CN113236125A - 液压式钻杆转向机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开液压式钻杆转向机构，包括弯曲转向组件和驱动组件，所述驱动组件固定连接在所述弯曲转向组件内，所述弯曲转向组件的一侧为铰接侧，所述弯曲转向组件活动铰接侧的相对侧为转向动力输入侧，所述驱动组件的动力输出端与所述弯曲转向组件的转向动力输入侧传动连接。本发明，通过设置弯曲转向组件，能够在转向通和连接筒的相互配合下，能够实现弯曲，相比传统的刚性钻杆钻孔，能够直接的实现弯曲钻孔，灵活度高，实现小曲率半径钻进，满足复杂的钻孔需求；通过设置双杆液压缸，能够在双杆液压缸的驱动下，带动位于双杆液压缸两端的转向筒绕铰接耳转动，实现弯曲转向。
Description
技术领域
本发明涉及工程钻孔技术领域。具体地说是液压式钻杆转向机构。
背景技术
在实际工程钻孔作业中，钻孔均为直孔，且钻杆为刚性杆，都是以直线钻进或长半径曲线进行钻孔，缺少能够精确控制钻头转向钻进的结构，导致不能够根据需要进行小曲率半径钻孔，难以满足实际钻孔作业中复杂多样的需求。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种可控制方向、能够进行小曲率半径转向的液压式钻杆转向机构。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：液压式钻杆转向机构，包括弯曲转向组件和驱动组件，所述驱动组件固定连接在所述弯曲转向组件内，所述弯曲转向组件的一侧为铰接侧，所述弯曲转向组件活动铰接侧的相对侧为转向动力输入侧，所述驱动组件的动力输出端与所述弯曲转向组件的转向动力输入侧传动连接；所述驱动组件驱动弯曲转向组件沿弯曲转向组件的活动铰接侧转动。
上述液压式钻杆转向机构，所述弯曲转向组件包括第一转向筒、第二转向筒和连接筒，所述第一转向筒、所述第二转向筒和所述连接筒的第一端端面上均固定连接有铰接座，所述第一转向筒、所述第二转向筒和所述连接筒的第二端端面上均固定连接有铰接耳；所述第一转向筒第二端的铰接耳与所述连接筒第一端的铰接座通过销轴铰接，所述连接筒第二端的铰接耳与所述第二转向筒第一端的铰接座通过销轴铰接。
上述液压式钻杆转向机构，所述铰接座和铰接耳的铰接轴线相互平行，所述第一转向筒端部的所述铰接耳和所述铰接轴与所述第一转向筒的轴线垂直，所述第二转向筒端部的所述铰接耳和所述铰接轴与所述第二转向筒的轴线垂直，所述连接筒两端的所述铰接耳和所述铰接轴与所连接筒的轴线垂直。
上述液压式钻杆转向机构，所述第一转向筒、所述第二转向筒和所述连接筒的形状均为筒状，所述第一转向筒和第二转向筒的内侧壁两端均设置有支撑块，所述支撑块与铰接耳相对设置。
上述液压式钻杆转向机构，所述第一转向筒、所述第二转向筒和所述连接筒的纵剖面形状均为等腰梯形，所述第一转向筒、所述第二转向筒和所述连接筒的轴向长度由铰接耳侧向支撑块侧逐渐缩小。
上述液压式钻杆转向机构，所述驱动组件包括双杆液压缸，所述双杆液压缸的缸体与所述连接筒的内侧壁固定连接，且所述双杆液压缸的轴线与所述连接筒的轴线平行；所述双杆液压缸第一端的活塞杆端部与所述弯曲转向组件中第一转向筒第二端的支撑块侧壁搭接，所述双杆液压缸第二端的活塞杆端部与所述弯曲转向组件中第二转向筒第一端的支撑块侧壁搭接。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
