CN115234173B - 一种石油机械安装钻具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油机械安装钻具，包括安装架、电机、钻具，所述安装架内部安装有电机，所述电机与钻具传动连接，属于地质资源开采技术领域，本发明科学合理，使用安全方便，本发明在钻探前利用第一气缸依次横向驱动传动L型板、固定座、第三气缸、第二转轴、滑动顶斜板位移，并利用光传感器传递钻具朝向信号，有效的利用装置的自身重力提高钻探效率，大幅度降低钻探耗能，且降低装置成本；本发明能够进行广角度的钻探方向调节，极大地提高了装置的环境适应能力；本发明设计能够伸缩的钻具，降低设备不使用时占用空间，易于装置移动运输，且能够使钻具使用完后不必拆卸；本发明能够在特殊狭窄地形内实现高效钻探。

Description

一种石油机械安装钻具

技术领域

本发明涉及地质资源开采技术领域，具体是一种石油机械安装钻具。

背景技术

目前，石油资源开采利用钻具进行钻探，因为钻具本身长度大，使现有钻具整套设备跨地面积广，占用空间的同时，无法有效在狭窄地形区域进行钻探，且无法灵活根据需求进行广角度钻探，对于地质坚硬程度高的区域，需要利用高功率驱动源设备进行朝向钻探孔方向的大力推动，增大整套设备成本，且耗能大，并且，在狭窄环境下进行钻探，现有安装有长度长的钻具的钻探设备难以进入钻探，安装有长度短的钻具的钻探设备无法进行有效深度的钻探。

例如，中国专利文献CN202122181902.8公开的一种石油机械安装钻具，利用将钻具安装在能够横向旋转的轴上实现钻具横向朝向的改变，中国专利文献CN201922408869.0公开的一种石油机械安装钻具，利用电动伸缩杆实现对不同位置进行钻孔加工，然而上述专利文献只能实现对钻探位置的水平方向调节，无法且无法灵活根据需求进行广角度钻探，耗能大，并且无法在狭窄环境下进行钻探，因此能够进行广角度钻探、灵活度高、耗能小的一种石油机械安装钻具，利于提高钻探效率，所以人们需要一种石油机械安装钻具来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石油机械安装钻具，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种石油机械安装钻具，包括支撑组件、顶升借力组件、广角调节组件、钻探组件、稳固组件；

所述支撑组件包括用于支撑广角调节组件的固定座，所述固定座下方安装有转动底座，所述转动底座上表面水平滑动安装有传动L型板，所述传动L型板竖直板面靠近固定座中央一侧与固定座侧壁竖向滑动连接，所述传动L型板竖直板面远离固定座一侧传动连接有第一气缸，所述第一气缸与转动底座连接固定，所述传动L型板水平板面顶部固定安装有导向柱，所述导向柱向上贯穿固定座,对固定座起到横向限位作用；

所述转动底座上方安装有顶升借力组件，所述顶升借力组件包括能够对固定座起到顶升作用的第二气缸、第三气缸；

所述固定座顶端安装有广角调节组件，所述广角调节组件包括环形导轨、滑动块,环形导轨底端与固定座连接固定，滑动块滑动套设在环形导轨上，利用环形导轨、滑动块能够对钻具朝向进行大幅度调节；

所述安装架靠近环形导轨环芯一侧安装有钻探组件，所述钻探组件包括电机、变速箱、安装套筒、钻具，所述安装架内部安装有电机，所述电机靠近环形导轨环芯一侧传动连接有变速箱，所述变速箱远离电机一端传动安装有安装套筒，所述安装套筒内部利用内螺纹、安装螺纹螺纹安装有钻具；

