CN108868665B - 一种水井钻机用套管定位推进装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水井钻机用套管定位推进装置，包括滑板、中空油缸、接杆和压盘，所述滑板的右下端连接有衔接板，且衔接板的外端固定有连接隔板，所述连接隔板的右侧设置有中空油缸，且中空油缸的内部镶嵌有活塞，所述接杆设置于活塞的内部，且接杆的下端固定有钻杆，所述钻杆的外侧设置有套管，所述压盘设置于活塞和中空油缸的连接端部。本发明的有益效果是：该水井钻机用套管定位推进装置，通过对中空油缸和滑板的设置，两者在第一通孔和中空油缸螺栓的螺纹固定下，使得滑板和中空油缸连接为一体，通过液压油的控制，活塞在进行纵向伸缩调节的同时，活塞也可沿中空油缸的轴向进行伸缩调节，从而达到对套管的同轴定位与推进的作用。
Description
技术领域
本发明涉及水井钻机推进装置技术领域，具体为一种水井钻机用套管定位推进装置。
背景技术
近年来，由于各部门对环保节能意识的不断增强、工农业生产对水利需求的不断增大，各种广泛适用于钻凿水井、地源热泵井、温泉井、监测井及其他探孔工程施工需要的钻机应用范围越来越广，深度越来越深，地层越来越复杂。
在钻机钻进过程中，为保证成孔的质量，需要钻孔的同时跟进下套管的施工工艺应用越来越广泛，而现有套管的跟进工艺主要依靠跟管偏心钻头在钻孔的同时，依靠套管自身的重量和偏心钻头的带动进行，随着深度的增加和地层的变化，套管和钻杆的同轴度越来越差，套管的跟进效果也越来越差，甚至出现无法跟进的现象，成孔问题渐渐凸显，无形中影响施工效率和成孔质量。
现有的套管的跟进工艺主要依靠跟管偏心钻头在钻孔的同时，依靠套管自身的重量和偏心钻头的带动进行，随着深度的增加和地层的变化，套管和钻杆的同轴度越来越差，套管的跟进效果也越来越差，甚至出现无法跟进的现象，成孔问题渐渐凸显，无形中影响施工效率和成孔质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水井钻机用套管定位推进装置，以解决上述背景技术中提出的现有的套管的跟进工艺主要依靠跟管偏心钻头在钻孔的同时，依靠套管自身的重量和偏心钻头的带动进行，随着深度的增加和地层的变化，套管和钻杆的同轴度越来越差，套管的跟进效果也越来越差，甚至出现无法跟进的现象，成孔问题渐渐凸显，无形中影响施工效率和成孔质量的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水井钻机用套管定位推进装置，包括滑板(1)、接杆(5)和压盘(13)，所述滑板(1)的右下端连接有衔接板(14)，且衔接板(14)的外端固定有连接隔板(15)，所述连接隔板(15)的右侧设置有中空油缸(3)，且中空油缸(3)的内部镶嵌有活塞(17)，所述接杆(5)设置于活塞(17)的内部，且接杆(5)的下端固定有钻杆(7)，所述钻杆(7)的外侧设置有套管(6)，所述压盘(13)设置于活塞(17)和中空油缸(3)的连接端部，且压盘(13)的正上方固定有连接盘(9)，所述滑板(1)的右上端连接有回转减速箱(2)，所述连接盘(9)的内部设有第二通孔(32)。
优选的：所述连接隔板(15)的内部开设有第一通孔(16)，且第一通孔(16)的内部贯穿有中空油缸螺栓(4)，所述连接隔板(15)通过中空油缸螺栓(4)和第一通孔(16)螺纹连接在滑板(1)上，且第一通孔(16)共设置有6个。
优选的：所述中空油缸(3)分别和活塞(17)、接杆(5)构成嵌套结构，且中空油缸(3)和活塞(17)皆为空心结构，所述活塞(17)的右端开设有环形槽(18)，所述中空油缸(3)和活塞(17)之间为活动连接。
