CN114109284B - 一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法及其导向机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及斜井钻机设备技术领域，且公开了一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法及其导向机构，包括支撑座，所述支撑座一侧的顶部、中部、底部分别安装有第一导向行进机构、第二导向行进机构、第三导向行进机构，且第一导向行进机构与支撑座之间滚动导向机构，所述第二导向行进机构与支撑座之间安装有接触导向机构，所述第三导向行进机构与支撑座之间安装有弹性纠偏机构，所述滚动导向机构、接触导向机构、弹性纠偏机构之间共同套接有钻杆。本发明设置的第一导向行进机构、滚动导向机构组成自行进式的滚动导向机构，配合支撑座对钻杆连接动力装置的区域进行夹持导向，进而进一步延展钻杆工作过程中较稳定的区域长度。

Description

一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法及其导向机构

技术领域

本发明涉及斜井钻机设备技术领域，具体为一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法及其导向机构。

背景技术

大型抽水蓄能电站的建设主要依靠山区地形的上下水库的高差特征，将水转化为重力势能或电能，抽水蓄能电站的构筑物一般包括上、下水库及压力管道。其中，上水库建设在高山上部;下水库布置在高山下部，利用原有或建设新的水库;压力管道建设在山体内部，同时还有安装发电机的地下厂房、输变电用的调压硐室、以及发电排出的尾水通道等系统，随着抽水蓄能电站装机容量增加，输水系统发电水头高，压力管道长度增加，导致建设过程中存在大量的竖井、大倾角斜井工程，但是现竖井以及大倾角斜井工程施工难度大、风险高，所以竖井、大倾角斜井高效建设，成为制约抽水蓄能电站建设的关键问题之一。

目前，抽水蓄能电站的压力管道竖大倾角斜井最早采用爬罐法施工导井，具有作业环境危险、工作人员劳动强度大、职业伤害严重等缺点，并且随着斜井长度加大，施工效率低，逐渐被反井钻井法代替，对应的，相关的钻井科技单位发明了在竖井、斜井、反井钻进等单一功能产品，但是现有的斜井钻机在过程中，其钻杆处于倾斜的状态，无论是受压还作业的震动均远大垂直作业的普通钻机，因此需要针对斜井钻机的钻杆进行针对的导向辅助。

发明内容

本发明提供了一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法及其导向机构，解决了上述背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法及其导向机构，包括支撑座，所述支撑座一侧的顶部、中部、底部分别安装有第一导向行进机构、第二导向行进机构、第三导向行进机构，且第一导向行进机构与支撑座之间滚动导向机构，所述第二导向行进机构与支撑座之间安装有接触导向机构，所述第三导向行进机构与支撑座之间安装有弹性纠偏机构，所述滚动导向机构、接触导向机构、弹性纠偏机构之间共同套接有钻杆。

精选的，所述第一导向行进机构的内部包括有第一固定套架，且第一固定套架的底部与支撑座一侧顶部的表面固定连接，所述第一固定套架顶部的内侧固定套接有第一液压杆，所述第一液压杆的输出端固定连接有第一过渡连接块。

精选的，所述滚动导向机构的内部包括有两个对称的第一支撑弧板，且一个第一支撑弧板的顶部与第一过渡连接块的底部固定连接，另一个第一支撑弧板与支撑座顶部一侧的侧面固定连接，两个所述第一支撑弧板中部的内侧均活动套接有一个Y型活动杆，两个所述Y型活动杆相互对称，且两个所述Y型活动杆的一侧均固定连接有第一约束杆，所述第一约束杆中部活动套接在第一支撑弧板中部的内侧，所述第一约束杆一端的表面与第一支撑弧板一侧的表面之间安装有第一弹簧，两个所述Y型活动杆一侧的内部均固定套接有两个轴承，且四个轴承的内部套接有一个旋转轴，四个所述旋转轴的中部固定套接有一个导向套。

精选的，所述第一约束杆一端的端面固定连接有限位块，且限位块的侧面与第一弹簧的一端固定连接。

精选的，所述第二导向行进机构的内部包括有第二固定套架，且第二固定套架的底部与支撑座中部一侧的表面固定连接，所述第二固定套架顶部的内侧固定套接有第二液压杆，且第二液压杆的输出端固定连接有第二过渡连接块。

