CN103615201A - 工程钻机孔内钻杆用的扶正器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了工程钻机孔内钻杆用的扶正器，包括芯轴、肋条和外层壳体，中空的芯轴位于中心部位，其两端分别设置有锥形内螺纹和锥形外螺纹；所述肋条为两条或以上，均匀设置在芯轴外表面上，与芯轴连接牢固；相邻两条肋条之间，留有间歇形成通槽；在外层壳体的两端各设置有一个滚动轴承，滚动轴承的内侧支撑在肋条的外表面，滚动轴承的外侧与外层壳体内表面紧配合，通过滚动轴承使肋条与外层壳体之间产生相对转动。本发明扶正器可保持细长钻杆平稳运转，使钻头轴线尽可能接近钻孔的中心线，有效避免孔斜；能减轻钻杆弹性系统在孔内径向和轴向的剧烈振动，减少钻杆钻头偏摩；钻杆不同孔壁直接接触，能有效减少对孔壁伤害，减少钻进所需扭矩。

Description

工程钻机孔内钻杆用的扶正器

技术领域

本发明涉及一种工程钻机的附属部件，尤其是用于工程钻机孔内钻杆用的扶正器。

 

技术背景

    工程钻机作为钻孔的机械装置，通过动力头带动钻杆（主动钻杆、孔内钻杆）旋转，并且推动动力头向下移动以产生钻进作用力，钻取要求尺寸的孔洞。在钻取孔洞的内径较小时，孔内钻杆与孔洞的内径基本相同；如果孔内钻杆在径向和轴向产生振动，就容易与孔洞的内壁接触，该种接触首先对已经成型孔洞的内壁有一定伤害，严重的会使孔洞垮塌；其次，消耗了更多的扭矩，需要耗费更多的能量，或者需要用更大一个型号的钻机才能钻设该孔洞；第三，使钻头中心轴线与钻孔的中心线之间不重合，很容易就产生了超出工艺要求的偏差，使孔洞产生偏斜。尤其在钻设较深的孔洞时，如几百米深的深孔，或者在钻设非竖直方向锚固用孔洞时，由于锚固孔的中心线与竖直方向有一个夹角，即与地球引力的方向不重合，在钻孔时钻头、孔内钻杆的轴线与钻头、孔内钻杆受到的地球引力的方向不一致，在重力作用下，钻头、钻杆会逐渐偏离钻孔的中心线，向重力方向偏斜，使实际钻设的孔洞的中心线与理论设计的中心线之间产生较大的偏差，超过工艺要求，甚至大幅度超过工艺要求而报废，成为废孔。在钻设的深度较深时，该种偏斜现象更突出，成为一个必须解决的问题。

    现有技术中，针对该种偏斜现象，采用了在两根孔内钻杆之间套设扶正器的方法来解决，获得了一定的技术效果。但，现有技术中的扶正器，难以真正做到降低扭矩、与孔洞内壁之间不产生相对旋转运动、对孔壁的伤害较大。

 

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种与孔洞内壁之间不产生相对旋转运动、对孔壁的保护作用较大、降低扭矩的工程钻机孔内钻杆用的扶正器。

    本发明的技术方案：工程钻机孔内钻杆用的扶正器，包括本体，所述本体主要包括芯轴、肋条和外层壳体，中空的芯轴位于中心部位，其两端分别设置有锥形内螺纹和锥形外螺纹；其特征在于：所述肋条为两条或以上，均匀设置在芯轴外表面上，与芯轴连接牢固；相邻两条肋条之间，留有间歇形成通槽，从芯轴外表面的一端通入另一端；在外层壳体的两端各设置有一个滚动轴承，滚动轴承的内侧支撑在肋条的外表面，滚动轴承的外侧与外层壳体内表面紧配合，通过滚动轴承使肋条与外层壳体之间产生相对转动。

   进一步的特征是：在滚动轴承的外端设置轴套和压盖，轴套和压盖之间设置有油封，油封将滚动轴承进行密封；轴套和压盖连接在肋条或外层壳体上。   

    所述肋条为四条，沿芯轴外表面周向均匀设置，形成四个通槽。

    本发明工程钻机孔内钻杆用的扶正器，相对于现有技术，具有如下特点：

1、钻杆在孔内高速回转时，扶正器可保持细长钻杆平稳运转，使钻头轴线尽可能接近钻孔的中心线，有效避免孔斜，使钻孔的中心线符合工艺要求。

2、扶正器能减轻钻杆弹性系统在孔内径向和轴向的剧烈振动，减少钻杆钻头偏摩。

3、使用扶正器后，钻杆不同孔壁直接接触，同时由于轴承作用，扶正器的外壳不随钻杆旋转，与孔壁之间不产生相对旋转运动，能有效减少对孔壁伤害，减少钻进所需扭矩。

 

