CN210948545U - 一种钻杆导向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻杆导向装置，包括设置有供钻杆通过的通孔的固定座，所述固定座上与通孔同轴转动安装有转动座，所述转动座上沿与通孔同轴的圆周均匀间隔设置的若干瓣状导向座，且瓣状导向座沿直径方向滑动设置在转动座上；所述转动座与瓣状导向座的一侧之间设置有用于推动瓣状导向座滑动的顶推装置；所述瓣状导向座靠近钻杆的一侧为对应钻杆侧壁设置的弧面，所述弧面上阵列设置有若干沿钻杆轴向转动的导向滚轮；本实用新型具有在钻杆钻进时间对钻杆进行轴向导向和径向减震、有效保证钻杆钻进的位置精度和稳定性、能够便捷适应不同直径的钻杆的安装导向的有益效果。

Description

一种钻杆导向装置

技术领域

本实用新型属于钻探装置的技术领域，具体涉及一种钻杆导向装置。

背景技术

钻杆是一种圆柱状的钢管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置,钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。目前，由于钻杆使用时其具有较长的长度，而现有钻机大多缺乏必要的导向装置，因此在进行钻掘时钻杆会在径向和轴向发生窜动，进而导致钻杆卡死导致钻机损坏，同时过大的钻杆摆动量也影响着钻孔的精度，为挖掘钻孔工作带来困扰。

公告号CN107366517A公开了一种钻杆导向架，包括钻杆、上钻杆导向架和下钻杆导向架，钻杆上设置有钻杆保持架，上钻杆导向架上设置有上钻杆导向架油缸，下钻杆导向架上设置有下钻杆导向架油缸，该钻杆保持架结构固定，不能对不同大小半径的钻杆进行适应调整，使用具有一定的局限性。

因此，针对现有的钻杆导向装置存在的不能有效对对钻杆进行径向和轴向导向，同时不能兼容不同直径的钻杆进行兼容安装导向的缺陷，本实用新型公开了一种钻杆导向装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钻杆导向装置，实现在钻杆的钻进过程中，不阻碍钻杆的自身转动和钻进，同时有效对钻杆进行径向和轴向导向，并兼容不同直径的钻杆实现便捷安装导向的功能。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种钻杆导向装置，包括设置有供钻杆通过的通孔的固定座，所述固定座上与通孔同轴转动安装有转动座，所述转动座上沿与通孔同轴的圆周均匀间隔设置的若干瓣状导向座，且瓣状导向座沿直径方向滑动设置在转动座上；所述转动座与瓣状导向座的一侧之间设置有用于推动瓣状导向座滑动的顶推装置；所述瓣状导向座靠近钻杆的一侧为对应钻杆侧壁设置的弧面，所述弧面上阵列设置有若干垂直于钻杆轴向转动的导向滚轮。

工作原理：

固定座的中心处设置有供钻杆穿过的通孔，通孔的直径大于钻杆的直径，固定座通过地脚螺栓固定在需要进行钻孔的地面上。固定座的顶部与通孔同轴转动设置有转动座，转动座的内部与通孔同轴设置有圆柱状的空腔用于安装瓣状导向座。转动座的内部设置有至少两个瓣状导向座，若干瓣状导向座沿与通孔同轴的圆周均匀间隔设置，且每一个瓣状导向座均沿水平面上指向通孔轴向的直径方向滑动设置在转动座上，同时在每一个瓣状导向座远离通孔的一侧与转动座的内侧面之间设置有顶推装置，在每一个瓣状导向座靠近通孔，即靠近钻杆的一侧上阵列设置有若干垂直于钻杆轴向转动的导向滚轮。将钻杆装入通孔内部时，顶推装置的顶推端处于回缩状态，此时瓣状导向座上的导向滚轮与钻杆之间留有间距，然后每一个瓣状导向座均在顶推装置的推动下同步朝向靠近钻杆的方向滑动，直到每一个瓣状导向座上的导向滚轮与钻杆的侧壁接触，实现对钻杆的径向限位，避免钻杆在钻进时发生径向窜动。当钻杆被导向滚轮限位后，钻杆即可在外部驱动装置的带动下开始钻进，导向滚轮在径向限位钻杆的同时通过轮缘与钻杆侧壁之间的相对滚动，并不阻碍钻杆的轴向钻进也进行轴向导向。同时转动座伴随钻杆的转动在固定座上进行同步转动，并不妨碍钻杆的自身转动。同时，通过顶推装置带动瓣状导向座沿水平面上指向通孔轴心的方向滑动，进而实现调节了轴向布置的若干瓣状导向座上的导向滚轮的轮缘构成的限位圆周的直径，以适应不同直径的钻杆的安装导向。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述顶推装置包括顶推气缸、径向减震弹簧、滑轨、滑块，所述转动座上平行于指向通孔中心的直径方向设置有滑轨，所述滑轨上滑动设置有滑块，所述滑块与瓣状导向座的底部连接；所述转动座的内侧与瓣状导向座远离通孔的一侧之间设置有顶推气缸和径向减震弹簧。

