CN114526014A - 一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备，包括电动机、固定轴、连接轴、固定室、钻头和绞龙杆，所述电动机的下端设置有固定轴，所述固定轴的下端转动设置在固定室的内部，所述固定室的内部设置有限位结构，所述固定室开设在连接轴的内部上端，所述连接轴的内部滑动设置有钻头，所述钻头分为上下三端，所述钻头的终端呈螺旋状；当遭遇到坚硬的土层时，通过感应电动为伸缩结构提供推力，从而将伸缩结构嵌入到坚硬土层中对土层进行疏松，在疏松的过程中疏松板会伸出，从而增加疏松的效率，同时疏松板的内部含有水分，进一步提高疏松的效率，当装置恢复原位时会通过过滤层对土层中的水分进行吸收，从而便于装置的下次疏松。

Description

一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备

技术领域

本发明涉及石油技术领域，具体为一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备。

背景技术

石油是指气态、液态和固态的烃类混合物，在石油的生产过程中需要使用到钻孔设备来进行钻孔，从而钻出规定深度的井眼供采油机获得石油，而一般的钻孔设备在进行使用时还有一些缺点，比如当钻孔设备遇到坚硬的土层时，由于一般的钻孔设备不可以对土层进行软化，仍然会继续向下进行钻探，由于土层较为坚硬，此时钻孔设备受到的阻力以及摩擦力也会相应增大，所以会加剧钻孔设备的使用寿命，同时钻孔设备易产生磨损等现象，降低了钻孔设备后续的钻孔效率，同时为钻孔设备提供动力的电机也会负荷较大，由于电机超负荷运转易产生高温等现象，会增加电机的老化速度，进而不利于装置的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备，包括电动机、固定轴、连接轴、固定室、钻头和绞龙杆，所述电动机的下端设置有固定轴，所述固定轴的下端转动设置在固定室的内部，所述固定室的内部设置有限位结构，所述固定室开设在连接轴的内部上端，所述连接轴的内部滑动设置有钻头，所述钻头分为上下三端，所述钻头的终端呈螺旋状，所述钻头的下端内部设置有土层软化结构，所述连接轴的外侧设置有绞龙杆，电动机设置在外部支撑结构的内部，固定轴转动设置在外部支撑结构的内部，外部支撑结构带动电动机、固定轴、连接轴和钻头进行移动，电动机、固定轴、连接轴和钻头进行转动，从而进行挖孔工作，而当土层较为坚硬时，外部支撑结构会推动钻头向下移动，此时限位结构不在工作，而土层软化结构会对泥土进行疏松，从而便于后续的挖孔工作，在连接轴转动时会带动绞龙杆进行转动，当绞龙杆转动时会带动泥土向外移动，从而便于进行挖孔。

进一步的，所述限位结构包括卡环，所述卡环设置在固定室的上方，所述卡环的内部卡合设置有卡块，所述卡块等角度设置在固定轴的侧面，所述卡块的两侧为斜面，当装置在进行正常使用时，卡环和卡块会卡合，当固定轴转动时会带动卡块转动，当卡块进行转动时，由于卡块和卡环卡合，所以会通过卡块带动卡环进行转动，由于卡环和卡块的接触面为斜面，所以当卡环和卡块分离后，当卡环和卡块再次接触时，二者会通过斜面滑动重合，从而便于二者恢复原位，进而使得装置恢复运转。

进一步的，所述固定轴和固定室构成伸缩结构，所述固定室的内部设置有第一弹簧，所述第一弹簧贴合设置在固定轴的下端，所述固定轴的下端内部转动设置有感应线圈，所述感应线圈的下端设置有钻头，所述钻头的上端外侧等角度设置有若干个卡条，所述卡条和连接轴为滑动连接，外部支撑结构带动固定轴向下移动时，由于第一弹簧会对固定轴进行支撑，所以会使得卡环和卡块会相互卡合，而当连接轴遇到坚硬土层时，由于连接轴受力较大，所以外部支撑结构会带动固定轴、感应线圈和钻头向下移动，由于钻头的最下端为锥形，所以当钻头向下移动时会嵌入到土层中，同时土层软化结构会工作对土层进行软化，便于后续的钻孔工作。