1、本发明，通过设置弯曲转向组件，能够在转向通和连接筒的相互配合下，能够实现弯曲，相比传统的刚性钻杆钻孔，能够直接的实现弯曲钻孔，灵活度高，实现小曲率半径转向，进而实现小曲率半径钻进，满足复杂的钻孔需求。
2、本发明，通过设置双杆液压缸，能够在双杆液压缸的驱动下，带动位于双杆液压缸两端的转向筒绕铰接耳转动，实现弯曲，转弯的角度和转弯位置均可通过双杆液压缸的伸长量调控，且液压缸的动力输出较为稳定，能够满足对钻孔精度的需求，从而带动打孔设备转弯，钻出小转弯半径的孔，且转向机构结构简单、设计巧妙，便于钻孔施工使用，且后期维护方便。
附图说明
图1本发明的正视剖面结构示意图；
图2本发明弯曲转向组件弯曲后的剖面结构示意图；
图3本发明弯曲转向组件弯曲后的正视结构示意图。
图中附图标记表示为：1-第一转向筒；2-第二转向筒；3-连接筒；4-双杆液压缸；5-支撑块；6-铰接耳。
具体实施方式
请参阅图1，液压式钻杆转向机构，包括弯曲转向组件和驱动组件，所述驱动组件固定连接在所述弯曲转向组件内，所述弯曲转向组件包括第一转向筒1、第二转向筒2和连接筒3，所述第一转向筒1、所述第二转向筒2和所述连接筒3的形状均为筒状，所述第一转向筒1、所述第二转向筒2和所述连接筒3的第一端端面上均固定连接有铰接座，所述第一转向筒1、所述第二转向筒2和所述连接筒3的第二端端面上均固定连接有铰接耳6；所述第一转向筒1第二端的铰接耳6与所述连接筒3第一端的铰接座通过销轴铰接，所述连接筒3第二端的铰接耳6与所述第二转向筒2第一端的铰接座通过销轴铰接，所述铰接座和铰接耳6的铰接轴线相互平行，所述第一转向筒1端部的所述铰接耳6和所述铰接轴与所述第一转向筒1的轴线垂直，所述第二转向筒2端部的所述铰接耳6和所述铰接轴与所述第二转向筒2的轴线垂直，所述连接筒3两端的所述铰接耳6和所述铰接轴与所连接筒3的轴线垂直；所述第一转向筒1和第二转向筒2的内侧壁两端均设置有支撑块5，所述支撑块5与铰接耳6相对设置；本发明，通过设置弯曲转向组件，能够在转向通和连接筒3的相互配合下，能够实现弯曲，相比传统的刚性钻杆钻孔，能够直接的实现弯曲钻孔，灵活度高，实现小曲率半径转向，进而实现小曲率半径钻进，满足复杂的钻孔需求。
如图2所示，所述驱动组件包括双杆液压缸4，所述双杆液压缸4的缸体与所述连接筒3的内侧壁固定连接，且所述双杆液压缸4的轴线与所述连接筒3的轴线平行；所述双杆液压缸4第一端的活塞杆端部与所述弯曲转向组件中第一转向筒1第二端的支撑块5侧壁搭接，所述双杆液压缸4第二端的活塞杆端部与所述弯曲转向组件中第二转向筒2第一端的支撑块5侧壁搭接；通过设置双杆液压缸4，能够在双杆液压缸4的驱动下，带动位于双杆液压缸4两端的转向筒绕铰接耳6转动，实现弯曲，转弯的角度和转弯位置均可通过双杆液压缸4的伸长量调控，且液压缸的动力输出较为稳定，能够满足对钻孔精度的需求，从而带动打孔设备转弯，钻出小转弯半径的孔，且转向机构结构简单、设计巧妙，便于钻孔施工使用，且后期维护方便。
如图3所示，所述第一转向筒1、所述第二转向筒2和所述连接筒3的纵剖面形状均为等腰梯形，所述第一转向筒1、所述第二转向筒2和所述连接筒3的轴向长度由铰接耳6侧向支撑块5侧逐渐缩小。
