CN218150761U - 一种仿生pdc齿的轴向伸缩装置及其伸缩限位机构 - Google Patents
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Abstract
一种仿生PDC齿的轴向伸缩装置及其伸缩限位机构，伸缩装置包括仿生智能钻头周向相对设置的仿生PDC齿和仿生唇，所述仿生唇底部固定在支撑结构上，支撑结构通过液压支撑架与液压机构相连接，液压机构通过仿生PDC齿支撑板与伸缩限位机构相连接；通过液压机构提供伸缩动力，通过伸缩限位机构精准调节仿生PDC齿的高度；能够实现仿生PDC齿与仿生智能钻头胎体的相互配合钻进，提高破岩效率，能切实的提高油田的工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻井设备技术领域，具体涉及一种仿生PDC齿的轴向伸缩装置及其伸缩限位机构。
背景技术
目前的仿生PDC钻头包括锯齿形仿生PDC、梯形仿生PDC、硬地层仿生PDC、波纹-条柱仿生PDC等，通过对动物体表的长期观察和研究发现，某些生物的体表具有耐磨、减阻、防粘和再生功能，由此设计出仿生PDC齿，能够减小表面的等效应力、增大切削齿作用于岩石的应力值、减小破岩比功等；但是由于对仿生PDC齿的研究大多局限于单维度的结构仿生，没有从多个维度进行仿生，具有的缺陷为：钻头变切削结构会因钻井条件的变化而受到限制。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种仿生PDC齿的轴向伸缩装置及其伸缩限位机构，通过液压机构提供伸缩动力，通过伸缩限位机构精准调节仿生PDC齿的高度，能够实现仿生PDC齿与仿生智能钻头胎体的相互配合钻进，提高破岩效率，提高油田的工作效率。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种仿生PDC齿的轴向伸缩装置，包括仿生智能钻头A周向相对设置的仿生PDC齿1和仿生唇2，所述仿生唇2底部固定在支撑结构B上，支撑结构B通过液压支撑架3与液压机构C相连接，液压机构C通过仿生PDC齿支撑板13与伸缩限位机构D相连接。
所述支撑结构B包括支撑底板6，支撑底板6和仿生智能钻头A的外壳底部相连接，仿生智能钻头A的外壳顶部固定有仿生智能钻头A的仿生唇2，仿生唇2内侧且底板6上还固定有定位板10，两侧定位板10之间连接有液压支撑架3，液压支撑架3顶面设有前端盖15，液压支撑架3底面与底板6之间设有后端盖5，后端盖5上还设置有主油路7，前端盖15与后端盖5之间连接有液压机构C。
所述液压机构C，包括液压缸4，液压缸4缸底端固定于后端盖5上，液压缸4活塞端依次穿过前端盖15、导向套12与仿生PDC齿支撑板13相连接，液压缸4上方侧壁设置有进油口9，液压缸4油路与后端盖5上的主油路7连通。
所述伸缩限位机构D包括仿生PDC齿支撑板13两侧设置的伸缩支撑板14，伸缩支撑板14内侧轴向设有滑块11，滑块11与定位板10外侧轴向设置的滑槽17相适配，滑块11两侧设有限位槽16，滑槽17内设有与限位槽16相适配的限位块18，限位块18后方连接有伸缩弹簧19的一端，伸缩弹簧19的另一端与液压定位板油路20一端连接，液压定位板油路20另一端与后端盖5上的副油路8相连通。
所述限位块18的轴向行程范围为两个轴向设置的限位块18或限位槽16之间间距，也即仿生PDC齿1伸展的限度。
所述滑槽17内壁设有限位滑道21，限位滑道21内滑动连接有限位块18。
所述限位块18外侧设有限位条22，限位条22与限位滑道21相适配。
一种伸缩限位机构，包括底板6，底板6上两侧对称固定有定位板10，定位板10外侧正中轴向设置有滑槽17，滑槽17与伸缩支撑板14内侧轴向设置的滑块11滑动连接，滑块11两侧轴向设有两个限位槽16，滑槽17内设有与限位槽16相适配的限位块18，限位块18后方连接有伸缩弹簧19的一端，伸缩弹簧19的另一端与液压定位板油路20连接。
所述限位块18外侧呈三角形，限位槽16形状为与其相适配的三角形。
本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型通过液压机构C传动，能够为仿生钻头的仿生PDC齿提供轴向运动的动力，具有稳定性高，支撑性好的特点。
