CN116905970A - 一种带有钻头导向的螺杆钻具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带有钻头导向的螺杆钻具,涉及石油工具技术领域,包括螺杆钻具本体,螺杆钻具本体的一端设有尾部连接头,螺杆钻具本体内部依次设有驱动装置;驱动装置内部中空形成安装腔体,尾部连接头与安装腔体连通;螺杆钻具本体另一端设有钻头,钻头与驱动装置连接,钻头内部与安装腔体连通,钻头周向设有多个第一通孔,第一通孔内设有扶正块,扶正块的一端伸入钻头内部;钻头内部设有推动块;安装腔体内设有驱动机构,驱动机构与推动块连接;当螺杆钻具外壳的弯角与钻井内壁抵接时,钻头内旋转时对应推动部的扶正块被推出,消除钻井的内壁与钻头之间的间隙量,对钻头进行导向,防止钻井时的井斜率发生偏差,增加定向钻井的精准度。
Description
技术领域
本发明一般涉及石油工具技术领域,具体涉及一种带有钻头导向的螺杆钻具。
背景技术
开采深埋在地层中的原油、天然气或地下矿藏时,要先使用机械设备将地层钻成具有一定深度的圆柱形孔眼,这步骤是石油开采作业中的钻井;常用的一种钻井方式为旋转钻井,利用钻头旋转时产生的切削或研磨作用破碎岩石。螺杆钻具是一种以钻井液为动力,把液体压力能转化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,推动转子绕定子轴线转动,并将转速和扭矩通过万向轴和转动轴传递给钻头,从而实现钻井作业。
在石油钻井过程中,不同井段对井斜变化有严格要求;在现有技术中,螺杆钻具的的外壳为带有一个或多个弯角的弯外壳,所述弯外壳是实现定向井斜功能的关键;所述螺杆钻具滑动钻进时,所述弯外壳不转动,所述钻头旋转钻进,当所述弯外壳的弯角与所述钻井内壁抵接时,所述钻头的转向发生倾斜,实现井斜;但由于钻井的内壁与钻头之间具有间隙量,易造成钻井时的井斜率发生偏差,影响定向钻井的精准度。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,期望提供可解决上述技术问题的一种带有钻头导向的螺杆钻具。
本发明提供一种带有钻头导向的螺杆钻具,包括:
螺杆钻具本体,所述螺杆钻具本体内部中空,所述螺杆钻具本体的一端设置有尾部连接头,所述螺杆钻具本体内部设置有驱动装置;所述驱动装置内部中空,共同形成安装腔体,所述尾部连接头与所述安装腔体连通;
钻头,所述钻头设置在所述螺杆钻具本体远离所述尾部连接头的一端,所述钻头与所述驱动装置连接;所述钻头内部中空,且所述钻头内部与所述安装腔体连通,所述钻头围绕所述第一轴线方向周向设置有多个第一通孔,所述第一通孔内设置有扶正块,所述扶正块的一端伸入所述钻头内部,所述第一轴线方向平行于所述螺杆钻具本体;
推动块,所述推动块设置在所述钻头内,所述推动块包括推动部和驱动部,所述推动部设置在所述驱动部的一侧;所述推动块具有第一状态和第二状态,处于所述第一状态时,所述推动块推动所述扶正块伸出;处于所述第二状态时,所述扶正块的一端伸入所述钻头内部;
驱动机构,所述驱动机构设置在所述安装腔体内,所述驱动机构的一端与所述尾部连接头可拆卸连接,所述驱动机构的另一端与所述驱动部连接,所述驱动机构用于驱动所述推动块进行所述第一状态和所述第二状态之间的切换。
根据本发明提供的技术方案,所述驱动机构包括:沿所述第一轴线方向依次连接的固定延长装置、电池装置、电机装置、传动装置,所述传动装置远离所述电机装置的一端与所述驱动部连接;所述固定延长装置用于将所述驱动机构与所述尾部连接头可拆卸连接,且用于延长所述驱动机构的长度,使所述驱动机构的长度与所述螺杆钻具本体的长度匹配;所述电池装置用于为所述电机装置提供电量;所述电机装置用于驱动所述传动装置旋转,所述传动装置用于将旋转运动转换为直线运动,并驱动所述推动块沿所述第一轴线方向运动。
根据本发明提供的技术方案,固定延长装置包括:
拉力杆,所述拉力杆沿所述第一轴线方向设置在所述安装腔体内,所述拉力杆的一端与所述尾部连接头连接;
中间杆,所述中间杆沿所述第一轴线方向设置在所述安装腔体内,所述中间杆的一端与所述拉力杆远离所述尾部连接头的一端连接,所述中间杆的另一端连接有第一连接杆,所述第一连接杆与所述电池装置连接。
根据本发明提供的技术方案,所述电池装置包括:
第一外筒,所述第一外筒沿所述第一轴线方向设置在所述安装腔体内,所述第一外筒内部中空,所述第一外筒的一端与所述第一连接杆连接,所述第一外筒与所述第一连接杆之间设置有第一密封接头,所述第一密封接头通过固定环固定;