进一步的，所述固定轴的下端内部对称设置有2个磁极，所述固定轴的内部转动设置有感应线圈，所述感应线圈位于2个磁极之间，当固定轴、感应线圈和钻头向下移动时，由于卡环和卡块不在卡合，所以此时只有固定轴会进行转动，当固定轴进行转动时会带动磁极进行转动，当磁极进行转动时会使得感应线圈不断的切割磁感线，从而产生感应电流；

固定轴向下移动单独进行转动时，此时钻头会受到来自土层的阻力以及固定轴和钻头之间的摩擦力，所以当土层较为松软时，钻头受到来自土层的阻力较小，所以钻头会在固定轴摩擦力的作用下发生转动，使得固定轴和钻头之间的相对转动速度较慢，产生的感应电流较小，土层软化结构的效率较低，反之当土层较为紧密时，钻头受到的阻力较大，所以钻头转动速度低，从而使得固定轴和钻头之间的相对转动速度较快，产生的感应电流较大，土层软化结构的效率较高。

进一步的，所述钻头的内部设置有输电线，所述钻头的中端贴合设置在连接轴的侧面，感应电流会通过输电线进行流动，而输电线设置在钻头的内部，由于钻头的中端呈螺旋状贴合在连接轴的内壁上，所以当产生感应电流时，电流会对周围的土层产生吸引力，从而将钻孔内壁上以及绞龙杆表面的泥土向内吸引，从而使得泥土聚集在连接轴的外侧，从而便于后续的泥土向外移动，同时会是的绞龙杆表面的泥土层更加松散，进而避免绞龙杆的表面附着泥土。

进一步的，所述土层软化结构包括电磁铁和伸缩结构，所述电磁铁设置在钻头的内部中心处，所述钻头的内部等角度开设有固定槽，所述固定槽的内部滑动设置有伸缩结构，感应电流会为电磁铁提供能量，当电磁铁通电后会产生磁性，通过电磁铁推动伸缩结构进行移动，伸缩结构会在固定槽的内部进行滑动，从而通过伸缩结构对土层进行疏松。

进一步的，所述伸缩结构包括磁块、连接柱、支撑柱、第二弹簧和第三弹簧，所述磁块的侧面设置有连接柱，所述连接柱的另一端滑动设置在支撑柱的内部，所述支撑柱的内部设置有第二弹簧，所述支撑柱的外侧设置有第三弹簧，所述第三弹簧设置在固定槽的内部，当磁块受到电磁铁推力时会向外移动，当磁块向外移动时会带动连接柱移动，当连接柱移动时，第二弹簧会对连接柱进行支撑，从而是的连接柱在进行移动时会在嵌入到支撑柱内部的同时带动支撑柱向外进行移动，当连接柱嵌入支撑柱的内部时会使得支撑柱的内部气压增大，当支撑柱向外移动时会嵌入到土层当中，从而对土层进行疏松。

进一步的，所述支撑柱的侧面开设有若干个固定孔，所述固定孔的内部滑动设置有限位环，所述限位环的侧面设置有疏松板，所述疏松板距连接柱较远端呈弧形，当支撑柱向外进行移动时，由于支撑柱的内部气压增大，所以会推动限位环在固定孔的内部向外移动，当限位环移动时会带动疏松板进行移动，此时疏松板与泥土的接触端为弧形，所以可以减小疏松板与泥土之间的阻力，便于进行疏松。