2、本实用新型通过支撑结构B，能够为钻头在钻进时承受的压力提供支撑，具有结构简单，支撑性强的优点。
3、本实用新型通过设计的伸缩限位机构D，能够为仿生钻头的仿生PDC齿在不同的钻进状态下提供定位支撑的作用，具有结构简单，液压驱动稳定的优点。
附图说明
图1是本实用新型的仿生智能钻头整体结构示意图。
图2是本实用新型的结构示意图。
图3是本实用新型的伸缩限位机构示意图。
图4是本实用新型的伸缩限位机构半剖图。
图5是本实用新型的定位板半剖图。
图6为本实用新型结构的定位板剖视图。
图7为本实用新型结构的限位块16的结构示意图。
图8为本实用新型结构的“共同作用型”状态结构示意图。
图9为本实用新型结构的“仿生PDC齿主导型”状态结构示意图。
其中：A-仿生智能钻头；B-支撑结构；C-液压机构；D-伸缩限位机构；1-仿生PDC齿，2-仿生唇，3-液压支撑架，4-液压缸，5-后端盖，6-支撑底板，7-主油路，8-副油路，9-进油口，10-定位板，11-滑块，12-导向套，13-仿生PDC齿支撑板，14-伸缩支撑板，15-前端盖，16-限位槽，17-滑槽；18-限位块；19-伸缩弹簧，20-液压定位板油路，21-限位滑道，22-限位条。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型做进一步详细描述。
参见图1、2，一种仿生PDC齿的轴向伸缩装置，包括仿生智能钻头A周向相对设置的仿生PDC齿1和仿生唇2，所述仿生唇2底部固定在支撑结构B上，支撑结构B通过液压支撑架3与液压机构C相连接，液压机构C通过仿生PDC齿支撑板13与伸缩限位机构D相连接。
参见图1、图2，所述支撑结构B包括支撑底板6，支撑底板6和仿生智能钻头A的外壳底部相连接，仿生智能钻头A的外壳顶部固定有仿生智能钻头A的仿生唇2，仿生唇2内侧且底板6上还固定有定位板10，两侧定位板10之间连接有液压支撑架3，液压支撑架3顶面设有前端盖15，液压支撑架3底面与底板6之间设有后端盖5，后端盖5上还设置有主油路7，前端盖15与后端盖5之间连接有液压机构C。
参见图2，所述液压机构C，包括液压缸4，液压缸4缸底端固定于后端盖5上，液压缸4活塞端依次穿过前端盖15、导向套12与仿生PDC齿支撑板13相连接，液压缸4上方侧壁设置有进油口9，液压缸4油路与后端盖5上的主油路7连通。
参见图2、3、4，所述伸缩限位机构D包括仿生PDC齿支撑板13两侧设置的伸缩支撑板14，伸缩支撑板14内侧轴向设有滑块11，滑块11与定位板10外侧轴向设置的滑槽17相适配，滑块11两侧设有限位槽16，滑槽17内设有与限位槽16相适配的限位块18，限位块18后方连接有伸缩弹簧19的一端，伸缩弹簧19的另一端与液压定位板油路20一端连接，液压定位板油路20另一端与后端盖5上的副油路8相连通。
所述限位块18的轴向行程范围为两个轴向设置的限位块18或限位槽16之间间距，也即仿生PDC齿1伸展的限度。
参见图4、7，所述滑槽17内壁设有限位滑道21，限位滑道21内滑动连接有限位块18。
所述限位块18外侧设有限位条22，限位条22与限位滑道21相适配。
参见图3、图4，一种伸缩限位机构，包括底板6，底板6上两侧对称固定有定位板10，定位板10外侧正中轴向设置有滑槽17，滑槽17与伸缩支撑板14内侧轴向设置的滑块11滑动连接，滑块11两侧轴向设有两个限位槽16，滑槽17内设有与限位槽16相适配的限位块18，限位块18后方连接有伸缩弹簧19的一端，伸缩弹簧19的另一端与液压定位板油路20连接。
所述限位块18外侧呈三角形，限位槽16形状为与其相适配的三角形。
本实用新型电路及控制连接均为现有技术，此处不做赘述。
本实用新型的工作原理为：
参见图1及图8、图9，油液通过主油路7、副油路8和进油口9为仿生钻头的轴向运动提供动力，具体工作过程为：当钻头的钻进方式为“仿生PDC齿主导型”即仿生PDC齿1高于仿生唇2时，主油路7进油，油液推动活塞，活塞连接的活塞杆推动支撑结构B和仿生PDC齿1做向上的轴向运动，当运动至限位块18与限位槽16处于同一水平位置时，副油路8进油，油液顺液压定位板油路20流入滑槽17中，推动两边的限位块18同时做径向运动，当限位块18运动至限位条22与限位滑道21重合时，运动停止，限位块18卡入限位槽16中；当钻头的钻进方式为“共同作用型”即仿生PDC齿1与仿生唇2处于同一水平面时，副油路8出油，滑槽17中的伸缩弹簧19拉动限位块18做径向运动，限位块18回到滑槽17中，主油路7出油，进油口9进油，推动活塞做向下的轴向运动，当运动至限位块18与限位槽16处于同一水平位置时，副油路8进油，当推动限位块18运动至限位槽16处时，运动停止。