电池,所述电池设置在所述第一外筒的内部,所述电池通过第一骨架连接在所述第一外筒上;所述电池与所述第一骨架之间通过电池接头连接;
减震组件,所述减震组件设置在所述第一外筒的内部,所述减震组件的一端与所述第一骨架连接,所述减震组件的另一端与所述电机装置连接;所述减震组件内部中空;
第二密封接头,所述减震组件与所述电机装置之间设置有第二密封接头,所述电池的第一电缆穿过所述减震组件与所述第二密封接头连接。
根据本发明提供的技术方案,所述减震组件包括:
减震芯轴,所述减震芯轴的一端与所述第一骨架连接,所述减震芯轴的另一端与所述第二密封接头连接;所述减震芯轴内部中空,所述第一电缆穿过所述减震芯轴与所述第二密封接头连接;所述减震芯轴上沿第二方向设置有防转销,所述第二方向垂直于所述第一轴线方向;
减震外壳,所述减震外壳套设在所述减震芯轴外部,所述减震外壳与所述第一外筒固定连接,所述减震芯轴与所述减震外壳之间通过胶套连接。
根据本发明提供的技术方案,所述电机装置包括:
电机座,所述电机座一端与所述第一外筒连接,所述电机座的另一端连接有电机外筒,所述电机外筒内部中空;
减速电机,所述减速电机设置在所述电机外筒内部,且所述减速电机设置在所述电机座上;所述减速电机和所述电机外筒之间设置有护套;所述减速电机具有第二电缆,所述第二电缆与所述第二密封接头连接;所述减速电机的驱动端连接有联轴器,所述联轴器的另一端与所述传动装置连接;
减速电机连接座,所述减速电机连接座套设在所述联轴器外部,所述减速电机连接座与所述电机外筒连接,所述减速电机连接座与所述减速电机之间设置有减速电机连接头,所述减速电机连接头与所述减速电机之间设置有转换套。
根据本发明提供的技术方案,所述第一外筒与所述电机座之间还设置有第二连接杆和万向轴挠轴,所述第二连接杆的一端和所述第一外筒连接,所述第二连接杆的另一端与所述万向轴挠轴连接;所述万向轴挠轴的另一端与所述电机座连接;所述第二连接杆和所述万向轴挠轴均内部中空,所述第二电缆穿过所述第二连接杆和所述万向轴挠轴与所述第二密封接头连接;所述第二连接杆位于所述驱动装置内部,所述第二连接杆与所述驱动装置之间设置有第一轴承;所述万向轴挠轴位于所述驱动装置内部,所述万向轴挠轴与所述驱动装置之间设置有第二轴承。
根据本发明提供的技术方案,所述传动装置包括:
丝杠外套,所述丝杠外套设置在所述安装腔体内,所述丝杠外套的一端与所述减速电机连接座连接,所述丝杠外套内部中空;
滚珠丝杠,所述滚珠丝杠设置在所述丝杠外套内部,所述滚珠丝杠的一端与所述联轴器连接,所述滚珠丝杠上螺纹套设有内套轴;所述滚珠丝杠和所述内套轴用于将所述减速电机的旋转运动转换为直线运动;
连接外筒,连接外筒,所述连接外筒设置在所述安装腔体内,所述连接外筒的一端与所述丝杠外套的另一端连接,所述连接外筒内部中空;
转动轴,所述转动轴设置在所述连接外筒内,所述转动轴与所述内套轴之间通过连接箍连接;
传动杆,所述传动杆设置在所述连接外筒内,所述传动杆与所述转动轴远离所述内套轴的一端连接,所述传动杆和所述转动轴的连接处设置有传动外套;所述传动杆的另一端连接有推力转接头,所述推力转接头的另一端与所述推动块连接;
第三密封接头,所述第三密封接头套设在所述传动杆上,且第三密封接头与所述连接外筒抵接;所述第三密封接头用于使所述传动装置处于密封状态。
根据本发明提供的技术方案,所述传动杆和所述推力转接头之间设置有补偿外筒,所述补偿外筒内部设置有活塞腔,所述活塞腔内设置有活塞。
根据本发明提供的技术方案,所述推动块与所述钻头内壁之间设置有平衡稳定轴,所述平衡稳定在用于维持所述钻头平衡;所述第一通孔处设置有限位块。
本发明的有益效果在于:
本发明提供一种带有钻头导向的螺杆钻具,包括螺杆钻具本体,所述螺杆钻具本体内部中空,所述螺杆钻具本体的一端设置有尾部连接头,所述螺杆钻具本体内部设置有驱动装置;所述驱动装置内部中空,形成安装腔体,所述尾部连接头与所述安装腔体连通;所述螺杆钻具本体远离所述尾部连接头的一端设置有钻头,所述钻头与所述驱动装置连接,所述钻头内部中空,且所述钻头内部与所述安装腔体连通,所述钻头周向设置有多个第一通孔,所述第一通孔内设置有扶正块,所述扶正块的一端伸入所述钻头内部;所述钻头内部设置有推动块,所述推动块具有第一状态和第二状态,处于所述第一状态时,所述推动块推动所述扶正块伸出;处于第二状态时,所述推动块远离所述扶正块,所述扶正块的一端伸入所述钻头内部;所述安装腔体内设置有驱动机构,所述驱动机构与所述推动块连接,所述驱动机构用于驱动所述推动块进行所述第一状态和所述第二状态之间的切换;
