CN203756037U - 一种齿轮啮合式井壁取芯钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种齿轮啮合式井壁取芯钻头，包括：钻头总成、齿轮驱动总成、钻头转弯活塞、齿轮推杆活塞与一套凸轮机构五部分。本实用新型能快速完成取芯作业，并且取芯直径大，传递扭矩大，功耗损失小，由于钻头与电机采用齿轮啮合驱动，使电机功率基本上全部用在取芯上，钻头组结构克服了仪器空间限制，使之相较于液压马达的钻头取芯直径大了一倍多。
Description
技术领域
本实用新型属于油气勘探领域，尤其涉及一种齿轮啮合式井壁取芯钻头。
背景技术
在石油测井仪器中经常需要用到取芯仪器，作为岩层分析用。而取芯仪器的核心部分就是钻头部分，钻头的驱动与钻进方式是取芯能否成功并且高效的关键。以前的石油测井仪器中普遍采用液压驱动，依靠液压马达带动钻头旋转，整个过程能量转化环节多，能量传递效率低，功率损耗大，传递扭矩小，易卡钻，取芯直径小，且液压马达结构复杂，容易失效，很容易造成取芯不能成功。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中存在的上述特点，本实用新型提供了一种用于石油测井仪器的齿轮啮合方式，包括：连杆机构、齿轮驱动总装、钻头总装、凸轮机构四部分构成；
所述齿轮啮合式井壁取芯钻头，是连杆机构带动凸轮结构驱使钻头总装由水平位置转弯到竖直位置，齿轮驱动总装平推出去和钻头总装的内花键齿轮啮合，从而将由电机输出的扭矩传递到钻头总装的钻头上面，此时连杆机构继续带动凸轮机构使钻头总装的钻杆伸出，钻杆就完成伸出和旋转双重动作。
所述连杆机构包括：液压推杆、过渡块、固定螺母、驱动杆，液压推杆在液压的作用下将过渡块平推出去，驱动杆在过渡块的约束作用下也完成水平方向的运动，固定螺母保证液压推杆和过渡块的刚性要求。
所述齿轮驱动总装包括：小锥齿轮、大锥齿轮、齿轮支架、直齿轮、小齿轮，钻头总装整体由水平转到竖直位置时由液压作用平推出去，使小齿轮和钻头总装的内花键齿轮啮合；小锥齿轮在电机的驱动下将扭矩传递给大锥齿轮，通过大锥齿轮的换向和传递，将扭矩传递给直齿轮和小齿轮，进而将扭矩传递到钻头总装的内花键齿轮上；而钻头总装的内花键齿轮通过花键连接方式将扭矩又传递给钻头总装的钻杆和钻头。
所述钻头总装包括：钻头、钻头骨架下端盖、内花键齿轮、钻杆、钻头骨架、压钻套、钻头骨架上端盖、连接螺钉，压钻套受轴向钻压驱使钻杆沿钻头骨架向外伸出，同时齿轮驱动总装将扭矩传递给内花键齿轮，内花键齿轮通过花键连接方式将扭矩又传递给钻头总装的钻杆和钻头，保证了钻头在旋转的同时能够钻进，完成取芯工作。
所述凸轮机构包括：固定板、旋转板、固定销，旋转板是通过连杆机构的驱动杆作用而绕着固定板的固定销完成旋转动作的，旋转板的弧形槽约束钻头总装的压钻套，从而完成将钻头总装整体由水平转到竖直位置并将钻杆推出去的一套动作。
钻头能否顺利高效完成取芯作业是关系到整套仪器性能的关键指标，本实用新型的目的就是快速高效顺利的完成取芯作业。
本实用新型的优点是传递扭矩大，功率损失小，钻进速率大，卡钻几率小，对工作环境要求低，结构简单，更换方便，能高效高质量的在恶劣环境中完成取芯作业。
附图说明
图1是本实用新型齿轮啮合方式的初始位置图；
图2是本实用新型齿轮啮合方式的工作位置图；
图3是本实用新型的连杆机构剖面图；
图4是本实用新型的齿轮驱动总装剖面图；
图5是本实用新型的钻头总装剖面图；
图6是本实用新型的凸轮机构安装图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
参照图1是本实用新型齿轮啮合方式的初始位置图，包括：连杆机构1、齿轮驱动总装2、钻头总装3、凸轮机构4。
参照图2是本实用新型齿轮啮合方式的工作位置图，包括：连杆机构1、齿轮驱动总装2、钻头总装3、凸轮机构4。
