CN212898351U - 一种轻型单动钻杆扶正器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了钻机设备技术领域的一种轻型单动钻杆扶正器，包括扶正环，所述扶正环为内部开设了环内孔的管状结构，所述扶正环的外壁上开设了过水槽，所述过水槽贯穿扶正环的两侧端面，所述扶正环的两侧端面都环设了安置槽，所述扶正环的空心，制作简单，这样就使成本造价低，只要出现破损就可以拆下更换，也不会增加太多成本，而安装时只需要套上然后锁紧原本的钻杆接头就可以了，安装非常简单，给更换易损件带来了便捷，方便的更换操作，使得本装置的扶正环通用性更强，并且使用了质量较轻的扶正环，减少了钻杆、扶正器和钻孔内部之间的碰撞力度和幅度，有效的降低了钻杆摆动带来的误差和损伤。

Description

一种轻型单动钻杆扶正器

技术领域

本实用新型涉及钻机设备技术领域，特别是涉及一种轻型单动钻杆扶正器。

背景技术

钻机在钻孔的过程需要使用钻头和钻杆，而为了钻杆方便上下钻洞和冲水，所以钻杆的直径是小于钻孔的孔径的，这样造成的情况就是当钻杆在钻孔内持续深入时，是没有支撑的，只依靠钻头竖在地下的支撑力和地面钻机的吊装进行支撑，当钻孔深度达到15米以上的时候，钻杆中间没有任何支撑点在轴向压力作用下转动时，会造成钻杆的中部发生摆动，随着钻杆的持续转动，钻杆的摆动和晃动幅度会越来越大，而钻孔与钻杆之间的间隙不足以给钻杆提供足够的摆动空间，因此钻杆摆动时就会撞击钻孔的内壁，这样的撞击持续一段时间后，钻杆就会被撞断损坏，无法继续工作，并且取出断掉的钻杆也是非常麻烦的事情，如果钻孔深度较浅，钻杆的摆动幅度较小，可是钻头在钻杆摆动的力的作用下，钻孔的角度就发生偏差了，导致钻孔不准，而且长期摆动的钻杆是弯曲的，这样的钻杆就很难在继续使用了，造成浪费。

为了避免这些情况就需要使用扶正器，扶正器属钻井辅助工具，扶正力大，克服了原焊接式扶正器易发生脱焊的不足，能确保钻井质量。

现在很多扶正器为了确保稳定，所以体积较大，而且安装比较麻烦，导致安装使用起来比较麻烦，浪费时间，而且为了保持扶正器的稳定性，基本上扶正器都是金属的，导致扶正器很重，而扶正器的作用就是扶着钻杆，减少钻杆的摆动，可是质量越大的扶正器横向摆动力越大，反而容易损坏钻孔的内部，同时撞击的反作用力会给钻杆带来损坏。

基于此，本实用新型设计了一种轻型单动钻杆扶正器，以解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种轻型单动钻杆扶正器，制作简单，这样就使成本造价低，只要出现破损就可以拆下更换，也不会增加太多成本，而安装时只需要套上然后锁紧原本的钻杆接头就可以了，安装非常简单，给更换易损件带来了便捷，方便的更换操作，使得本装置的扶正环通用性更强，只需要预先制作规范尺寸的扶正环，安装就行了；并且使用了质量较轻的扶正环，降低了离心力带来的摆动幅度，减少了钻杆、扶正器和钻孔内部之间的碰撞力度和幅度，有效的降低了钻杆摆动带来的误差和损伤。

本实用新型是这样实现的：一种轻型单动钻杆扶正器，包括扶正环，所述扶正环为内部开设了环内孔的管状结构，所述扶正环的外壁上开设了过水槽，所述过水槽贯穿扶正环的两侧端面，所述扶正环的两侧端面都环设了安置槽，所述扶正环的空心；

