專利名稱：水平定向鉆機在硬土、軟巖中的變角控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水平定向鉆機，具體地說是一種水平定向鉆 機在硬土、軟巖中的變角控制裝置。
技術背景
普通水平定向鉆機在走直線時，鑲嵌有硬質(zhì)合金刀頭的鉆頭在不 停轉(zhuǎn)動的同時，鉆頭還向前推進；當要變角時，鉆頭停止轉(zhuǎn)動，鉆頭 上的斜掌面向上的位置不變，鉆頭只做推進，這時鉆頭的斜掌面受到 分力將向上抬起。同理當要求鉆頭向任何方向變角時，可將斜掌面作 相應的轉(zhuǎn)動即可，這在軟土層是可以實現(xiàn)的。但在硬土層和軟巖地層 時，由于土層硬度高，鉆頭要變向時光靠推力是無法推動的，不可能 產(chǎn)生向上的分力，反而使鉆桿折彎。所以，硬土和軟巖地層的施工一 直是普通水平定向鉆機的施工難點。對此，現(xiàn)有的兩種解決方式，一 是油田系統(tǒng)通常使用泥漿馬達解決在硬質(zhì)地層變角問題，但此方法泥 漿馬達的壽命短，且單個泥漿馬達價格高，至使此方法的成本很高。 二是采用雙鉆桿驅(qū)動解決在硬質(zhì)地層變角問題，其缺點是雙鉆桿驅(qū)動 所傳遞的扭矩小，工作效率低。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種成本低、效率高的水平定向鉆機在 硬土、軟巖中的變角控制裝置。
本實用新型是采用如下技術方案實現(xiàn)其發(fā)明目的的，控制鉆頭正 轉(zhuǎn)時，在設定的角度有推力，把這一角度的土層切除，鉆頭反轉(zhuǎn)時無推力，這樣就可在硬土、軟巖層中形成一個斜半孔，從而實現(xiàn)鉆頭在 硬土、軟巖的變角。 一種水平定向鉆機在硬土、軟巖中的變角控制裝
置，它包括動力頭、動力頭輸出軸、鉆頭，由動力頭回轉(zhuǎn)裝置MD1、 動力頭控制手動換向閥SD1、推拉油缸MD2、推拉油缸控制手動換向 閥SD2、油泵YB1組成的液壓控制裝置，在動力頭的箱體上設有與動 力頭輸出軸上的強磁相對應的可調(diào)位置檢測裝置A、 B;在液壓控制 裝置中，動力頭回轉(zhuǎn)裝置MD1與動力頭控制手動換向閥SD1之間設有 動力頭控制電磁換向閥Dl、 D2;在油泵YB1與推拉油缸控制手動換 向閥SD2之間設有推拉油缸控制電磁換向閥D3;增設有由電路啟動 開關SA0，電路急停開關，位置檢測裝置觸點KA1、 KA2，動力頭控制 中間繼電器J3，推拉油缸控制中間繼電器J4，電磁換向閥線圈DT1、 DT2、 DT3組成的使推拉油缸MD2控制鉆頭頂進或縮回，同時動力頭 回轉(zhuǎn)裝置MD1控制鉆頭正轉(zhuǎn)切削或無切削反轉(zhuǎn)的控制電路.
本實用新型的可調(diào)位置檢測裝置A、 B所形成的夾角為30 — 180度。
由于采用上述技術方案，本實用新型較好的實現(xiàn)了發(fā)明目的，本 新型結(jié)構及控制裝置簡單，使用成本低，效率高，通過控制鉆頭在設 定的角度正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，有推力或無推力，把這一角度的土層切除， 鉆頭這樣就可在硬土、軟巖層中形成一個斜半孔，從而實現(xiàn)鉆頭在硬 土、軟巖的變角。


圖1是本實用新型的結(jié)構示意圖2是圖1中動力頭1的左視圖3是動力頭回轉(zhuǎn)裝置MD1的液壓控制原理4圖4是推拉油缸MD2的液壓控制原理圖； 圖5是本實用新型的電路控制原理圖； 圖6是本實用新型的工作狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
由圖l、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6可知， 一種水平定向鉆機 在硬土、軟巖中的變角控制裝置，它包括動力頭l、動力頭輸出軸2、 鉆頭4，由動力頭回轉(zhuǎn)裝置MD1、動力頭控制手動換向閥SD1、推拉 油缸MD2、推拉油缸控制手動換向閥SD2、油泵YB1組成的液壓控制 裝置，在動力頭1的箱體上設有與動力頭輸出軸2上的強磁相對應的 可調(diào)位置檢測裝置A、 B;在液壓控制裝置中，動力頭回轉(zhuǎn)裝置MD1 與動力頭控制手動換向閥SD1之間設有動力頭控制電磁換向閥Dl、 D2;在油泵YB1與推拉油缸控制手動換向閥SD2之間設有推拉油缸控 制電磁換向閥D3;增設有由電路啟動開關SAO，電路急停開關，位置 檢測裝置觸點KA1、 KA2，動力頭控制中間繼電器J3，推拉油缸控制 中間繼電器J4，電磁換向閥線圈DT1、 DT2、 DT3組成的使推拉油缸 MD2控制鉆頭4頂進或縮回，同時動力頭回轉(zhuǎn)裝置MD1控制鉆頭4正 轉(zhuǎn)切削或無切削反轉(zhuǎn)的控制電路。