工作流程：将第二转向筒2的第二端通过相应的连接组件与动力钻头连接，将第一转向筒1的第一端通过相应的连接组件与地面设备连接，并将双杆液压缸4与地面液压站连接；当钻直孔时，通过液压站控制双杆液压缸4伸长，双杆液压缸4的两个活塞杆同步伸出，对第一转向筒1和第二转向筒2进行支撑，使第一转向筒1、第二转向筒2和连接筒3的轴线重合，动力钻头旋转，进行直线钻进；当需要进行曲线钻进时，通过液压站控制双杆液压缸4收缩相应的长度，第一转向筒1和第二转向筒2一侧失去支撑，钻进时，钻头两侧受到的支撑力不同，使钻头逐渐向支撑力小的一侧偏斜，第一转向筒1和第二转向筒2相对连接筒3弯曲，从而进行转弯，直至第一转向筒1和第二转向筒2的支撑块5与双杆液压缸4的活塞杆端部搭接支撑，实现小曲率半径钻进。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。
Claims (6)
1.液压式钻杆转向机构，其特征在于，包括弯曲转向组件和驱动组件，所述驱动组件固定连接在所述弯曲转向组件内，所述弯曲转向组件的一侧为铰接侧，所述弯曲转向组件活动铰接侧的相对侧为转向动力输入侧，所述驱动组件的动力输出端与所述弯曲转向组件的转向动力输入侧传动连接；所述驱动组件驱动弯曲转向组件沿弯曲转向组件的活动铰接侧转动。
2.根据权利要求1所述的液压式钻杆转向机构，其特征在于，所述弯曲转向组件包括第一转向筒(1)、第二转向筒(2)和连接筒(3)，所述第一转向筒(1)、所述第二转向筒(2)和所述连接筒(3)的第一端端面上均固定连接有铰接座，所述第一转向筒(1)、所述第二转向筒(2)和所述连接筒(3)的第二端端面上均固定连接有铰接耳(6)；所述第一转向筒(1)第二端的铰接耳(6)与所述连接筒(3)第一端的铰接座通过销轴铰接，所述连接筒(3)第二端的铰接耳(6)与所述第二转向筒(2)第一端的铰接座通过销轴铰接。
3.根据权利要求2所述的液压式钻杆转向机构，其特征在于，所述铰接座和铰接耳(6)的铰接轴线相互平行，所述第一转向筒(1)端部的所述铰接耳(6)和所述铰接轴与所述第一转向筒(1)的轴线垂直，所述第二转向筒(2)端部的所述铰接耳(6)和所述铰接轴与所述第二转向筒(2)的轴线垂直，所述连接筒(3)两端的所述铰接耳(6)和所述铰接轴与所连接筒(3)的轴线垂直。
4.根据权利要求2所述的液压式钻杆转向机构，其特征在于，所述第一转向筒(1)、所述第二转向筒(2)和所述连接筒(3)的形状均为筒状，所述第一转向筒(1)和第二转向筒(2)的内侧壁两端均设置有支撑块(5)，所述支撑块(5)与铰接耳(6)相对设置。
5.根据权利要求2所述的液压式钻杆转向机构，其特征在于，所述第一转向筒(1)、所述第二转向筒(2)和所述连接筒(3)的纵剖面形状均为等腰梯形，所述第一转向筒(1)、所述第二转向筒(2)和所述连接筒(3)的轴向长度由铰接耳(6)侧向支撑块(5)侧逐渐缩小。
6.根据权利要求1所述的液压式钻杆转向机构，其特征在于，所述驱动组件包括双杆液压缸(4)，所述双杆液压缸(4)的缸体与所述连接筒(3)的内侧壁固定连接，且所述双杆液压缸(4)的轴线与所述连接筒(3)的轴线平行；所述双杆液压缸(4)第一端的活塞杆端部与所述弯曲转向组件中第一转向筒(1)第二端的支撑块(5)侧壁搭接，所述双杆液压缸(4)第二端的活塞杆端部与所述弯曲转向组件中第二转向筒(2)第一端的支撑块(5)侧壁搭接。
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