精选的，所述接触导向机构的内部包括有两个第一活动杆，且两个第一活动杆一端的外侧均卡接有一个第二支撑弧板，两个所述第二支撑弧板相互对称，且一个第二支撑弧板的顶部与第二过渡连接块的底部固定连接，另一个第二支撑弧板的一侧与支撑座中部的一侧固定连接，两个所述第一活动杆的一端与两个第二支撑弧板之间均固定安装有螺丝，两个所述第一活动杆的另一端各固定连接有一个第一夹压弧板，两个所述第一夹压弧板相互对称。

精选的，所述第三导向行进机构的内部包括有第三固定套架，且第三固定套架的底部与支撑座底部的一侧固定连接，所述第三固定套架顶部的内侧固定套接有第三液压杆，所述第三液压杆的输出端固定连接有第三过渡连接块。

精选的，所述弹性纠偏机构的内部包括有两个第三支撑弧板，且两个第三支撑弧板相互对称，两个所述第三支撑弧板中的一个第三支撑弧板一侧与支撑座底部的一侧固定连接，另一个第三支撑弧板的顶部与第三过渡连接块的底部固定连接，两个所述第三支撑弧板中部的内侧卡接有一个第一导向行进机构，两个第二活动杆的两端分别固定连接有一个第二夹压弧板和第二约束杆，两个所述第二夹压弧板相互对称，所述第二约束杆的中部活动套接在第三支撑弧板中部的内侧，所述第二约束杆另一端的表面与第三支撑弧板的内壁之间安装有第二压缩弹簧。

精选的，所述第二约束杆一端的端面固定连接有防脱块，且防脱块的侧面与第二压缩弹簧的一端固定连接。

精选的，两个所述第二夹压弧板的对称中心与两个所述第一夹压弧板的对称中心对齐，且第二夹压弧板与第一夹压弧板两者的材质均采用耐磨非金属材料。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明设置的第一导向行进机构、滚动导向机构组成自行进式的滚动导向机构，配合支撑座对钻杆连接动力装置的区域进行夹持导向，进而进一步延展钻杆工作过程中较稳定的区域长度。

2、本发明设置的第二导向行进机构、接触导向机构组成自行进式的接触导向机构，配合支撑座对钻杆工作过程中较抖动的过渡区域进行强制纠偏，且接触导向机构内部的主要接触钻杆而作业的部件第一活动杆、第一夹压弧板可灵活更换，使用成本可控。

3、本发明设置的第三导向行进机构、弹性纠偏机构组成自行进式的弹性纠偏机构，配合支撑座对钻杆工作过程中最为抖动的作业区域进行弹性缓冲，继而与上述接触导向机构、滚动导向机构多重组合作用下，充分提升钻杆作业的稳定性以及分担钻杆的作业受压。

附图说明

图1为本发明结构的正式示意图；

图2为本发明结构的立体示意图；

图3为本发明结构滚动导向机构的俯视示意图；

图4为本发明结构接触导向机构的俯视示意图；

图5为本发明结构弹性纠偏机构的俯视示意图。

图中：1、支撑座；2、第一导向行进机构；21、第一固定套架；22、第一液压杆；23、第一过渡连接块；3、第二导向行进机构；31、第二固定套架；32、第二液压杆；33、第二过渡连接块；4、第三导向行进机构；41、第三固定套架；42、第三液压杆；43、第三过渡连接块；5、滚动导向机构；51、第一支撑弧板；52、Y型活动杆；53、轴承；54、旋转轴；55、导向套；56、第一约束杆；57、第一弹簧；6、接触导向机构；61、第一活动杆；62、第二支撑弧板；63、螺丝；64、第一夹压弧板；7、弹性纠偏机构；71、第三支撑弧板；72、第二活动杆；73、第二夹压弧板；74、第二约束杆；75、第二压缩弹簧；8、钻杆。