采用所述螺杆钻具钻井时,将所述螺杆钻具滑动钻进井口,所述驱动装置驱动钻头围绕所述第一轴线方向旋转钻井,此时所述螺杆钻具的外壳不转动,推动所述螺杆钻具随着所述钻头向钻井内运动,当所述螺杆钻具外壳的弯角与所述钻井内壁抵接时,所述钻头的转向发生倾斜,同时启动所述驱动机构,所述驱动机构驱动所述推动块由所述第二状态切换为第一状态,所述钻头内旋转时对应所述推动部的扶正块被推出,消除所述钻井的内壁与所述钻头之间的间隙量,对所述钻头进行导向,防止钻井时的井斜率发生偏差,增加定向钻井的精准度。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1是本发明中的一种带有钻头导向的螺杆钻具的示意图;
图2是图1中A部分示意图;
图3是图1中B部分示意图;
图4是图1中C部分示意图;
图5是图1中D部分示意图;
图6是图1中E部分示意图;
图7是图1中F部分示意图;
图8是推动块示意图。
图中:1、螺杆钻具本体;2、钻头;3、扶正块;4、推动块;411、推动部;412、驱动部;5、拉力杆;6、中间杆;7、第一连接杆;8、第一外筒;9、第一密封接头;10、固定环;11、电池;12、第一骨架;13、电池接头;14、第二密封接头;15、减震芯轴;16、防转销;17、减震外壳;18、胶套;19、电机座;20、电机外筒;21、减速电机;22、护套;23、联轴器;24、减速电机连接座;25、减速电机连接头;26、转换套;27、第二连接杆;28、万向轴挠轴;29、第一轴承;30、第二轴承;31、丝杠外套;32、滚珠丝杠;33、内套轴;34、连接外筒;35、转动轴;36、连接箍;37、传动杆;38、传动外套;39、推力转接头;40、第三密封接头;42、补偿外筒;43、活塞腔;44、平衡稳定轴;45、限位块;46、尾部连接头;47、活塞。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
请参考图1为本发明提供的一种带有钻头导向的螺杆钻具的示意图,包括:
螺杆钻具本体1,所述螺杆钻具本体1内部中空,所述螺杆钻具本体1的一端设置有尾部连接头46,所述螺杆钻具本体1内部设置有驱动装置;所述驱动装置内部中空,形成安装腔体,所述尾部连接头46与所述安装腔体连通;
钻头2,所述钻头2设置在所述螺杆钻具本体1远离所述尾部连接头46的一端,所述钻头2与所述驱动装置连接;所述钻头2内部中空,且所述钻头2内部与所述安装腔体连通,所述钻头2围绕第一轴线方向周向设置有多个第一通孔,所述第一通孔内设置有扶正块3,所述扶正块3的一端伸入所述钻头2内部,所述第一轴线方向平行于所述螺杆钻具本体1;
推动块4,所述推动块4设置在所述钻头2内,所述推动块4包括推动部411和驱动部412,所述推动部411设置在所述驱动部412的一侧;所述推动块4具有第一状态和第二状态,处于所述第一状态时,所述推动块4推动所述扶正块3伸出;处于所述第二状态时,所述扶正块3的一端伸入所述钻头2内部;
驱动机构,所述驱动机构设置在所述安装腔体内,所述驱动机构的一端与所述尾部连接头46可拆卸连接,所述驱动机构的另一端与所述驱动部412连接,所述驱动机构用于驱动所述推动块4进行所述第一状态和所述第二状态之间的切换。
具体的,所述推动块4如图8所示,所述推动块4包括推动部411和驱动部412,所述推动部411包括第一分部与第二分部,所述第一分部为第一圆柱状,所述第二分部为第二圆柱状,所述第二分部的直径小于所述第一分部的直径;所述第一分部的一侧且靠近所述第二分部设有所述推动部411;所述第二分部用于与所述驱动机构连接;所述驱动机构推动所述推动部411沿所述第一轴线方向运动,进行所述第一状态和所述第二状态之间的切换;所述驱动机构驱动所述推动块4由所述第二状态切换为第一状态时,所述钻头2沿所述第一轴线方向旋转时对应所述推动部411的扶正块3被推出;所述驱动机构驱动所述推动块4由所述第一状态切换为所述第二状态时,所述推动块4远离所述扶正块3,所述扶正块3的一端伸入所述钻头内部;
具体的,所述驱动装置为沿第一轴线方向依次设置的旁通阀、马达、万向轴和传动轴;所述马达、万向轴和传动轴内部中空,共同形成安装腔体;
