CN209556962U - 一种可调式机械定位结构和上下钻杆设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可调式机械定位结构和上下钻杆设备，涉及地质钻探技术领域，解决了机械定位不可调的技术问题。该可调式机械定位结构包括旋转件、第一定位件、第二定位件和架体；所述架体上开设多个定位孔；所述第一定位件安装于可旋转的所述旋转件上；所述第二定位件通过所述定位孔可调位置的安装于所述架体上；所述第二定位件与随所述旋转件旋转的所述第一定位件相互抵触以进行机械定位。本实用新型能够依据钻杆的钻进角度不同调整第二定位件的安装位置，第一定位件所能旋转的范围也随之改变，从而满足钻探垂直井及不同斜度的井的需要，提高钻杆与动力头的同轴度的精度。

Description

一种可调式机械定位结构和上下钻杆设备

技术领域

本实用新型涉及地质钻探技术领域，尤其是涉及一种可调式机械定位结构和上下钻杆设备。

背景技术

目前在石油钻探方面，上下钻杆设备已被广泛应用，包括猫道和二层台机械手等。但是在地质钻探方面上下钻杆设备尚未完善，且大多应用于垂直井钻探。在地质钻探方面，上下钻杆设备辅助装卸钻杆时，要求动力头与钻杆的同轴度很高，从而有利于钻杆装卸于动力头，通过动力头提供的动力驱动钻杆进行钻孔。动力头的轴线与井口的轴线同轴设置。

现有技术中，上下钻杆设备中通过对旋转驱动件旋转角度的定位实现对钻杆旋转角度的限制。一种方法是通过位置传感器来实现旋转驱动件旋转角度的定位，但这种方法的精度无法满足动力头与钻杆的同轴度很高的要求，另一种方法是通过旋转驱动件自身旋转角度定位实现对钻杆旋转角度的限制，但是该方法的定位是固定角度，无法满足不同斜度井对不同角度的需要。即使有使用于倾斜井钻探的结构，但是因上下钻杆设备与动力头的基准彼此独立，上下钻杆设备很难将钻杆调整到能够满足钻探倾斜井时的钻探角度精度要求。

在地质钻探时，需要根据地层特点，钻进对应角度的井，不同地层钻进的角度也常常不同，上下钻杆设备需要将钻杆安装于动力头，因此，旋转驱动件的旋转角度也需要与钻进角度相匹配。为保证钻杆与动力头的同轴度，可以通过机械定位的方式来确保同轴度的精度，另外需要机械定位可调以适应不同的钻进角度，来确定旋转驱动件驱动钻杆进行旋转运动的最终位置。但是现有技术中不具备依据钻进角度对旋转驱动件进行可调式机械定位的结构。

实用新型内容

本实用新型第一方面的目的在于提供一种可调式机械定位结构，以解决现有技术中存在的机械定位不可调的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种可调式机械定位结构，包括旋转件、第一定位件、第二定位件和架体；所述架体上开设多个定位孔；

所述第一定位件安装于可旋转的所述旋转件上；所述第二定位件通过所述定位孔可调位置的安装于所述架体上；所述第二定位件与随所述旋转件旋转的所述第一定位件相互抵触以进行机械定位

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述的可调式机械定位结构，多个所述定位孔沿同一圆弧布设，所述圆弧所在平面垂直于所述旋转件的旋转轴线，且所述圆弧的圆心在所述旋转轴线上。