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、图2、图3，一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法及其导向机构，包括支撑座1，支撑座1一侧的顶部、中部、底部分别安装有第一导向行进机构2、第二导向行进机构3、第三导向行进机构4，第一导向行进机构2的内部包括有第一固定套架21，且第一固定套架21的底部与支撑座1一侧顶部的表面固定连接，第一固定套架21顶部的内侧固定套接有第一液压杆22，第一液压杆22的输出端固定连接有第一过渡连接块23，第一导向行进机构2可为后续依靠其设置的部件提供自动化移动提供动力，初步完善后续整体装置的自动性能，且第一导向行进机构2与支撑座1之间滚动导向机构5，滚动导向机构5的内部包括有两个对称的第一支撑弧板51，且一个第一支撑弧板51的顶部与第一过渡连接块23的底部固定连接，另一个第一支撑弧板51与支撑座1顶部一侧的侧面固定连接，两个第一支撑弧板51中部的内侧均活动套接有一个Y型活动杆52，两个Y型活动杆52相互对称，且两个Y型活动杆52的一侧均固定连接有第一约束杆56，第一约束杆56中部活动套接在第一支撑弧板51中部的内侧，第一约束杆56一端的表面与第一支撑弧板51一侧的表面之间安装有第一弹簧57，第一约束杆56一端的端面固定连接有限位块，且限位块的侧面与第一弹簧57的一端固定连接，限位块可为上述第一弹簧57提供连接的支持面，满足实际的安装要求，两个Y型活动杆52一侧的内部均固定套接有两个轴承53，且四个轴承53的内部套接有一个旋转轴54，四个旋转轴54的中部固定套接有一个导向套55，将上述的第一导向行进机构2、滚动导向机构5组成自行进式的滚动导向机构，配合支撑座1对钻杆8连接动力装置的区域进行夹持导向，进而进一步延展钻杆8工作过程中较稳定的区域长度，实现对钻杆8的初步导向效果。

请参阅图1、图2、图4，第二导向行进机构3与支撑座1之间安装有接触导向机构6，第二导向行进机构3的内部包括有第二固定套架31，且第二固定套架31的底部与支撑座1中部一侧的表面固定连接，第二固定套架31顶部的内侧固定套接有第二液压杆32，且第二液压杆32的输出端固定连接有第二过渡连接块33，第二导向行进机构3可为后续依靠其设置的部件提供自动化移动提供动力，进一步完善后续整体装置的自动性能，接触导向机构6的内部包括有两个第一活动杆61，且两个第一活动杆61一端的外侧均卡接有一个第二支撑弧板62，两个第二支撑弧板62相互对称，且一个第二支撑弧板62的顶部与第二过渡连接块33的底部固定连接，另一个第二支撑弧板62的一侧与支撑座1中部的一侧固定连接，两个第一活动杆61的一端与两个第二支撑弧板62之间均固定安装有螺丝63，两个第一活动杆61的另一端各固定连接有一个第一夹压弧板64，接触导向机构6内部的主要接触而作业的部件第一活动杆61、第一夹压弧板64可灵活更换，使用成本可控，两个第一夹压弧板64相互对称，上述的第二导向行进机构3、接触导向机构6组成自行进式的接触导向机构，配合支撑座1对钻杆8工作过程中较抖动的过渡区域进行强制纠偏。

请参阅图1、图2、图5，第三导向行进机构4与支撑座1之间安装有弹性纠偏机构7，滚动导向机构5、接触导向机构6、弹性纠偏机构7之间共同套接有钻杆8，第三导向行进机构4的内部包括有第三固定套架41，且第三固定套架41的底部与支撑座1底部的一侧固定连接，第三固定套架41顶部的内侧固定套接有第三液压杆42，第三液压杆42的输出端固定连接有第三过渡连接块43，第三导向行进机构4可为后续依靠其设置的部件提供自动化移动提供动力，最终完善后续整体装置的自动性能，弹性纠偏机构7的内部包括有两个第三支撑弧板71，且两个第三支撑弧板71相互对称，两个第三支撑弧板71中的一个第三支撑弧板71一侧与支撑座1底部的一侧固定连接，另一个第三支撑弧板71的顶部与第三过渡连接块43的底部固定连接，两个第三支撑弧板71中部的内侧卡接有一个第一导向行进机构2，两个第二活动杆72的两端分别固定连接有一个第二夹压弧板73和第二约束杆74，两个第二夹压弧板73相互对称，第二约束杆74的中部活动套接在第三支撑弧板71中部的内侧，第二约束杆74另一端的表面与第三支撑弧板71的内壁之间安装有第二压缩弹簧75，第二约束杆74一端的端面固定连接有防脱块，且防脱块的侧面与第二压缩弹簧75的一端固定连接，两个第二夹压弧板73的对称中心与两个第一夹压弧板64的对称中心对齐，且第二夹压弧板73与第一夹压弧板64两者的材质均采用耐磨非金属材料，将上述的第三导向行进机构4、弹性纠偏机构7组成自行进式的弹性纠偏机构，配合支撑座1对钻杆8工作过程中最为抖动的作业区域进行弹性缓冲。