参照图3是本实用新型的连杆机构剖面图，包括：液压推杆1、过渡块2、固定螺母3、驱动杆4。
参照图4是本实用新型的齿轮驱动总装剖面图，包括：小锥齿轮1、大锥齿轮2、齿轮支架3、直齿轮4、小齿轮5。
参照图5是本实用新型的钻头总装剖面图，包括：钻头1、钻头骨架下端盖2、内花键齿轮3、钻杆4、钻头骨架5、压钻套6、钻头骨架上端盖7、连接螺钉8。
参照图6是本实用新型的凸轮机构安装图，包括固定板1、旋转板2、固定销3。
齿轮啮合方式，是连杆机构1带动凸轮结构4驱使钻头总装2由水平位置转弯到竖直位置，齿轮驱动总装2平推出去和钻头总装3的内花键齿轮啮合，从而将由电机输出的扭矩传递到钻头总装的钻头上面，此时连杆机构继续带动凸轮机构使钻头总装的钻杆伸出，钻杆就完成伸出和旋转双重动作。
连杆机构，液压推杆1在液压的作用下将过渡块2平推出去，驱动杆4在过渡块2的约束作用下也完成水平方向的运动，固定螺母3保证液压推杆和过渡块的刚性要求。
齿轮驱动总装，是在钻头总装整体由水平转到竖直位置时由液压作用平推出去，使小齿轮5和钻头总装的内花键齿轮啮合；小锥齿轮1在电机的驱动下将扭矩传递给大锥齿轮2，通过大锥齿轮的换向和传递，将扭矩传递给直齿轮4和小齿轮5，进而将扭矩传递到钻头总装的内花键齿轮上；而钻头总装的内花键齿轮通过花键连接方式将扭矩又传递给钻头总装的钻杆和钻头。
凸轮机构，旋转板2是通过连杆机构的驱动杆作用而绕着固定板1的固定销3完成旋转动作的；旋转板的弧形槽约束钻头总装的压钻套，从而完成将钻头总装整体由水平转到竖直位置并将钻杆推出去的一套动作。
以上对本实用新型实施方式进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本实用新型进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (5)
1.一种齿轮啮合式井壁取芯钻头，其特征在于，包括：连杆机构、齿轮驱动总装、钻头总装、凸轮机构四部分构成，所述齿轮啮合式井壁取芯钻头，是连杆机构带动凸轮结构驱使钻头总装由水平位置转弯到竖直位置，齿轮驱动总装平推出去和钻头总装的内花键齿轮啮合，从而将由电机输出的扭矩传递到钻头总装的钻头上面，此时连杆机构继续带动凸轮机构使钻头总装的钻杆伸出，钻杆就完成伸出和旋转双重动作。
2.如权利要求1所述的一种齿轮啮合式井壁取芯钻头，其特征在于，所述连杆机构包括：液压推杆、过渡块、固定螺母、驱动杆，液压推杆在液压的作用下将过渡块平推出去，驱动杆在过渡块的约束作用下也完成水平方向的运动，固定螺母保证液压推杆和过渡块的刚性要求。
3.如权利要求1所述的一种齿轮啮合式井壁取芯钻头，其特征在于，所述齿轮驱动总装包括：小锥齿轮、大锥齿轮、齿轮支架、直齿轮、小齿轮，钻头总装由水平转到竖直位置时由液压作用平推出去，使小齿轮和钻头总装的内花键齿轮啮合；小锥齿轮在电机的驱动下将扭矩传递给大锥齿轮，通过大锥齿轮的换向和传递，将扭矩传递给直齿轮和小齿轮，进而将扭矩传递到钻头总装的内花键齿轮上，内花键齿轮通过花键连接方式将扭矩又传递给钻头总装的钻杆和钻头。
4.如权利要求1所述的一种齿轮啮合式井壁取芯钻头，其特征在于，所述钻头总装包括：钻头、钻头骨架下端盖、内花键齿轮、钻杆、钻头骨架、压钻套、钻头骨架上端盖、连接螺钉，压钻套受轴向钻压驱使钻杆沿钻头骨架向外伸出，齿轮驱动总装将扭矩传递给内花键齿轮，内花键齿轮通过花键连接方式将扭矩又传递给钻头总装的钻杆和钻头。
5.如权利要求1所述的一种齿轮啮合式井壁取芯钻头，其特征在于，所述凸轮机构包括：固定板、旋转板、固定销，旋转板是通过连杆机构的驱动杆作用而绕着固定板的固定销完成旋转动作的，旋转板的弧形槽约束钻头总装的压钻套。
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