优选的：所述接杆(5)的上端设置有公螺纹(21)，且接杆(5)通过公螺纹(21)和回转减速箱(2)相连接，所述接杆(5)设置有母螺纹(20)，且通过母螺纹(20)和钻杆(7)相连接，且接杆(5)的中部开设有中间孔(19)，所述中间孔(19)呈圆形，接杆(5)呈中空结构。
优选的：所述连接盘(9)通过卡环(10)和压盘(13)相连接，且压盘(13)和活塞(17)、中空油缸(3)连接端部的间隙处安装有挡圈(11)，所述挡圈(11)的下端安装有防尘环(12)，所述压盘(13)的上部开设有第一阶止口(22)，且第一阶止口(22)的下方安置有第二阶止口(23)，所述压盘(13)的外侧设置有外围通道(26)。
优选的：所述防尘环(12)的顶部安置有定位环(27)，且定位环(27)的底端开设有凹槽(28)，所述防尘环(12)的底部安置有下半环(29)，且下半环(29)的上端设置有凸台(30)，所述凸台(30)的外端和凹槽(28)的内端之间相吻合，所述防尘环(12)镶嵌于第二阶止口(23)的内部。
优选的：所述卡环(10)为两个半环构成，且卡环(10)上端设置有台阶(31)，所述台阶(31)镶嵌于环形槽(18)的内部，所述卡环(10)底部和挡圈(11)的顶部之间相互贴合。
优选的：所述压盘(13)的下部开设有第三阶止口(24)，且压盘(13)的顶部安置有螺纹孔(25)，所述螺纹孔(25)的内部贯穿有压盘连接螺栓(8)，所述压盘(13)通过螺纹孔(25)、压盘连接螺栓(8)和连接盘(9)相连接，且压盘(13)的下部设置有呈“L”形结构的第三阶止口(24)，所述第三阶止口(24)和套管(6)之间固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过对中空油缸和滑板的设置，两者在第一通孔和中空油缸螺栓的螺纹固定下，使得滑板和中空油缸连接为一体，通过液压油的控制，活塞在进行纵向伸缩调节的同时，活塞也可沿中空油缸的轴向进行伸缩调节，从而达到对套管的同轴定位与推进的作用。
2、本发明通过中空油缸为空心结构，中空油缸可为活塞提供构成嵌套结构的存储空间，同为空心结构的活塞，可分别为接杆和钻杆的连接提供相应的固定场所，同时呈对称结构的环形槽，在便于该装置对卡环的安装的同时，也便于和压盘进行连接工作，卡环内部下端设置的下半卡环通过贴合于挡圈，可有效地控制防尘环的上下移动量。
3、本发明通过对中间孔呈圆形中空的设置，中间孔供压缩空气(或其他流动介质)通过，同时接杆上端设置的公螺纹可便于与回转动力主轴连接，并且接杆下端母螺纹与钻杆连接，在接杆和回转动力主轴的配合下，可使得钻杆的操作轨迹始终处于垂直状态。
4、本发明通过对压盘的设置，压盘在压盘连接螺栓实施紧固，能够和中空油缸活塞一同移动，并且中空油缸连接压盘后穿过接杆，通过中空油缸螺栓紧固在滑板上，使其能够与滑板一起移动，压盘的上部设置有第一阶止口和第二份阶止口，第一阶止口用于安装卡环，第二阶止口用于安装防尘环，同时防尘环在凹槽和凸台的卡合连接下，可便于工作人员更换磨损的防尘环，防尘环安装在压盘的第二阶止口的内部，防止排渣的过程中有岩渣和尘土进入接杆和中空油缸的间隙部位，对中空油缸活塞的内壁造成冲击和磨损。
5、本发明通过对第三阶止口的设置，第三阶止口用来顶推不同直径的套管，压盘外圆四处通道可用于钻孔时的排渣作业，连接盘通过利用螺栓贯穿第二通孔，从而被紧固在压盘上，并挡住卡环，通过卡环和连接盘的定位，使中空油缸活塞和压盘连接为一体，同时连接盘外径较大，可以减少钻孔过程中岩渣和尘土对中空油缸活塞表面的损伤。
附图说明
图1为本发明一种水井钻机用套管定位推进装置的结构示意图；
图2为本发明一种水井钻机用套管定位推进装置的中空油缸结构示意图；
图3为本发明一种水井钻机用套管定位推进装置的接杆结构示意图；
图4为本发明一种水井钻机用套管定位推进装置的压盘结构示意图；
