CN2036992U - 防斜保直器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种小口径地质岩心钻探施工为防止钻孔弯曲的防斜保直装置。它针对现有技术方案所存在的结构缺陷，通过由球形铰链机构和传压浮动机构组合，有效地增加了双臂球头轴上、下臂的直径，提高了钻具的刚性和灵活性，扩大了钻具系列及其应用范围。
Description
本实用新型涉及一种小口径地质岩心钻探施工中为防止钻孔弯曲的防斜保直装置。
为予防钻孔弯曲，常采用增加钻具刚性、尽量减少孔壁间隙的方法，但岩心钻探口径较小，在各向异性的岩层中，其效果往往不佳。苏联专利966219，1982年10月15日公布的钻进直孔用的万向节装置，提出了新的方法，其钻具内部由于存在双臂球头轴和偏心导正套，在钻进弯曲孔段时可获得较大的反偏斜力。但钻进压力和提升钻具时是靠双臂球头轴侧面传递而占去较大面积，故双臂球头轴上、下臂直径和刚性较小，致使钻具系列不全（缺少φ56、φ59口径钻具），应用受到限制。
本实用新型的目的是要提供一种改进的钻进直孔用的防斜保直装置，它能增加双臂球头轴上、下臂的直径，从而提高钻具的刚性和扩大钻具系列（可在φ56、φ59口径应用），并提高其灵活性。
见说明书附图：图1、图2、图3是本工具的分段正视图。图4、图5、图6、图7分别为图中A－A、B－B、C－C、D－D剖面图。
本实用新型由上部防斜保直和下部常规钻具两部份组成。防斜保直器主要由上扶正器（含扶正器钢体2、硬质合金片3、花键套4）、中扶正器（含扶正器钢体9、硬质合金片10、偏心接头12）、下扶正器16、偏心接头12、双臂球头轴23、球架20组成。钻具上部上接头1与钻杆连接。双臂球头轴上臂插入由紧定螺钉14固定在偏心接头偏心孔的导正套13内，高压密封管11插入双臂球头轴上臂内孔并由压盖8和弹簧挡圈7固定在偏心接头中。双臂球头轴下臂接下接头26并与常规钻具（含岩心管27、扩孔器28、钻头29）构成刚性杆件。为使泥浆不进入球头部份，下扶正器内与球架下端分别由长方断面密封圈18和O型密封圈24密封，挡圈19起固定密封作用。
上、中、下扶正器与其彼此间的连接管5、15以及中接管6构成扶正系统，旨在使其在钻孔中能确定一个与钻孔轴线近于同轴的稳定体。双臂球头轴和下部常规钻具以球铰为铰点构成相对于上部稳定体的双臂球铰活动体。
防斜保直部份分为偏心导正机构、球形铰链机构和传压浮动机构。
偏心导正机构由偏心接头12内的偏心孔35、导正套13和将它们相互固连的紧定螺钉14构成，当双臂球头轴与外部扶正器同心时，上臂外园与导正套内侧表面30相切。
球形铰链机构的结构是众多的钢球21均布地安放在双臂球头轴球形面上的弧形凹槽31和球架上的园孔32中，外部由护管22约束。球面弧形槽横断面为半园形结构。球形铰链机构的作用是提供一铰点并为钻具传递扭矩。
传压浮动机构由球架下部的以球铰中心O为园心、以R为半径的弧形端面33和位于其下端的承压钢球25及下接头上端内环形凹槽34构成，为浮动传递轴向压力功用。
本装置的工作原理是：直线孔中，下部常规钻具轴线与上部防斜保直器轴线保持在同一轴心线上。但当钻孔弯曲时，下部常规钻具以及双臂球头轴轴线绕钻孔弯曲轴线旋转，上部防斜保直器绕钻孔起始轴心线旋转，此时，双臂球头轴和下部常规钻具与上部防斜保直器以球头为铰点产生一角度，双臂球头轴上臂偏离偏心导正套接触面，偏心导正套随其外壳每转一周便产生一导正力作用在双臂球头轴上臂上，企图恢复钻具的同轴性，此力从上臂通过铰点传至下臂并传递给钻头侧刃，钻头则以较大的脉动侧向力即反偏斜力作用在孔臂上，在钻孔自然弯曲相反的方向切削孔壁，直到钻孔成一同心直线，即恢复整个钻具的同轴性为止，从而达到钻孔轴线的保直作用。
反偏斜力F公式： F＝ (3EJ2J1tgθ)/(l1(J2l1+ J1l2))
式中： E——双臂球头轴弹性模量；
J1J2——岩心管和双臂球头轴上臂惯性矩；
θ——地层造斜强度；
l1l2——常规钻具以及双臂球头轴上臂长度。
本发明提供的具有工业实用性的钻孔防斜保直钻具的特点是其球形铰链机构和传压浮动机构分立，双臂球头轴球面不传递钻压，只传递扭矩，钻压由传压浮动机构承担，因而扩大了钻具系列及其使用范围（可在复杂地层和取心钻进中使用）。目前研制的φ59、φ76、φ91毫米口径钻具已获得使用成功。
Claims (4)
1、一种用于小口径地质岩心钻探中的钻孔防斜保直钻具，该工具的防斜保直部分包括偏心导正机构、球形铰链机构和传压浮动机构；
本实用新型的特征在于其球形铰链机构由众多传扭钢球均布于双臂球头轴外园球铰部的弧形凹槽和球架的园孔中，且有护管约束构成；传压浮动机构由球架下端的球形弧面承压钢球和下接头内的钢球容纳凹槽构成。
2、按照权利要求1所述工具，其特征在于所说双臂球头轴外园球铰部的弧形凹槽，槽横断为半园形结构。
3、按照权利要求1所述工具，其特征在于所说球架中部均布的园形通孔，其数目和形位与所说弧形凹槽相对应；所说球架的下端面是以O为园心，R为半径形成的。
4、按照权利要求1所述工具，其特征是所说的下接头内的钢球容纳槽为环形凹槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 88218965 CN2036992U (zh) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | 防斜保直器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 88218965 CN2036992U (zh) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | 防斜保直器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2036992U true CN2036992U (zh) | 1989-05-03 |
Family
ID=4851359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 88218965 Withdrawn CN2036992U (zh) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | 防斜保直器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2036992U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103939094A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-07-23 | 西南石油大学 | 地层造斜力测量装置及方法 |
| CN108894733A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-11-27 | 徐州徐工基础工程机械有限公司 | 双壁钻杆和钻机 |
-
1988
- 1988-10-15 CN CN 88218965 patent/CN2036992U/zh not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103939094A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-07-23 | 西南石油大学 | 地层造斜力测量装置及方法 |
| CN108894733A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-11-27 | 徐州徐工基础工程机械有限公司 | 双壁钻杆和钻机 |
| CN108894733B (zh) * | 2018-09-25 | 2024-04-30 | 徐州徐工基础工程机械有限公司 | 双壁钻杆和钻机 |
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Legal Events
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