CN212359605U - 气水两用式动力头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气水两用式动力头，包括上下固定相连的驱动部件和中心管，以及与中心管径向相连的导气座；驱动部件的动力输出端固设于轴承支撑腔内，且与中心管上端驱动连接；中心管垂直贯穿整个介质腔，而导气座则由介质腔内垂直向外延伸；在中心管与导气座的连接处设有第一密封部件，第一密封部件套置于中心管上且通过锁紧端盖实现自身轴向压缩量的调整。本实用新型在使用时只需简单的更换介质源，便可在钻井过程中进行空气钻井和泥浆钻井两种方式之间的切换。本实用新型结构紧凑、操作简单方便，适用于石油勘探、地质勘察过程的钻井工作中。

Description

气水两用式动力头

技术领域

本实用新型属于钻井工具技术领域，涉及用于人抬式山地钻机上的动力头,具体地说是一种气水两用式动力头。

背景技术

在石油勘探、地质勘察等领域利用山地钻机进行钻井工作时，根据地质情况一般采用两种洗井介质：空气、泥浆。但不管采用哪种洗井介质，它都要通过山地钻机的动力头从钻具中心孔到达井底，通过自身所携带的一定压力来将钻削（碎石、粉尘或泥土）从钻具和井孔之间的缝隙上返至井口，从而实现钻井进尺的目的。所以这就需要动力头具有一定的密封性，但不同的洗井介质对动力头的密封要求也有所不同：当利用泥浆作为洗井介质时，动力头就需要具备良好的密封性，否则动力头中的泥浆一旦泄漏，泥浆中细小尘土颗粒就会对轴承的旋转面造成磨损，使轴承的使用寿命降低，影响钻井效率；而当利用空气作为洗井介质时，动力头的密封性则不能过好，否则动力头中的洗井介质密封件很可能因为长时间承受强大的空气压力而损坏。所以，现有动力头上设置的洗井介质密封结构一般只能适用于一种洗井介质，也就是说在钻井过程中，如果要更换洗井介质，则必须要对动力头进行更换。施工过程中反复对动力头进行更换，增加了许多额外不必要的工作时间，一定程度上降低了钻井的施工效率。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的以上不足，本实用新型旨在提供一种气水两用式动力头，以达到只需简单的更换介质源，便可在钻井过程中进行空气钻井和泥浆钻井两种方式之间的切换的目的。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种气水两用式动力头，包括上下固定相连的驱动部件和中心管，以及与中心管径向相连的导气座；驱动部件的动力输出端固设于轴承支撑腔内，且与中心管上端驱动连接；中心管垂直贯穿整个介质腔，而导气座则由介质腔内垂直向外延伸；在中心管与导气座的连接处设有第一密封部件，第一密封部件套置于中心管上且通过锁紧端盖实现自身轴向压缩量的调整。

作为本实用新型的限定，锁紧端盖位于第一密封部件的底端，并通过紧定部件固定于外壳上。

作为本实用新型的另一种限定，轴承支撑腔与介质腔的连接处设有第二密封部件，用于隔离轴承支撑腔和介质腔。

作为本实用新型的第三种限定，轴承支撑腔内上下相对设置有两个用于支撑中心管的轴承。

作为本实用新型的进一步限定，所述轴承为圆锥滚子轴承，且轴承支撑腔一侧设有用于调整两个圆锥滚子轴承之间间隙的调整螺母。

作为本实用新型的第四种限定，中心管与导气座之间还设有用于防止介质泄漏的隔套。

作为本实用新型的还有一种限定，导气座上设有介质泄压孔，且导气座与中心管是可拆卸连接的。

作为本实用新型的其它限定，驱动部件的动力输出端与中心管的上端通过法兰盘驱动连接。

由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的有益效果是：

（1）本实用新型中的动力头设有相互分离的轴承支撑腔和介质腔两大部分，并且通过第一密封部件和第二密封部件来提高轴承支撑腔和介质腔的密封性。其中，第一密封部件能够通过锁紧端盖来实现对自身轴向压缩量的调整，避免了因密封部件在加工时因尺寸不易保证而导致洗井介质泄漏的问题。最主要的：轴承支撑腔、介质腔的分离设置和第一密封部件的轴向压缩可调性，两种结构组合在一起进行使用，能够使本装置上设置的密封结构可同时适用空气、泥浆两种洗井介质，有效避免了目前动力头在采用空气钻井和泥浆钻井互换时的繁琐工作，节约了钻井的施工时间，大大提高了钻井效率；

（2）本实用新型中因为轴承支撑腔、介质腔的分离结构，使得洗井介质的入口（导气座）不再处于支撑中心管的两个轴承之间，而是单独位于下方密封的介质腔内，有效的解决了洗井介质（尤其是泥浆）因为泄漏而对轴承造成磨损的问题。并且用于密封导气座和中心管的第一密封部件易于损坏，需要经常更换，而轴承支撑腔和介质腔的分离（导气座与轴承的分离），使得对第一密封部件的更换更加简单、快捷；

（3）本实用新型中在轴承支撑腔内相对设有两个用于支撑中心管的轴承，并且两个轴承之间的间隙通过调整螺母实现可调性，从而在进行破岩钻井的工作时，能够保证中心管可以承受钻井过程中的径向力和轴向力而不受损坏。

综上所述，本实用新型结构紧凑、操作简单方便，可同时适用空气、泥浆两种洗井介质。

本实用新型适用于人抬式山地钻机上，用于石油勘探、地质勘察过程的钻井工作中。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例的纵剖结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图。