进一步，所述的可调式机械定位结构，所述第二定位件开设与所述定位孔对应连通的安装孔。

进一步，所述的可调式机械定位结构，所述安装孔设置为至少一个，所述安装孔与所述定位孔适配连通。

进一步，所述的可调式机械定位结构，多个所述定位孔等间隔弧度设置。

进一步，所述的可调式机械定位结构，所述安装孔形成为具有一定安装弧度的弧形孔，所述安装弧度与所述间隔弧度同弧度设置。

进一步，所述的可调式机械定位结构，所述第一定位件和所述第二定位件均设置为弧形段结构。

进一步，所述的可调式机械定位结构，所述第一定位件旋转至与所述第二定位件相抵触的角度范围为90°至135°。

进一步，所述的可调式机械定位结构，所述旋转件通过旋转驱动件旋转；所述架体固定套设所述旋转驱动件的固定端。

本实用新型第二方面的目的在于提供一种上下钻杆设备，以解决现有技术中存在的机械定位不可调的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种上下钻杆设备，包括如本实用新型第一方面所述的可调式机械定位结构。

本实用新型的有益效果是：通过旋转件、第一定位件、第二定位件和架体的设置，第一定位件安装于旋转件，从而使第一定位件随旋转件旋转。第二定位件通过定位孔可调位置的安装于架体上，从而第二定位件和第一定位件之间的第一旋转角度可调节。进而能够依据钻杆的钻进角度不同调整第二定位件的安装位置，第一定位件所能旋转的范围也随之改变，从而满足钻探垂直井及不同斜度的井的需要，提高钻杆与动力头的同轴度的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型立体结构示意图；

图2是架体一视角立体结构示意图；

图3是架体定位结构后视结构示意图；

图4是旋转件主视结构示意图。

图中1-旋转件，2-第一定位件，3-第二定位件，4-架体，5-旋转驱动件，6-钻杆夹持装置，21-第一定位端面，41-定位孔，31-安装孔，32-第二定位端面。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型第一方面提供了一种可调式机械定位结构，包括旋转件1、第一定位件2、第二定位件3和架体4。架体4上开设多个定位孔41。第一定位件2安装于可旋转的旋转件1上。第二定位件3通过定位孔41可调位置的安装于架体4上。第二定位件3与随旋转件1旋转的第一定位件2相互抵触以进行机械定位。

具体的，如图1所示，其中图1是本实用新型立体结构示意图。

旋转件1可与钻杆夹持装置6连接，从而带动钻杆旋转以将钻杆与动力头同轴。架体4可以相对于旋转件1固定设置。将第二定位件3安装在架体4上，从而第二定位件3也是固定设置的，进而第一定位件2随旋转件1旋转至与第二定位件3相抵触，第二定位件3能够对第一定位件2起到阻止第一定位件2继续旋转的作用，从而对第一定位件2定位，进而对钻杆定位。

第一定位件2可以通过螺栓或螺钉固定安装在旋转件1上，当然，第一定位件2也可以与旋转件1采用一体式结构。从而第一定位件2能够随旋转件1的旋转而旋转。

架体4上开设多个定位孔41，定位孔41用于第二定位件3安装于架体4上，以使第二定位件3同架体4固定设置。定位孔41可以采用通孔结构，也可以采用盲孔结构，只要能够安装第二定位件3即可，在此不作限制。

第二定位件3可以通过定位孔41安装在架体4上，由于定位孔41设置为多个，故第二定位件3可以在多个定位孔41之间改变位置的安装以改变与第一定位件2的间距，从而实现第二定位件3可调位置的安装在架体4上。

第一定位件2可随旋转件1旋转，第二定位件3相对第一定位件2固定。第一定位件2具有第一定位端面21，第二定位件3具有第二定位端面32。第一定位端面21和第二定位端面32分别对应为第一定位件2和第二定位件3相邻可抵触的端面。从而旋转件1可旋转的角度为第一定位端面21和第二定位端面32之间的角度。第一定位端面21和第二定位端面32可以完全抵触，也可以部分抵触，在此不作限制。