进一步的，所述疏松板距连接柱较近端呈平面状，且疏松板的内部设置有过滤层，所述疏松板的内部填充有海绵，当疏松完毕后，外部支撑结构会带动电动机和固定轴向上移动，从而通过第一弹簧、第二弹簧和第三弹簧带动装置恢复原位，当装置恢复原位时，疏松板的平面端会与泥土接触，而当过滤层与泥土接触时会对泥土中的水分进行过滤，而疏松板的内部填充有海绵，海绵可以对水分进行吸收，从而在对土层进行软化时，可以使得疏松板内的水分散发至外界，从而增加土层中的含水量，便于对土层进行疏松。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在进行使用时，当遭遇到坚硬的土层时，由于连接轴受到的阻力较大，所以在外部支撑结构的作用下电动机、固定轴和钻头继续向下移动，钻头嵌入到坚硬的土层中，此时装置内磁极和感应线圈发生相对转动产生感应电流，通过感应电动为伸缩结构提供推力，从而将伸缩结构嵌入到坚硬土层中对土层进行疏松，在疏松的过程中疏松板会伸出，从而增加疏松的效率，同时疏松板的内部含有水分，进一步提高疏松的效率，当装置恢复原位时会通过过滤层对土层中的水分进行吸收，从而便于装置的下次疏松。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体正视结构示意图；

图2是本发明的连接轴和钻头安装结构示意图；

图3是本发明的钻头内部俯视结构示意图；

图4是本发明的支撑柱内部结构示意图；

图5是本发明的疏松板立体结构示意图；

图6是本发明的固定轴和连接轴安装正剖视结构示意图；

图7是本发明的固定轴和感应线圈安装俯剖视结构示意图；

图8是本发明的感应线圈和钻头安装结构示意图。

图中：1、电动机；2、固定轴；3、连接轴；4、固定室；5、卡环；6、卡块；7、第一弹簧；8、磁极；9、感应线圈；10、钻头；11、卡条；12、输电线；13、电磁铁；14、固定槽；15、磁块；16、连接柱；17、支撑柱；18、第二弹簧；19、固定孔；20、限位环；21、疏松板；22、过滤层；23、绞龙杆；24、第三弹簧。

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8，本发明提供技术方案：一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备，包括电动机1、固定轴2、连接轴3、固定室4、钻头10和绞龙杆23，电动机1的下端设置有固定轴2，固定轴2的下端转动设置在固定室4的内部，固定室4的内部设置有限位结构，固定室4开设在连接轴3的内部上端，连接轴3的内部滑动设置有钻头10，钻头10分为上下三端，钻头10的终端呈螺旋状，钻头10的下端内部设置有土层软化结构，连接轴3的外侧设置有绞龙杆23，电动机1设置在外部支撑结构的内部，固定轴2转动设置在外部支撑结构的内部，外部支撑结构带动电动机1、固定轴2、连接轴3和钻头10进行移动，电动机1、固定轴2、连接轴3和钻头10进行转动，从而进行挖孔工作，而当土层较为坚硬时，外部支撑结构会推动钻头10向下移动，此时限位结构不在工作，而土层软化结构会对泥土进行疏松，从而便于后续的挖孔工作，在连接轴3转动时会带动绞龙杆23进行转动，当绞龙杆23转动时会带动泥土向外移动，从而便于进行挖孔。

限位结构包括卡环5，卡环5设置在固定室4的上方，卡环5的内部卡合设置有卡块6，卡块6等角度设置在固定轴2的侧面，卡块6的两侧为斜面，当装置在进行正常使用时，卡环5和卡块6会卡合，当固定轴2转动时会带动卡块6转动，当卡块6进行转动时，由于卡块6和卡环5卡合，所以会通过卡块6带动卡环5进行转动，由于卡环5和卡块6的接触面为斜面，所以当卡环5和卡块6分离后，当卡环5和卡块6再次接触时，二者会通过斜面滑动重合，从而便于二者恢复原位，进而使得装置恢复运转。

固定轴2和固定室4构成伸缩结构，固定室4的内部设置有第一弹簧7，第一弹簧7贴合设置在固定轴2的下端，固定轴2的下端内部转动设置有感应线圈9，感应线圈9的下端设置有钻头10，钻头10的上端外侧等角度设置有若干个卡条11，卡条11和连接轴3为滑动连接，外部支撑结构带动固定轴2向下移动时，由于第一弹簧7会对固定轴2进行支撑，所以会使得卡环5和卡块6会相互卡合，而当连接轴3遇到坚硬土层时，由于连接轴3受力较大，所以外部支撑结构会带动固定轴2、感应线圈9和钻头10向下移动，由于钻头10的最下端为锥形，所以当钻头10向下移动时会嵌入到土层中，同时土层软化结构会工作对土层进行软化，便于后续的钻孔工作。

