CN105275395A - 水平定向钻用动力头结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水平定向钻用动力头结构，包括泥浆泵输入接头、动力头主轴，动力头主轴前端插入动力头箱体中，在原结构的基础上还包括罩体，罩体设置在动力头主轴外侧，罩体通过法兰与动力头箱体螺栓连接，罩体的后端开有圆形安装孔，罩体中还设置有连接轴，连接轴前端穿过罩体后端的圆形安装孔，连接轴前端设置有安装板，并通过安装板螺栓连接于动力头主轴后端，连接轴上开有条形槽，内壁设置有加长管，加长管上设置有凸头且开有条形槽，加长管内壁设置有接头管，接头管上设置有凸头，接头管焊接一压板且圆周开有通孔，通孔处安装泥浆泵输入接头。本发明具有泥浆输送方便、使用寿命长、制造成本低、操作方便、结构简单等优势。

Description

水平定向钻用动力头结构

技术领域

本发明属于水平定向钻机技术领域，特别是涉及一种水平定向钻用动力头结构。

背景技术

水平定向钻机是一种在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施(管道、电缆等)的施工机械，广泛应用于供水、电力、煤气、石油等管线铺设施工中。在钻机施工过程中，为了达到支撑孔壁、润滑钻杆、悬浮钻屑、降低施工阻力等目的，需要不停地向钻杆中输送泥浆至钻头，而作为泥浆输送的主要部件，泥浆输入软管内部能否保持通畅，是水平定向钻机是否可以正常工作的重要因素之一。

在目前大多数的水平定向钻机的结构中，泥浆泵输入接头固定安装在动力头主轴的后部，泥浆输入软管安装在泥浆泵输入接头上，动力头主轴动力采用浮动机构安装，即动力头主轴可以相对于动力头箱体前后滑动，进而带动旋转接头随动力头主轴前后移动，同时带动安装在旋转接头上的泥浆输入软管前后移动。上述结构可以降低钻杆螺纹的磨损，但在地下情况比较复杂，泥浆的需求量较大时，泥浆输入软管需制作的较为粗大，管内泥浆的重力，导致泥浆输入软管会出现由于不能及时随动力头主轴移动，而发生弯折甚至于折断的现象，阻碍泥浆的及时输送，导致水平定向钻机无法正常运转，影响施工进度。

为解决上述技术问题，专利号为CN201310383704.7一种水平定向钻机用动力头结构，采用了如下技术方案：一种水平定向钻机用动力头结构，包括泥浆输入软管、泥浆泵输入接头和动力头主轴，所述的泥浆输入软管并排安装在泥浆泵输入接头的后端，所述的动力头主轴前端插入动力头箱体中；其特征在于，还包括罩体，所述罩体设置在动力头主轴外侧，前端安装在动力头箱体后端，罩体的后底板中心位置开有圆形安装孔；罩体中还设置有连接轴和芯轴；其中，所述的连接轴为阶梯状空心轴，前端插入动力头主轴中，连接轴外表面焊接有安装板，通过安装板固定在动力头主轴后端；连接轴后部内部开有凹槽；所述的芯轴为空心轴，前端穿过罩体后底板安装孔插入连接轴中，插入部分的长度比动力头主轴最大行程大8-12cm，芯轴通过安装在连接轴后部内侧的V型组合密封圈与连接轴密封，V型组合密封圈通过固定在连接轴后端的压紧法兰固定；所述的泥浆泵输入接头前端和芯轴后端依次固定在罩体后底板外表面，形成密封。上述专利的技术方案中采用芯轴插入连接轴部分的长度比动力头主轴最大行程大8-12cm，使得动力头主轴相对于动力头箱体前后滑动的同时，芯轴和连接轴始终形成一个输入通道，固定泥浆输入接头，确保安装在接头上泥浆输入软管中泥浆输送畅通，从而保证施工进度。虽上述专利的技术方案解决了动力头主轴在相对动力头箱体前后滑动的同时，保证了泥浆输送通畅的技术问题，但上述专利的技术方案在结构上存在缺陷，芯轴必须设计的很长，芯轴插入连接轴部分的长度要求大于动力头主轴最大行程的8～12cm，在实际使用过程中，动力头主轴最大行程一般可达到几米。因此在动力头主轴相对于动力头箱体前后滑动时，动力头主轴行程过大时，从动力头主轴后端面至罩体圆形安装孔之间的芯轴长度跨距很大，当输入泥浆过重时，芯轴会出现弯曲变形，导致动力头主轴滑动时出现芯轴与连接轴卡死或无法再移动等现象，一但芯轴弯曲后将无法再次使用，必须要更换，因此导致整体使用寿命短，制造成本高。同时芯轴过长导致安装和更换都十分麻烦。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供一种泥浆输送方便、使用寿命长、制造成本低、操作方便、结构简单的水平定向钻用动力头结构。