图中：1、驱动部件；2、中心管；3、导气座；4、第一密封部件；5、第二密封部件；6、锁紧端盖；7、紧定部件；8、轴承；9、调整螺母；10、油杯；11、油封；12、油封座。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例 一种气水两用式动力头

如图1至图2所示，本实施例中的动力头设有上下分离的轴承支撑腔和介质腔两部分。其中，驱动部件1的动力输出端位于上方的轴承支撑腔内，并通过法兰盘与中心管2的上端驱动连接；中心管2垂直贯穿整个介质腔，而与中心管2径向相连的导气座3则由介质腔内垂直向外延伸。在介质腔内，中心管2与导气座3相连的位置处设有第一密封部件4，第一密封部件4套置于中心管2上，并通过锁紧端盖6来实现自身轴向压缩量的调整。从而利用整体结构组成来实现动力头对空气、泥浆洗井介质的两用性。

轴承支撑腔和介质腔之间为绝对密封结构，即在轴承支撑腔和介质腔的连接处设有第二密封部件5，进一步防止洗井介质（尤其是泥浆）泄漏后进入轴承支撑腔内对轴承8造成损坏。

一、轴承支撑腔部分

如图1所示，在轴承支撑腔部分，除了设有用于连接驱动部件1和中心管2的法兰盘外，还固定设置有两个用于支撑中心管2转动的轴承8。两个轴承8在轴承支撑腔内上下相对设置，即两个轴承8内圈部分均套置在中心管2上，且与中心管2过盈配合，而两个轴承8的外圈部分则固定设置在动力头外壳上。在轴承支撑腔的一侧还设有用于调整两个轴承8之间间隙的调整螺母9，以根据中心管2的转速来具体对两个轴承8的位置进行调整，使轴承8能够根据需求对中心管2进行更好的支撑和保护。

本实施例中，两个轴承8均采用圆锥滚子轴承，并且为了保证轴承8的润滑，在轴承支撑腔内还设有油杯10。油杯10位于两个轴承8之间，为轴承8的转动提供润滑油。相配合的，在第二个轴承8的底部固定设置有油封11和油封座12，以防止润滑油漏失。

二、介质腔部分

如图1所示，介质腔部分主要包括中心管2以及与中心管2径向可拆卸相连的导气座3，而为了保证洗井介质在输送时不泄漏，中心管2和导气座3外部相连处设置有第一密封部件4。第一密封部件4套置于中心管2上，且基本将介质腔完全填充。因为第一密封部件4一般采用橡胶材质，在加工时尺寸精度不易保证，所以在第一密封部件4的下端设有用于调整第一密封部件4轴向压缩量的锁紧端盖6。锁紧端盖6套置在中心管2上，且可以于中心管2的轴向上进行移动并固定。锁紧端盖6通过紧定部件7固定在动力头外壳上，以防止锁紧端盖6在使用时松脱。

中心管2和导气座3的内部连接处还设置有隔套，一方面用于防止在中心管2转动时对导气座3造成磨损，另一方面用于保证中心管2和导气座3之间连接的密封性。中心管2和导气座3之间为可拆卸连接关系，以便于定期对第一密封部件4进行更换。并且导气座3上还设置有泄压孔，以防止内部压力过大而对装置造成损坏。

三、使用过程

使用本实施例时，动力头由驱动部件1通过法兰盘直接驱动中心管2，继而带动连接于中心管2下端的下接头旋转，进行破岩钻井的工作。而在整个工作过程中，还需要通过导气座3向井底输送洗井介质，以提供冲力将井内的碎石岩屑带出，从而实现钻井进尺的目的。当需要更换洗井介质时，只需要改变介质源并通过锁紧端盖6来适当调整中心管2与导气座3之间的密封性即可。但一定要注意根据特定的洗井介质来确定第一密封部件4的压缩量，压缩量过小会导致洗井介质泄漏，而压缩量过大会导致第一密封部件4与中心管2接触过紧，中心管2转动时摩擦发热，使第一密封部件4提前损坏失效。

需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种气水两用式动力头，包括上下固定相连的驱动部件和中心管，以及与中心管径向相连的导气座，其特征在于：驱动部件的动力输出端固设于轴承支撑腔内，且与中心管上端驱动连接；中心管垂直贯穿整个介质腔，而导气座则由介质腔内垂直向外延伸；在中心管与导气座的连接处设有第一密封部件，第一密封部件套置于中心管上且通过锁紧端盖实现自身轴向压缩量的调整。

2.根据权利要求1所述的气水两用式动力头，其特征在于：锁紧端盖位于第一密封部件的底端，并通过紧定部件固定于外壳上。

3.根据权利要求1所述的气水两用式动力头，其特征在于：轴承支撑腔与介质腔的连接处设有第二密封部件，用于隔离轴承支撑腔和介质腔。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的气水两用式动力头，其特征在于：轴承支撑腔内上下相对设置有两个用于支撑中心管的轴承。

5.根据权利要求4所述的气水两用式动力头，其特征在于：所述轴承为圆锥滚子轴承，且轴承支撑腔一侧设有用于调整两个圆锥滚子轴承之间间隙的调整螺母。

6.根据权利要求1-3、5中任意一项所述的气水两用式动力头，其特征在于：中心管与导气座之间还设有用于防止介质泄漏的隔套。

7.根据权利要求1-3、5中任意一项所述的气水两用式动力头，其特征在于：导气座上设有介质泄压孔，且导气座与中心管是可拆卸连接的。

8.根据权利要求1-3、5中任意一项所述的气水两用式动力头，其特征在于：驱动部件的动力输出端与中心管的上端通过法兰盘驱动连接。

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