具体的,所述驱动机构设置在所述安装腔体内,且所述驱动机构与所述安装腔体之间具有间隙量,所述驱动机构通过与所述尾部连接头连接,进而设置在所述安装腔体内,便于拆装所述驱动机构;
工作原理:采用所述螺杆钻具钻井时,将所述螺杆钻具滑动钻进井口,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,推动转子绕定子轴线转动,并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头2,使钻头2围绕所述第一轴线方向旋转钻井,此时所述螺杆钻具的外壳不转动,推动所述螺杆钻具随着所述钻头2向钻井内运动,当所述螺杆钻具外壳的弯角与所述钻井内壁抵接时,所述钻头2的转向发生倾斜,同时启动所述驱动机构,所述驱动机构驱动所述推动块4由所述第二状态切换为第一状态,所述钻头2内旋转时对应所述推动部411的扶正块3被推出,消除所述钻井的内壁与所述钻头2之间的间隙量,对所述钻头2进行导向,防止钻井时的井斜率发生偏差,增加定向钻井的精准度。
在某些实施方式中,所述驱动机构包括:沿所述第一轴线方向依次连接的固定延长装置、电池装置、电机装置、传动装置,所述传动装置远离所述电机装置的一端与所述驱动部412连接;所述固定延长装置用于将所述驱动机构与所述尾部连接头46可拆卸连接,且用于延长所述驱动机构的长度,使所述驱动机构的长度与所述螺杆钻具本体1的长度匹配;所述电池装置用于为所述电机装置提供电量;所述电机装置用于驱动所述传动装置旋转,所述传动装置用于将旋转运动转换为直线运动,并驱动所述推动块4沿所述第一轴线方向运动。
具体的,所述固定延长装置、电池装置、电机装置、传动装置沿所述第一轴线方向依次连接,所述固定延长装置远离所述电池装置的一端与所述尾部连接头46可拆卸连接;由于所述螺杆钻具较长,设置所述固定延长装置延长所述驱动机构的长度,使所述驱动机构的长度与所述螺杆钻具本体的长度匹配,便于所述驱动机构与所述尾部连接头连接,进而便于拆装所述驱动机构;所述电池装置用于为所述电机装置提供电量;所述电机装置用于驱动所述传动装置旋转,所述传动装置远离所述电机装置的一端与所述驱动部412连接,所述传动装置用于将旋转运动转换为直线运动,并驱动所述推动块4沿所述第一轴线方向运动。
在某些实施方式中,固定延长装置包括:
拉力杆5,所述拉力杆5沿所述第一轴线方向设置在所述安装腔体内,所述拉力杆5的一端与所述尾部连接头46连接;
中间杆6,所述中间杆6沿所述第一轴线方向设置在所述安装腔体内,所述中间杆6的一端与所述拉力杆5远离所述尾部连接头46的一端连接,所述中间杆6的另一端连接有第一连接杆7,所述第一连接杆7与所述电池装置连接。
具体的,如图2所示,所述拉力杆5与所述尾部连接头46连接,所述拉力杆5起到稳定所述驱动机构的作用;所述拉力杆5远离所述尾部连接头46的一端连接有中间杆6,所述中间杆6用于延长所述驱动机构的长度,使所述驱动机构与所述螺杆钻具匹配;所述中间杆6的另一端连接有第一连接杆7,所述第一连接杆7用于连接所述电池装置。
在某些实施方式中,所述电池装置包括:
第一外筒8,所述第一外筒8沿所述第一轴线方向设置在所述安装腔体内,所述第一外筒8内部中空,所述第一外筒8的一端与所述第一连接杆7连接,所述第一外筒8与所述第一连接杆7之间设置有第一密封接头9,所述第一密封接头9通过固定环10固定;
电池11,所述电池11设置在所述第一外筒8的内部,所述电池11通过第一骨架12连接在所述第一外筒8上;所述电池11与所述第一骨架12之间通过电池接头13连接;
减震组件,所述减震组件设置在所述第一外筒8的内部,所述减震组件的一端与所述第一骨架12连接,所述减震组件的另一端与所述电机装置连接;所述减震组件内部中空;
第二密封接头14,所述减震组件与所述电机装置之间设置有第二密封接头14,所述电池11的第一电缆穿过所述减震组件与所述第二密封接头14连接。
具体的,如图3所示,所述第一外筒8沿所述第一轴线方向设置在所述安装腔体内,所述第一外筒8的一端与所述第一连接杆7连接,所述电池11通过第一骨架12连接在所述第一外筒8内部,所述第一外筒8用于保护所述电池11;所述第一外筒8的内壁还设置有减震组件,所述减震组件的一端与所述第一骨架12连接;由于所述驱动装置的马达启动时会产生震动,所述减震组件用于为所述电池11减少震动;