工作原理：使用时，可根据不同的情况进行操作，以下将提供优选实施例；

实施例一

当钻杆8作业时的抖动较小时，可启动第一导向行进机构2内部的第一液压杆22，由第一液压杆22内部的伸缩杆件将两组第一支撑弧板51、Y型活动杆52、轴承53、旋转轴54、导向套55、第一约束杆56、第一弹簧57对称组成的滚动导向机构进行相近移动，最终使导向套55与钻杆8连接动力装置的区域接触并贴合，后续可在不干涉钻杆8具体旋转作业的同时延长上述钻杆8稳定的区域的长度。

实施例二

当钻杆8作业时的抖动较大时，启动第一导向行进机构2内部的第一液压杆22，由第一液压杆22内部的伸缩杆件将两组第一支撑弧板51、Y型活动杆52、轴承53、旋转轴54、导向套55、第一约束杆56、第一弹簧57对称组成的滚动导向机构进行相近移动，最终使两组对称的导向套55与钻杆8连接动力装置的区域接触并贴合，后续可在不干涉钻杆8具体旋转作业的同时延长上述钻杆8稳定的区域的长度，与此同时，启动第二导向行进机构3内部的第二液压杆32，继而利用第二液压杆32内部的伸缩杆将两组第一活动杆61、第二支撑弧板62、螺丝63、第一夹压弧板64组成的接触导向机构进行相近移动，最终两组对称的第一夹压弧板64与钻杆8的过渡区域贴合，后续与钻杆8的表面摩擦，实现强制纠偏。

实施例三

当钻杆8作业时的抖动大时，启动第一导向行进机构2内部的第一液压杆22，由第一液压杆22内部的伸缩杆件将两组第一支撑弧板51、Y型活动杆52、轴承53、旋转轴54、导向套55、第一约束杆56、第一弹簧57对称组成的滚动导向机构进行相近移动，最终使两组对称的导向套55与钻杆8连接动力装置的区域接触并贴合，后续可在不干涉钻杆8具体旋转作业的同时延长上述钻杆8稳定的区域的长度，与此同时，启动第二导向行进机构3内部的第二液压杆32，继而利用第二液压杆32内部的伸缩杆将两组第一活动杆61、第二支撑弧板62、螺丝63、第一夹压弧板64组成的接触导向机构进行相近移动，最终两组对称的第一夹压弧板64与钻杆8的过渡区域贴合，后续与钻杆8的表面摩擦，实现强制纠偏，待上述步骤完成后，启动第三导向行进机构4内部的第三液压杆42，继而由第三液压杆42内部的伸缩杆将两组第三支撑弧板71、第二活动杆72、第二夹压弧板73、第二约束杆74、第二压缩弹簧75组成的弹性纠偏机构进行相近移动，最终两组第二夹压弧板73与钻杆8作业过程中抖动最厉害的区域接触，继而利用相对应的第二压缩弹簧75进行弹性缓冲，分担钻杆8所承受的压力。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本发明的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法，采用导向机构，包括支撑座（1），其特征在于：所述支撑座（1）一侧的顶部、中部、底部分别安装有第一导向行进机构（2）、第二导向行进机构（3）、第三导向行进机构（4），且第一导向行进机构（2）与支撑座（1）之间安装有滚动导向机构（5），所述第二导向行进机构（3）与支撑座（1）之间安装有接触导向机构（6），所述第三导向行进机构（4）与支撑座（1）之间安装有弹性纠偏机构（7），所述滚动导向机构（5）、接触导向机构（6）、弹性纠偏机构（7）之间共同套接有钻杆（8）；

所述接触导向机构（6）的内部包括有两个第一活动杆（61），且两个第一活动杆（61）一端的外侧均卡接有一个第二支撑弧板（62），两个所述第二支撑弧板（62）相互对称，且一个第二支撑弧板（62）的顶部与第二过渡连接块（33）的底部固定连接，另一个第二支撑弧板（62）的一侧与支撑座（1）中部的一侧固定连接，两个所述第一活动杆（61）的一端与两个第二支撑弧板（62）之间均固定安装有螺丝（63），两个所述第一活动杆（61）的另一端各固定连接有一个第一夹压弧板（64），两个所述第一夹压弧板（64）相互对称；