固定轴2的下端内部对称设置有2个磁极8，固定轴2的内部转动设置有感应线圈9，感应线圈9位于2个磁极8之间，当固定轴2、感应线圈9和钻头10向下移动时，由于卡环5和卡块6不在卡合，所以此时只有固定轴2会进行转动，当固定轴2进行转动时会带动磁极8进行转动，当磁极8进行转动时会使得感应线圈9不断的切割磁感线，从而产生感应电流；

固定轴2向下移动单独进行转动时，此时钻头10会受到来自土层的阻力以及固定轴2和钻头10之间的摩擦力，所以当土层较为松软时，钻头10受到来自土层的阻力较小，所以钻头10会在固定轴2摩擦力的作用下发生转动，使得固定轴2和钻头10之间的相对转动速度较慢，产生的感应电流较小，土层软化结构的效率较低，反之当土层较为紧密时，钻头10受到的阻力较大，所以钻头10转动速度低，从而使得固定轴2和钻头10之间的相对转动速度较快，产生的感应电流较大，土层软化结构的效率较高。

钻头10的内部设置有输电线12，钻头10的中端贴合设置在连接轴3的侧面，感应电流会通过输电线12进行流动，而输电线12设置在钻头10的内部，由于钻头10的中端呈螺旋状贴合在连接轴3的内壁上，所以当产生感应电流时，电流会对周围的土层产生吸引力，从而将钻孔内壁上以及绞龙杆23表面的泥土向内吸引，从而使得泥土聚集在连接轴3的外侧，从而便于后续的泥土向外移动，同时会是的绞龙杆23表面的泥土层更加松散，进而避免绞龙杆23的表面附着泥土。

土层软化结构包括电磁铁13和伸缩结构，电磁铁13设置在钻头10的内部中心处，钻头10的内部等角度开设有固定槽14，固定槽14的内部滑动设置有伸缩结构，感应电流会为电磁铁13提供能量，当电磁铁13通电后会产生磁性，通过电磁铁13推动伸缩结构进行移动，伸缩结构会在固定槽14的内部进行滑动，从而通过伸缩结构对土层进行疏松。

伸缩结构包括磁块15、连接柱16、支撑柱17、第二弹簧18和第三弹簧24，磁块15的侧面设置有连接柱16，连接柱16的另一端滑动设置在支撑柱17的内部，支撑柱17的内部设置有第二弹簧18，支撑柱17的外侧设置有第三弹簧24，第三弹簧24设置在固定槽14的内部，当磁块15受到电磁铁13推力时会向外移动，当磁块15向外移动时会带动连接柱16移动，当连接柱16移动时，第二弹簧18会对连接柱16进行支撑，从而是的连接柱16在进行移动时会在嵌入到支撑柱17内部的同时带动支撑柱17向外进行移动，当连接柱16嵌入支撑柱17的内部时会使得支撑柱17的内部气压增大，当支撑柱17向外移动时会嵌入到土层当中，从而对土层进行疏松。

支撑柱17的侧面开设有若干个固定孔19，固定孔19的内部滑动设置有限位环20，限位环20的侧面设置有疏松板21，疏松板21距连接柱16较远端呈弧形，当支撑柱17向外进行移动时，由于支撑柱17的内部气压增大，所以会推动限位环20在固定孔19的内部向外移动，当限位环20移动时会带动疏松板21进行移动，此时疏松板21与泥土的接触端为弧形，所以可以减小疏松板21与泥土之间的阻力，便于进行疏松。

疏松板21距连接柱16较近端呈平面状，且疏松板21的内部设置有过滤层22，疏松板21的内部填充有海绵，当疏松完毕后，外部支撑结构会带动电动机1和固定轴2向上移动，从而通过第一弹簧7、第二弹簧18和第三弹簧24带动装置恢复原位，当装置恢复原位时，疏松板21的平面端会与泥土接触，而当过滤层22与泥土接触时会对泥土中的水分进行过滤，而疏松板21的内部填充有海绵，海绵可以对水分进行吸收，从而在对土层进行软化时，可以使得疏松板21内的水分散发至外界，从而增加土层中的含水量，便于对土层进行疏松。

