CN114991656B - 一种防止钻头水眼堵塞的螺杆钻具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止钻头水眼堵塞的螺杆钻具，第一连接筒一端设加工进水孔的顶盘，第一连接筒内圆周侧壁设第一转盘，第一连接筒内设水量调节组件，第二连接筒底部的固定环圆周方向均设钻刀壳，钻刀壳的出口端设堵塞组件，第二连接筒外圆周设第一转筒，第一转筒外圆周设第一螺旋板，第一螺旋板的出口端与第二螺旋板的入口端相互连通。本发明通过第二连接筒中挡盘与固定盘上的第二通孔遮挡和分离动作，控制第二连接筒的液体经过管道流入钻刀壳中，钻刀壳中储水槽的水流压力过大时，堵水头与钻刀壳的出水孔分离，液体经过出水孔流出，在钻井过程喷水，避免水眼发生堵塞现象。
Description
技术领域
本发明属于螺杆钻具技术领域，具体涉及到一种防止钻头水眼堵塞的螺杆钻具。
背景技术
螺杆钻具是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进入马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。
现有技术中，申请号为2019107141770的中国发明专利公开了一种具有防止钻头水眼堵塞的螺杆钻具，内螺纹钻头水眼和外螺纹斜坡防土网装置，通过旋转外螺纹斜坡防土网装置中的斜坡固定柱，使得外螺纹连接体与内螺纹钻头水眼旋转固定连接，从而使得外螺纹斜坡防土网装置可以防止泥土进入内螺纹钻头水眼内部，并且外螺纹斜坡防土网装置可以同步的将泥土排开，同时也使得内螺纹钻头水眼可以持续进行使用，无需工作人员进行清理工作，但是依然会存在钻头水眼堵塞的风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种工作效率高的防止钻头水眼堵塞的螺杆钻具。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：在地面的固定支架上设置有第一连接筒，第一连接筒一端设置有加工进水孔的顶盘，第一连接筒内圆周侧壁设置有与第二连接筒的入口端相互连通的第一转盘，第一转盘位于顶盘下方，第一连接筒内位于顶盘与第一转盘之间设置有用于调节由进水孔流入第二连接筒水流量的水量调节组件，第二连接筒底部的固定环圆周方向均设有钻刀壳，第二连接筒的出口端与钻刀壳的入口端相互连通，钻刀壳的出口端设置有堵塞组件，第二连接筒外圆周设置有与水量调节组件连接的第一转筒，第一转筒外圆周设置有第一螺旋板，第一转筒上的固定架上设置有安装第二螺旋板的第一连接轴，第一螺旋板的出口端与第二螺旋板的入口端相互连通，第一连接轴一端设置有第一齿轮，第一齿轮与第一连接筒内圆周的第一齿圈啮合传动，第一齿圈与第一连接筒内圆周侧壁转动连接。
进一步的，所述的堵塞组件为：第二连接筒的出口端通过管道与钻刀壳的多个储水槽相互连通，每个储水槽与钻刀壳的出水孔相互连通，钻刀壳的每个出水孔内圆周侧壁设置有第一支撑架，第一支撑架通过第二连接轴与堵水头滑动连接，堵水头与每个出水孔配合连接，第二连接轴上设置有第一弹簧，第一弹簧一端与第一支撑架固定连接、另一端与堵水头固定连接。
进一步的，所述的堵水头的一端为斜面。
进一步的，所述的水量调节组件为：第一转盘上设置有驱动第二齿轮转动的电机，第一转盘圆周方向设置有与第二齿轮啮合传动的第二齿圈，第二齿圈与第一连接筒内圆周侧壁转动连接，第一转盘上固定安装有与其相互连通的第五连接筒，第三连接筒内侧壁通过第三支撑架设置有第四连接筒，第二连接筒的入口端与第四连接筒相互连通，第四连接筒外圆周转动安装有与第二连接筒固定连接的第二转盘，第二转盘外圆周设置有第三齿圈，第五连接筒上固定安装有与其相互连通的第三连接筒，第三连接筒上加工有与进水孔相互连通的第一通孔，第三连接筒的顶盖上转动连接有与顶盘的第四齿圈啮合传动的第四齿轮，第四齿轮通过第三连接轴与变速器连接，变速器的输出端设置有与第三齿圈啮合传动的第五齿轮；第三连接筒的顶盖上转动连接有与第四齿轮啮合传动的第三齿轮，