所述弹性纠偏机构（7）的内部包括有两个第三支撑弧板（71），且两个第三支撑弧板（71）相互对称，两个所述第三支撑弧板（71）中的一个第三支撑弧板（71）一侧与支撑座（1）底部的一侧固定连接，另一个第三支撑弧板（71）的顶部与第三过渡连接块（43）的底部固定连接，两个所述第三支撑弧板（71）中部的内侧卡接各卡接有一个第二活动杆（72），两个第二活动杆（72）的两端分别固定连接有一个第二夹压弧板（73）和第二约束杆（74），两个所述第二夹压弧板（73）相互对称，所述第二约束杆（74）活动套接在第三支撑弧板（71）中部的内侧，所述第二约束杆（74）与第三支撑弧板（71）之间安装有第二压缩弹簧（75）；

两个所述第二夹压弧板（73）的对称中心与两个所述第一夹压弧板（64）的对称中心对齐，且第二夹压弧板（73）与第一夹压弧板（64）两者的材质均采用耐磨非金属材料；

导向方法包括以下操作步骤；

当钻杆（8）作业时的抖动较小时，启用滚动导向机构（5）进行相近移动，使滚动导向机构（5）内部结构与钻杆（8）连接动力装置的区域接触并贴合，由此在不干涉钻杆（8）具体旋转作业的同时延长上述钻杆（8）稳定的区域的长度；

当钻杆（8）作业时的抖动较大时，启用滚动导向机构（5）进行相近移动，使滚动导向机构（5）内部结构与钻杆（8）连接动力装置的区域接触并贴合，由此在不干涉钻杆（8）具体旋转作业的同时延长上述钻杆（8）稳定的区域的长度，启用接触导向机构（6）相近移动，使接触导向机构（6）内的两个第一夹压弧板（64）与钻杆（8）的过渡区域贴合，进而与钻杆（8）的表面摩擦，实现强制纠偏，启用弹性纠偏机构（7）进行相近移动，利用两组第二夹压弧板（73）与钻杆（8）作业过程中抖动最厉害的区域接触，第二压缩弹簧（75）进行弹性缓冲，分担钻杆（8）所承受的压力。

2.根据权利要求1所述的一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法，其特征在于：所述第一导向行进机构（2）的内部包括有第一固定套架（21），且第一固定套架（21）的底部与支撑座（1）一侧顶部的表面固定连接，所述第一固定套架（21）顶部的内侧固定套接有第一液压杆（22），所述第一液压杆（22）的输出端固定连接有第一过渡连接块（23）。

3.根据权利要求2所述的一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法，其特征在于：所述滚动导向机构（5）的内部包括有两个对称的第一支撑弧板（51），且一个第一支撑弧板（51）的顶部与第一过渡连接块（23）的底部固定连接，另一个第一支撑弧板（51）与支撑座（1）顶部一侧的侧面固定连接，两个所述第一支撑弧板（51）中部的内侧均活动套接有一个Y型活动杆（52），两个所述Y型活动杆（52）相互对称，且两个所述Y型活动杆（52）的一侧均固定连接有第一约束杆（56），所述第一约束杆（56）活动套接在第一支撑弧板（51）中部的内侧，所述第一约束杆（56）一端的表面与第一支撑弧板（51）一侧的表面之间安装有第一弹簧（57），两个所述Y型活动杆（52）一侧的内部均固定套接有两个轴承（53），且四个轴承（53）的内部套接有一个旋转轴（54），四个所述旋转轴（54）的中部固定套接有一个导向套（55）。

4.根据权利要求3所述的一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法，其特征在于：所述第一约束杆（56）一端的端面固定连接有限位块，且限位块的侧面与第一弹簧（57）的一端固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法，其特征在于：所述第二导向行进机构（3）的内部包括有第二固定套架（31），且第二固定套架（31）的底部与支撑座（1）中部一侧的表面固定连接，所述第二固定套架（31）顶部的内侧固定套接有第二液压杆（32），且第二液压杆（32）的输出端固定连接有第二过渡连接块（33）。

6.根据权利要求1所述的一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法，其特征在于：所述第三导向行进机构（4）的内部包括有第三固定套架（41），且第三固定套架（41）的底部与支撑座（1）底部的一侧固定连接，所述第三固定套架（41）顶部的内侧固定套接有第三液压杆（42），所述第三液压杆（42）的输出端固定连接有第三过渡连接块（43）。

7.根据权利要求1所述的一种适用于抽水蓄能电站斜井钻机的导向方法，其特征在于：所述第二约束杆（74）一端的端面固定连接有防脱块，且防脱块的侧面与第二压缩弹簧（75）的一端固定连接。