Claims (9)
1.一种仿生PDC齿的轴向伸缩装置，包括仿生智能钻头(A)周向相对设置的仿生PDC齿(1)和仿生唇(2)，其特征在于：所述仿生唇(2)底部固定在支撑结构(B)上，支撑结构(B)通过液压支撑架(3)与液压机构(C)相连接，液压机构(C)通过仿生PDC齿支撑板(13)与伸缩限位机构(D)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种仿生PDC齿的轴向伸缩装置，其特征在于：所述支撑结构(B)包括支撑底板(6)，支撑底板(6)和仿生智能钻头(A)的外壳底部相连接，仿生智能钻头(A)的外壳顶部固定有仿生智能钻头(A)的仿生唇(2)，仿生唇(2)内侧且底板(6)上还固定有定位板(10)，两侧定位板(10)之间连接有液压支撑架(3)，液压支撑架(3)顶面设有前端盖(15)，液压支撑架(3)底面与底板(6)之间设有后端盖(5)，后端盖(5)上还设置有主油路(7)，前端盖(15)与后端盖(5)之间连接有液压机构(C)。
3.根据权利要求1所述的一种仿生PDC齿的轴向伸缩装置，其特征在于：所述液压机构(C)，包括液压缸(4)，液压缸(4)缸底端固定于后端盖(5)上，液压缸(4)活塞端依次穿过前端盖(15)、导向套(12)与仿生PDC齿支撑板(13)相连接，液压缸(4)上方侧壁设置有进油口(9)，液压缸(4)油路与后端盖(5)上的主油路(7)连通。
4.根据权利要求1所述的一种仿生PDC齿的轴向伸缩装置，其特征在于：所述伸缩限位机构(D)包括仿生PDC齿支撑板(13)两侧设置的伸缩支撑板(14)，伸缩支撑板(14)内侧轴向设有滑块(11)，滑块(11)与定位板(10)外侧轴向设置的滑槽(17)相适配，滑块(11)两侧设有限位槽(16)，滑槽(17)内设有与限位槽(16)相适配的限位块(18)，限位块(18)后方连接有伸缩弹簧(19)的一端，伸缩弹簧(19)的另一端与液压定位板油路(20)一端连接，液压定位板油路(20)另一端与后端盖(5)上的副油路(8)相连通。
5.根据权利要求4所述的一种仿生PDC齿的轴向伸缩装置，其特征在于：所述限位块(18)的轴向行程范围为两个轴向设置的限位块(18)或限位槽(16)之间间距，也即仿生PDC齿(1)伸展的限度。
6.根据权利要求4所述的一种仿生PDC齿的轴向伸缩装置，其特征在于：所述滑槽(17)内壁设有限位滑道(21)，限位滑道(21)内滑动连接有限位块(18)。
7.根据权利要求4至6任一项所述的一种仿生PDC齿的轴向伸缩装置，其特征在于：所述限位块(18)外侧设有限位条(22)，限位条(22)与限位滑道(21)相适配。
8.一种用于权利要求1所述装置的伸缩限位机构，包括底板(6)，其特征在于：底板(6)上两侧对称固定有定位板(10)，定位板(10)外侧正中轴向设置有滑槽(17)，滑槽(17)与伸缩支撑板(14)内侧轴向设置的滑块(11)滑动连接，滑块(11)两侧轴向设有两个限位槽(16)，滑槽(17)内设有与限位槽(16)相适配的限位块(18)，限位块(18)后方连接有伸缩弹簧(19)的一端，伸缩弹簧(19)的另一端与液压定位板油路(20)连接。
9.根据权利要求8所述装置的伸缩限位机构，其特征在于：所述限位块(18)外侧呈三角形，限位槽(16)形状为与其相适配的三角形。
Priority Applications (1)
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| CN202222847210.7U CN218150761U (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 一种仿生pdc齿的轴向伸缩装置及其伸缩限位机构 |
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