CN108868660B - 分体式煤矿用三棱钻杆扶正器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分体式煤矿用三棱钻杆扶正器，包括扶正器主体、扶正组件和弹簧卡；所述扶正器主体为与三棱钻杆直径一致的三棱柱体，扶正器主体的三个凸棱上分别开设有滑槽，所述滑槽分为燕尾槽段和方槽段；所述扶正组件包括三个扶正块，每个扶正块的底部分别固定连接有燕尾滑键，燕尾滑键滑动连接在滑槽内且燕尾滑键的长度等于燕尾槽段的长度；所述弹簧卡的形状与扶正器主体的横截面形状相匹配，扶正器主体上沿周向开设有弹簧卡安装槽，弹簧卡安装在弹簧卡安装槽内且弹簧卡的侧面与扶正块顶压接触。本发明能够与三棱钻杆接续并起到钻进过程中使钻眼增斜、稳斜或减斜的作用，扶正块与扶正器主体通过燕尾槽可拆连接，连接可靠。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿井下钻探领域，尤其涉及一种分体式煤矿用三棱钻杆扶正器。
背景技术
井下钻探是煤矿日常生产过程中不可缺少的工程。一方面它是煤矿日常生产地质探测的重要手段，如煤层稳定性探测、小构造探测、水文地质探测等；另一方面它也是煤矿日常生产中解决安全问题的措施保障，如疏放水钻探孔、瓦斯抽放孔等。
钻探前由技术人员根据钻探的目的设计开孔位置及终孔位置，二者决定了钻探的设计路径——即钻眼的设计轴迹。施工过程中，随着钻杆长度的延伸，在钻杆自重的影响下，以及地层软硬变化、钻压、钻速的影响，钻眼实际轴迹往往偏离设计轴迹，二者有时相差非常大，但是钻眼实际轴迹是不知道的。这样在解释、利用钻孔资料时仍然设计按轴迹，导致地质钻孔揭露的资料不准确、措施钻孔不到位而起不到疏放水、瓦斯抽放的效果，从而造成大量经济损失，给日常生产带来了更大的安全隐患。
钻探过程中在钻杆间接续扶正器（又称稳定器）可以有效地解决这一问题。
扶正器是钻探过程中为增加钻眼倾斜度或减小钻眼倾斜度（定向钻探中常用）以及稳定钻眼倾斜度使用的一种措施设备，煤矿井下一般用来稳定钻眼倾斜度，起防斜作用。
煤矿井下在顺煤层钻探或软岩钻探中，为排渣顺畅，钻杆一般采用三棱钻杆，上述工况条件下，钻眼轨迹极易发生偏斜。但是作为钻探过程中使钻眼增斜、稳斜或减斜的设备——扶正器，其均为圆柱状，仅适用于圆钻杆，目前尚未有适合于三棱钻杆钻进效果的扶正器。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种分体式煤矿用三棱钻杆扶正器，能够与三棱钻杆接续并起到钻进过程中使钻眼增斜、稳斜或减斜的作用，扶正块与扶正器主体通过燕尾槽可拆式连接，连接可靠且不易脱落。
本发明为了解决上述问题所采取的技术方案是，提供的一种分体式煤矿用三棱钻杆扶正器包括扶正器主体、扶正组件和弹簧卡；
所述扶正器主体为与三棱钻杆直径一致的三棱柱体，扶正器主体的两端分别设置有公扣接头和母扣接头，扶正器主体的三个凸棱上分别开设有滑槽，所述滑槽分为燕尾槽段和方槽段，方槽段的开口宽度大于燕尾槽段的开口宽度；
所述扶正组件包括三个扶正块，每个扶正块的底部分别固定连接有燕尾滑键，燕尾滑键滑动连接在滑槽内且燕尾滑键的长度等于燕尾槽段的长度；
所述弹簧卡的形状与扶正器主体的横截面形状相匹配，扶正器主体上沿周向开设有弹簧卡安装槽，弹簧卡安装槽位于滑槽的方槽段，弹簧卡安装在弹簧卡安装槽内且弹簧卡的侧面与扶正块顶压接触。
优选地，所述扶正器主体为空心结构，扶正器主体的三个凸棱均为圆弧凸棱。