本實用新型的可調(diào)位置檢測裝置A、 B所形成的夾角為30 — 180 度(本實施例為120度)。
本實用新型的的動力頭回轉(zhuǎn)裝置MD1包括換向閥與馬達，動力頭 輸出軸2與鉆桿3及鉆頭4都是通過螺紋聯(lián)接成整體，當動力頭1前 推或后拉時，鉆頭4在動力頭輸出軸2與鉆桿3的帶動下也同樣前推 或后拉；根據(jù)使用要求，可調(diào)位置檢測裝置A、 B分別位于動力頭l箱體的圓周方向上并成一定角度。
本實用新型的工作過程是先將動力頭1的旋轉(zhuǎn)手柄推至正轉(zhuǎn)方 向并將推拉手柄推至頂進位，根據(jù)使用要求，調(diào)整好可調(diào)位置檢測裝
置A、B及強磁的位置后，即可合上SAO開關；(可調(diào)位置檢測裝置A、 B安裝在動力頭1的箱體上固定不動，強磁在動力頭輸出軸2上與鉆 桿3及鉆頭4一起轉(zhuǎn)動)。
當鉆頭4上的斜掌轉(zhuǎn)到A點位置時，可調(diào)位置檢測裝置A常開觸 點KA1合上，常閉觸點KA1斷開，可調(diào)位置檢測裝置B常開觸點KA2 斷開，常閉觸點KA2合上，動力頭控制中間繼電器J3得電，常開觸 點KJ3合上，電磁換向閥線圈DT3及DT1得電，同時，推拉油缸控制 中間繼電器J4不得電，常開觸點KJ4斷開，動力頭控制電磁換向閥 Dl、推拉油缸控制電磁換向閥D3工作，使推拉油缸MD2產(chǎn)生頂進力， 同時動力頭回轉(zhuǎn)裝置MD1控制鉆頭4正轉(zhuǎn)切削硬土、軟巖。
當鉆頭4上的斜掌轉(zhuǎn)到B點位置時，可調(diào)位置檢測裝置B常開觸 點KA2合上，常閉觸點KA2斷開，可調(diào)位置檢測裝置A常開觸點KA1 斷開，常閉觸點KA1合上，推拉油缸控制中間繼電器J4得電，常開 觸點KJ4合上，電磁換向閥線圈DT2得電，同時，動力頭控制中間繼 電器J3不得電，常開觸點KJ3斷開，電磁換向閥線圈DT3及DT1不 得電，推拉油缸控制電磁換向閥D3不工作，使推拉油缸MD2無法產(chǎn) 生頂進力，動力頭控制電磁換向閥D2工作，使動力頭回轉(zhuǎn)裝置MD1 控制鉆頭4反轉(zhuǎn)，鉆頭4上的斜掌從B點無切削的返回A點。
這樣在A、 B兩點不斷重復，就可在硬土、軟巖中形成斜孔，從 而實現(xiàn)變角。
權利要求1、一種水平定向鉆機在硬土、軟巖中的變角控制裝置，它包括動力頭[1]、動力頭輸出軸[2]、鉆頭[4]，由動力頭回轉(zhuǎn)裝置MD1、動力頭控制手動換向閥SD1、推拉油缸MD2、推拉油缸控制手動換向閥SD2、油泵YB1組成的液壓控制裝置，其特征是在動力頭[1]的箱體上設有與動力頭輸出軸[2]上的強磁相對應的可調(diào)位置檢測裝置A、B；在液壓控制裝置中，動力頭回轉(zhuǎn)裝置MD1與動力頭控制手動換向閥SD1之間設有動力頭控制電磁換向閥D1、D2；在油泵YB1與推拉油缸控制手動換向閥SD2之間設有推拉油缸控制電磁換向閥D3；增設有由電路啟動開關SA0，電路急停開關，位置檢測裝置觸點KA1、KA2，動力頭控制中間繼電器J3，推拉油缸控制中間繼電器J4，電磁換向閥線圈DT1、DT2、DT3組成的使推拉油缸MD2控制鉆頭[4]頂進或縮回，同時動力頭回轉(zhuǎn)裝置MD1控制鉆頭[4]正轉(zhuǎn)切削或無切削反轉(zhuǎn)的控制電路。
2、 根據(jù)權利要求1所述的水平定向鉆機在硬土、軟巖中的變角 控制裝置，其特征是可調(diào)位置檢測裝置A、 B所形成的夾角為30 — 180 度。
專利摘要本實用新型公開了一種成本低、效率高的水平定向鉆機在硬土、軟巖中的變角控制裝置，它包括動力頭[1]、動力頭輸出軸[2]、鉆頭[4]和液壓控制裝置，其特征是在動力頭[1]的箱體上設有與動力頭輸出軸[2]上的強磁相對應的可調(diào)位置檢測裝置A、B；在液壓控制裝置中，增設有動力頭控制電磁換向閥D1、D2及推拉油缸控制電磁換向閥D3；增設有使推拉油缸MD2控制鉆頭[4]頂進或縮回，同時動力頭回轉(zhuǎn)裝置MD1控制鉆頭[4]正轉(zhuǎn)切削或無切削反轉(zhuǎn)的控制電路，本實用新型結(jié)構及控制裝置簡單，使用成本低，效率高，通過控制鉆頭在設定的角度正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，有推力或無推力，把這一角度的土層切除，鉆頭這樣就可在硬土、軟巖層中形成一個斜半孔，從而實現(xiàn)鉆頭在硬土、軟巖的變角。
文檔編號E21B7/04GK201284621SQ200820159109
公開日2009年8月5日 申請日期2008年11月6日 優(yōu)先權日2008年11月6日
發(fā)明者戴斌安 申請人:湖南一品重機股份有限公司