所述环形导轨靠近钻具一侧设置有稳固组件，稳固组件能够加强钻具钻探过程中的稳定性。

所述第二气缸安装在转动底座顶面上，所述转动底座顶面利用第一转轴转动安装有滑动斜底板，所述滑动斜底板底面远离第一转轴一段与第二气缸相接触，所述固定座底面靠近第一转轴正上方区域安装有第三气缸，所述固定座底面靠近第二气缸正上方区域利用第二转轴转动安装有滑动顶斜板，所述滑动顶斜板顶面与第三气缸相接触，所述滑动顶斜板底面与滑动斜底板顶面相接触，现有技术中，石油资源开采利用钻具进行钻探，因为钻具本身长度大，使现有钻具整套设备跨地面积广，占用空间的同时，无法有效在狭窄地形区域进行钻探，且无法灵活根据需求进行广角度钻探，对于地质坚硬程度高的区域，需要利用高功率驱动源设备进行朝向钻探孔方向的大力推动，增大整套设备成本，且耗能大，并且，在狭窄环境下进行钻探，现有安装有长度长的钻具的钻探设备难以进入钻探，安装有长度短的钻具的钻探设备无法进行有效深度的钻探，本发明在钻探前利用第一气缸依次横向驱动传动L型板、固定座、第三气缸、第二转轴、滑动顶斜板位移，过程中滑动顶斜板在滑动斜底板上滑动，第三气缸与第二气缸距离逐渐缩短，环形导轨侧壁上呈环形阵列均匀安装有若干个光传感器，光传感器与外部操控程序电性连接，滑动块移动遮挡住的光传感器发送信号给外部操控程序，程序根据光传感器的信号确定滑动块的位置，即确定钻具的朝向，进而驱动第二气缸与第三气缸伸缩调节滑动顶斜板的转动位置使滑动顶斜板与滑动斜底板夹面与钻具朝向平行，进而在钻具的钻探过程中，控制第一气缸向钻具钻探方向推动或回缩，在装置的自身重力作用下滑动顶斜板在滑动斜底板上向斜下方滑动，滑动方向与钻具钻探方向平行，提高钻具与钻探孔之间的摩擦力，极大地降低了所需第一气缸的功率上限，节约整套设备的成本，滑动顶斜板滑动至初始位置后，重复利用第一气缸推动滑动顶斜板上移，并加大钻具从安装套筒内向外伸出的长度，继续进行钻探。

所述滑动块侧壁上固定安装有安装架，所述安装架内利用传动轴旋转安装有伞状齿轮，所述安装架上安装有用于驱动伞状齿轮的齿轮驱动电机，所述滑动块靠近伞状齿轮区域开设有齿轮通道槽，所述环形导轨靠近伞状齿轮一侧开设有轮齿，伞状齿轮穿过齿轮通道槽后与轮齿相互啮合，能够以驱动伞状齿轮的方式在环形导轨轨道上调节位置。

所述安装套筒侧壁上贯穿开设有螺栓孔，所述钻具靠近安装螺纹区域贯穿开设有贯穿孔，螺栓利用螺栓孔、贯穿孔对钻具进行固定，取下螺栓,电机驱动安装套筒快速旋转，在钻具静止惯性作用下，安装螺纹在内螺纹内沿着螺纹轨迹转动，能够实现钻具在安装套筒内部的伸缩功能，针对不同环境地质、地形，针对不同需要钻孔深度，对钻具进行伸缩调节后利用螺栓进行固定，提高钻探灵活性。

所述环形导轨靠近钻具一侧开设有环状T形截面滑槽，所述环形导轨利用环状T形截面滑槽滑动安装有稳固板,稳固板中央开设有稳固通孔，稳固通孔内利用轴承与安装套筒外侧壁转动连接。

环形导轨侧壁上呈环形阵列均匀安装有若干个光传感器，光传感器与外部操控程序电性连接。

所述转动底座为上下双层板结构的转动底座，上层板能够在下层板上做水平方向的旋转运动，使钻具的横向朝向能够快速调节。

所述转动底座底面安装有伸缩支撑杆，伸缩支撑杆底端固定安装有滚轮，伸缩支撑杆能够提高整套装置对于凹凸不平底面的适应程度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在钻探前利用第一气缸依次横向驱动传动L型板、固定座、第三气缸、第二转轴、滑动顶斜板位移，并利用光传感器传递钻具朝向信号，有效的利用装置的自身重力提高钻探效率，大幅度降低钻探耗能，且降低装置成本；