第三齿轮通过第四连接轴与第二转筒固定连接，第四连接筒内圆周的第二支撑架上在垂直方向滑动连接有连接板，连接板一端设置有与第二转筒外圆周侧壁的滑槽滑动连接的轴销，第四连接筒内圆周设置有固定盘，固定盘圆周方向均匀加工有第二通孔，连接板另一端安装有用于遮挡第二通孔的挡盘，挡盘通过第五连接轴与位于固定盘上方的压板连接，第五连接轴贯穿第二通孔，压板通过第二弹簧与设置在固定盘上的第四支撑架连接；第五连接筒内侧壁均匀设置有支撑板，支撑板上通过第六连接轴设置有第六齿轮，第五连接筒上设置有安装第五齿圈的第三转盘，第三转盘与第一转筒一端固定连接，第二连接筒一端设置有第六齿圈，第六齿轮分别与第五齿圈、第六齿圈啮合传动。
进一步的，所述的滑槽为曲线滑槽。
本发明的有益效果如下：（1）本发明采用了第二连接筒中挡盘与固定盘上的第二通孔遮挡和分离动作，控制第二连接筒的液体经过管道流入钻刀壳中，钻刀壳中储水槽的水流压力过大时，堵水头与钻刀壳的出水孔分离，液体经过出水孔流出，在钻井过程喷水，避免水眼发生堵塞现象。
（2）本发明采用第二连接筒通过固定环带动钻刀壳转动，实现钻刀壳进行钻井作业，将钻井泥土经过第一螺旋板送入第二螺旋板中，将泥土运输至地面，在钻井的过程中同时能运输钻井产生的泥土，本发明具有工作效率高的优点。
附图说明
图1是本发明防止钻头水眼堵塞的螺杆钻具一个实施例的结构示意图。
图2是图1中去掉第一转筒3和第一螺旋板4另一角度的结构示意图。
图3是图2另一角度的结构示意图。
图4是图1中去掉顶盘1和第一连接筒2另一角度的结构示意图。
图5是图1中固定环5、钻刀壳6和堵塞组件7的结构示意图。
图6是图5中堵塞组件7的结构示意图。
图7是图6中部分结构示意图。
图8是图4中水量调节组件11的结构示意图。
图9是图8中去掉第三连接筒1104的结构示意图。
图10是图9中第二转筒1113的结构示意图。
图11是图9另一角度的结构示意图。
图12是第四齿轮1106与第四齿圈1122的连接结构示意图。
图13是图12中顶盘1的结构示意图。
图14是第二转盘1108与第四连接筒1109的结构示意图。
图15是图14中第四连接筒1109的内部结构示意图。
图16是图15中固定盘1123的结构示意图。
图17是挡盘1128的结构示意图。
图18是图14中去掉第二转盘1108与第四连接筒1109的结构示意图。
图19是图18中第五连接筒1118的结构示意图。
附图标记：1、顶盘；2、第一连接筒；3、第一转筒；4、第一螺旋板；5、固定环；6、钻刀壳；7、堵塞组件；701、第一支撑架；702、第一弹簧；703、第二连接轴；704、堵水头；705、储水槽；706、出水孔；8、第二连接筒；9、第一转盘；10、进水孔；11、水量调节组件；1101、第二齿轮；1102、电机；1103、第一通孔；1104、第三连接筒；1105、第三齿轮；1106、第四齿轮；1107、第二齿圈；1108、第二转盘；1109、第四连接筒；1110、第二支撑架；1111、连接板；1112、轴销；1113、第二转筒；1114、第三连接轴；1115、变速器；1116、第三支撑架；1117、第三齿圈；1118、第五连接筒；1119、滑槽；1120、第五齿轮；1121、第四连接轴；1122、第四齿圈；1123、固定盘；1124、压板；1125、第二弹簧；1126、第四支撑架；1127、第二通孔；1128、挡盘；1129、第五连接轴；1130、第三转盘；1131、第五齿圈；1132、支撑板；1133、第六连接轴；1134、第六齿轮；1135、第六齿圈；12、固定架；13、第一连接轴；14、第一齿轮；15、第一齿圈；16、第二螺旋板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图4所示，本实施例的一种防止钻头水眼堵塞的螺杆钻具由顶盘1、第一连接筒2、第一转筒3、第一螺旋板4、固定环5、钻刀壳6、堵塞组件7、第二连接筒8、第一转盘9、进水孔10、水量调节组件11、固定架12、第一连接轴13、第一齿轮14、第一齿圈15、第二螺旋板16联接构成。