图5为本发明一种水井钻机用套管定位推进装置的防尘环结构示意图；
图6为本发明一种水井钻机用套管定位推进装置的卡环结构示意图；
图7为本发明一种水井钻机用套管定位推进装置的连接盘结构示意图；
图8为本发明一种水井钻机用套管定位推进装置的中空油缸和滑板连接结构示意图。
图中：1、滑板，2、回转减速箱，3、中空油缸，4、中空油缸螺栓，5、接杆，6、套管，7、钻杆，8、压盘连接螺栓，9、连接盘，10、卡环，11、挡圈，12、防尘环，13、压盘，14、衔接板，15、连接隔板，16、第一通孔，17、活塞，18、环形槽，19、中间孔，20、母螺纹，21、公螺纹，22、第一阶止口，23、第二阶止口，24、第三阶止口，25、螺纹孔，26、外围通道，27、定位环，28、凹槽，29、下半环，30、凸台，31、台阶，32、第二通孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种水井钻机用套管定位推进装置，包括滑板1、回转减速箱2、中空油缸3、中空油缸螺栓4、接杆5、套管6、钻杆7、压盘连接螺栓8、连接盘9、卡环10、挡圈11、防尘环12、压盘13、衔接板14、连接隔板15、第一通孔16、活塞17、环形槽18、中间孔19、母螺纹20、公螺纹21、第一阶止口22、第二阶止口23、第三阶止口24、螺纹孔25、外围通道26、定位环27、凹槽28、下半环29、凸台30、台阶31和第二通孔32，滑板1的右下端连接有衔接板14，且衔接板14的外端固定有连接隔板15，连接隔板15的内部开设有第一通孔16，且第一通孔16的内部贯穿有中空油缸螺栓4，连接隔板15通过中空油缸螺栓4、第一通孔16和滑板1构成螺纹连接，且第一通孔16共设置有6个，中空油缸3和滑板1在第一通孔16和中空油缸螺栓4的螺纹固定下，使得滑板1和中空油缸3连接为一体，同时通过中空油缸3和压盘13连接后，整体穿过接杆5连接在滑板1上，中空油缸3和压盘13能够跟随滑板1一同移动；
连接隔板15的右侧设置有中空油缸3，且中空油缸3的内部镶嵌有活塞17，中空油缸3分别和活塞17、接杆5构成嵌套结构，且中空油缸3和活塞17皆为空心结构，活塞17的右端开设有环形槽18，中空油缸3和活塞17之间为活动连接，通过中空油缸3为空心结构，中空油缸3可为活塞17提供构成嵌套结构的存储空间，同为空心结构的活塞17，可分别为接杆5和钻杆7的连接提供相应的固定场所，通过液压油的控制，活塞17在进行纵向伸缩调节的同时，活塞17也可沿中空油缸3的轴向进行伸缩调节，从而达到对套管6的同轴定位与推进的作用，接杆5设置于活塞17的内部，且接杆5的下端固定有钻杆7，接杆5的上端设置有母螺纹20，且接杆5通过母螺纹20和活塞17相连接，接杆5和钻杆7的连接处安装有公螺纹21，且接杆5的中部开设有中间孔19，中间孔19呈圆形中空结构，在钻孔作业的过程中，中间孔19供压缩空气或其他流动介质通过，同时接杆5上端设置的公螺纹21可便于与回转动力主轴连接，并且接杆5下端的母螺纹20与钻杆7连接，在接杆5和回转动力主轴的配合下，可使得钻杆7的操作轨迹始终处于垂直状态；
钻杆7的外侧设置有套管6，压盘13设置于活塞17和中空油缸3的连接端部，且压盘13的正上方固定有连接盘9，连接盘9通过卡环10和压盘13相连接，且压盘13和活塞17、中空油缸3连接端部的间隙处安装有挡圈11，挡圈11的下端安装有防尘环12，压盘13的上部开设有第一阶止口22，且第一阶止口22的下方安置有第二阶止口23，压盘13的外侧设置有外围通道26，凿岩产生的岩渣和尘土在压缩空气的带动下，经过套管6和钻杆7之间的环形通道，再通过压盘13外圆的外围通道26被排到地面，防尘环12的顶部安置有定位环27，且定位环27的底端开设有凹槽28，防尘环12的底部安置有下半环29，且下半环29的上端设置有凸台30，凸台30的外端和凹槽28的内端之间相吻合，防尘环12镶嵌于第二阶止口23的内部，在排渣的过程中，防尘环12阻挡岩渣和尘土进入接杆5和中空油缸3的间隙部位，防止对中空油缸3和活塞17的内壁造成冲击和磨损，同时防尘环12在凹槽28和凸台30的卡合连接下，可便于工作人员更换磨损的防尘环12；