本发明的工作原理：当装置在进行使用时，当遭遇到坚硬的土层时，由于连接轴3受到的阻力较大，所以在外部支撑结构的作用下电动机1、固定轴2和钻头10继续向下移动，钻头10嵌入到坚硬的土层中，此时装置内磁极8和感应线圈9发生相对转动产生感应电流，通过感应电动为伸缩结构提供推力，从而将伸缩结构嵌入到坚硬土层中对土层进行疏松，在疏松的过程中疏松板21会伸出，从而增加疏松的效率，同时疏松板21的内部含有水分，进一步提高疏松的效率，当装置恢复原位时会通过过滤层22对土层中的水分进行吸收，从而便于装置的下次疏松。

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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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 (9)

1.一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备，包括电动机(1)、固定轴(2)、连接轴(3)、固定室(4)、钻头(10)和绞龙杆(23)，其特征在于：所述电动机(1)的下端设置有固定轴(2)，所述固定轴(2)的下端转动设置在固定室(4)的内部，所述固定室(4)的内部设置有限位结构，所述固定室(4)开设在连接轴(3)的内部上端，所述连接轴(3)的内部滑动设置有钻头(10)，所述钻头(10)分为上下三端，所述钻头(10)的终端呈螺旋状，所述钻头(10)的下端内部设置有土层软化结构，所述连接轴(3)的外侧设置有绞龙杆(23)。

2.根据权利要求1所述的一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备，其特征在于：所述限位结构包括卡环(5)，所述卡环(5)设置在固定室(4)的上方，所述卡环(5)的内部卡合设置有卡块(6)，所述卡块(6)等角度设置在固定轴(2)的侧面，所述卡块(6)的两侧为斜面。

3.根据权利要求1所述的一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备，其特征在于：所述固定轴(2)和固定室(4)构成伸缩结构，所述固定室(4)的内部设置有第一弹簧(7)，所述第一弹簧(7)贴合设置在固定轴(2)的下端，所述固定轴(2)的下端内部转动设置有感应线圈(9)，所述感应线圈(9)的下端设置有钻头(10)，所述钻头(10)的上端外侧等角度设置有若干个卡条(11)，所述卡条(11)和连接轴(3)为滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备，其特征在于：所述固定轴(2)的下端内部对称设置有2个磁极(8)，所述固定轴(2)的内部转动设置有感应线圈(9)，所述感应线圈(9)位于2个磁极(8)之间。

5.根据权利要求3所述的一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备，其特征在于：所述钻头(10)的内部设置有输电线(12)，所述钻头(10)的中端贴合设置在连接轴(3)的侧面。

6.根据权利要求1所述的一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备，其特征在于：所述土层软化结构包括电磁铁(13)和伸缩结构，所述电磁铁(13)设置在钻头(10)的内部中心处，所述钻头(10)的内部等角度开设有固定槽(14)，所述固定槽(14)的内部滑动设置有伸缩结构。

7.根据权利要求6所述的一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备，其特征在于：所述伸缩结构包括磁块(15)、连接柱(16)、支撑柱(17)、第二弹簧(18)和第三弹簧(24)，所述磁块(15)的侧面设置有连接柱(16)，所述连接柱(16)的另一端滑动设置在支撑柱(17)的内部，所述支撑柱(17)的内部设置有第二弹簧(18)，所述支撑柱(17)的外侧设置有第三弹簧(24)，所述第三弹簧(24)设置在固定槽(14)的内部。

8.根据权利要求7所述的一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备，其特征在于：所述支撑柱(17)的侧面开设有若干个固定孔(19)，所述固定孔(19)的内部滑动设置有限位环(20)，所述限位环(20)的侧面设置有疏松板(21)，所述疏松板(21)距连接柱(16)较远端呈弧形。

9.根据权利要求8所述的一种石油用具有软化土层功能的钻孔设备，其特征在于：所述疏松板(21)距连接柱(16)较近端呈平面状，且疏松板(21)的内部设置有过滤层(22)，所述疏松板(21)的内部填充有海绵。

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