为了实现上述目的，本发明提供了一种水平定向钻用动力头结构，包括泥浆泵输入接头、动力头主轴，所述动力头主轴前端插入动力头箱体中，

还包括罩体，所述罩体设置在动力头主轴外侧，罩体前端设置有法兰，罩体通过法兰与动力头箱体螺栓连接，罩体的后端开有圆形安装孔，圆形安装孔内壁开有毛毡槽，

所述动力头主轴的后端面设置有一内止口和密封槽，

罩体中还设置有连接轴，所述连接轴为阶梯状空心轴，所述连接轴前端穿过罩体后端的圆形安装孔，所述连接轴前端设置有安装板，安装板前端面设置有与动力头主轴内止口相配合的外止口，所述连接轴通过内外止口与动力头主轴圆周定位配合，并通过安装板螺栓连接于动力头主轴后端，动力头主轴通过密封件安装在动力头主轴后端面的密封槽内与连接轴形成端面密封，连接轴通过毛毡安装在罩体毛毡槽内与罩体形成密封，

连接轴后端的圆周内壁开有若干条形槽，条形槽不穿通连接轴的后端面，所述连接轴的圆周内壁设置有若干加长管，相邻加长管通过内外径相配合进行设置，加长管的外径由外至中心逐渐减小，加长管圆周外壁的前端设置有凸头，圆周内壁设置有与连接轴相同的条形槽，条形槽不穿通加长管的前后端面，最小外径的加长管的圆周内壁设置有接头管，接头管圆周外壁的前端设置有与加长管相同的凸头，接头管后端面焊接一压板，圆周开有穿过一边内外壁的通孔，所述通孔处安装泥浆泵输入接头。

进一步的，所述动力头主轴的内止口与连接轴的外止口过渡配合或过盈配合。

进一步的，所述连接轴和若干加长管条形槽的总长度之和大于或等于动力头主轴最大行程。

进一步的，所述凸头的横截面形状为圆形或正方形或长方形。

进一步的，所述连接轴和加长管圆周内壁开有的条形槽数量为1～8条，对应所述凸头的数量为1～8个。

进一步的，所述密封件为O型密封圈。

进一步的，所述通孔的数量为1～2个，各通孔排列开在接头管的圆周。

进一步的，所述泥浆泵输入接头与泥浆输入软管相连接。

本发明与现有技术相比，具有如下优势：

1、结构简单、操作方便、制造成本低、使用寿命长；

2、本发明动力头主轴的后端面设置密封槽，密封槽处安装密封件，罩体圆形安装孔设置毛毡槽，毛毡槽处安装毛毡，密封件实现了动力力主轴和连接轴之间的端面密封，毛毡实现了连接轴与罩体之间的圆周密封，与现有技术相比，整体结构简单，密封可靠；

3、连接轴和加长管的圆周内壁设置有条形槽，与之相配合的加长管和接头管的圆周外壁的前端设置有凸头，当动力头主轴相对于动力头箱体前后滑动时，加长管相对于连接轴也跟随着前后滑动，或加长管相对于加长管或加长管相对于接头管也跟随着前后滑动，实现了同步滑动的过程；

