CN115613964A - 一种具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺杆钻具领域，具体涉及一种具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具，包括壳体、驱动组件、主轴和传动轴，还包括旋冲组件；旋冲组件包括凸轮座、滚轮座、滚轮和缓冲构件，缓冲构件包括支架、滑杆、固定杆、碟簧和导向部件，滚轮座与壳体固定连接，缓冲构件设置在滚轮座上，滚轮通过缓冲构件与滚轮座连接，凸轮座与传动轴固定连接，固定杆与滚轮座固定连接，碟簧与固定杆连接，滑杆与固定杆滑动连接，通过滑杆与固定杆的滑动，使滚轮在抵接凸轮座时能够进行移动，进而带动滑杆抵接碟簧，碟簧设置有多个，通过碟簧，减小滑杆受到的冲击，进而减小滚轮受到的冲击，从而实现避免滚轮长时间与凸轮座碰撞导致滚轮受损的目的。

Description

一种具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具

技术领域

本发明涉及螺杆钻具领域，尤其涉及一种具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具。

背景技术

传统的旋冲钻具主要由液动冲击器和气动潜孔锤，虽然提高了破岩效率，但是对其本身的密封性要求极高，并且需要专门的系统进行控制，无法直接运用与钻井和螺杆钻具的使用中。

现有技术CN104033113A公开一种旋冲螺杆钻具，包括旁通阀、万向轴总成、上轴体、下轴体、滚轮座、滚轮、凸轮座和凸轮座，通过旁通阀带动上轴体转动，凸轮座、凸轮座和下轴体依次相连，上轴体带动下轴体和凸轮座旋转，使凸轮座周期性的与滚轮抵接，并推动下轴体做上下往复运动，产生一定频率和大小的稳定的柔和冲击力。

上述装置能够带动下轴体做上下往复运动，进而带动安装在下轴体上的钻头进行旋冲，但是滚轮没有进行缓冲，滚轮长时间与凸轮座碰撞会导致滚轮损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具，解决了现有的一种螺杆钻具没有对滚轮进行缓冲，滚轮长时间与凸轮座碰撞会导致滚轮损坏的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具，包括壳体、驱动组件、主轴和传动轴，所述驱动组件设置在所述壳体上，所述主轴通过所述驱动组件与所述壳体连接，所述传动轴与所述主轴滑动连接，还包括旋冲组件；所述旋冲组件包括凸轮座、滚轮座、滚轮和缓冲构件，所述滚轮座与所述壳体固定连接，并套设在所述主轴上，所述缓冲构件设置在所述滚轮座上，所述滚轮通过所述缓冲构件与所述滚轮座连接，所述凸轮座与所述传动轴固定连接，并套设在所述传动轴上；所述缓冲构件包括支架、滑杆、固定杆、碟簧和导向部件，所述固定杆与所述滚轮座固定连接，并位于所述滚轮座内部，所述碟簧与所述固定杆连接，并套设在所述固定杆上，所述滑杆与所述固定杆滑动连接，并与所述碟簧抵接，且设置在所述固定杆上，所述支架与所述滑杆固定连接，并与所述滚轮转动连接，且位于所述滑杆远离所述碟簧的一侧，所述导向部件设置在所述滑杆上，并对所述滑杆的移动进行导向。

其中，所述导向部件包括导向座和导向杆，所述导向杆与所述滚轮座固定连接，并设置在所述滚轮座上；所述导向座与所述滑杆固定连接，并与所述导向杆滑动连接，且套设在所述导向杆上。

其中，所述支架包括架体和安装轴，所述架体与所述滑杆固定连接，并位于所述滑杆靠近所述滚轮的一侧；所述安装轴与所述架体固定连接，并与所述滚轮转动连接，且设置在所述架体上。

其中，所述滚轮包括轮体和旋转轴承，所述旋转轴承与所述安装轴固定连接，并套设在所述安装轴上；所述轮体与所述旋转轴承转动连接，并套设在所述旋转轴承上。

其中，所述固定杆包括杆体和限位块体，所述杆体与所述滚轮座固定连接，并与所述滑杆滑动连接，且位于所述滚轮座靠近所述滑杆的一侧；所述限位块体与所述杆体固定连接，并位于所述杆体靠近所述滑杆的一侧。

