CN212535533U - 一种螺杆钻具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺杆钻具，包括螺杆钻具主体、减震机构和钻头。其中，螺杆钻具主体包括筒体、旁通阀、防掉节、钻具马达、万向轴和传动轴，通过钻井液从旁通阀进入螺杆钻具的马达，钻具马达驱动万向轴和传动轴旋转，实现钻头旋转；减震机构包括旋转杆、球齿机组件、转盘和轴承，实现减震效果；通过可上下移动的钻头实现预打孔效果。本实用新型结构新颖，设计简单，可在钻孔过程中，使传动轴在更稳定的情况下工作，延长螺杆钻具的使用寿命。

Description

一种螺杆钻具

技术领域

本实用新型涉及一种螺杆钻具，应用于钻井用设备领域。

背景技术

螺杆钻具是一种以钻井液为动力液的井下动力钻具，又称为容积式马达。螺杆钻具通过泥浆泵泵出的钻井液从钻柱进入螺杆钻具的马达，在马达的两端形成一定的压力差，推动马达的转子旋转，并将扭矩和转速通过万向轴和传动轴传递给钻头。

如一公布号为CN109138842A公开了一种可扩孔螺杆钻具，包括螺杆钻具主体和可扩孔钻头，所述螺杆钻具主体包括筒体、旁通阀、钻具驱动马达、万向轴和传动轴，所述旁通阀固定安装在筒体顶端，所述钻具驱动马达、万向轴和传动轴均固定安装在筒体内，且所述钻具驱动马达、万向轴和传动轴沿筒体延伸方向由上往下依次连接，所述可扩孔钻头与传动轴传动连接，所述可扩孔钻头包括钻杆、钻刀、支杆和移动块，所述钻杆的上端与传动轴传动连接，所述移动块滑动设置在钻杆上，所述钻刀的一端固定安装在钻杆的下端，所述钻刀的另一端与支杆的一端固定连接，所述支杆的另一端固定连接在移动块上。本发明结构新颖，调节钻头与钻杆之间的角度就可以调节钻孔的直径，使用方便。

又如一公布号为CN207905700U公开了一种组合式螺杆钻具，包括转动头和套筒，套筒下方设有转动头，转动头转动连接在套筒中。该种组合式螺杆钻具设置了卡齿和底端槽，底端槽其设有三个且呈“三角形”排列使能其利用三角形具有稳定性的原理，将转盘固定在螺旋杆中，避免了螺旋杆在转盘中空转，以及均嵌套设置在底端卡子中，使转动头能从螺旋杆拆下大大的减少了拆卸步骤，卡齿其与螺纹相契合，且其纹路是根据钻头的转动方向而设定，当钻头高速钻洞时，通过钻头与钻孔的摩擦使卡齿其与螺纹结合更加紧密，两者结合该种螺杆钻具能更好的满足人们的需求。

现有技术中存在的问题是，目前投入生产使用的螺杆钻具，在传动轴轴承的高速旋转状态下，当钻头开始钻进岩层时，极易产生震动，造成传动轴轴承碎裂，传动轴损坏，影响螺杆钻具的使用寿命。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种螺杆钻具。本实用新型采用的是通过在传动轴下方铰接连接多个旋转杆，以多杆传导的方式带动钻头旋转，起到减震效果，并且通过巧妙地利用球齿机组件，使钻头上下移动实现预打孔，起到一定的防斜效果。为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种螺杆钻具，包括螺杆钻具主体、减震机构和钻头，所述螺杆钻具主体包括筒体、旁通阀、钻具马达、万向轴和传动轴，其中，旁通阀位于筒体的顶端，钻具马达、万向轴和传动轴顺次连接在筒体内部，旁通阀与钻具马达之间连接有防掉节。

所述减震机构设于传动轴的下方，包括旋转杆、支撑杆、球齿机组件、伺服电机、转盘和轴承，其中，转盘上安装有伺服电机,旋转杆的一端铰接在传动轴的底端，另一端铰接在转盘上，轴承安装在筒体内侧且与转盘配合，转盘轴心还设有球齿机机框，所述球齿机机框内侧设有齿条，伺服电机连接有球齿轮轴插入球齿机机框内，所述球齿轮轴上设有球齿轮与齿条啮合，伺服电机驱动球齿轮旋转带动球齿机机框上下运动，球齿机机框下方连接有钻头。

所述防掉节包括防掉螺母、防掉孔和防掉杆，其中，防掉杆安装在防掉孔中，防掉螺母安装在防掉杆顶端，防掉杆的底端与钻具马达固定连接。

所述旋转杆数量为2个以上，均匀布设铰接在传动轴和转盘之间；所述伺服电机上设有支撑杆铰接在旋转杆上；所述钻头与球齿机机框是可拆卸链接。

基于上述装置，本申请还提出了一种螺杆钻具的具体工作方法，包括以下步骤：

1)钻具马达驱动万向轴运动；

2)万向轴将行星运动转变为传动轴的定轴运动，并带动旋转杆旋转；

3)旋转杆开始旋转，使转盘在轴承中转动，伺服电机与转盘同步转动，球齿机组件旋转，进一步带动钻头旋转；

4)开启伺服电机，伺服电机驱动球齿轮旋转，并带动球齿轮圈上下移动，进一步带动钻头上下移动。

本实用新型的有益效果如下，本实用新型是一种具有减震效果的螺杆钻具，通过在筒体内侧安装轴承与转盘，并使传动轴底端与多个旋转杆铰接连接，以多杆传导的方式带动转盘转动，进一步带动钻头旋转，使传动轴在平稳的情况下工作，起到了较好的减震效果。还通过巧妙地利用球齿机组件，使钻头上下移动实现预打孔，具有一定的防斜作用。