本实用新型的实施，通过旋转件1、第一定位件2、第二定位件3和架体4的设置，第一定位件2安装于旋转件1，从而使第一定位件2随旋转件1旋转。第二定位件3通过定位孔41可调位置的安装于架体4上，从而第二定位件3和第一定位件2之间的第一旋转角度可调节。依据钻杆的钻进角度不同得出所需第一旋转角度，来调节第二定位件3在架体4上的位置，第一定位件2随旋转件1旋转，当旋转件1达到所设定旋转角度时，设定旋转角度也就是第一旋转旋转角度，第一定位件2抵触第二定位件3，旋转件1停止旋转，从而第一定位件2旋转第一旋转角度与第二定位件3相抵触实现机械定位。进而能够依据钻杆的钻进角度不同调整第二定位件3的安装位置，第一定位件2所能旋转的范围也就是第一旋转角度也随之改变。从而满足钻探垂直井及不同斜度的井的需要，提高钻杆与动力头的同轴度的精度。

作为可选地实施方式，多个定位孔41沿同一圆弧布设，圆弧所在平面垂直于旋转件1的旋转轴线，且圆弧的圆心在旋转轴线上。

具体的，如图1至图3所示，其中图2是架体一视角立体结构示意图。图3是架体定位结构后视结构示意图。

多个定位孔41沿同一圆弧布设，也就是多个定位孔41的圆心在同一圆弧上，并在架体4上间隔布设。而且圆弧所在平面垂直于旋转轴线，且圆弧的圆心在旋转轴线上，从而多个定位孔41距离旋转轴线为等距设置。第二定位件3通过定位孔41安装于架体4上，从而第二定位件3在沿旋转轴线的圆周方向调整位置，以调整第二定位件3与第一定位件2之间的角度。

为了使第一定位件2随旋转件1旋转后与第二定位件3抵触，第一定位件2所在平面垂直于旋转轴线，第一定位件2与旋转轴线的间距相等于第二定位件3与旋转轴线的间距。或者，第一定位件2和第二定位件3的部分结构在同一垂直于旋转轴线的平面内，从而形成第一定位件2和第二定位件3可以部分抵触。

进一步的，第二定位件3开设与定位孔41对应连通的安装孔31。更进一步的，安装孔31设置为至少一个，安装孔31与定位孔41适配连通。

具体的，如图1至图3所示，可以通过螺栓或螺钉穿设安装孔31后与定位孔41螺纹连接，将第二定位件3固定安装在架体4上。安装孔31可以根据需要，或者说可以根据第二定位件3的长度，在第二定位件3上开设为一个或多个，从而增加第二定位件3的稳固性。在一实施例中，安装孔31可以开设为两个。

一个安装孔31可以与一个定位孔41连通，也可以与多个定位孔41连通。由于多个定位孔41沿同一圆弧布设，具有一定的弧度。在一实施例中，定位孔41可以设置为8个。一个安装孔31可以与两个定位孔41连通。为了使一个安装孔31能够与两个定位孔41连通，安装孔31设置为与两个定位孔41同弧度布设。通过安装孔31与不同的定位孔41连接，实现第二定位件3的安装位置可调。

进一步的，多个定位孔41等间隔弧度设置。

具体的，如图1至图3所示，多个定位孔41可等间隔弧度设置，从而有利于第二定位件3可以根据需要在多个定位孔41之间选择要安装的位置。

间隔弧度可以设置为10°，从而可以对第二定位件3的位置调整时，每移动一个定位孔41，可以实现10°弧度的位置移动。当然，间隔弧度也可以根据需要设置为任意的其他弧度，也就是能够使第二定位件3在等间隔的多个定位孔41之间可调位置。

更进一步的，安装孔31形成为具有一定安装弧度的弧形孔，安装弧度与间隔弧度同弧度设置。

具体的，如图1至图3所示，安装孔31的安装弧度可以形成为与间隔弧度同弧度。在一实施例中，安装孔31的安装弧度可以设置成10°，从而对第二定位件3的位置调整时，每移动一个定位孔41，可以实现安装孔31在0°～10°的安装弧度内的无级可调，可根据需要调整角度的范围设计定位孔41的个数。

