CN108412454B - 一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构 - Google Patents
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Abstract
一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构有一个能够旋转的围圈结构，其采用“固定围圈+转动围圈+固定围圈+转动围圈+…+前端固定围圈”的叠合方式在钻井里沿井壁进行匹配的下落和吻合；所述固定围圈的底部与转动围圈的上部相接处，其上、下两端的内壁上，分别均匀配有液压顶和一圈转动齿牙；所述固定围圈与转动围圈相互叠加的各自的上下相接面上，分别配置有多个固定围圈销柱槽、固定围圈弹簧销柱和转动围圈销柱槽、转动围圈弹簧销柱；该围圈作业工艺构思巧妙，施工简便，其中的旋转围圈结构坚固可靠，整体性强，可以根据实际需要进行任意方向角度的改变，是超大口径钻机进行变向钻挖作业的可靠结构突破。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻井作业中的水泥圈结构，尤其是一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构。
背景技术
目前，用于钻井作业的钻井口径都比较小，而且，钻井的方向大多都是垂直方向进行，这样垂直的钻井方式使其钻井周围的硷壁墙能够很容易的施工解决；但是，对于一些特殊工程，如地铁，水平矿井、防空洞、导弹发射井等地下工程，常需要在垂直方向巷道的基础上向其他方向进行巷道的分叉施工，这时就要用到超大口径、且由垂直方向钻挖改为水平方向钻挖的钻井，这种工程施工难度非常大，操作起来困难颇大，因为超大钻井口径较大，这样其硷井壁墙的体积和重量就特别巨大，其本身对作业中水泥圈的结构工艺要求也有所改变，原来是地面作业，垂直下沉跟进，现在要垂直改为水平方向，其井壁墙四周的水泥圈的方向也要随之改变，在这种情况下，复杂繁烦的进行水泥圈的运输和垒砌方向的转变使施工作业比较复杂，而现在，这种作业方法目前还没有更好的办法解决和突破。
发明内容
为了解决钻井作业中超大口径钻井由垂直方向改为水平方向钻挖后，其井壁墙水泥圈的施工作业问题，本发明提供了一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构，该围圈作业工艺构思巧妙，施工简便，其中的旋转围圈结构坚固可靠，整体性强，可以根据实际需要进行任意方向角度的改变，是超大口径钻机进行变向钻挖作业的可靠结构突破。
一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构，包括固定围圈、液压顶、转动齿牙、转动围圈销柱槽、转动围圈、转动围圈弹簧销柱、前端固定围圈、上部固定围圈结构、固定围圈销柱槽、固定围圈弹簧销柱；该一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构有一个能够旋转的围圈结构，该围圈结构由固定围圈和转动围圈两种水泥圈体分别叠加组成；所述固定围圈的底面和转动围圈顶面均与竖直方向成90°，且相叠加处均为正圆环形；所述固定围圈的顶面和转动围圈的底面均为斜面椭圆形，它们以“固定围圈+转动围圈+固定围圈+转动围圈+…+前端固定围圈”的叠加组合结构方式，在钻井里沿井壁进行同步下落和匹配吻合的转向；所述固定围圈的底部与转动围圈的上部相接处，其上、下两端的内壁上，分别均匀配有液压顶和一圈转动齿牙；所述液压顶前端配置有推爪，它与转动围圈上的一圈转动齿牙相对应匹配啮合，进而推进转动围圈的转动；所述固定围圈与转动围圈相互叠加的各自的上下相接面上，分别配置有多个固定围圈销柱槽、固定围圈弹簧销柱和转动围圈销柱槽、转动围圈弹簧销柱。
所述转动围圈弹簧销柱，与其底部固定围圈上相对应的固定围圈销柱槽，进行转动180°插接配置。
所述转动围圈销柱槽，与其顶部固定围圈上相对应的固定围圈弹簧销柱，进行转动180°插接配置。
