端，其投影在扩孔钻头内，第1、2凸肩的传扭面（28）、（27）为平面，该平面与导正器凹槽上的平面侧壁配合，当钻具顺时针旋转，在第1、2凸肩全部位于导正器的第1、2凹槽内时，第1、2扩孔钻头构成直径小于套管的同心圆，当钻具反时针旋转，凸肩径向伸出导正器端面，其传扭面与导正器凹槽的平面侧壁配合。

2.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于中心钻头（5）有台阶通孔与立轴的台阶配合，立轴的端面上有合金齿。

3.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于导正器的第1、2凹槽内靠近槽壁有排渣斜孔（24）、（25），导正器（1）端面有两径向排渣凹槽（23）、（26）。

4.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于导正器水平孔内有台阶与横销配合，开口弹簧销将横销封堵。

5.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于所述的扇形槽之间的端面有径向排渣凹槽（23）、（26）。

6.根据权利要求1所述的钻具，其特征在于扩孔钻头的第1、2凸肩为扇形，扩孔钻头的扇形周边上有保径合金齿。