其中，所述驱动组件包括旁通阀、万向轴、转动构件和防掉构件，所述旁通阀安装在所述壳体上；所述转动构件设置在所述壳体内部；所述万向轴设置在所述转动构件远离所述旁通阀的一侧；所述防掉构件设置在所述转动构件远离所述万向轴的一侧。

其中，所述转动构件包括定子和转子，所述定子与所述壳体固定连接，并位于所述壳体内部；所述转子与所述定子转动连接，并位于所述定子内部。

本发明的一种具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具，通过所述滑杆与所述固定杆的滑动，使所述滚轮在抵接所述凸轮座时能够进行移动，进而带动所述滑杆抵接所述碟簧，所述碟簧设置有多个，通过所述碟簧，减小所述滑杆受到的冲击，进而减小所述滚轮受到的冲击，从而实现避免所述滚轮长时间与所述凸轮座碰撞导致所述滚轮受损的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明第一实施例的具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具的整体结构示意图。

图2是本发明第一实施例的驱动组件的结构示意图。

图3是本发明第一实施例的图2的A处放大图。

图4是本发明第一实施例的图2的B处放大图。

图5是本发明第一实施例的缓冲构件的结构示意图。

图6是本发明第一实施例的导向部件的结构示意图。

图7是本发明第一实施例的旋转轴承的安装结构示意图。

图8是本发明第一实施例的防掉连杆的结构示意图。

图9是本发明第一实施例的滚子的安装结构示意图。

图中：101-壳体、102-驱动组件、103-主轴、104-传动轴、105-旋冲组件、106-凸轮座、107-滚轮座、108-滚轮、109-缓冲构件、110-支架、111-滑杆、112-固定杆、113-碟簧、114-导向部件、115-导向座、116-导向杆、117-架体、118-安装轴、119-轮体、120-旋转轴承、121-杆体、122-限位块体、123-旁通阀、124-万向轴、125-转动构件、126-防掉构件、127-定子、128-转子、201-防掉连杆、202-防掉螺母、301-外环、302-内环、303-滚子。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

第一实施例：

请参阅图1至图7，其中图1是具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具的整体结构示意图，图2是驱动组件的结构示意图，图3是图2的A处放大图，图4是图2的B处放大图，图5是缓冲构件的结构示意图，图6是导向部件的结构示意图，图7是旋转轴承的安装结构示意图。

本发明提供一种具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具，包括壳体101、驱动组件102、主轴103、传动轴104和旋冲组件105，所述旋冲组件105包括凸轮座106、滚轮座107、滚轮108和缓冲构件109，所述缓冲构件109包括支架110、滑杆111、固定杆112、碟簧113和导向部件114，所述导向部件114包括导向座115和导向杆116，所述支架110包括架体117和安装轴118，所述滚轮108包括轮体119和旋转轴承120，所述固定杆112包括杆体121和限位块体122，所述驱动组件102包括旁通阀123、万向轴124、转动构件125和防掉构件126，所述转动构件125包括定子127和转子128，通过所述滑杆111与所述固定杆112的滑动，使所述滚轮108在抵接所述凸轮座106时能够进行移动，进而带动所述滑杆111抵接所述碟簧113，所述碟簧113设置有多个，通过所述碟簧113，减小所述滑杆111受到的冲击，进而减小所述滚轮108受到的冲击，可以理解的是，前述方案可以用在钻井和破岩时，还可以用于解决现有的一种旋冲螺杆钻具没有对滚轮进行缓冲，滚轮长时间与凸轮碰撞会导致滚轮损坏的问题上。

针对本具体实施方式，所述驱动组件102设置在所述壳体101上，所述主轴103通过所述驱动组件102与所述壳体101连接，所述传动轴104与所述主轴103滑动连接，通过所述驱动组件102带动所述主轴103进行转动，所述传动轴104和所述主轴103通过花键连接，这样使所述主轴103的转动能够带动所述传动轴104进行转动，并使所述传动轴104能够沿所述主轴103的方向进行移动。