作为可选地实施方式，第一定位件2和第二定位件3均设置为弧形段结构。

具体的，如图1至图4所示，其中图4是旋转件主视结构示意图。第一定位件2可随旋转件1旋转，第二定位件3可在架体4上调整位置以实现第二定位件3与旋转的第一定位件2抵触而可调整的机械定位。故第二定位件3的可调位置为架体4上设置的多个定位孔41的分布弧度。第二定位件3可以设置为弧形段结构，从而有利于第二定位件3在圆弧方向的调整。同样的，第一定位件2也可以设置为弧形段结构。

作为可选地实施方式，第一定位件2旋转至与第二定位件3相抵触的角度范围为90°至135°。

具体的，如图1至图4所示，对直井进行钻探时，需要第一定位件2旋转至与第二定位件3相抵触的角度为90°；对斜井进行钻探时，需要第一定位件2旋转至第二定位件3相抵触的最大角度为135°。故第二定位件3能够在第一定位件2旋转角度为90°至135°的范围内可调，以改变第一定位件2的旋转角度。

作为可选地实施方式，旋转件1通过旋转驱动件5旋转。架体4固定套设旋转驱动件5的固定端。

具体的，如图1所示，旋转驱动件5可以为低速液压摆动缸，旋转驱动件5的输出端与旋转件1连接以驱动旋转件1旋转。架体4固定套设旋转驱动件5的固定端，如低速液压马达的缸体，从而将架体4固定设置，进而将第二定位件3固定设置，将第一定位件2旋转设置。

本实用新型第二方面提供一种上下钻杆设备，包括如本实用新型第一方面所述的可调式机械定位结构。

具体的，通过以上关于可调式机械定位结构的详细说明，所属技术领域的技术人员易于得到包括根据本实用新型的可调式机械定位结构的上下钻杆设备。

这里首选需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种可调式机械定位结构，其特征在于，包括旋转件(1)、第一定位件(2)、第二定位件(3)和架体(4)；

所述架体(4)上开设多个定位孔(41)；

所述第一定位件(2)安装于可旋转的所述旋转件(1)上；

所述第二定位件(3)通过所述定位孔(41)可调位置的安装于所述架体(4)上；

所述第二定位件(3)与随所述旋转件(1)旋转的所述第一定位件(2)相互抵触以进行机械定位。

2.根据权利要求1所述的可调式机械定位结构，其特征在于，多个所述定位孔(41)沿同一圆弧布设，所述圆弧所在平面垂直于所述旋转件(1)的旋转轴线，且所述圆弧的圆心在所述旋转轴线上。

3.根据权利要求2所述的可调式机械定位结构，其特征在于，所述第二定位件(3)开设与所述定位孔(41)对应连通的安装孔(31)。

4.根据权利要求3所述的可调式机械定位结构，其特征在于，所述安装孔(31)设置为至少一个，所述安装孔(31)与所述定位孔(41)适配连通。

5.根据权利要求3所述的可调式机械定位结构，其特征在于，多个所述定位孔(41)等间隔弧度设置。

6.根据权利要求5所述的可调式机械定位结构，其特征在于，所述安装孔(31)形成为具有一定安装弧度的弧形孔，所述安装弧度与所述间隔弧度同弧度设置。

7.根据权利要求1所述的可调式机械定位结构，其特征在于，所述第一定位件(2)和所述第二定位件(3)均设置为弧形段结构。

8.根据权利要求1所述的可调式机械定位结构，其特征在于，所述第一定位件(2)旋转至与所述第二定位件(3)相抵触的角度范围为90°至135°。

9.根据权利要求1所述的可调式机械定位结构，其特征在于，所述旋转件(1)通过旋转驱动件(5)旋转；所述架体(4)固定套设所述旋转驱动件(5)的固定端。

10.一种上下钻杆设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的可调式机械定位结构。