顶推气缸和径向减震弹簧均沿水平面上指向通孔轴心的方向设置在转动座的内侧壁与瓣状导向座远离钻杆的一侧之间，对应每一个瓣状导向座均设置有一个顶推气缸。在转动座的顶部对应每一个瓣状导向座沿水平面上指向通孔轴心的方向设置有滑轨，瓣状导向座的底部通过滑块与滑轨滑动连接，实现瓣状导向座沿水平面上指向通孔轴心的方向进行滑动，通过顶推气缸朝向靠近钻杆的方向顶推瓣状导向座，使得瓣状导向座上的导向滚轮的轮缘与钻杆接触实现导向。径向减震弹簧的一端与转动座的内侧壁固定连接，径向减震弹簧的另一端与瓣状导向座远离钻杆的一侧之间分体式抵接，当瓣状导向座发生径向窜动时，瓣状导向座挤压径向减震弹簧通过径向减震弹簧的形变减轻钻杆的径向窜动。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述瓣状导向座的底部平行于指向通孔中心的直径方向的两侧分别设置有滑轨。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述滑轨的表面上包覆有光滑耐磨层。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述固定座上与通孔同轴设置有转动环槽，所述转动座的底部设置有与转动环槽转动连接的转动环，所述转动环外侧环面与固定座的内侧面之间设置有转动轴承。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述转动环槽的深度大于转动环的高度，且转动环的底部端面与转动环槽的槽底端面之间设置有轴向减震弹簧，所述轴向减震弹簧的顶部与转动环的底部固定连接，所述轴向减震弹簧的底部与转动环槽的槽底端面滑动连接。转动环在转动环槽内部转动时，由于轴向减震弹簧的顶部与转动环的底部固定连接，因此轴向减震弹簧伴随转动环共同转动，轴向减震弹簧的底部与转动环槽的槽底端面之间相对滑动，不会影响轴向减震弹簧伴随转动环的转动。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述瓣状导向座的顶部设置有与通孔同轴的导向锥面。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述瓣状导向座上沿平行于通孔轴向设置有若干镂空槽。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过在带有供钻杆穿过的通孔的固定座顶部同轴转动设置转动座，并在转动座的内部沿与通孔同轴的圆周设置若干瓣状导向座，并且将瓣状导向座沿水平面上指向通孔轴心的方向滑动安装在转动座上，然后通过沿水平面上指向通孔轴心的方向设置在转动座内侧壁和瓣状导向座远离钻杆一侧之间的顶推装置带动瓣状导向座靠近钻杆滑动，进而使得瓣状导向座上的导向滚轮的轮缘与钻杆的侧壁接触，进而实现对钻杆的径向限位，同时通过导向滚轮与钻杆侧壁之间的相对滚动实现对钻杆钻进过程中的轴向导向；

（2）本实用新型通过顶推装置带动瓣状导向座沿水平面上指向通孔轴心的方向滑动，进而调节了呈圆周布置的若干瓣状导向座上的导向滚轮所构成的限位圆周的大小，以适应不同直径的钻杆的兼容导向安装，适用性更广；

（3）本实用新型通过在转动座的内侧壁与瓣状导向座远离钻杆的一侧之间沿水平面上指向通孔轴心的方向设置径向减震弹簧，通过径向减震弹簧有效减轻瓣状导向座的径向窜动，进而减轻钻杆钻进时的径向窜动；同时通过在转动座底部的转动环的底部端面与固定座顶部的转动环槽的槽底端面之间设置轴向减震弹簧，通过轴向减震弹簧减轻转动座与固定座之间的轴向震动，进而减轻钻杆钻进过程中的轴向震动，最终使得钻杆的钻进更加稳定。

