CN2039734U - 连续造斜器定子转子定位机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种用于地质定向钻进机械连续造斜器的不动定子与转动转子采用滑键——双螺旋锁套结构进行定位的机构。将滑键(5)固定在转子上，双螺旋锁套(6)固定的定子上，也可以互换位置，连续造斜器在自由状态下定子与转子通过本机构互锁，不能相对转动，当解锁后定子与转子又能重新互锁，并自动保持两者原有的相对位置不变，为造斜器定子与转子在钻孔内定向提供了一种可靠基准。

Description

本实用新型涉及一种用于地质定向钻进机械连续造斜器的定子、转子定位机构，是对锯齿形的齿圈相互啮合进行定位的改进。

现有技术有：

（1）地矿部探矿工艺研究所研制的LZ－73连续造斜器，其转子与定子是采用定位螺钉与斜口引鞋互锁进行定子转子的定位，由于定位螺钉强度太低，使用寿命短，影响定位效果。

（2）成都地质学院88年完成的Ck型连续造斜器系采用锯齿形的齿圈相互啮合来进行定位，只能解决定子转子的互锁问题，而不能可靠地解决定子转子解锁后的自动定位问题，致使造斜器在孔内定向的基准容易发生错动，影响造斜器的定向准确性。

本实用新型的目的，针对上述现有技术的不足，创造出一种定子与转子既能互锁，解锁后又能自动回到原位，使用寿命较长，强度较大的定位机构。

本实用新型的解决方案是根据物体沿斜面滑动时，斜面的倾斜角度越大，所受阻力越小，物体滑动越灵活的力学原理，将定子与转子的定位设计成滑键一双螺旋锁套形式，在锁套双螺旋面交汇点位置开有凹槽，滑键（5）是凸头弧形键，固定在上轴（3）上。双螺旋锁套（6）是一中空套筒，固定在定子外壳（13）上，造斜器的转子可从中间通过，套筒端面是由两条左右对称的螺旋面构成，也可以把双螺旋锁套（6）固定在上轴（3）上，滑键（5）固定在定子外壳（13）上，使两者的位置互换。在定子与转子互锁状态下，滑键处在双螺旋端面交汇点的凹槽中，定子与转子不能相对转动，当在转子上端的锁接头（1）上加有轴向压力的时候，定子弹簧（4）和回位弹簧（7）被压缩，滑键（5）随上轴（3）同步下移，与双螺旋锁套（6）脱离接触，转子转动，定子转子产生相对角位移，使两者原有的相对位置发生变化。当锁接头（1）上的轴向压力去掉后，依靠定子弹簧（4）及回位弹簧（7）的张力，上轴（3）上移，滑键（5）与双螺旋锁套（6）的端面再次接触，无论滑键处于左、右螺旋端面的任何位置，都会沿着倾斜的螺旋面滑入到凹槽中去，使定子、转子再次互锁，并最终保持定子转子的原有相对位置不变，起到重复自动定位的作用。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1、把定位键与转子做成整体式的，解决了滑键使用时强度低，寿命短，影响定位准确性的缺点。

2、把螺旋锁套的壁加厚，使螺旋锁套的端面不容易磨损，延长了使用寿命。

3、本实用新型不但能解决定子转子互锁问题，还能可靠解决两者的自动定位问题。由于采用了滑键－－双螺旋锁套结构型式，锁套螺旋端面的螺旋角比较大，即螺旋面的斜率比较大，因而滑键不论在左右螺旋端面任何一点与锁套接触，都会沿螺旋面滑入锁套凹槽，保持定子转子原有相对位置不变，为连续造斜器在钻孔内定向提供正确基准，所以造斜器定向准确，造斜效果好。

4、本实用新型结构简单、制造方便。

本实用新型的具体结构由以下附图及实施例予以说明。

图1：连续造斜器结构示意图

图2：机械式连续造斜器定子转子定位机构互锁示意图

图3：滑键沿双螺旋锁套端面滑动示意图

下面结合附图对本实用新型的各部件及其作用机制详细说明如下：

图1是用于地质定向钻探的机械式连续造斜器，该造斜器包括定子和转子两大部分。转子部分由锁接头1，带凸肩2的上轴3，滑键5，回位弹簧7，花键总成8，下轴9，钻头12组成，定子部分由定子弹簧4，双螺旋锁套6，上半楔10，下半楔11，定子外壳13，带滚轮14的可移动滑块15组成。

图2滑键5固定在上轴3上，双螺旋锁套6固定在定子外壳13上。因为工作原理相同，根据结构设计需要，双螺旋锁套6也可以固定在上轴3上，滑键5固定在定子外壳13上，两者位置互换以后并不影响造斜器定子转子定位的可靠性。

图3定子与转子解锁后，依靠定子弹簧4与回位弹簧7的张力，滑键5与锁套6的螺旋端面再次接触及滑动情况。

连续造斜器往钻孔内输送过程中，由于输送速度太快，钻孔内的冲洗液对钻头12产生很大的水阻力；或者钻头与钻孔壁碰撞产生冲击力等，都相当于在锁接头1上施加轴向压力。此力经带凸肩2的上轴3传给定子弹簧4及回位弹簧7，借助于可伸缩的花键总成8两弹簧被压缩，上轴3连同滑键5同步下移，滑键与双螺旋锁套6脱离接触，定子与转子解锁并相对转动，使两者原有的相对位置发生变化。当造斜器接近钻孔孔底的时候，输送停止，加在钻头12上的水阻力及钻孔壁对钻头的冲击力消失，锁接头1上的轴向压力也相应消失，在两弹簧张力作用下，上轴3连同滑键5又同步上移，滑键与双螺旋锁套6的端面接触，无论滑键处在锁套的左螺旋端面或者右螺旋端面的任何位置，都会沿着倾斜的螺旋面滑入锁套凹槽，使得定子转子再次互锁，并最终保持造斜器往钻孔内输送前的定子转子原有相对位置不变，为其在钻孔内定向提供正确基准。

连续造斜器按定向位置下到孔底，通过钻杆在锁接头1上加轴向压力，定子与转子解锁，下轴9带动钻头12回转，轴向压力经定子弹簧4传给定子外壳13，定子外壳向下移动，可移动滑块15横向移动，滚轮14支撑孔壁，产生制动扭矩阻止定子转动，并推动钻头朝定向方向造斜钻进。

注意事项：

1、滑键及双螺旋锁套要用较硬的钢材制造，热处理硬度应在HRC50左右。

2、用干黄油润滑双螺旋锁套的螺旋端面，以减小滑键运动的阻力。

Claims (1)

1、一种采用锯齿形的齿圈相互啮合的机械式连续造斜器定子转子定位机构其特征是：采用滑键一双螺旋锁套结构形式，由一凸头弧形滑键(5)和在双螺旋面交汇点位置开有凹槽的双螺旋锁套(6)所构成，双螺旋端面系由对称的左、右螺旋面构成。滑键(5)可以固定在上轴(3)上，双螺旋锁套(6)固定在定子外壳(13)上，也可以互换位置，还可将滑键(5)与转子做成一个整体。

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