本发明能够进行广角度的钻探方向调节，极大地提高了装置的环境适应能力；

本发明设计能够伸缩的钻具，降低设备不使用时占用空间，易于装置移动运输，且能够使钻具使用完后不必拆卸；

本发明能够在特殊狭窄地形内实现高效钻探，进一步提高地形环境适应能力。

附图说明

图1为本发明一种石油机械安装钻具的正斜视整体结构示意图；

图2为本发明一种石油机械安装钻具的后斜视部分结构示意图；

图3为本发明一种石油机械安装钻具的钻探组件截面结构示意图；

图4为本发明一种石油机械安装钻具的轮齿与环状T形截面滑槽开设位置关系结构示意图。

图中标号：101、固定座；102、转动底座；103、导向柱；104、传动L型板；105、第一气缸；201、第二气缸；202、滑动斜底板；203、第一转轴；204、第三气缸；205、滑动顶斜板；206、第二转轴；301、环形导轨；302、滑动块；303、安装架；304、伞状齿轮；305、齿轮驱动电机；306、轮齿；401、电机；402、变速箱；403、安装套筒；404、钻具；405、内螺纹；406、安装螺纹；407、螺栓孔；408、螺栓；501、环状T形截面滑槽；502、稳固板。

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。

实施例：如图1-4所示，

一种石油机械安装钻具，包括支撑组件、顶升借力组件、广角调节组件、钻探组件、稳固组件；

支撑组件包括用于支撑广角调节组件的固定座101，固定座101下方安装有转动底座102，转动底座102上表面水平滑动安装有传动L型板104，传动L型板104竖直板面靠近固定座101中央一侧与固定座101侧壁竖向滑动连接，传动L型板104竖直板面远离固定座101一侧传动连接有第一气缸105，第一气缸105与转动底座102连接固定，传动L型板104水平板面顶部固定安装有导向柱103，导向柱103向上贯穿固定座101,对固定座101起到横向限位作用；

转动底座102上方安装有顶升借力组件，顶升借力组件包括能够对固定座101起到顶升作用的第二气缸201、第三气缸204；

固定座101顶端安装有广角调节组件，广角调节组件包括环形导轨301、滑动块302,环形导轨301底端与固定座101连接固定，滑动块302滑动套设在环形导轨301上，利用环形导轨301、滑动块302能够对钻具404朝向进行大幅度调节；

安装架303靠近环形导轨301环芯一侧安装有钻探组件，钻探组件包括电机401、变速箱402、安装套筒403、钻具404，安装架303内部安装有电机401，电机401靠近环形导轨301环芯一侧传动连接有变速箱402，变速箱402远离电机401一端传动安装有安装套筒403，安装套筒403内部利用内螺纹405、安装螺纹406螺纹安装有钻具404；