4、本发明连接轴的条形槽不穿通连接轴的后端面，加长管的条形槽不穿通加长管的前后端面，加长管和接头管圆周外壁前端设置有凸头，凸头对应设置在相配合的条形槽内，由于条形槽是不穿通的，当凸头移至条形槽左右两端的极限位置时，将不再相对滑动，凸头在整个滑动的过程中起到了极限限位的作用；

5、本发明连接轴、加长管、接头管均不用制造很长，降低了零件加工的难度，降低了生产制造成本和维修成本，不易出现弯曲变形等现象，同时连接轴与各加长管的条形槽总长度之和要大于或等于动力头主轴的最大行程，保证了动力头主轴相对于动力头箱体前后滑动的同时，泥浆泵输入接头始终保持固定状态，避免了原先结构中因移动不及时而发生的弯折甚至于折断的现象，从而确保了安装在接头上的泥浆输入软管中泥浆输送通畅，保证其施工进度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1的局部放大示意图。

图3为本发明加长管的结构示意图。

上述附图标记：

1、动力头箱体；2、罩体；3、螺栓；4、动力头主轴；5、连接轴；6、螺栓；7、密封件；8、毛毡；9、加长管；10、接头管；11、泥浆泵输入接头；12、压板

9.1、凸头；9.2、条形槽。

具体实施方式

下面结合附图对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。

实施例

如图1～3所示，本发明提供的一种水平定向钻用动力头结构，包括泥浆泵输入接头11、动力头主轴4，所述动力头主轴4前端插入动力头箱体1中，在上述结构的基础上，还包括罩体2，罩体2设置在动力头主轴4外侧，罩体2前端设置有法兰，罩体2通过法兰与动力头箱体1螺栓3连接，罩体2的后端开有圆形安装孔，圆形安装孔内壁开有毛毡槽，动力头主轴4的后端面设置有一内止口和密封槽，罩体2中还设置有连接轴5，连接轴5为阶梯状空心轴，连接轴5前端穿过罩体2后端的圆形安装孔，连接轴5前端设置有安装板，安装板前端面设置有与动力头主轴4内止口相配合的外止口，连接轴5通过内外止口与动力头主轴4圆周定位配合，并通过安装板螺栓6连接于动力头主轴4后端，动力头主轴4通过密封件7安装在动力头主轴4后端面的密封槽内与连接轴5形成端面密封，连接轴5通过毛毡8安装在罩体2毛毡槽内与罩体2形成密封，连接轴5后端的圆周内壁开有若干条形槽9.2，条形槽9.2不穿通连接轴5的后端面，连接轴5的圆周内壁设置有若干加长管9，相邻加长管9通过内外径相配合进行设置，加长管9的外径由外至中心逐渐减小，加长管9圆周外壁的前端设置有凸头9.1，圆周内壁设置有与连接轴5相同的条形槽9.2，条形槽9.2不穿通加长管9的前后端面，最小外径的加长管9的圆周内壁设置有接头管10，接头管10圆周外壁的前端设置有与加长管9相同的凸头9.1，接头管10后端面焊接一压板12，圆周开有穿过一边内外壁的通孔，所述通孔处安装泥浆泵输入接头11，密封件为O型密封圈，泥浆泵输入接头与泥浆输入软管相连接，连接轴和加长管圆周内壁开有的条形槽数量为1～8条，对应凸头的数量为1～8个，通孔的数量为1～2个，各通孔排列开在接头管的圆周。

连接轴和若干加长管条形槽的总长度之和大于或等于动力头主轴最大行程。本发明的加长管数量及长度的选择是依据动力头主轴的最大行程，以及实际需要来确定的。最终要保证动力头主轴能在大于或等于或小于最大行程之内，都能顺利的滑动，都能保证在泥浆泵输入接头固定的情况下，泥浆输入软管中泥浆输送通畅。