在地面的固定支架上固定安装有第一连接筒2，第一连接筒2一端固定安装有顶盘1，顶盘1上加工进水孔10，第一连接筒2内圆周侧壁转动安装有第一转盘9，第一转盘9与第二连接筒8的入口端相互连通，第一转盘9位于顶盘1下方，第一连接筒2内位于顶盘1与第一转盘9之间安装有水量调节组件11，水量调节组件11用于调节由进水孔10流入第二连接筒8水流量，第二连接筒8底部的固定环5圆周方向均安装有钻刀壳6，第二连接筒8的出口端与钻刀壳6的入口端相互连通，钻刀壳6的出口端安装有堵塞组件7，第二连接筒8外圆周转动安装有与水量调节组件11固定连接的第一转筒3，第一转筒3外圆周安装有第一螺旋板4，第一转筒3上的固定架12上安装有第一连接轴13，第一连接轴13上安装有第二螺旋板16，第一螺旋板4的出口端与第二螺旋板16的入口端相互连通，第一连接轴13一端固定安装有第一齿轮14，第一齿轮14与第一连接筒2内圆周的第一齿圈15啮合传动，第一齿圈15与第一连接筒2内圆周侧壁转动连接。
如图5至图7所示，堵塞组件7由第一支撑架701、第一弹簧702、第二连接轴703、堵水头704、储水槽705、出水孔706联接构成，堵塞组件7为：第二连接筒8的出口端通过管道与钻刀壳6的多个储水槽705相互连通，每个储水槽705与钻刀壳6的出水孔706相互连通，钻刀壳6的每个出水孔706内圆周侧壁固定安装有第一支撑架701，第一支撑架701通过第二连接轴703与堵水头704滑动连接，堵水头704与每个出水孔706配合连接，堵水头704的一端为斜面，减少土壤堆积在堵水头704处造成压力过大而导致堵住水眼。第二连接轴703上安装有第一弹簧702，第一弹簧702一端与第一支撑架701固定连接，第一弹簧702另一端与堵水头704固定连接，第一弹簧702用于对堵水头704进行复位。
如图8至图19所示，水量调节组件11由第二齿轮1101、电机1102、第一通孔1103、第三连接筒1104、第三齿轮1105、第四齿轮1106、第二齿圈1107、第二转盘1108、第四连接筒1109、第二支撑架1110、连接板1111、轴销1112、第二转筒1113、第三连接轴1114、变速器1115、第三支撑架1116、第三齿圈1117、第五连接筒1118、滑槽1119、第五齿轮1120、第四连接轴1121、第四齿圈1122、固定盘1123、压板1124、第二弹簧1125、第四支撑架1126、第二通孔1127、挡盘1128、第五连接轴1129、第三转盘1130、第五齿圈1131、支撑板1132、第六连接轴1133、第六齿轮1134、第六齿圈1135联接构成，水量调节组件11为：第一转盘9上固定安装有电机1102，电机1102的输出轴与第二齿轮1101连接，电机1102用于驱动第二齿轮1101转动，第一转盘9圆周方向安装有与第二齿轮1101啮合传动的第二齿圈1107，第二齿圈1107与第一连接筒2内圆周侧壁转动连接，第一转盘9上固定安装有与其相互连通的第五连接筒1118，第三连接筒1104内侧壁通过第三支撑架1116设置有第四连接筒1109，第二连接筒8的入口端与第四连接筒1109相互连通，第四连接筒1109外圆周转动安装有与第二连接筒8固定连接的第二转盘1108，第二转盘1108外圆周安装有第三齿圈1117。
第五连接筒1118上固定安装有与其相互连通的第三连接筒1104，第三连接筒1104上加工有与进水孔10相互连通的第一通孔1103，第三连接筒1104的顶盖上转动连接有与顶盘1的第四齿圈1122啮合传动的第四齿轮1106，第四齿轮1106通过第三连接轴1114与变速器1115连接，变速器1115的输出端安装有与第三齿圈1117啮合传动的第五齿轮1120。