所述第一外筒8与所述第一连接杆7之间设置有第一密封接头9,所述减震组件与所述电机装置之间设置有第二密封接头14;所述第一密封头和所述第二密封头将所述第一外筒8内部形成密闭空间,防止螺杆钻具内部的泥浆和所述电机装置内部的润滑油损坏所述电池11;
具体的,所述第二密封接头14为十芯高压密封塞,所述十芯高压密封塞内部具有插电芯,所述电池11的第一电缆与所述十芯高压密封塞内的插电芯的一端连接,所述插电芯的另一端与所述电机装置连接,所述电池11为所述电机装置供电的同时,保证所述第一外筒8内部的密封性。
在某些实施方式中,所述减震组件包括:
减震芯轴15,所述减震芯轴15的一端与所述第一骨架12连接,所述减震芯轴15的另一端与所述第二密封接头14连接;所述减震芯轴15内部中空,所述第一电缆穿过所述减震芯轴15与所述第二密封接头14连接;所述减震芯轴15上沿第二方向设置有防转销16,所述第二方向垂直于所述第一轴线方向;
减震外壳17,所述减震外壳17套设在所述减震芯轴15外部,所述减震外壳17与所述第一外筒8固定连接,所述减震芯轴15与所述减震外壳17之间通过胶套18连接。
具体的,如图3所示,所述减震芯轴15的一端与所述第一骨架12连接,所述减震芯轴15的另一端与所述第二密封接头14连接;所述减震芯轴15内部中空,所述第一电缆穿过所述减震芯轴15与所述第二密封接头14连接;所述减震芯轴15上沿第二方向设置有防转销16,所述防转销16使得所述减震芯轴15在工作时不旋转;
所述减震芯轴15外部套设有减震外壳17,所述减震芯轴15与所述减震外壳17之间通过胶套18连接,所述减震外壳17和所述胶套18用于保护所述减震芯轴15。
在某些实施方式中,所述电机装置包括:
电机座19,所述电机座19一端与所述第一外筒8连接,所述电机座19的另一端连接有电机外筒20,所述电机外筒20内部中空;
减速电机21,所述减速电机21设置在所述电机外筒20内部,且所述减速电机21设置在所述电机座19上;所述减速电机21和所述电机外筒20之间设置有护套22;所述减速电机21具有第二电缆,所述第二电缆与所述第二密封接头14连接;所述减速电机21的驱动端连接有联轴器23,所述联轴器23的另一端与所述传动装置连接;
减速电机连接座24,所述减速电机连接座24套设在所述联轴器23外部,所述减速电机连接座24与所述电机外筒20连接,所述减速电机连接座24与所述减速电机21之间设置有减速电机连接头25,所述减速电机连接头25与所述减速电机21之间设置有转换套26。
具体的,如图5所示,所述电机座19一端与所述第一外筒8连接,所述电机座19的另一端连接有电机外筒20,所述电机外筒20内部中空,所述减速电机21设置在所述电机外筒20内部,且所述减速电机21设置在所述电机座19上,所述电机座19用于固定所述减速电机21;所述减速电机21与所述电机外筒20之间设置有护套22,所述护套22用于保护所述减速电机21;所述减速电机21具有第二电缆,所述第二电缆与所述第二密封接头14的插电芯连接,使得所述电池11为所述减速电机21供电的同时,保证所述第一外筒8内部的密封性;
具体的,所述减速电机21的驱动端连接有联轴器23,所述联轴器23用于将所述减速电机21和所述传动装置连接;所述联轴器23外部套设有减速电机连接座24,所述减速电机连接座24与所述电机外筒20连接,所述减速电机连接座24用于保护所述联轴器23;所述减速电机连接座24与所述减速电机21之间通过减速电机连接头25连接,增加所述减速电机21的稳定性。
在某些实施方式中,所述第一外筒8与所述电机座19之间还设置有第二连接杆27和万向轴挠轴28,所述第二连接杆27的一端和所述第一外筒8连接,所述第二连接杆27的另一端与所述万向轴挠轴28连接;所述万向轴挠轴28的另一端与所述电机座19连接;所述第二连接杆27和所述万向轴挠轴28均内部中空,所述第二电缆穿过所述第二连接杆27和所述万向轴挠轴28与所述第二密封接头14连接;所述第二连接杆27位于所述驱动装置内部,所述第二连接杆27与所述驱动装置之间设置有第一轴承29;所述万向轴挠轴28位于所述驱动装置内部,所述万向轴挠轴28与所述驱动装置之间设置有第二轴承30。
具体的,所述驱动装置为沿第一轴线方向依次设置的旁通阀、马达、万向轴和传动轴;所述马达、万向轴和传动轴内部中空,共同形成安装腔体;