附图说明

图1为本实用新型未导向钻杆的状态示意图；

图2为本实用新型导向钻杆的状态示意图；

图3为本实用新型的俯视图。

其中：1-固定座；2-转动座；3-瓣状导向座；4-顶推装置；5-导向滚轮；11-转动环槽；12-转动环；13-转动轴承；14-轴向减震弹簧；41-顶推气缸；42-径向减震弹簧；43-滑轨；44-滑块。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的一种钻杆导向装置，如图1和图2所示，包括设置有供钻杆通过的通孔的固定座1，所述固定座1上与通孔同轴转动安装有转动座2，所述转动座2上沿与通孔同轴的圆周均匀间隔设置的若干瓣状导向座3，且瓣状导向座3沿直径方向滑动设置在转动座2上；所述转动座2与瓣状导向座3的一侧之间设置有用于推动瓣状导向座3滑动的顶推装置4；所述瓣状导向座3靠近钻杆的一侧为对应钻杆侧壁设置的弧面，所述弧面上阵列设置有若干沿钻杆轴向转动的导向滚轮5。

固定座1通过地脚螺栓固定安装在需要钻孔的地面上，固定座1的中心处设置有直径大于钻杆供钻杆穿过的通孔，固定座1上与通孔同轴转动安装有转动座2，转动座2的底部对应通孔也设置直径大于钻杆直径的供钻杆穿过的过孔。转动座2的内部空腔中沿与通孔同轴的圆周方向均匀设置有至少两个瓣状导向座3，瓣状导向座3的数量根据钻杆的直径决定，钻杆的直径较大时则采用三个或三个以上的瓣状导向座3，钻杆直径较小时采用至少两个瓣状导向座3。每一个瓣状导向座3均沿水平面上指向通孔轴心的方向滑动安装在转动座2的顶部，且瓣状导向座3靠近钻杆的一侧为对应钻杆侧壁设置的弧面，瓣状导向座3远离钻杆的一侧为平面通过顶推装置4与转动座2的内侧壁连接，对应每一个瓣状导向座3均设置有一个顶推装置4。钻杆装入通孔内部后，此时瓣状导向座3靠近钻杆一侧上的导向滚轮5的轮缘与钻杆侧壁存在间距并未接触，然后通过顶推装置4带动瓣状导向座3朝向靠近钻杆方向滑动，使得瓣状导向座3上的导向滚轮5的轮缘与钻杆的侧壁接触，若干个压圆周设置的瓣状导向座3上的导向滚轮5的轮缘将钻杆的侧壁在水平面上贴紧固定，进而实现对钻杆的径向限位，放置钻杆在钻进时发生径向窜动。同时，导向滚轮5能够沿垂直于钻杆轴向的竖直方向进行滚动，当钻杆钻进时，导向滚轮5的轮缘与钻杆的侧壁之间发生相对滚动，不阻碍钻杆的轴向钻进同时通过导向滚轮5的滚动对钻杆进行轴向导向。同时，在钻杆进行自身转动时，转动座2匹配钻杆在固定座1的顶部进行同步转动，不阻碍钻杆的自身转动，进而实现在钻杆自转钻进时对钻杆进行轴向导向和径向防窜动。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图2和图3所示，所述顶推装置4包括顶推气缸41、径向减震弹簧42、滑轨43、滑块44，所述瓣状导向座3的底部平行于指向通孔中心的方向的两侧分别设置有滑轨43，所述滑轨43上滑动设置有滑块44，所述滑块44与瓣状导向座3的底部连接；所述转动座2的内侧与瓣状导向座3远离通孔的一侧之间设置有顶推气缸41和径向减震弹簧42。

对应每一个瓣状导向座3的底部两侧平行对齐设置有两根滑轨43，且两根滑轨43均沿水平面上指向通孔轴心的方向设置。滑轨43上滑动设置有滑块44，滑块44的顶部通过连接螺栓与瓣状导向座3的底部连接，通过滑块44与滑轨43之间的滑动连接实现瓣状导向座3沿着滑轨43朝指向通孔轴心的方向滑动。为了避免滑块44在滑轨43上滑动过位，因此在滑轨43的两端设置有限位挡块用于限制滑块44的极限滑动位置。

瓣状导向座3远离钻杆的一侧为平面，且在瓣状导向座3远离钻杆的一侧平面与转动座2的内侧面之间沿水平面上指向通孔轴心的方向设置有顶推气缸41，顶推气缸41的固定端与转动座2的内侧壁连接，顶推气缸41的顶推端与瓣状导向座3远离钻杆的平面连接，同时在顶推气缸41的一侧平行设置有径向减震弹簧42，径向减震弹簧42的一端与转动座2的内侧壁固定连接，径向减震弹簧42的另一端与瓣状导向座3远离钻杆的平面分体式抵接，当瓣状导向座3发生径向窜动时即会挤压径向减震弹簧42，径向减震弹簧42压缩形变进而缓冲瓣状导向座3的径向震动，进而缓冲钻杆的径向震动。