第三连接筒1104的顶盖上转动连接有与第四齿轮1106啮合传动的第三齿轮1105，第三齿轮1105通过第四连接轴1121与第二转筒1113固定连接，第四连接筒1109内圆周的第二支撑架1110上在垂直方向滑动连接有连接板1111，连接板1111一端安装有轴销1112，轴销1112与第二转筒1113外圆周侧壁的滑槽1119滑动连接，滑槽1119为曲线滑槽。第四连接筒1109内圆周安装有固定盘1123，固定盘1123圆周方向均匀加工有第二通孔1127，连接板1111另一端安装有用于遮挡第二通孔1127的挡盘1128，挡盘1128通过第五连接轴1129与位于固定盘1123上方的压板1124连接，第五连接轴1129贯穿第二通孔1127，压板1124通过第二弹簧1125与固定安装在固定盘1123上的第四支撑架1126连接。
第五连接筒1118内侧壁均匀固定安装有支撑板1132，支撑板1132上通过第六连接轴1133安装有第六齿轮1134，第五连接筒1118上安装有第三转盘1130，第三转盘1130外圆周安装第五齿圈1131，第三转盘1130与第一转筒3一端固定连接，第二连接筒8一端安装有第六齿圈1135，第六齿轮1134分别与第五齿圈1131、第六齿圈1135啮合传动。
本实施例的工作原理如下：（1）钻井工作过程：启动电机1102，电机1102转动带动第二齿轮1101转动，第二齿轮1101带动第二齿圈1107转动，第二齿圈1107带动第一转盘9转动，第一转盘9带动第三连接筒1104转动，第三连接筒1104带动第四齿轮1106与第四齿圈1122啮合传动，第四齿轮1106实现自转，第四齿轮1106通过变速器1115带动第五齿轮1120转动，第五齿轮1120带动第三齿圈1117转动，第三齿圈1117带动第二转盘1108转动，第二转盘1108带动第二连接筒8转动，第二连接筒8通过固定环5带动带动钻刀壳6转动，实现钻刀壳6进行钻井作业。第二连接筒8上的第六齿圈1135通过第六齿轮1134带动第五齿圈1131转动，第五齿圈1131带动第三转盘1130转动，第三转盘1130带动第一转筒3转动，第一转筒3带动第一螺旋板4转动，将土由第一螺旋板4送入第二螺旋板16中，将土运输至地面。
（2）喷水：在钻井过程中，在钻刀壳6部位喷水提高钻井作业效率，在顶盘1的进水孔10加入液体，液体经过第一通孔1103进入第三连接筒1104中，第三连接筒1104中的液体进入第四连接筒1109中，第四齿轮1106带动第三齿轮1105转动，第三齿轮1105带动第二转筒1113转动，第四连接筒1109内的连接板1111上的轴销1112沿着第二转筒1113外侧壁的滑槽1119运动，轴销1112带动连接板1111在垂直方向运动，连接板1111带动挡盘1128在垂直方向运动，完成挡盘1128与固定盘1123上的第二通孔1127遮挡和分离动作，当挡盘1128与固定盘1123上的第二通孔1127遮挡时，液体存储在第四连接筒1109中，当挡盘1128与固定盘1123上的第二通孔1127分离时，液体经过第四连接筒1109流入第二连接筒8中，第二连接筒8的液体经过管道流入钻刀壳6中，钻刀壳6中储水槽705的水流压力过大时，第一弹簧702拉伸，堵水头704与钻刀壳6的出水孔706分离，液体经过出水孔706流出，在钻井过程喷水，避免水眼发生堵塞现象。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种防止钻头水眼堵塞的螺杆钻具，其特征在于：在地面的固定支架上设置有第一连接筒(2)，第一连接筒(2)一端设置有加工进水孔(10)的顶盘(1)，第一连接筒(2)内圆周侧壁设置有与第二连接筒(8)的入口端相互连通的第一转盘(9)，第一转盘(9)位于顶盘(1)下方，第一连接筒(2)内位于顶盘(1)与第一转盘(9)之间设置有用于调节由进水孔(10)流入第二连接筒(8)水流量的水量调节组件(11)，第二连接筒(8)底部的固定环(5)圆周方向均设有钻刀壳(6)，第二连接筒(8)的出口端与钻刀壳(6)的入口端相互连通，钻刀壳(6)的出口端设置有堵塞组件(7)，第二连接筒(8)外圆周设置有与水量调节组件(11)连接的第一转筒(3)，第一转筒(3)外圆周设置有第一螺旋板(4)，第一转筒(3)上的固定架(12)上设置有安装第二螺旋板(16)的第一连接轴(13)，第一螺旋板(4)的出口端与第二螺旋板(16)的入口端相互连