环形导轨301靠近钻具404一侧设置有稳固组件，稳固组件能够加强钻具404钻探过程中的稳定性。

第二气缸201安装在转动底座102顶面上，转动底座102顶面利用第一转轴203转动安装有滑动斜底板202，滑动斜底板202底面远离第一转轴203一段与第二气缸201相接触，固定座101底面靠近第一转轴203正上方区域安装有第三气缸204，固定座101底面靠近第二气缸201正上方区域利用第二转轴206转动安装有滑动顶斜板205，滑动顶斜板205顶面与第三气缸204相接触，滑动顶斜板205底面与滑动斜底板202顶面相接触，现有技术中，石油资源开采利用钻具进行钻探，因为钻具本身长度大，使现有钻具整套设备跨地面积广，占用空间的同时，无法有效在狭窄地形区域进行钻探，且无法灵活根据需求进行广角度钻探，对于地质坚硬程度高的区域，需要利用高功率驱动源设备进行朝向钻探孔方向的大力推动，增大整套设备成本，且耗能大，并且，在狭窄环境下进行钻探，现有安装有长度长的钻具的钻探设备难以进入钻探，安装有长度短的钻具的钻探设备无法进行有效深度的钻探，本发明在钻探前利用第一气缸105依次横向驱动传动L型板104、固定座101、第三气缸204、第二转轴206、滑动顶斜板205位移，过程中滑动顶斜板205在滑动斜底板202上滑动，第三气缸204与第二气缸201距离逐渐缩短，环形导轨301侧壁上呈环形阵列均匀安装有若干个光传感器，光传感器与外部操控程序电性连接，滑动块302移动遮挡住的光传感器发送信号给外部操控程序，程序根据光传感器的信号确定滑动块302的位置，即确定钻具404的朝向，进而驱动第二气缸201与第三气缸204伸缩调节滑动顶斜板205的转动位置使滑动顶斜板205与滑动斜底板202夹面与钻具404朝向平行，进而在钻具404的钻探过程中，控制第一气缸105向钻具404钻探方向推动或回缩，在装置的自身重力作用下滑动顶斜板205在滑动斜底板202上向斜下方滑动，滑动方向与钻具404钻探方向平行，提高钻具404与钻探孔之间的摩擦力，极大地降低了所需第一气缸105的功率上限，节约整套设备的成本，滑动顶斜板205滑动至初始位置后，重复利用第一气缸105推动滑动顶斜板205上移，并加大钻具404从安装套筒403内向外伸出的长度，继续进行钻探。

滑动块302侧壁上固定安装有安装架303，安装架303内利用传动轴旋转安装有伞状齿轮304，安装架303上安装有用于驱动伞状齿轮304的齿轮驱动电机305，滑动块302靠近伞状齿轮304区域开设有齿轮通道槽，环形导轨301靠近伞状齿轮304一侧开设有轮齿306，伞状齿轮304穿过齿轮通道槽后与轮齿306相互啮合，能够以驱动伞状齿轮304的方式在环形导轨301轨道上调节位置。

安装套筒403侧壁上贯穿开设有螺栓孔407，钻具404靠近安装螺纹406区域贯穿开设有贯穿孔，螺栓408利用螺栓孔407、贯穿孔对钻具404进行固定，取下螺栓408,电机401驱动安装套筒403快速旋转，在钻具404静止惯性作用下，安装螺纹406在内螺纹405内沿着螺纹轨迹转动，能够实现钻具404在安装套筒403内部的伸缩功能，针对不同环境地质、地形，针对不同需要钻孔深度，对钻具404进行伸缩调节后利用螺栓408进行固定，提高钻探灵活性。

环形导轨301靠近钻具404一侧开设有环状T形截面滑槽501，环形导轨301利用环状T形截面滑槽501滑动安装有稳固板502,稳固板502中央开设有稳固通孔，稳固通孔内利用轴承与安装套筒403外侧壁转动连接。

环形导轨301侧壁上呈环形阵列均匀安装有若干个光传感器，光传感器与外部操控程序电性连接。

转动底座102为上下双层板结构的转动底座102，上层板能够在下层板上做水平方向的旋转运动，使钻具404的横向朝向能够快速调节。

转动底座102底面安装有伸缩支撑杆，伸缩支撑杆底端固定安装有滚轮，伸缩支撑杆能够提高整套装置对于凹凸不平底面的适应程度

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种石油机械安装钻具，其特征在于：包括支撑组件、顶升借力组件、广角调节组件、钻探组件、稳固组件；

所述支撑组件包括用于支撑广角调节组件的固定座（101），所述固定座（101）下方安装有转动底座（102），所述转动底座（102）上表面水平滑动安装有传动L型板（104），所述传动L型板（104）竖直板面靠近固定座（101）中央一侧与固定座（101）侧壁竖向滑动连接，所述传动L型板（104）竖直板面远离固定座（101）一侧传动连接有第一气缸（105），所述第一气缸（105）与转动底座（102）连接固定，所述传动L型板（104）水平板面顶部固定安装有导向柱（103），所述导向柱（103）向上贯穿固定座（101）,对固定座（101）起到横向限位作用；