优选地，所述扶正块整体呈四棱台状，扶正块的上底面和下底面均为弧面，上底面的直径与钻孔直径相匹配，下底面的直径与凸棱表面直径相匹配，燕尾滑键安装在燕尾槽段时，扶正块底面与凸棱表面紧密接触。
优选地，所述燕尾滑键安装在燕尾槽段内时，燕尾滑键的一端与燕尾槽段远离弹簧卡安装槽的一端相抵。
优选地，所述扶正块上开设有排渣槽，所述排渣槽围绕扶正器主体螺旋设置。
优选地，所述排渣槽的螺旋升角为50°。
优选地，弹簧卡安装槽与燕尾槽段靠近弹簧卡安装槽的一端之间的距离d等于扶正块的长度L与燕尾滑键的长度l之差的二分之一。
采用上述技术方案，本发明具有以下优点：
本发明采用分体式设计，扶正器主体采用三棱结构，扶正器主体的外径及连接方式与普通三棱钻杆一致，使得钻进过程中本发明的接续方式与普通三棱钻杆接续方式一致，接续便捷；扶正组件采用燕尾滑键式结构，安装方便且连接可靠，扶正组件中扶正块的外径接近钻孔直径，可起到钻进过程中使钻眼增斜、稳斜或减斜的作用。
在实际钻探过程中，当扶正器主体通过夹持器后停钻，将扶正组件通过燕尾滑槽安装在扶正器主体的三个凸棱上，并通过弹簧卡锁死固定，即可完成接续，操作便捷，安装可靠，在钻进过程中不易脱落，工作可靠。在扶正组件磨损至一定程度时，只需更换扶正组件，即可使本发明的扶正器继续使用，扶正器主体可重复使用多次，节约成本。
综上，本发明能够与三棱钻杆接续并起到钻进过程中使钻眼增斜、稳斜或减斜的作用，并具有易于安装和拆卸、制造简单、造价便宜、连接可靠和不易损坏等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图之一；
图2是本发明的结构示意图之二；
图3是图1的A-A剖面示意图；
图4是本发明中扶正器主体的结构示意图；
图5是图4的A-A剖面示意图；
图6是图4的B-B剖面示意图；
图7是图4的C-C剖面示意图；
图8是本发明中扶正块的结构示意图之一；
图9是本发明中扶正块的结构示意图之二；
图10是图8的俯视图；
图11是图8的B-B剖面示意图；
图12是本发明中弹簧卡的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图12所示，本发明的分体式煤矿用三棱钻杆扶正器包括扶正器主体1、扶正组件和弹簧卡9。
所述扶正器主体1为与三棱钻杆直径一致的三棱柱体，所述扶正器主体1为空心结构，扶正器主体1的三个凸棱2均为圆弧凸棱，扶正器主体1的两端分别设置有公扣接头3和母扣接头4，扶正器主体1通过公扣接头3和母扣接头4与三棱钻杆连接，扶正器主体1的三个凸棱2上分别沿轴向开设有滑槽5，所述滑槽5分为燕尾槽段51和方槽段52，方槽段52的开口宽度大于燕尾槽段51的开口宽度，燕尾槽段51和方槽段52的底面宽度相同且均在11.5-11.6mm之间，方槽段52的开口宽度在11.5-11.6mm之间，燕尾槽段51的开口宽度在10-10.1mm之间。
所述扶正组件包括三个扶正块6，每个扶正块6的底部分别固定连接有燕尾滑键7，燕尾滑键7滑动连接在滑槽5内且燕尾滑键7的长度等于燕尾槽段51的长度。
所述扶正块6整体呈四棱台状，扶正块6的上底面和下底面均为弧面，上底面的直径与钻孔直径相匹配，下底面的直径与凸棱2表面直径相匹配，燕尾滑键7安装在燕尾槽段51时，扶正块6底面与凸棱2表面紧密接触。
所述扶正块6上开设有排渣槽8，所述排渣槽8围绕扶正器主体1螺旋设置，排渣槽8的螺旋升角为50°。