通，第一连接轴(13)一端设置有第一齿轮(14)，第一齿轮(14)与第一连接筒(2)内圆周的第一齿圈(15)啮合传动，第一齿圈(15)与第一连接筒(2)内圆周侧壁转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种防止钻头水眼堵塞的螺杆钻具，其特征在于，所述的堵塞组件(7)为：第二连接筒(8)的出口端通过管道与钻刀壳(6)的多个储水槽(705)相互连通，每个储水槽(705)与钻刀壳(6)的出水孔(706)相互连通，钻刀壳(6)的每个出水孔(706)内圆周侧壁设置有第一支撑架(701)，第一支撑架(701)通过第二连接轴(703)与堵水头(704)滑动连接，堵水头(704)与每个出水孔(706)配合连接，第二连接轴(703)上设置有第一弹簧(702)，第一弹簧(702)一端与第一支撑架(701)固定连接、另一端与堵水头(704)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种防止钻头水眼堵塞的螺杆钻具，其特征在于，所述的堵水头(704)的一端为斜面。
4.根据权利要求1所述的一种防止钻头水眼堵塞的螺杆钻具，其特征在于，所述的水量调节组件(11)为：第一转盘(9)上设置有驱动第二齿轮(1101)转动的电机(1102)，第一转盘(9)圆周方向设置有与第二齿轮(1101)啮合传动的第二齿圈(1107)，第二齿圈(1107)与第一连接筒(2)内圆周侧壁转动连接，第一转盘(9)上固定安装有与其相互连通的第五连接筒(1118)，第三连接筒(1104)内侧壁通过第三支撑架(1116)设置有第四连接筒(1109)，第二连接筒(8)的入口端与第四连接筒(1109)相互连通，第四连接筒(1109)外圆周转动安装有与第二连接筒(8)固定连接的第二转盘(1108)，第二转盘(1108)外圆周设置有第三齿圈(1117)，第五连接筒(1118)上固定安装有与其相互连通的第三连接筒(1104)，第三连接筒(1104)上加工有与进水孔(10)相互连通的第一通孔(1103)，第三连接筒(1104)的顶盖上转动连接有与顶盘(1)的第四齿圈(1122)啮合传动的第四齿轮(1106)，第四齿轮(1106)通过第三连接轴(1114)与变速器(1115)连接，变速器(1115)的输出端设置有与第三齿圈(1117)啮合传动的第五齿轮(1120)；第三连接筒(1104)的顶盖上转动连接有与第四齿轮(1106)啮合传动的第三齿轮(1105)，第三齿轮(1105)通过第四连接轴(1121)与第二转筒(1113)固定连接，第四连接筒(1109)内圆周的第二支撑架(1110)上在垂直方向滑动连接有连接板(1111)，连接板(1111)一端设置有与第二转筒(1113)外圆周侧壁的滑槽(1119)滑动连接的轴销(1112)，第四连接筒(1109)内圆周设置有固定盘(1123)，固定盘(1123)圆周方向均匀加工有第二通孔(1127)，连接板(1111)另一端安装有用于遮挡第二通孔(1127)的挡盘(1128)，挡盘(1128)通过第五连接轴(1129)与位于固定盘(1123)上方的压板(1124)连接，第五连接轴(1129)贯穿第二通孔(1127)，压板(1124)通过第二弹簧(1125)与设置在固定盘(1123)上的第四支撑架(1126)连接；第五连接筒(1118)内侧壁均匀设置有支撑板(1132)，支撑板(1132)上通过第六连接轴(1133)设置有第六齿轮(1134)，第五连接筒(1118)上设置有安装第五齿圈(1131)的第三转盘(1130)，第三转盘(1130)与第一转筒(3)一端固定连接，第二连接筒(8)一端设置有第六齿圈(1135)，第六齿轮(1134)分别与第五齿圈(1131)、第六齿圈(1135)啮合传动。
5.根据权利要求4所述的一种防止钻头水眼堵塞的螺杆钻具，其特征在于，所述的滑槽(1119)为曲线滑槽。
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