在一些实施例中,如图4所示,所述第二连接杆27和所述万向轴挠轴28用于延长所述驱动机构的长度;在本实施例中,所述驱动机构安装后,所述第二连接杆27位于所述马达内部,所述第二连接杆27与所述马达之间设置有第一轴承29,所述第一轴承29用于所述马达转动时,所述第一连接杆7不转动;所述万向轴挠轴28位于所述万向轴内部,所述万向轴挠轴28与所述万向轴之间设置有第二轴承30,所述第二轴承30用于所述万向轴转动时,所述万向轴挠轴28不转动。
在某些实施方式中,所述传动装置包括:
丝杠外套31,所述丝杠外套31设置在所述安装腔体内,所述丝杠外套31的一端与所述减速电机连接座24连接,所述丝杠外套31内部中空;
滚珠丝杠32,所述滚珠丝杠32设置在所述丝杠外套31内部,所述滚珠丝杠32的一端与所述联轴器23连接,所述滚珠丝杠32上螺纹套设有内套轴33;所述滚珠丝杠32和所述内套轴33用于将所述减速电机21的旋转运动转换为直线运动;
连接外筒34,所述连接外筒34设置在所述安装腔体内,所述连接外筒34的一端与所述丝杠外套31的另一端连接,所述连接外筒34内部中空;
转动轴35,所述转动轴35设置在所述连接外筒34内,所述转动轴35与所述内套轴33之间通过连接箍36连接;
传动杆37,所述传动杆37设置在所述连接外筒34内,所述传动杆37与所述转动轴35远离所述内套轴33的一端连接,所述传动杆37和所述转动轴35的连接处设置有传动外套38;所述传动杆37的另一端连接有推力转接头39,所述推力转接头39的另一端与所述推动块4连接;
第三密封接头40,所述第三密封接头40套设在所述传动杆37上,且第三密封接头40与所述连接外筒34抵接;所述第三密封接头40用于使所述传动装置处于密封状态。
具体的,如图6所示,所述安装腔体内部设置有丝杠外套31,所述丝杠外套31的一端与所述减速电机连接座24连接,所述丝杠外套31内部中空,所述丝杠外套31内设置有滚珠丝杠32,所述丝杠外套31用于保护所述滚珠丝杠32;所述滚珠丝杠32的一端与所述联轴器23连接,所述滚珠丝杠32上螺纹套设有内套轴33,所述减速电机21驱动所述滚珠丝杠32旋转运行,使得套设在所述滚珠丝杠32上的内套轴33沿直线运动;
所述安装腔体内还设置有连接外筒34,所述连接外筒34的一端与所述丝杠外套31的另一端连接,所述连接外筒34内部中空,所述连接外筒34内部设置有传动杆37和转动轴35,所述连接外筒34用于保护所述传动杆37和转动轴35;所述转动轴35与所述内套轴33之间通过连接箍36连接;所述转动轴35远离所述内套轴33的一端连接所述传动杆37,所述传动杆37和所述转动轴35之间通过传动外套38连接;所述传动杆37的另一端连接有推力转接头39,所述推力转接头39的另一端与所述推动块4连接,进而推动所述推动块4沿直线运动;
具体的,所述第三密封接头40套设在所述传动杆37上,且第三密封接头40与所述连接外筒34抵接;所述第三密封接头40和所述第二密封接头14将所述所述第二连接杆27、万向轴挠轴28、电机座19、电机外筒20、减速电机连接座24、丝杠外套31、连接外筒34内部形成密闭空间,防止螺杆钻具内部的泥浆将内部器件损坏,同时防止所述减速电机21的润滑油流出。
在某些实施方式中,所述传动杆37和所述推力转接头39之间设置有补偿外筒42,所述补偿外筒42内部设置有活塞腔43,所述活塞腔43内设置有活塞47。
具体的,如图6所示,所述传动杆37和所述推力转接头39之间设置有补偿外筒42,所述补偿外筒42内部设置有活塞腔43,所述活塞腔43内设置有活塞47,所述活塞47用于调节所述安装腔体内部的驱动机构与外部泥浆环境的压力,达到内外压力平衡。
在某些实施方式中,所述推动块4与所述钻头2内壁之间设置有平衡稳定轴44,所述平衡稳定轴44用于维持所述钻头2平衡;所述第一通孔处设置有限位块45。
在一些实施例中,如图7所示,所述推动块4与所述钻头2内壁之间设置有平衡稳定轴44,由于所述所述推动部411将旋转后对应的扶正块3推出,造成所述钻头2偏心,所述平衡稳定轴44用于维持所述钻头2平衡,防止所述钻头2偏心;
具体的,如图7所示,所述扶正块3为十字形,所述扶正块3包括第三分部、第四分部和第五分部;所述第三分部沿所述第一轴向方向设置在所述第一通孔内,所述第四分部和所述第五分部分别沿所述第三方向设置在所述第三分部的两侧,所述第五分部远离所述第三分部的一端伸入所述钻头2内部;所述限位块45设置有两个;两个所述限位块45分别设置在所述第一通孔沿所述第一轴线方向的两侧,两个所述限位块45之间的距离大于所述第三分部沿所述第一轴线方向的长度,小于所述第四分部沿所述第一轴线方向的长度;所述驱动机构驱动所述推动块4沿所述第一轴线方向运动,所述推动部411与所述第五分部接触,将所述第五分部向所述第一通孔内推动,带动所述第三分部被推出,所述限位块45将所述第四分部挡住,防止所述扶正块3完全被推出;所述限位块45对所述扶正块3起到限位作用。