轴承，所述扶正环两侧的安置槽内都安装了轴承；

芯轴，所述芯轴为管状结构，所述芯轴的内部贯穿孔为轴孔，所述芯轴能转动的插设在轴承和环内孔内，所述芯轴的两端分别与上钻杆接头和下钻杆接头锁紧安装。

进一步地，所述扶正环的环内孔孔径小于安置槽的孔径，所述环内孔与芯轴为间隙配合，所述扶正环两侧的轴承都与芯轴为过盈配合。

进一步地，所述扶正环的外径与钻孔的孔径之间为间隙配合，所述扶正环与钻孔孔径之间的间隙范围在1mm-2mm之间。

进一步地，所述过水槽有复数个，复数个过水槽均匀的开设在扶正环的外壁，每个所述过水槽都不与环内孔连通。

进一步地，所述上钻杆接头和下钻杆接头分别紧压在扶正环两侧的轴承上，所述钻杆接头和下钻杆接头与轴承之间还夹设了防滑垫片，所述防滑垫片不与扶正环接触。

进一步地，所述上钻杆接头和下钻杆接头都与钻杆通过螺纹连接，所述芯轴上的轴孔、上钻杆接头和下钻杆接头的内孔密封连通。

进一步地，所述扶正环由尼龙或PPR或橡胶制成的整体结构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过减少了整个扶正环的外部结构，并且减轻了扶正环的重量，同时降低了扶正环的生产成本，并增加一定的互换性，使扶正环具有了安装简单，更换方便的特征，并且具有了缓冲作用，这样扶正环就能在钻孔内给钻杆提供稳定的支撑，同时还能给转动的钻杆提供缓冲，减少钻杆和钻孔内壁之间碰撞的力，有效的保护了钻杆，改善了钻杆的工作环境，增加了钻杆的使用寿命；

因为没有使用金属的扶正环，这样就使本扶正器重量轻，这样在钻杆相同的转动离心力作用下，摆动撞击的力更小，有效的降低了钻杆撞击程度，更好的保护钻杆；

本装置使用的扶正环是通过注塑制成的，工艺简单成本低，不需要经过机加工，所以生产速度也快，因此可以做到频繁的更换，不使用任何有瑕疵和破损的，这样能够确保扶正环与钻孔和钻杆的间隙处于最佳范围内，能更好的保护转动的钻杆。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型整体内部结构示意图；

图2为本实用新型扶正环结构示意图；

图3为本实用新型芯轴剖视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-上钻杆接头，11-下钻杆接头，2-扶正环，21-过水槽，22-环内孔，23-安置槽，3-芯轴，31-轴孔，4-防滑垫片，5-轴承。

具体实施方式

请参阅图1至3所示，本实用新型提供一种技术方案：一种轻型单动钻杆扶正器，包括扶正环2，所述扶正环2为内部开设了环内孔22的管状结构，所述扶正环2的外壁上开设了过水槽21，所述过水槽21贯穿扶正环2的两侧端面，所述扶正环2的两侧端面都环设了安置槽23，所述扶正环2的空心；

轴承5，所述扶正环2两侧的安置槽23内都安装了轴承5；

芯轴3，所述芯轴3为管状结构，所述芯轴的3内部贯穿孔为轴孔31，所述芯轴3能转动的插设在轴承5和环内孔22内，所述芯轴3的两端分别与上钻杆接头1和下钻杆接头11锁紧安装，使本装置制作更加简单，并且改变了扶正环的整体结构和制作材料，使扶正环2的成本更低，只要出现破损就可以拆下更换，也不会增加太多成本，而安装时只需要套上然后锁紧原本的钻杆接头就可以了，安装非常简单，给更换易损件带来了便捷，方便的更换操作，使得本装置的扶正环2通用性更强，只需要预先制作规范尺寸的扶正环2，安装就行了；并且使用了质量较轻的扶正环2，降低了离心力带来的摆动幅度，减少了钻杆、扶正器和钻孔内部之间的碰撞力度和幅度，有效的降低了钻杆摆动带来的误差和损伤。

其中，扶正环2的环内孔22孔径小于安置槽23的孔径，所述环内孔22与芯轴3为间隙配合，所述扶正环2两侧的轴承5都与芯轴3为过盈配合，扶正环与芯轴3通过轴承5紧密连接，这样扶正环2和芯轴3之间就是稳定转动连接，起到扶持钻杆的作用；

