CN108286410B - 水平定向气动岩石钻机导向钻具 - Google Patents

水平定向气动岩石钻机导向钻具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水平定向气动岩石钻机导向钻具，包括外壳，所述外壳内通过支撑装置安装有气动马达，所述气动马达的输出轴上安装有主轴，所述主轴通过轴承和密封圈与外壳连接，所述主轴的端部延伸至外壳外部，并在主轴的头部通过冲击器安装锤头；所述外壳的后部偏向安装有造斜短接，所述造斜短接的后部安装探棒室。锤头通过冲击器与气动马达输出轴连接，通过钻杆内孔供应的压缩空气，气动马达输出轴带动冲击器及锤头旋转，再通过钻机的进给力及旋转扭矩实现锤头进给；换向时，按照施工要求，调整造斜短接的方向，钻杆不旋转，直推，锤头会沿着造斜短接的方向在气动马达及冲击器的带动下旋转切削，实现换向，工作可靠性好，工作效率高。

Description

水平定向气动岩石钻机导向钻具
技术领域
本发明涉及工程施工技术领域，尤其是一种水平定向气动岩石钻机导向钻具。
背景技术
现有技术中，水平定向穿越岩石地层施工导向钻具一般采用泥浆马达带动钻头旋转，其工作原理是：钻杆与泥浆马达同时旋转时，导向钻头直线钻进；钻杆不转，泥浆马达旋转时，通过转向弯头实现变向，这时导向钻头按设计轨迹的方向前进。泥浆马达转进需要消耗大量泥浆，若岩石施工中遇到熔洞，大量泥浆从熔洞流失，增加导向费用，带来更大的环境污染。由于泥浆马达寿命较短，扭矩较小，造成钻孔效率低下，泥浆马达经常更换检修，给施工造成很大不便。另外，对于大管径长输岩石管道，一般采用有线导向形式，这种导向方式因为外接信号线，所以不能连续作业，每根钻杆安装时，都要人工接一次信号线，工序繁琐，拖延工期。另外，由于施工管道距离较长，信号线在钻杆中不停的受到泥浆的浸蚀及钻杆壁的磨损，容易磨坏绝缘层漏电，导致信号中止，造成工程返工，给整个施工带来不必要的损失。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的水平定向气动岩石钻机导向钻具，从而大大提高工作可靠性，提高工作效率。
本发明所采用的技术方案如下：
一种水平定向气动岩石钻机导向钻具，包括外壳，所述外壳内通过支撑装置安装有气动马达，所述气动马达的输出轴上安装有主轴，所述主轴通过轴承和密封圈与外壳连接，所述主轴的端部延伸至外壳外部，并在主轴的头部通过冲击器安装锤头；所述外壳的后部偏向安装有造斜短接，所述造斜短接的后部安装探棒室。
作为上述技术方案的进一步改进：
造斜短接的中心线与垂直中心线之间的角度为178°。
所述外壳上还安装有排气逆止阀。
锤头为压缩空气冲击锤头。
探棒室内安装无线电磁波发射器和探棒。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，锤头通过冲击器与气动马达输出轴连接，通过钻杆内孔供应的压缩空气，气动马达输出轴带动冲击器及锤头旋转，再通过钻机的进给力及旋转扭矩实现锤头进给；换向时，按照施工要求，调整造斜短接的方向，钻杆不旋转，直推，锤头会沿着造斜短接的方向在气动马达及冲击器的带动下旋转切削，实现换向，工作可靠性好，工作效率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1、锤头；2、冲击器；3、主轴；4、密封圈；5、轴承；6、外壳；7、气动马达；8、排气逆止阀；9、造斜短接；10、探棒室。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本实施例的水平定向气动岩石钻机导向钻具，包括外壳6，外壳6内通过支撑装置安装有气动马达7，气动马达7的输出轴上安装有主轴3，主轴3通过轴承5和密封圈4与外壳6连接，主轴3的端部延伸至外壳6外部，并在主轴3的头部通过冲击器2安装锤头1；外壳6的后部偏向安装有造斜短接9，造斜短接9的后部安装探棒室10。
造斜短接9的中心线与垂直中心线之间的角度为178°。
外壳6上还安装有排气逆止阀8。
锤头1为压缩空气冲击锤头。
探棒室10内安装无线电磁波发射器和探棒。
本发明采用压缩空气冲击锤头1振动磨削并排渣，不使用泥浆及泥浆马达；
本发明采用气动马达7及锤头1和冲击器2实现换向时的旋转及磨削功能；
本发明通过调整造斜短接9的偏向，实现管道轨迹换向；
本发明所述的探棒室10内安装无线电磁波发射器和探棒；通过钻机操作室内的接收器，接收钻头实时位置信息；
本发明使用冲击锤头1进行钻进，不使用三牙轮钻头；
本发明适用于直径Φ300mm-Φ1420mm，长度0--5000m的管线导向。
本发明的工作原理如下：
本发明是一种新型的以压缩气体为冲击动力的适用于岩石地层钻进的导向钻具。这种新型的水平定向钻机气动岩石导向钻具，首次将气动马达7、锤头1及冲击器2用于水平定向钻机管道施工过程中，气动马达7输出轴与主轴3连接，主轴3与冲击器2及锤头1连接。换向时，钻杆直线推进，不旋转。此时压缩空气使气动马达7带动主轴3、冲击器2及锤头1旋转，实现换向及磨削功能。此钻具是通过钻机的进给力、气动马达7及气体的冲击力实现进给及导向，通过钻杆的旋转和压缩空气的振动加大锤头1的锤击磨削能力，再通过钻杆内的压缩空气将磨削下来的渣石排出管道，不需要大量泥浆进行排渣，大大减少了施工成本。
本发明的安装顺序从前到后为：锤头1→冲击器2→主轴3→气动马达7→造斜短接9→探棒室10→钻杆，主轴3与气动马达7的外面安装支撑外壳6。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (1)

1.一种水平定向气动岩石钻机导向钻具，其特征在于：包括外壳（6），所述外壳（6）内通过支撑装置安装有气动马达（7），所述气动马达（7）的输出轴上安装有主轴（3），所述主轴（3）通过轴承（5）和密封圈（4）与外壳（6）连接，所述主轴（3）的端部延伸至外壳（6）外部，并在主轴（3）的头部通过冲击器（2）安装锤头（1）；所述外壳（6）的后部偏向安装有造斜短接（9），所述造斜短接（9）的后部安装探棒室（10）；
锤头（1）为压缩空气冲击锤头；
造斜短接（9）的中心线与垂直中心线之间的角度为178°；
所述外壳（6）上还安装有排气逆止阀（8）；
探棒室（10）内安装无线电磁波发射器和探棒。
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