所述弹簧卡9的形状与扶正器主体1的横截面形状相匹配，弹簧卡9为三角形钢丝弹簧卡9，扶正器主体1上沿周向开设有弹簧卡安装槽10，弹簧卡安装槽10位于滑槽5的方槽段52，弹簧卡9安装在弹簧卡安装槽10内且弹簧卡9的侧面与扶正块6顶压接触，弹簧卡9对扶正块6进行轴向限位。
所述燕尾滑键7安装在燕尾槽段51内时，燕尾滑键7的一端与燕尾槽段51远离弹簧卡安装槽10的一端相抵。
弹簧卡安装槽10与燕尾槽段51靠近弹簧卡安装槽10的一端之间的距离d等于扶正块6的长度L与燕尾滑键7的长度l之差的二分之一。具体设计时，可采用如下规格，滑槽5的长度为205mm，其中，燕尾槽段51的长度为100mm，方槽段52的长度为105mm，弹簧卡安装槽10与燕尾槽段51靠近弹簧卡安装槽10的一端之间的距离d为25mm，扶正块6的长度L为150mm，燕尾滑键7的长度l为100mm。
圆弧凸棱的半径和扶正块6下底面的半径均为36.5mm，扶正块6上底面的半径为47mm，弹簧卡9中圆弧过渡处的内表面半径为36.5mm。
安装扶正组件时，先分别将三个扶正块6的燕尾滑键7放入滑槽5的方槽段52内，再将扶正块6沿轴向滑入燕尾槽段51内，并使燕尾滑键7的一端与燕尾槽段51远离弹簧卡安装槽10的一端相抵，之后将弹簧卡9安装在弹簧卡安装槽10内，使弹簧卡9锁死各扶正块6，安装扶正块6时，需保证三个扶正块6的排渣槽8旋向一致。
钻进过程中，本发明的接续方式与普通钻杆接续方式一致，当本发明的扶正器主体1通过夹持器后停钻，将扶正组件通过燕尾滑槽5安装在扶正器主体1的三个凸棱2上，并通过弹簧卡9锁死固定，即可完成接续。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.分体式煤矿用三棱钻杆扶正器，其特征在于：包括扶正器主体、扶正组件和弹簧卡；
所述扶正器主体为与三棱钻杆直径一致的三棱柱体，扶正器主体的两端分别设置有公扣接头和母扣接头，扶正器主体的三个凸棱上分别开设有滑槽，所述滑槽分为燕尾槽段和方槽段，方槽段的开口宽度大于燕尾槽段的开口宽度；
所述扶正组件包括三个扶正块，每个扶正块的底部分别固定连接有燕尾滑键，燕尾滑键滑动连接在滑槽内且燕尾滑键的长度等于燕尾槽段的长度；
所述弹簧卡的形状与扶正器主体的横截面形状相匹配，扶正器主体上沿周向开设有弹簧卡安装槽，弹簧卡安装槽位于滑槽的方槽段，弹簧卡安装在弹簧卡安装槽内且弹簧卡的侧面与扶正块顶压接触；
所述扶正器主体为空心结构，扶正器主体的三个凸棱均为圆弧凸棱；
所述扶正块整体呈四棱台状，扶正块的上底面和下底面均为弧面，上底面的直径与钻孔直径相匹配，下底面的直径与凸棱表面直径相匹配，燕尾滑键安装在燕尾槽段时，扶正块底面与凸棱表面紧密接触。
2.根据权利要求1所述的分体式煤矿用三棱钻杆扶正器，其特征在于：所述燕尾滑键安装在燕尾槽段内时，燕尾滑键的一端与燕尾槽段远离弹簧卡安装槽的一端相抵。
3.根据权利要求1所述的分体式煤矿用三棱钻杆扶正器，其特征在于：所述扶正块上开设有排渣槽，所述排渣槽围绕扶正器主体螺旋设置。
4.根据权利要求1所述的分体式煤矿用三棱钻杆扶正器，其特征在于：所述扶正块上开设有排渣槽，所述排渣槽围绕扶正器主体螺旋设置。
5.根据权利要求4所述的分体式煤矿用三棱钻杆扶正器，其特征在于：所述排渣槽的螺旋升角为50°。
6.根据权利要求1所述的分体式煤矿用三棱钻杆扶正器，其特征在于：弹簧卡安装槽与燕尾槽段靠近弹簧卡安装槽的一端之间的距离d等于扶正块的长度L与燕尾滑键的长度l之差的二分之一。
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