以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本发明中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种带有钻头导向的螺杆钻具,其特征在于,包括:
螺杆钻具本体(1),所述螺杆钻具本体(1)内部中空,所述螺杆钻具本体(1)的一端设置有尾部连接头(46),所述螺杆钻具本体(1)内部设置有驱动装置;所述驱动装置内部中空,形成安装腔体,所述尾部连接头(46)与所述安装腔体连通;
钻头(2),所述钻头(2)设置在所述螺杆钻具本体(1)远离所述尾部连接头(46)的一端,所述钻头(2)与所述驱动装置连接;所述钻头(2)内部中空,且所述钻头(2)内部与所述安装腔体连通,所述钻头(2)围绕第一轴线方向周向设置有多个第一通孔,所述第一通孔内设置有扶正块(3),所述扶正块(3)的一端伸入所述钻头(2)内部,所述第一轴线方向平行于所述螺杆钻具本体(1);
推动块(4),所述推动块(4)设置在所述钻头(2)内,所述推动块(4)包括推动部(411)和驱动部(412),所述推动部(411)设置在所述驱动部(412)的一侧;所述推动块(4)具有第一状态和第二状态,处于所述第一状态时,所述推动块(4)推动所述扶正块(3)伸出;处于所述第二状态时,所述扶正块(3)的一端伸入所述钻头(2)内部;
驱动机构,所述驱动机构设置在所述安装腔体内,所述驱动机构的一端与所述尾部连接头(46)可拆卸连接,所述驱动机构的另一端与所述驱动部(412)连接,所述驱动机构用于驱动所述推动块(4)进行所述第一状态和所述第二状态之间的切换。
2.根据权利要求1所述的带有钻头导向的螺杆钻具,其特征在于,所述驱动机构包括:沿所述第一轴线方向依次连接的固定延长装置、电池装置、电机装置、传动装置,所述传动装置远离所述电机装置的一端与所述驱动部(412)连接;所述固定延长装置用于将所述驱动机构与所述尾部连接头(46)可拆卸连接,且用于延长所述驱动机构的长度;所述电池装置用于为所述电机装置提供电量;所述电机装置用于驱动所述传动装置旋转,所述传动装置用于将旋转运动转换为直线运动,并驱动所述推动块(4)沿所述第一轴线方向运动。
3.根据权利要求2所述的带有钻头导向的螺杆钻具,其特征在于,固定延长装置包括:
拉力杆(5),所述拉力杆(5)沿所述第一轴线方向设置在所述安装腔体内,所述拉力杆(5)的一端与所述尾部连接头(46)连接;
中间杆(6),所述中间杆(6)沿所述第一轴线方向设置在所述安装腔体内,所述中间杆(6)的一端与所述拉力杆(5)远离所述尾部连接头(46)的一端连接,所述中间杆(6)的另一端连接有第一连接杆(7),所述第一连接杆(7)与所述电池装置连接。
4.根据权利要求3所述的带有钻头导向的螺杆钻具,其特征在于,所述电池装置包括:
第一外筒(8),所述第一外筒(8)沿所述第一轴线方向设置在所述安装腔体内,所述第一外筒(8)内部中空,所述第一外筒(8)的一端与所述第一连接杆(7)连接,所述第一外筒(8)与所述第一连接杆(7)之间设置有第一密封接头(9),所述第一密封接头(9)通过固定环(10)固定;
电池(11),所述电池(11)设置在所述第一外筒(8)的内部,所述电池(11)通过第一骨架(12)连接在所述第一外筒(8)上;所述电池(11)与所述第一骨架(12)之间通过电池接头(13)连接;
减震组件,所述减震组件设置在所述第一外筒(8)的内部,所述减震组件的一端与所述第一骨架(12)连接,所述减震组件的另一端与所述电机装置连接;所述减震组件内部中空;
第二密封接头(14),所述减震组件与所述电机装置之间设置有第二密封接头(14),所述电池(11)的第一电缆穿过所述减震组件与所述第二密封接头(14)连接。
5.根据权利要求4所述的带有钻头导向的螺杆钻具,其特征在于,所述减震组件包括:
减震芯轴(15),所述减震芯轴(15)的一端与所述第一骨架(12)连接,所述减震芯轴(15)的另一端与所述第二密封接头(14)连接;所述减震芯轴(15)内部中空,所述第一电缆穿过所述减震芯轴(15)与所述第二密封接头(14)连接;所述减震芯轴(15)上沿第二方向设置有防转销(16),所述第二方向垂直于所述第一轴线方向;