所述顶推气缸41可采用气缸、油缸、推杆等顶推装置中的任意一种，同时为了避免滑轨43磨损，在滑轨43的表面上包覆有光滑耐磨层。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，如图2所示，所述固定座1上与通孔同轴设置有转动环槽11，所述转动座2的底部设置有与转动环槽11转动连接的转动环12，所述转动环12外侧环面与固定座1的内侧面之间设置有转动轴承13；所述转动环槽11的深度大于转动环12的高度，且转动环12的底部端面与转动环槽11的槽底端面之间设置有轴向减震弹簧14，所述轴向减震弹簧14的顶部与转动环12的底部固定连接，所述轴向减震弹簧14的底部与转动环槽11的槽底端面滑动连接。

转动环12与通孔同轴且固定设置在转动座2的底部，在固定座1的顶部与通孔同轴设置有转动环槽11，转动环12转动设置在转动环槽11中，进而实现转动座2在固定座1顶部的转动。同时，由于转动环槽11的深度大于转动环12的高度，因此转动环12的底部端面与转动环槽11的槽底端面之间留有一定空间，在这个空间中平行于通孔的轴向设置有若干轴向减震弹簧14，轴向减震弹簧14通过轴向形变吸收轴向震动，进而减轻转动座2的轴向震动，最终实现减轻钻杆的轴向震动，使得钻杆的钻进更加稳定。同时在转动环12外侧环面与固定座1的内侧面之间设置有转动轴承13，通过轴承13支撑转动座2的同时有效减轻转动环12侧壁与转动环槽11侧壁之间的摩擦，延长转动环12的使用时间。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，所述瓣状导向座3的顶部设置有与通孔同轴的导向锥面。

导向锥面呈从上至下直径依次减小的形状，当钻杆装入通孔内部时，导向锥面能对钻杆的轴向安装进行一定导向，避免钻杆与其余部件发生剧烈撞击或移位。

所述瓣状导向座3上沿平行于通孔轴向设置有若干镂空槽，通过镂空槽可实时观察位于瓣状导向座3内侧的钻杆的钻进情况以便进行实时调整。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钻杆导向装置，包括设置有供钻杆通过的通孔的固定座（1），其特征在于，所述固定座（1）上与通孔同轴转动安装有转动座（2），所述转动座（2）上沿与通孔同轴的圆周均匀间隔设置的若干瓣状导向座（3），且瓣状导向座（3）沿直径方向滑动设置在转动座（2）上；所述转动座（2）与瓣状导向座（3）的一侧之间设置有用于推动瓣状导向座（3）滑动的顶推装置（4）；所述瓣状导向座（3）靠近钻杆的一侧为对应钻杆侧壁设置的弧面，所述弧面上阵列设置有若干沿钻杆轴向转动的导向滚轮（5）。

2.根据权利要求1所述的一种钻杆导向装置，其特征在于，所述顶推装置（4）包括顶推气缸（41）、径向减震弹簧（42）、滑轨（43）、滑块（44），所述转动座（2）上平行于指向通孔中心的直径方向设置有滑轨（43），所述滑轨（43）上滑动设置有滑块（44），所述滑块（44）与瓣状导向座（3）的底部连接；所述转动座（2）的内侧与瓣状导向座（3）远离通孔的一侧之间设置有顶推气缸（41）和径向减震弹簧（42）。

3.根据权利要求2所述的一种钻杆导向装置，其特征在于，所述瓣状导向座（3）的底部平行于指向通孔中心的直径方向的两侧分别设置有滑轨（43）。

4.根据权利要求2或3所述的一种钻杆导向装置，其特征在于，所述滑轨（43）的表面上包覆有光滑耐磨层。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种钻杆导向装置，其特征在于，所述固定座（1）上与通孔同轴设置有转动环槽（11），所述转动座（2）的底部设置有与转动环槽（11）转动连接的转动环（12），所述转动环（12）外侧环面与固定座（1）的内侧面之间设置有转动轴承（13）。

6.根据权利要求5所述的一种钻杆导向装置，其特征在于，所述转动环槽（11）的深度大于转动环（12）的高度，且转动环（12）的底部端面与转动环槽（11）的槽底端面之间设置有轴向减震弹簧（14），所述轴向减震弹簧（14）的顶部与转动环（12）的底部固定连接，所述轴向减震弹簧（14）的底部与转动环槽（11）的槽底端面滑动连接。

7.根据权利要求1-3任一项所述的一种钻杆导向装置，其特征在于，所述瓣状导向座（3）的顶部设置有与通孔同轴的导向锥面。

8.根据权利要求1-3任一项所述的一种钻杆导向装置，其特征在于，所述瓣状导向座（3）上沿平行于通孔轴向设置有若干镂空槽。

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