其中，所述滚轮座107与所述壳体101固定连接，并套设在所述主轴103上，所述缓冲构件109设置在所述滚轮座107上，所述滚轮108通过所述缓冲构件109与所述滚轮座107连接，所述凸轮座106与所述传动轴104固定连接，并套设在所述传动轴104上；所述固定杆112与所述滚轮座107固定连接，并位于所述滚轮座107内部，所述碟簧113与所述固定杆112连接，并套设在所述固定杆112上，所述滑杆111与所述固定杆112滑动连接，并与所述碟簧113抵接，且设置在所述固定杆112上，所述支架110与所述滑杆111固定连接，并与所述滚轮108转动连接，且位于所述滑杆111远离所述碟簧113的一侧，所述导向部件114设置在所述滑杆111上，并对所述滑杆111的移动进行导向，所述滚轮108和所述缓冲构件109设置有三个，并均匀分布在所述滚轮座107上，所述凸轮座106具有斜槽，使用时通过所述驱动组件102带动所述主轴103进行转动，进而带动所述传动轴104和所述凸轮座106进行转动，所述凸轮座106转动的过程中，当所述滚轮108位于所述凸轮座106的高点时，所述凸轮座106向下移动，并带动所述传动轴104和安装在传动轴104上的钻头移动，所述凸轮座106的转动使所述滚轮108在所述凸轮座106的斜槽上不停上升和落下，进而带动所述凸轮座106和所述传动轴104作周期性的往复运动，实现使钻头进行旋冲的目的，通过所述滑杆111与所述固定杆112的滑动，使所述滚轮108在抵接所述凸轮座106时能够进行移动，进而带动所述滑杆111抵接所述碟簧113，所述碟簧113设置有多个，通过所述碟簧113减小所述滑杆111受到的冲击，进而减小所述滚轮108受到的冲击，从而实现避免所述滚轮108长时间与所述凸轮座106碰撞导致所述滚轮108受损的目的。

其次，所述导向杆116与所述滚轮座107固定连接，并设置在所述滚轮座107上；所述导向座115与所述滑杆111固定连接，并与所述导向杆116滑动连接，且套设在所述导向杆116上，所述导向部件114设置有两个，并分别位于所述滑杆111的两侧，通过所述导向杆116对所述导向座115的移动进行导向，进而对所述滑杆111的移动进行导向，使所述滑杆111只能沿所述导向杆116的方向进行移动，提升所述导向杆116移动时的稳定程度。

同时，所述架体117与所述滑杆111固定连接，并位于所述滑杆111靠近所述滚轮108的一侧；所述安装轴118与所述架体117固定连接，并与所述滚轮108转动连接，且设置在所述架体117上。

所述旋转轴承120与所述安装轴118固定连接，并套设在所述安装轴118上；所述轮体119与所述旋转轴承120转动连接，并套设在所述旋转轴承120上，通过所述安装轴118安装所述旋转轴承120，通过所述旋转轴承120减小所述轮体119转动时的摩擦，进而提升所述滚轮108转动时的流畅程度。

另外，所述杆体121与所述滚轮座107固定连接，并与所述滑杆111滑动连接，且位于所述滚轮座107靠近所述滑杆111的一侧；所述限位块体122与所述杆体121固定连接，并位于所述杆体121靠近所述滑杆111的一侧，通过所述限位块体122对所述滑杆111的移动进行限制，使所述滑杆111不能与所述固定杆112脱离。

最后，所述旁通阀123安装在所述壳体101上；所述转动构件125设置在所述壳体101内部；所述万向轴124设置在所述转动构件125远离所述旁通阀123的一侧；所述防掉构件126设置在所述转动构件125远离所述万向轴124的一侧。

所述定子127与所述壳体101固定连接，并位于所述壳体101内部；所述转子128与所述定子127转动连接，并位于所述定子127内部。

泥浆通过所述旁通阀123进入所述壳体101内部，并将液压能转化为转子128转动的机械能，进而驱动所述转子128进行转动，所述转子128驱动所述万向轴124进行转动，从而带动所述主轴103和所述传动轴104进行转动。

使用本实施例的具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具时，当所述滚轮108与所述凸轮座106发生冲击时，所述滚轮108带动所述滑杆111进行移动，进而带动所述滑杆111冲击所述碟簧113，通过多个所述碟簧113对所述滑杆111进行缓冲，进而对所述支架110和所述滚轮108进行缓冲，从而实现对所述滚轮108进行缓冲，避免所述滚轮108与所述凸轮座106长时间与所述凸轮座106碰撞导致所述滚轮108损坏。