所述液压顶有相对应的液压输油管，液压输油管分别与最上面控制台的液压缸相连接着，由控制台进行控制。
所述各个转动围圈的圈体外表面相对光滑，其圈体中心直径尺寸小于钻井的直径尺寸，这样有利于转动围圈在钻井井壁里进行转动。
所述固定围圈圈体外表面带有竖向沟纹结构，以增大与井壁的固定牢度，其固定围圈圈体中心直径尺寸与钻井壁的直径尺寸相匹配，这样促使固定围圈与钻井井壁进行良好的固定，不能够产生转动。
所述转动齿牙为全金属材质，它与固定围圈圈体内部进行支撑的高强度钢筋为一体化焊接固定，然后同时进行水泥浇筑，其结构与转动围圈固定为一体，为整体围圈的转动稳定性提供保证。
所述围圈结构最顶部的固定围圈，其固定围圈销柱槽内，销柱连接着上部固定围圈结构。
所述围圈结构最底部的转动围圈，其底部转动围圈弹簧销柱，与前端固定围圈上部的销柱槽进行配合连接。
施工作业时，根据施工的转向角度确定每个固定围圈和转动围圈的倾斜角度后，组成围圈结构前部的组合体，由施工人员在控制台进行控制转动各个转动围圈的转向，最后作定位处理。关于具体施工工艺，本申请另申报详细叙述。
本发明的有益效果是，该一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构构思巧妙，施工简便，其中的旋转围圈结构坚固可靠，整体性强，可以根据实际需要进行任意方向的改变，是超大口径钻机进行变向钻挖作业的可靠结构。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是该围圈结构的结构原理示意图。
图2是该围圈结构作业效果示意图。
图中：1.固定围圈，2.液压顶，3.转动齿牙，4.转动围圈销柱槽，5.转动围圈，6.转动围圈弹簧销柱，7.前端固定围圈，8.上部固定围圈结构，9.固定围圈销柱槽，10.固定围圈弹簧销柱。
具体实施方式
一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构，包括固定围圈1、液压顶2、转动齿牙3、转动围圈销柱槽4、转动围圈5、转动围圈弹簧销柱6、前端固定围圈7、上部固定围圈结构8、固定围圈销柱槽9、固定围圈弹簧销柱10；该一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构有一个围圈结构，该围圈结构由固定围圈1和转动围圈5两种水泥圈分别叠加组成；所述固定围圈1的底面和转动围圈5顶面均与竖直方向成90°，且相叠加处均为正圆环形；所述固定围圈1的顶面和转动围圈5的底面均为斜面椭圆形，它们以“固定围圈1+转动围圈5+固定围圈1+转动围圈5+…+前端固定围圈7”的叠加方式组合而成，在钻井里沿井壁进行同步下落和匹配吻合的改变方向；所述固定围圈1的底部与转动围圈的上部相接处，其上、下两端的内壁上，分别均匀配有液压顶2和一圈转动齿牙3；所述液压顶2的前端配置有推爪，它与转动围圈上的一圈转动齿牙相对应匹配啮合，进而推进转动围圈5的转动；所述固定围圈1与转动围圈5相互叠加的各自的上下面上，分别配置有多个固定围圈销柱槽9及固定围圈弹簧销柱10和转动围圈销柱槽4及转动围圈弹簧销柱6。
所述转动围圈弹簧销柱6，与其底部固定围圈1上相对应的固定围圈销柱槽9，进行转动180°的插接配置。
所述转动围圈销柱槽4，与其顶部固定围圈1上相对应的固定围圈弹簧销柱10，进行转动180°的插接配置。
所述液压顶2有相对应的液压输油管，液压输油管分别与最上面控制台的液压缸相连接着，由控制台进行控制。
所述各个转动围圈5的圈体外表面相对光滑，其圈体中心直径尺寸小于钻井的直径尺寸，这样有利于转动围圈5在钻井井壁里进行转动。
所述固定围圈1圈体外表面带有竖向沟纹结构，以增大与井壁的固定牢度，其固定围圈1圈体中心直径尺寸与钻井壁的直径尺寸相匹配，这样促使固定围圈1与钻井井壁进行良好的固定，不能够产生转动。
所述转动齿牙3为全金属材质，它与固定围圈1圈体内部进行支撑的高强度钢筋为一体化焊接固定，然后同时进行水泥浇筑，其结构与转动围圈5固定为一体，为整体围圈的转动稳定性提供保证。