所述转动底座（102）上方安装有顶升借力组件，所述顶升借力组件包括能够对固定座（101）起到顶升作用的第二气缸（201）、第三气缸（204）；

所述固定座（101）顶端安装有广角调节组件，所述广角调节组件包括环形导轨（301）、滑动块（302）,环形导轨（301）底端与固定座（101）连接固定，滑动块（302）滑动套设在环形导轨（301）上，利用环形导轨（301）、滑动块（302）能够对钻具（404）朝向进行大幅度调节；

所述滑动块（302）侧壁上固定安装有安装架（303），所述安装架（303）靠近环形导轨（301）环芯一侧安装有钻探组件，所述钻探组件包括电机（401）、变速箱（402）、安装套筒（403）、钻具（404），所述安装架（303）内部安装有电机（401），所述电机（401）靠近环形导轨（301）环芯一侧传动连接有变速箱（402），所述变速箱（402）远离电机（401）一端传动安装有安装套筒（403），所述安装套筒（403）内部利用内螺纹（405）、安装螺纹（406）螺纹安装有钻具（404）；

所述环形导轨（301）靠近钻具（404）一侧设置有稳固组件，稳固组件能够加强钻具（404）钻探过程中的稳定性，

所述第二气缸（201）安装在转动底座（102）顶面上，所述转动底座（102）顶面利用第一转轴（203）转动安装有滑动斜底板（202），所述滑动斜底板（202）底面远离第一转轴（203）一段与第二气缸（201）相接触，所述固定座（101）底面靠近第一转轴（203）正上方区域安装有第三气缸（204），所述固定座（101）底面靠近第二气缸（201）正上方区域利用第二转轴（206）转动安装有滑动顶斜板（205），所述滑动顶斜板（205）顶面与第三气缸（204）相接触，所述滑动顶斜板（205）底面与滑动斜底板（202）顶面相接触；

所述安装架（303）内利用传动轴旋转安装有伞状齿轮（304），所述安装架（303）上安装有用于驱动伞状齿轮（304）的齿轮驱动电机（305），所述滑动块（302）靠近伞状齿轮（304）区域开设有齿轮通道槽，所述环形导轨（301）靠近伞状齿轮（304）一侧开设有轮齿（306），伞状齿轮（304）穿过齿轮通道槽后与轮齿（306）相互啮合，能够以驱动伞状齿轮（304）的方式在环形导轨（301）轨道上调节位置。

2.根据权利要求1所述的一种石油机械安装钻具，其特征在于：所述安装套筒（403）侧壁上贯穿开设有螺栓孔（407），所述钻具（404）靠近安装螺纹（406）区域贯穿开设有贯穿孔，螺栓（408）利用螺栓孔（407）、贯穿孔对钻具（404）进行固定，取下螺栓（408）,电机（401）驱动安装套筒（403）快速旋转，在钻具（404）静止惯性作用下，安装螺纹（406）在内螺纹（405）内沿着螺纹轨迹转动，能够实现钻具（404）在安装套筒（403）内部的伸缩功能，针对不同环境地质、地形，针对不同需要钻孔深度，对钻具（404）进行伸缩调节后利用螺栓（408）进行固定，提高钻探灵活性。

3.根据权利要求1所述的一种石油机械安装钻具，其特征在于：所述环形导轨（301）靠近钻具（404）一侧开设有环状T形截面滑槽（501），所述环形导轨（301）利用环状T形截面滑槽（501）滑动安装有稳固板（502）,稳固板（502）中央开设有稳固通孔，稳固通孔内利用轴承与安装套筒（403）外侧壁转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种石油机械安装钻具，其特征在于：环形导轨（301）侧壁上呈环形阵列均匀安装有若干个光传感器，光传感器与外部操控程序电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种石油机械安装钻具，其特征在于：所述转动底座（102）为上下双层板结构的转动底座（102），上层板能够在下层板上做水平方向的旋转运动，使钻具（404）的横向朝向能够快速调节。

6.根据权利要求1所述的一种石油机械安装钻具，其特征在于：所述转动底座（102）底面安装有伸缩支撑杆，伸缩支撑杆底端固定安装有滚轮，伸缩支撑杆能够提高整套装置对于凹凸不平底面的适应程度。

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