减震外壳(17),所述减震外壳(17)套设在所述减震芯轴(15)外部,所述减震外壳(17)与所述第一外筒(8)固定连接,所述减震芯轴(15)与所述减震外壳(17)之间通过胶套(18)连接。
6.根据权利要求5所述的带有钻头导向的螺杆钻具,其特征在于,所述电机装置包括:
电机座(19),所述电机座(19)一端与所述第一外筒(8)连接,所述电机座(19)的另一端连接有电机外筒(20),所述电机外筒(20)内部中空;
减速电机(21),所述减速电机(21)设置在所述电机外筒(20)内部,且所述减速电机(21)设置在所述电机座(19)上;所述减速电机(21)和所述电机外筒(20)之间设置有护套(22);所述减速电机(21)具有第二电缆,所述第二电缆与所述第二密封接头(14)连接;所述减速电机(21)的驱动端连接有联轴器(23),所述联轴器(23)的另一端与所述传动装置连接;
减速电机连接座(24),所述减速电机连接座(24)套设在所述联轴器(23)外部,所述减速电机连接座(24)与所述电机外筒(20)连接,所述减速电机连接座(24)与所述减速电机(21)之间设置有减速电机连接头(25),所述减速电机连接头(25)与所述减速电机(21)之间设置有转换套(26)。
7.根据权利要求6所述的带有钻头导向的螺杆钻具,其特征在于,所述第一外筒(8)与所述电机座(19)之间还设置有第二连接杆(27)和万向轴挠轴(28),所述第二连接杆(27)的一端和所述第一外筒(8)连接,所述第二连接杆(27)的另一端与所述万向轴挠轴(28)连接;所述万向轴挠轴(28)的另一端与所述电机座(19)连接;所述第二连接杆(27)和所述万向轴挠轴(28)均内部中空,所述第二电缆穿过所述第二连接杆(27)和所述万向轴挠轴(28)与所述第二密封接头(14)连接;所述第二连接杆(27)位于所述驱动装置内部,所述第二连接杆(27)与所述驱动装置之间设置有第一轴承(29);所述万向轴挠轴(28)位于所述驱动装置内部,所述万向轴挠轴(28)与所述驱动装置之间设置有第二轴承(30)。
8.根据权利要求6所述的带有钻头导向的螺杆钻具,其特征在于,所述传动装置包括:
丝杠外套(31),所述丝杠外套(31)设置在所述安装腔体内,所述丝杠外套(31)的一端与所述减速电机连接座(24)连接,所述丝杠外套(31)内部中空;
滚珠丝杠(32),所述滚珠丝杠(32)设置在所述丝杠外套(31)内部,所述滚珠丝杠(32)的一端与所述联轴器(23)连接,所述滚珠丝杠(32)上螺纹套设有内套轴(33);所述滚珠丝杠(32)和所述内套轴(33)用于将所述减速电机(21)的旋转运动转换为直线运动;
连接外筒(34),所述连接外筒(34)设置在所述安装腔体内,所述连接外筒(34)的一端与所述丝杠外套(31)的另一端连接,所述连接外筒(34)内部中空;
转动轴(35),所述转动轴(35)设置在所述连接外筒(34)内,所述转动轴(35)与所述内套轴(33)之间通过连接箍(36)连接;
传动杆(37),所述传动杆(37)设置在所述连接外筒(34)内,所述传动杆(37)与所述转动轴(35)远离所述内套轴(33)的一端连接,所述传动杆(37)和所述转动轴(35)的连接处设置有传动外套(38);所述传动杆(37)的另一端连接有推力转接头(39),所述推力转接头(39)的另一端与所述推动块(4)连接;
第三密封接头(40),所述第三密封接头(40)套设在所述传动杆(37)上,且第三密封接头(40)与所述连接外筒(34)抵接;所述第三密封接头(40)用于使所述传动装置处于密封状态。
9.根据权利要求8所述的带有钻头导向的螺杆钻具,其特征在于,所述传动杆(37)和所述推力转接头(39)之间设置有补偿外筒(42),所述补偿外筒(42)内部设置有活塞腔(43),所述活塞腔(43)内设置有活塞(47)。
10.根据权利要求1所述的带有钻头导向的螺杆钻具,其特征在于,所述推动块(4)与所述钻头(2)内壁之间设置有平衡稳定轴(44),所述平衡稳定轴(44)用于维持所述钻头(2)平衡;所述第一通孔处设置有限位块(45)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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