动力头主轴的内止口与连接轴的外止口过渡配合或过盈配合，既保证了动力头主轴与连接轴的圆周定位配合，又同时起到了圆周密封的效果。

凸头的横截面形状为圆形或正方形或长方形。其凸头横截面形状的选择可根据实际加工的难度程度来确定。

为了清晰清楚地说明本实施例的工作过程，图1、2所示，加长管、条形槽、凸头和通孔的数量均只画出了一个，但图1、图2中的加长管、条形槽、凸头和通孔的数量并不受上述附图的限制。条形槽和凸头的数量可根据实际需要设定，同时条形槽在圆周内壁上位置的设定可以是圆周均布，也可以是不等分。

在本发明的工作过程中，如图1、2所示，泥浆泵输入接头、与泥浆泵输入接头相连接的泥浆输入软管(图中未画出)和连接轴，三者位置是固定的，当动力头主轴相对于动力头箱体前后滑动时，加长管相对于连接轴也跟随着前后滑动，即实现同步滑动，当加长管相对于连接轴移动极限位置时，随即接头管相对于加长管也会发生前后滑动，至始至终保持动力头主轴伸缩的长度等于连接轴相对于加长管及加长管相对于接头管伸缩的实量和，从而保证在泥浆泵输入接头固定的情况下，仍能确保安装在接头上的泥浆输入软管中泥浆输送通畅，保证其施工进度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种水平定向钻用动力头结构，包括泥浆泵输入接头、动力头主轴，所述动力头主轴前端插入动力头箱体中，其特征在于：

还包括罩体，所述罩体设置在动力头主轴外侧，罩体前端设置有法兰，罩体通过法兰与动力头箱体螺栓连接，罩体的后端开有圆形安装孔，圆形安装孔内壁开有毛毡槽，

所述动力头主轴的后端面设置有一内止口和密封槽，

罩体中还设置有连接轴，所述连接轴为阶梯状空心轴，所述连接轴前端穿过罩体后端的圆形安装孔，所述连接轴前端设置有安装板，安装板前端面设置有与动力头主轴内止口相配合的外止口，所述连接轴通过内外止口与动力头主轴圆周定位配合，并通过安装板螺栓连接于动力头主轴后端，动力头主轴通过密封件安装在动力头主轴后端面的密封槽内与连接轴形成端面密封，连接轴通过毛毡安装在罩体毛毡槽内与罩体形成密封，

连接轴后端的圆周内壁开有若干条形槽，条形槽不穿通连接轴的后端面，所述连接轴的圆周内壁设置有若干加长管，相邻加长管通过内外径相配合进行设置，加长管的外径由外至中心逐渐减小，加长管圆周外壁的前端设置有凸头，圆周内壁设置有与连接轴相同的条形槽，条形槽不穿通加长管的前后端面，最小外径的加长管的圆周内壁设置有接头管，接头管圆周外壁的前端设置有与加长管相同的凸头，接头管后端面焊接一压板，圆周开有穿过一边内外壁的通孔，所述通孔处安装泥浆泵输入接头。

2.根据权利要求1所述的水平定向钻用动力头结构，其特征在于，所述动力头主轴的内止口与连接轴的外止口过渡配合或过盈配合。

3.根据权利要求1所述的水平定向钻用动力头结构，其特征在于，所述连接轴和若干加长管条形槽的总长度之和大于或等于动力头主轴最大行程。

4.根据权利要求1所述的水平定向钻用动力头结构，其特征在于，所述凸头的横截面形状为圆形或正方形或长方形。

5.根据权利要求1所述的水平定向钻用动力头结构，其特征在于，所述连接轴和加长管圆周内壁开有的条形槽数量为1～8条，对应所述凸头的数量为1～8个。

6.根据权利要求1所述的水平定向钻用动力头结构，其特征在于，所述密封件为O型密封圈。

7.根据权利要求1所述的水平定向钻用动力头结构，其特征在于，所述通孔的数量为1～2个，各通孔排列开在接头管的圆周。

8.根据权利要求1所述的水平定向钻用动力头结构，其特征在于，所述泥浆泵输入接头与泥浆输入软管相连接。