扶正环2的外径与钻孔的孔径之间为间隙配合，所述扶正环2与钻孔孔径之间的间隙范围在1mm-2mm之间，使得扶正环2与钻孔能够更好的配合，既不会有很大的晃动空间，避免撞击力度和速度过大，也能有一定的空间便于安装和扶正环2的上下活动；

过水槽21有复数个，复数个过水槽21均匀的开设在扶正环2的外壁，每个所述过水槽21都不与环内孔22连通，如此扶正环2就不会阻挡钻头外部上涌的水和泥浆，而且基本不影响上流速度，并且保持整体平衡，不影响钻杆转动；

上钻杆接头1和下钻杆接头11分别紧压在扶正环2两侧的轴承5上，确保轴承5压紧，不易在转动时脱落；

上钻杆接头1和下钻杆接头11都与钻杆通过螺纹连接，所述芯轴3上的轴孔31、上钻杆接头1和下钻杆接头11的内孔密封连通，确保水流密封，能够密闭的将冷却水和清洗水从钻机上方输送到钻头处，避免水流外泄；

扶正环2由尼龙或PPR或橡胶制成的整体结构，材料的升级，使得制作工艺更加简单，成本更低，给定期更换扶正环2带来了可能性，因为加工困难成本高的扶正环2很难做到及时定期更换，而且使得扶正环2具有了弹性，起到缓冲的效果，并且这种材料的扶正环2质量轻，摆动的撞击力度更小。

在本实用新型的一个具体实施例中：

本实用新型遇到的技术问题：以前的钻杆扶正装置，为扶正装置使用的更久一些，所以都使用坚固耐磨的材料，安装起来比较麻烦需要锁紧多个螺栓，确保金属的扶正装置与钻杆锁紧，然后可以一直用下去，直到更换钻杆或者扶正装置断裂损坏，基本不会考虑扶正装置磨损的问题，也不会考虑扶正装置给钻孔带来的工作误差，也没有考虑扶正装置随着使用时间增加已经失去精度的问题，这样可能导致钻杆带着扶正装置一起在钻孔内摆动，这样的扶正装置基本起不到扶正作用，还增加了钻杆摆动的撞击力，失去精度的扶正装置会导致钻杆损坏更加迅速，即便使用了耐磨的扶正装置，也无法用到扶正装置自然损坏，简单来说就是扶正装置不易损坏了，可是对钻杆的保护起不到明显效果了，而且更换起来比较麻烦，如果勤换扶正装置，而扶正装置造价又比较高，会带来较大损耗；

采用的技术手段：将扶正装置拆分为易损耗部分和不易磨损部分，与容易磨损并且承受撞击的部分，根据之前的经验，即使是金属的扶正装置外部，在钻杆的转动作用下，也很容易磨损，那么就在尽量维持耐磨的性能的前提下，将容易磨损和承受钻杆摆动撞击的部分更换结构，使扶正环2非常容易更换，也就是即使磨损了很快的进行更换，并且进行比以前更高频率的进行定期更换，并且更换该部分的材料，降低成本，这样更换起来也没有成本增加的负担，同时降低扶正环2一定的刚性，增加一些柔性，使扶正环2还能的缓冲钻杆转动产生的摆动所带来的撞击力，并且降低扶正环2的重量，使整体重量减轻，减少扶正环2与钻孔之间的撞击力，减少扶正环2与钻孔之间的撞击惯性，使扶正环2不易损坏；

该技术手段是遵循扶正装置和钻杆之间的工作原理：扶正装置通过钻杆接头与钻杆安装完成后，扶正装置就与钻杆组成了一个动态的整体结构，就是扶正装置会与跟随钻杆一起摆动，所以撞击和磨损的部分就是最外部与钻孔接触的扶正环2了，而内部的芯轴3是通过上钻杆接头1和下钻杆接头11分别与上下两根钻杆通过螺纹连接锁紧的这是一个刚性连接，而芯轴3与扶正环2之间又是通过上下两个轴承5稳定的转动安装的，所以芯轴3与钻杆是通过上钻杆接头1和下钻杆接头11的锁定保持固定的，而芯轴3也不会与扶正环2发撞击，而是通过轴承5保持转动，如果钻杆要摆动，那么这个力的传递方向是钻杆带动上钻杆接头1和下钻杆接头11摆动，而上钻杆接头1和下钻杆接头11带动芯轴3摆动，芯轴3通过上下轴承5将摆动力传递给扶正环2，由扶正环2来与钻孔撞击，所以不易损坏的部位就是扶正装置内部的芯轴3；