压盘13的下部开设有第三阶止口24，且压盘13的顶部安置有螺纹孔25，螺纹孔25的内部贯穿有压盘连接螺栓8，压盘13通过螺纹孔25、压盘连接螺栓8和连接盘9相连接，且压盘13的下部设置有呈“L”字结构的第三阶止口24，第三阶止口24和套管6之间固定连接，在准备钻孔作业时，钻杆7和接杆5连接，套管6上端放入到压盘13内部的第三阶止口24，第三阶止口24的尺寸略大于套管6的外壁，调节中空油缸3和活塞17的伸缩量，使压盘13压住套管6的上端面，在钻孔作业时，套管6和钻杆7一同向下推进钻孔，在第三阶止口24的限制下，套管6能够一直保持和钻杆7同心，并提供给套管6向下的推进力，防止出现遇到复杂地层时套管6不跟进和卡死套管6的弊端，卡环10的内部上端连接有台阶31，且台阶31镶嵌于环形槽18的内部，卡环10的底部和挡圈11的顶部之间相互贴合，卡环10通过贴合于挡圈11，可有效地控制防尘环12的上下移动量，对其进行轴向定位，并且连接盘9通过利用螺栓贯穿第二通孔32，从而被紧固在压盘13上，并挡住卡环10，通过卡环10和连接盘9的定位，使中空油缸3、活塞17和压盘13连接为一体，滑板1的右上端连接有回转减速箱2，连接盘9的内部固定有第二通孔32。
本实施例的工作原理：该水井钻机用套管定位推进装置，首先通过中空油缸3为空心结构，中空油缸3可为活塞17提供构成嵌套结构的存储空间，同为空心结构的活塞17，可分别为接杆5和钻杆7的连接提供相应的固定场所，同时呈对称结构的环形槽18，用于通过安装卡环10与压盘13连接，然后通过中空油缸3和压盘13连接后，整体穿过接杆5连接在滑板1上，中空油缸3和压盘13能够跟随滑板1一同移动，通过液压油的控制，活塞17在进行纵向伸缩调节的同时，活塞17也可沿中空油缸3的轴向进行伸缩调节，从而达到对套管6的同轴定位与推进的作用，在准备钻孔作业时，钻杆7和接杆5连接，套管6上端放入到压盘13内部的第三阶止口24(第三阶止口24的尺寸略大于套管6的外壁)，调节中空油缸3和活塞17的伸缩量，使压盘13压住套管6的上端面，在钻孔作业时，套管6和钻杆7一同向下推进钻孔，在第三阶止口24的限制下，套管6能够一直保持和钻杆7同心，并提供给套管6向下的推进力，防止出现遇到复杂地层时套管6不跟进和卡死套管6的弊端，在钻孔作业的过程中，中间孔19供压缩空气(或其他流动介质)通过，同时接杆5上端设置的公螺纹21可便于与回转动力主轴连接，并且接杆5下端的母螺纹20与钻杆7连接，在接杆5和回转动力主轴的配合下，可使得钻杆7的操作轨迹始终处于水平状态，凿岩产生的岩渣和尘土在压缩空气的带动下，经过套管6和钻杆7之间的环形通道，再通过压盘13外圆的外围通道26被排到地面，在排渣的过程中，防尘环12阻挡岩渣和尘土进入接杆5和中空油缸3的间隙部位，防止对中空油缸3和活塞17的内壁造成冲击和磨损，同时防尘环12在凹槽28和凸台30的卡合连接下，可便于工作人员更换磨损的防尘环12，防尘环12安装在压盘13的第二阶止口23的内部，呈对称结构的环形槽18，在便于该装置对卡环10的安装的同时，也便于和压盘13进行连接工作，卡环10通过贴合于挡圈11，可有效地控制防尘环12的上下移动量，对其进行轴向定位，并且连接盘9通过利用螺栓贯穿第二通孔32，从而被紧固在压盘13上，并挡住卡环10，通过卡环10和连接盘9的定位，使中空油缸3、活塞17和压盘13连接为一体，在连接盘9较大的外径的设置下，可以减少钻孔过程中岩渣和尘土对中空油缸3和活塞17表面的损伤，延长中空油缸3的使用寿命。