附图说明

图1为本实用新型螺杆钻具的整体结构图；

图2为球齿机组件的左视图；

图3为筒体内部减震机构的俯视图。

图中：1螺杆钻具主体、11筒体、12旁通阀、13钻具马达、14万向轴、15传动轴、16 防掉节、161防掉螺母、162防掉孔、163防掉杆、2减震机构、21旋转杆、22支撑杆、23 球齿机组件、231球齿轮、232球齿机机框、233求齿轮轴、24伺服电机、25转盘、26轴承。

具体实施方式

如图1所示，一种螺杆钻具，包括螺杆钻具主体1、减震机构2和钻头3。其中，螺杆钻具主体1包括筒体11、旁通阀12、钻具马达13、万向轴14和传动轴15，旁通阀12位于筒体11的顶端，可将钻井液从旁通阀倒入，旁通阀把钻井液传输到钻具马达中。钻具马达13、万向轴14和传动轴15顺次连接在筒体11内部，旁通阀12与钻具马达13之间连接有防掉节16。防掉节16包括防掉螺母161、防掉孔162和防掉杆163，其中，防掉杆163安装在防掉孔162中，防掉螺母161安装在防掉杆163顶端，防掉杆163的底端与钻具马达 13固定连接。当螺杆钻具的下部部件发生下沉时，防掉螺母161会随之下沉，引起流道的压力大幅度上升，从而提示工作人员进行停机检修。

如图1-图3所示，减震机构2设于传动轴15的下方，包括旋转杆21、支撑杆22、球齿机组件23、伺服电机24、转盘25和轴承26。其中，转盘25上安装有伺服电机24，旋转杆21的一端铰接在传动轴15的底端，另一端铰接在转盘25上。旋转杆21有多个，均匀布设在传动轴和转盘之间，使传动轴的转动力更好的传导到螺旋杆上，带动转盘转动，并且伺服电机24上设有支撑杆22铰接在其中一个旋转杆21上，起到支撑作用。轴承26安装在筒体11内侧且与转盘25配合，转盘25的轴心设有球齿机机框232，球齿机机框232内侧设有齿条，伺服电机24连接有球齿轮轴233插入球齿机机框232内，球齿轮轴233上设有球齿轮231与齿条啮合，伺服电机24驱动球齿轮231旋转，球齿轮231带动球齿机机框232 上下运动。球齿机机框232下方连接有钻头3，钻头3可以采用PDC钻头，并且钻头3与球齿机机框232是可拆卸链接，可以根据钻孔需求更好相应直径大小的钻头。

基于上述装置，本申请还提出了一种螺杆钻具的具体工作方法，包括以下步骤：首先钻具马达驱动万向轴运动，从而带动传动轴旋转；传动轴旋转时会带动旋转杆旋转，使转盘转动；球齿机组件在转盘的带动下旋转，进一步带动钻头旋转；开启伺服电机，伺服电机驱动球齿轮旋转，使球齿轮带动球齿机机框向下移动，进一步带动钻头上下移动，开始打孔。

本实用新型不局限于上述具体的实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种螺杆钻具，包括螺杆钻具主体(1)、减震机构(2)和钻头(3)，其特征在于：

所述螺杆钻具主体(1)包括筒体(11)、旁通阀(12)、钻具马达(13)、万向轴(14)和传动轴(15)，所述旁通阀(12)位于筒体(11)的顶端，钻具马达(13)、万向轴(14)和传动轴(15)顺次连接在筒体(11)内部，旁通阀(12)与钻具马达(13)之间连接有防掉节(16)；

所述减震机构(2)设于传动轴(15)的下方，包括旋转杆(21)、支撑杆(22)、球齿机组件(23)、伺服电机(24)、转盘(25)和轴承(26)，其中，转盘(25)上安装有伺服电机(24),旋转杆(21)的一端铰接在传动轴(15)的底端，另一端铰接在转盘(25)上，轴承(26)安装在筒体(11)内侧且与转盘(25)配合；转盘(25)轴心还设有球齿机机框(232)，所述球齿机机框(232)内侧设有齿条，伺服电机(24)连接有球齿轮轴(233)插入球齿机机框(232)内，所述球齿轮轴(233)上设有球齿轮(231)与齿条啮合，伺服电机(24)驱动球齿轮(231)旋转带动球齿机机框(232)上下运动，球齿机机框(232)下方连接有钻头(3)。

2.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具，其特征在于：所述防掉节(16)包括防掉螺母(161)、防掉孔(162)和防掉杆(163)，其中，防掉杆(163)安装在防掉孔(162)中，防掉螺母(161)安装在防掉杆(163)顶端，防掉杆(163)的底端与钻具马达(13)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具，其特征在于：所述旋转杆(21)数量为2个以上，均匀布设铰接在传动轴(15)和转盘(25)之间。

4.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具，其特征在于：所述伺服电机(24)上设有支撑杆(22)铰接在旋转杆(21)上。

5.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具，其特征在于：所述钻头(3)与球齿机机框(232)是可拆卸链接。

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