这样的结构和材料的变化是本装置获得了保护钻杆，使钻杆不易损坏，同时使扶正环2具有了缓冲效果，能够有效的缓冲钻杆与钻孔之间的撞击力，从而保护钻杆，增加了钻杆的使用寿命，而且同过定期的更换低成本并且容易更换的扶正环2，达到保护扶正装置中不易损耗部件和钻杆的技术效果，具体如下：

本实用新型实施例通过提供一种轻型单动钻杆扶正器，本实用新型所解决的技术问题是：1、以前的金属扶正装置磨损已经失去效果了，也难以发现，还一直使用，起不到保护钻杆的目的；2、以前的扶正装置是使用高强度的耐磨金属制成的，安装需要用螺栓锁紧，无法使用过盈配合进行套装的安装手段，安装更加繁琐，拆装更换起来非常不便；3因为原本的扶正环2是金属的，成本较高，如果经常更换，成本增加，难以做到定期更换，可是扶正环2的精度难以检测，如果不定期更换，无法保证精度，对钻杆起不到很好的保护效果。

实现了的技术效果为：1、通过将扶正环2和芯轴3进行分类化和模块化的组装，将整个扶正装置分为扶正环2这个易损件以及芯轴3、轴承5和防滑垫片4等耐磨件，简化扶正环2的结构，扶正环2与芯轴3是间隙配合，只需要套装就可以了，使扶正环2容易拆装更换，简化了扶正环2的拆装操作，同时降低扶正环2这个易损件的生产成本，使扶正环2的定期更换具有了可行性；2、在不尽量不降低扶正环2的耐磨特性的前提下，将扶正环2使用注塑的方式进行磨具化生产，不在使用金属，不需要机加工了，产量增加的同时，成本也降低了，而且在试验了多种材料后，发现使用了尼龙、PPR和橡胶等材质，不仅耐磨而且具有了弹性，使得扶正环2能够头钻杆的摆动提供缓冲作用；3、而且因为使用了质地较轻的高分子材料或者橡胶等拆料制成的扶正环2，使得整个扶正装置的总质量减轻了，钻杆在转动下发生摆动，而随着摆动的增大，扶正装置对摆动进行扶正，这时扶正环2是跟随芯轴3在钻杆的摆动下一起摆动的，而此时的扶正环2质量有明显降低，钻杆转速不变的情况下，扶正环2的惯性降低了，扶正环2对钻孔内壁的撞击也减小了，相当于减小了撞击的力量，然后还增加了缓冲作用，这是以前不曾发现的，本装置比原本的扶正装置对钻杆具有更好的保护效果。

本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本实用新型在安装和使用时，通过上钻杆接头1与上方的钻杆通过螺纹连接，下钻杆接头11与下方的钻杆也是螺纹连接，选择外径和内径合适的轴承5两个，然后将两个轴承5分别套装在扶正环2的安置槽23内，并且确保扶正环2与轴承5安装紧密，然后将芯轴3插进环内孔22内，并且扶正环2的环内孔22与芯轴3是间隙配合，间隙在1-2mm之间，只需要套装就可以了，确保芯轴3露出在扶正环2两端面的长度相同，然后将组装了扶正环2的芯轴3两端通过螺纹套装在上钻杆接头1和下钻杆接头11之间，上钻杆接头1与扶正环2之间不接触，用防滑垫片4压紧在扶正环2上方的轴承5上，同样的用防滑垫片4垫在下钻杆接头11和下方的轴承5之间，确保轴承5不会晃动，并且不影响两个轴承5的转动，这样就安装完成了；需要注意的是确保钻杆、上钻杆接头1、芯轴3和下钻杆接头11的内部联通，并且密封；