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水井钻机用套管定位推进装置，包括滑板(1)、接杆(5)和压盘(13)，其特征在于：所述滑板(1)的右下端连接有衔接板(14)，且衔接板(14)的外端固定有连接隔板(15)，所述连接隔板(15)的右侧设置有中空油缸(3)，且中空油缸(3)的内部镶嵌有活塞(17)，所述接杆(5)设置于活塞(17)的内部，且接杆(5)的下端固定有钻杆(7)，所述钻杆(7)的外侧设置有套管(6)，所述压盘(13)设置于活塞(17)和中空油缸(3)的连接端部，且压盘(13)的正上方固定有连接盘(9)，所述滑板(1)的右上端连接有回转减速箱(2)，所述连接盘(9)的内部设有第二通孔(32)。
2.根据权利要求1所述的一种水井钻机用套管定位推进装置，其特征在于：所述连接隔板(15)的内部开设有第一通孔(16)，且第一通孔(16)的内部贯穿有中空油缸螺栓(4)，所述连接隔板(15)通过中空油缸螺栓(4)和第一通孔(16)螺纹连接在滑板(1)上，且第一通孔(16)共设置有6个。
3.根据权利要求1所述的一种水井钻机用套管定位推进装置，其特征在于：所述中空油缸(3)分别和活塞(17)、接杆(5)构成嵌套结构，且中空油缸(3)和活塞(17)皆为空心结构，所述活塞(17)的右端开设有环形槽(18)，所述中空油缸(3)和活塞(17)之间为活动连接。
4.根据权利要求1所述的一种水井钻机用套管定位推进装置，其特征在于：所述接杆(5)的上端设置有公螺纹(21)，且接杆(5)通过公螺纹(21)和回转减速箱(2)相连接，所述接杆(5)设置有母螺纹(20)，且通过母螺纹(20)和钻杆(7)相连接，且接杆(5)的中部开设有中间孔(19)，所述中间孔(19)呈圆形，接杆(5)呈中空结构。
5.根据权利要求1所述的一种水井钻机用套管定位推进装置，其特征在于：所述连接盘(9)通过卡环(10)和压盘(13)相连接，且压盘(13)和活塞(17)、中空油缸(3)连接端部的间隙处安装有挡圈(11)，所述挡圈(11)的下端安装有防尘环(12)，所述压盘(13)的上部开设有第一阶止口(22)，且第一阶止口(22)的下方安置有第二阶止口(23)，所述压盘(13)的外侧设置有外围通道(26)。
6.根据权利要求5所述的一种水井钻机用套管定位推进装置，其特征在于：所述防尘环(12)的顶部安置有定位环(27)，且定位环(27)的底端开设有凹槽(28)，所述防尘环(12)的底部安置有下半环(29)，且下半环(29)的上端设置有凸台(30)，所述凸台(30)的外端和凹槽(28)的内端之间相吻合，所述防尘环(12)镶嵌于第二阶止口(23)的内部。
7.根据权利要求5所述的一种水井钻机用套管定位推进装置，其特征在于：所述卡环(10)为两个半环构成，且卡环(10)上端设置有台阶(31)，所述台阶(31)镶嵌于环形槽(18)的内部，所述卡环(10)底部和挡圈(11)的顶部之间相互贴合。
8.根据权利要求1所述的一种水井钻机用套管定位推进装置，其特征在于：所述压盘(13)的下部开设有第三阶止口(24)，且压盘(13)的顶部安置有螺纹孔(25)，所述螺纹孔(25)的内部贯穿有压盘连接螺栓(8)，所述压盘(13)通过螺纹孔(25)、压盘连接螺栓(8)和连接盘(9)相连接，且压盘(13)的下部设置有呈“L”形结构的第三阶止口(24)，所述第三阶止口(24)和套管(6)之间固定连接。
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