所述围圈结构最上部的固定围圈1的固定围圈销柱槽9内，销柱连接着上部固定围圈结构8。
所述围圈结构最底部的转动围圈5，其底部转动围圈弹簧销柱10，与前端固定围圈7上部的销柱槽进行配合连接。
施工作业时，根据施工的转向角度确定每个固定围圈1和转动围圈5的倾斜角度后，组成围圈结构前部的组合体，由施工人员在控制台进行控制转动各个转动围圈5的转向，最后作定位处理。关于具体施工工艺，本申请另申报详细叙述。
Claims (6)
1.一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构，包括固定围圈(1)、液压顶(2)、转动齿牙(3)、转动围圈销柱槽(4)、转动围圈(5)、转动围圈弹簧销柱(6)、前端固定围圈(7)、上部固定围圈结构(8)、固定围圈销柱槽(9)、固定围圈弹簧销柱(10)；该一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构有一个围圈结构，该围圈结构由固定围圈(1)和转动围圈(5)两种水泥圈分别叠加组成；所述固定围圈(1)的底面和转动围圈(5)顶面均与竖直方向成90°，且相叠加处均为正圆环形；所述固定围圈(1)的顶面和转动围圈(5)的底面均为斜面椭圆形，它们以“固定围圈(1)+转动围圈(5)+固定围圈(1)+转动围圈(5)+…+前端固定围圈(7)”的叠加方式组合而成，在钻井里沿井壁进行同步下落和匹配吻合的改变方向；所述固定围圈(1)的底部与转动围圈的上部相接处，其上、下两端的内壁上，分别均匀配有液压顶(2)和一圈转动齿牙(3)；所述液压顶(2)的前端配置有推爪，它与转动围圈上的一圈转动齿牙相对应匹配啮合，进而推进转动围圈(5)的转动；所述固定围圈(1)与转动围圈(5)相互叠加的各自的上下面上，分别配置有多个固定围圈销柱槽(9)及固定围圈弹簧销柱(10)和转动围圈销柱槽(4)及转动围圈弹簧销柱(6)；
所述转动围圈弹簧销柱(6)，与其底部固定围圈(1)上相对应的固定围圈销柱槽(9)，进行插接配置；
所述转动围圈销柱槽(4)，与其顶部固定围圈(1)上相对应的固定围圈弹簧销柱(10)，进行插接配置。
2.根据权利要求1所述的一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构，其特征是：所述液压顶(2)有相对应的液压输油管，液压输油管分别与最上面控制台的液压缸相连接着，由控制台进行控制。
3.根据权利要求1所述的一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构，其特征是：各个转动围圈(5)的圈体外表面相对光滑，其圈体中心直径尺寸小于钻井的直径尺寸，这样有利于转动围圈(5)在钻井井壁里进行转动。
4.根据权利要求1所述的一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构，其特征是：所述固定围圈(1)圈体外表面带有竖向沟纹结构，以增大与井壁的固定牢度，其固定围圈(1)圈体中心直径尺寸与钻井壁的直径尺寸相匹配，这样促使固定围圈(1)与钻井井壁进行良好的固定，不能够产生转动。
5.根据权利要求1所述的一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构，其特征是：所述转动齿牙(3)为全金属材质，它与固定围圈(1)圈体内部进行支撑的高强度钢筋为一体化焊接固定，然后同时进行水泥浇筑，其结构与转动围圈(5)固定为一体，为整体围圈的转动稳定性提供保证。
6.根据权利要求1所述的一种竖井改水平钻挖自动跟进的围圈结构，其特征是：所述围圈结构最上部的固定围圈(1)的固定围圈销柱槽(9)内，销柱连接着上部固定围圈结构(8)；所述围圈结构最底部的转动围圈(5)的转动围圈弹簧销柱(6)与前端固定围圈(7)上部的销柱槽进行配合连接。
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