如果仅仅是更换扶正环2，那拆掉芯轴3与上钻杆接头1的连接处即可，然后拆掉旧的扶正环2可以进行暴力拆除，剪掉烧破都可以，很容易，然后拆掉需要套装这一侧的轴承5，另一侧的轴承5不需要拆，将扶正环2套在芯轴3外，然后套上拆掉的轴承5，再将刚刚拆掉的芯轴3与上钻杆接头1连接处旋紧安装牢固即可，同样的下钻杆接头11与芯轴3的连接处也可以拆装，非常方便。

然后钻头开始钻孔，降温润滑的水从钻杆的内部管道流入上钻杆接头1的内孔，再经由芯轴3的轴孔31流入下钻杆接头11的内孔，然后进入下方的钻杆，依次向下流动，最后流到钻头上给钻头进行降温，同时将钻头钻出的碎渣从钻头外部向上反流，碎渣混合着水从钻杆外和钻孔之间的缝隙向上流动，经过扶正环2的时候，会从扶正环2外部菌液的过水槽21继续向上流动，如图2所示，水流和泥浆不会被扶正环2阻挡，这样就可以更稳定的钻孔了，根据钻孔的深度和钻杆的长度以及钻杆的直径，设置不同数量的扶正环2，最好是每两个相邻的钻杆之间都通过本扶正装置进行连接，毕竟本装置的扶正环2成本比较低，更换又很方便，即使数量多一些也不会带来太多损耗，还可以根据不同的使用情况进行定期的更换，确保扶正环2处于较佳的保护效果，而芯轴3基本难以损耗，不必更换减少使用成本，也减少更换操作。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种轻型单动钻杆扶正器，其特征在于：包括扶正环(2)，所述扶正环(2)为内部开设了环内孔(22)的管状结构，所述扶正环(2)的外壁上开设了过水槽(21)，所述过水槽(21)贯穿扶正环(2)的两侧端面，所述扶正环(2)的两侧端面都环设了安置槽(23)，所述扶正环(2)的空心；

轴承(5)，所述扶正环(2)两侧的安置槽(23)内都安装了轴承(5)；

芯轴(3)，所述芯轴(3)为管状结构，所述芯轴(3)的内部贯穿孔为轴孔(31)，所述芯轴(3)能转动的插设在轴承(5)和环内孔(22)内，所述芯轴(3)的两端分别与上钻杆接头(1)和下钻杆接头(11)锁紧安装。

2.根据权利要求1所述的一种轻型单动钻杆扶正器，其特征在于：所述扶正环(2)的环内孔(22)孔径小于安置槽(23)的孔径，所述环内孔(22)与芯轴(3)为间隙配合，所述扶正环(2)两侧的轴承(5)都与芯轴(3)为过盈配合。

3.根据权利要求1所述的一种轻型单动钻杆扶正器，其特征在于：所述扶正环(2)的外径与钻孔的孔径之间为间隙配合，所述扶正环(2)与钻孔孔径之间的间隙范围在1mm-2mm之间。

4.根据权利要求1所述的一种轻型单动钻杆扶正器，其特征在于：所述过水槽(21)有复数个，复数个过水槽(21)均匀的开设在扶正环(2)的外壁，每个所述过水槽(21)都不与环内孔(22)连通。

5.根据权利要求1所述的一种轻型单动钻杆扶正器，其特征在于：所述上钻杆接头(1)和下钻杆接头(11)分别紧压在扶正环(2)两侧的轴承(5)上，所述钻杆接头(1)和下钻杆接头(11)与轴承(5)之间还夹设了防滑垫片(4)，所述防滑垫片(4)不与扶正环(2)接触。

6.根据权利要求1所述的一种轻型单动钻杆扶正器，其特征在于：所述上钻杆接头(1)和下钻杆接头(11)都与钻杆通过螺纹连接，所述芯轴(3)上的轴孔(31)、上钻杆接头(1)和下钻杆接头(11)的内孔密封连通。

7.根据权利要求1所述的一种轻型单动钻杆扶正器，其特征在于：所述扶正环(2)由尼龙或PPR或橡胶制成的整体结构。

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