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明扶正器结构剖视图；

图2是图1沿A—A向剖视图；

图3是图1的左视图；

图4是本发明扶正器使用状态示意图。

 

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明的工程钻机孔内钻杆用的扶正器，包括本体1，所述本体1主要包括芯轴2、肋条3和外层壳体4，芯轴2位于中心部位，其两端分别设置有锥形内螺纹21和锥形外螺纹22，使用时通过两端的锥形内螺纹21和锥形外螺纹22分别与孔内钻杆的螺纹端头（公端头、母端头）配合旋紧而连接，构成钻杆柱传递运动和扭矩；芯轴2中间是空的，形成供钻进需要的泥浆、水或气体通入的通道；肋条3为两条或以上，均匀设置在芯轴2外表面上，即沿周向均匀设置，肋条3可以为两条、三条、四条、五条、六条、八条或以上，牢固与芯轴2连接，具体可以采用焊接的连接方式连接；肋条3可以选用球体状、柱体等，相邻两条肋条3之间，留有间歇距离，形成通槽5，通槽5从芯轴2外表面的一端到另一端，形成一个贯穿的槽孔。在外层壳体4的两端各设置有一个滚动轴承6，滚动轴承6的内侧支撑在肋条3的外表面，滚动轴承6的外侧与外层壳体4内表面紧配合，通过滚动轴承6使肋条3与外层壳体4之间产生相对转动。图中所示，肋条3为四条，沿芯轴2外表面周向均匀设置，形成四个通槽5。

为了方便安装滚动轴承6并对其进行定位和防尘处理，在滚动轴承6的外端设置轴套7和压盖8，轴套7和压盖8之间设置有油封10，油封10可选用现有的骨架油封，油封10将滚动轴承6进行密封，防止钻孔时的渣以及泥浆等进入滚动轴承6而使其失效，同时留存滚动轴承6需要的润滑膏、润滑油脂等，使滚动轴承6一直保持良好的润滑作用，延长其使用寿命。轴套7和压盖8连接在（通常采用可拆卸式连接）肋条3或外层壳体4上，如通过螺纹连接在外层壳体4的内表面上，或通过卡簧等限位卡紧，轴套7和压盖8之间配合定位。根据具体定位需要，可在肋条3、外层壳体4或轴套7上，设置轴肩或档环等，方便轴向、径向定位。压盖8盖在滚动轴承6外侧，与轴套7配合形成相对封闭的空间，更与油封10一起形成有效的密封、防尘结构，可避免泥浆以及粉渣直接作用滚动轴承6，有效提高轴承使用寿命。

参见图4，本发明扶正器的工作过程，使用时，芯轴2通过两端的锥形内螺纹21和锥形外螺纹22分别与上、下端的孔内钻杆的螺纹端头配合旋紧而连接（螺纹的旋向与钻杆的转动方向一致，使孔内钻杆与扶正器之间越旋越紧）；在孔内钻杆旋转时，芯轴2和肋条3一并旋转，由于滚动轴承6的作用，外层壳体4不会转动，孔内钻杆不会与孔壁直接接触，同时由于滚动轴承6作用，扶正器的外层壳体4不随孔内钻杆旋转，与孔壁之间不产生相对旋转运动，能有效减少对孔壁伤害，减少能量的损失，故能减少钻进所需扭矩。同时，钻进需要的泥浆、水或气体通过芯轴2中间的通孔通入，钻进产生的渣、泥浆等通过通槽5排出。

 最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.工程钻机孔内钻杆用的扶正器，包括本体（1），所述本体（1）主要包括芯轴（2）、肋条（3）和外层壳体（4），中空的芯轴（2）位于中心部位，其两端分别设置有锥形内螺纹（21）和锥形外螺纹（22）；其特征在于：所述肋条（3）为两条或以上，均匀设置在芯轴（2）外表面上，与芯轴（2）牢固连接；相邻两条肋条（3）之间，留有间歇形成通槽（5），通槽（5）从芯轴（2）外表面的一端到另一端；在外层壳体（4）的两端各设置有一个滚动轴承（6），滚动轴承（6）的内侧支撑在肋条（3）的外表面，滚动轴承（6）的外侧与外层壳体（4）内表面紧配合，通过滚动轴承（6）使肋条（3）与外层壳体（4）之间产生相对转动。

2.根据权利要求1所述的工程钻机孔内钻杆用的扶正器，其特征在于：在滚动轴承（6）的外端设置轴套（7）和压盖（8），轴套（7）和压盖（8）之间设置有油封（10），油封（10）将滚动轴承（6）进行密封；轴套（7）和压盖（8）连接在肋条（3）或外层壳体（4）上。

3.根据权利要求1或2所述的工程钻机孔内钻杆用的扶正器，其特征在于：肋条（3）为四条，沿芯轴（2）外表面周向均匀设置，形成四个通槽（5）。

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