第二实施例：

在第一实施例的基础上，请参阅图8，图8是第二实施例的防掉连杆的结构示意图，本实施例的所述防掉构件126包括防掉连杆201和防掉螺母202。

针对本具体实施方式，所述防掉连杆201与所述转子128固定连接，并位于所述转子128远离所述万向轴124的一侧；所述防掉螺母202与所述防掉连杆201固定连接，并位于所述防掉连杆201远离所述转子128的一侧，通过所述防掉连杆201和所述防掉螺母202，在所述壳体101由于异常原因断裂、脱扣时，起到防掉的作用，避免断裂的壳体101掉落至井中。

第三实施例：

在第一实施例的基础上，请参阅图9，图9是第二实施例的滚子的安装结构示意图，本实施例的所述旋转轴承120包括外环301、内环302和滚子303。

针对本具体实施方式，所述外环301与所述轮体119固定连接，并设置在所述轮体119上；所述滚子303与所述外环301转动连接，并位于所述外环301内侧；所述内环302与所述滚子303转动连接，并与所述安装轴118固定连接，且套设在所述安装轴118上，所述滚子303设置有多个，通过多个所述滚子303，使所述外环301和所述内环302之间的滑动摩擦变为与所述滚子303的滚动摩擦，进而减小所述外环301和所述内环302之间的摩擦，并且所述滚子303与所述外环301和所述内环302的接触面积相较于滚珠的大，进而增加所述旋转轴承120的负载。

以上所揭露的仅为本申请一种或多种较佳实施例而已，不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具，包括壳体、驱动组件、主轴和传动轴，所述驱动组件设置在所述壳体上，所述主轴通过所述驱动组件与所述壳体连接，所述传动轴与所述主轴滑动连接，其特征在于，

还包括旋冲组件；

所述旋冲组件包括凸轮座、滚轮座、滚轮和缓冲构件，所述滚轮座与所述壳体固定连接，并套设在所述主轴上，所述缓冲构件设置在所述滚轮座上，所述滚轮通过所述缓冲构件与所述滚轮座连接，所述凸轮座与所述传动轴固定连接，并套设在所述传动轴上；

所述缓冲构件包括支架、滑杆、固定杆、碟簧和导向部件，所述固定杆与所述滚轮座固定连接，并位于所述滚轮座内部，所述碟簧与所述固定杆连接，并套设在所述固定杆上，所述滑杆与所述固定杆滑动连接，并与所述碟簧抵接，且设置在所述固定杆上，所述支架与所述滑杆固定连接，并与所述滚轮转动连接，且位于所述滑杆远离所述碟簧的一侧，所述导向部件设置在所述滑杆上，并对所述滑杆的移动进行导向。

2.如权利要求1所述的具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具，其特征在于，

所述导向部件包括导向座和导向杆，所述导向杆与所述滚轮座固定连接，并设置在所述滚轮座上；所述导向座与所述滑杆固定连接，并与所述导向杆滑动连接，且套设在所述导向杆上。

3.如权利要求1所述的具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具，其特征在于，

所述支架包括架体和安装轴，所述架体与所述滑杆固定连接，并位于所述滑杆靠近所述滚轮的一侧；所述安装轴与所述架体固定连接，并与所述滚轮转动连接，且设置在所述架体上。

4.如权利要求3所述的具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具，其特征在于，

所述滚轮包括轮体和旋转轴承，所述旋转轴承与所述安装轴固定连接，并套设在所述安装轴上；所述轮体与所述旋转轴承转动连接，并套设在所述旋转轴承上。

5.如权利要求1所述的具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具，其特征在于，

所述固定杆包括杆体和限位块体，所述杆体与所述滚轮座固定连接，并与所述滑杆滑动连接，且位于所述滚轮座靠近所述滑杆的一侧；所述限位块体与所述杆体固定连接，并位于所述杆体靠近所述滑杆的一侧。

6.如权利要求1所述的具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具，其特征在于，

所述驱动组件包括旁通阀、万向轴、转动构件和防掉构件，所述旁通阀安装在所述壳体上；所述转动构件设置在所述壳体内部；所述万向轴设置在所述转动构件远离所述旁通阀的一侧；所述防掉构件设置在所述转动构件远离所述万向轴的一侧。

7.如权利要求6所述的具有凸轮结构的旋冲螺杆钻具，其特征在于，

所述转动构件包括定子和转子，所述定子与所述壳体固定连接，并位于所述壳体内部；所述转子与所述定子转动连接，并位于所述定子内部。

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