專(zhuān)利名稱：一種雙滑塊連續(xù)造斜器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種雙滑塊連續(xù)造斜器，特別是涉及一種在受控定向鉆探中使用
的機(jī)械式連續(xù)造斜器。
背景技術(shù)：
機(jī)械式連續(xù)造斜器是廣泛應(yīng)用于受控定向鉆探施工的關(guān)鍵器具，可應(yīng)用于地質(zhì)勘 探鉆孔糾斜(糾方位角和頂角)、施工單底定向孔、多孔底分枝定向孔；在復(fù)雜孔內(nèi)事故中， 繞過(guò)事故鉆具繼續(xù)向下施工，不留隱患、補(bǔ)采巖礦心；在礦山建設(shè)中，施工特種工程孔，如坑 道通風(fēng)孔、豎井凍結(jié)孔、溜井導(dǎo)向孔和止水注漿孔等多種作業(yè)類(lèi)型。在作業(yè)中，造斜器的適 用性能高低由于影響到鉆孔彎曲度而顯著影響到定向鉆探的鉆孔質(zhì)量，也因此影響到后續(xù) 作業(yè)的成敗。 申請(qǐng)?zhí)枮?8218873. 9，名稱為"連續(xù)造斜器定子轉(zhuǎn)子定位機(jī)構(gòu)"的中國(guó)實(shí)用新型 專(zhuān)利與專(zhuān)著《受控定向鉆控技術(shù)》(1994年，地質(zhì)出版社)第六章中，公開(kāi)了一種"LZ型連 續(xù)造斜器"，該連續(xù)造斜器由內(nèi)部轉(zhuǎn)子和外部定子組成，外部定子包括外管、上楔體、楔形滑 塊、下楔體等，內(nèi)部轉(zhuǎn)子包括接頭、主動(dòng)軸、被動(dòng)軸、短管、鉆頭等。轉(zhuǎn)子和定子之間有離合結(jié) 構(gòu)。外部定子通過(guò)滑塊與孔壁定位卡固以后，在軸向壓力下沿鉆孔軸向移動(dòng)的同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部 件帶動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn)。由于楔形滑塊與孔壁的作用，使鉆頭產(chǎn)生側(cè)向造斜力N，實(shí)現(xiàn)連續(xù)改變鉆 孔方向的目的。這類(lèi)連續(xù)造斜器采用單滑塊支撐形式，造斜原理是鉆頭側(cè)向切削孔壁，工作 穩(wěn)定程度不高，工作時(shí)容易因?yàn)楫a(chǎn)生角位移而導(dǎo)致造斜方向偏移；并且這類(lèi)連續(xù)造斜器造 斜強(qiáng)度不可調(diào)，對(duì)鉆孔軌跡的控制不足。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在作業(yè)中穩(wěn)定程度高并且 造斜強(qiáng)度可調(diào)的機(jī)械式連續(xù)造斜器。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 —種雙滑塊連續(xù)造斜器，包括轉(zhuǎn)子部分和定子部分，轉(zhuǎn)子部分與定子部分之間有 離合機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子部分包括主動(dòng)軸11、被動(dòng)軸12、短管13和鉆頭14，主動(dòng)軸11與被動(dòng)軸 12之間有軸套15聯(lián)接；所述定子部分包括單動(dòng)外殼21、彈簧22、定子23、下滑塊24和定子 25，下滑塊24與相鄰定子23、25之間為鍵槽聯(lián)接；其特征在于定子部分還包括定子26和 上滑塊27，上滑塊27與相鄰定子23、26之間為鍵槽聯(lián)接；所述下滑塊24與上滑塊27為楔 形滑塊，且安裝方向相反。 機(jī)械式連續(xù)造斜器是靠專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連續(xù)定向造斜，通常由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分 組成。連續(xù)造斜器在孔內(nèi)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子部分傳遞扭矩，帶動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn)，破碎孔底和孔壁巖石， 實(shí)現(xiàn)造斜。定子的作用是定位和導(dǎo)向，一方面定位于某一方向，不回轉(zhuǎn)、不產(chǎn)生徑向角位移， 保證轉(zhuǎn)子部分朝預(yù)定方向鉆進(jìn)造斜；另一方面，由于轉(zhuǎn)子部分在回轉(zhuǎn)時(shí)因摩擦而產(chǎn)生的扭 轉(zhuǎn)力矩可能會(huì)使定子部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)并破壞定位方向，因此定子部分需要與轉(zhuǎn)子部分一起沿鉆孔鉆進(jìn)方向同步前進(jìn)，以保證定位方向的穩(wěn)定。為滿足定子部分的上述兩方面的功能要
求，定子部分必須配合有效的卡固措施，以保證造斜方向準(zhǔn)確、不產(chǎn)生偏移。 本技術(shù)方案提供的雙滑塊連續(xù)造斜器，帶有上下兩個(gè)安裝方向相反的楔形滑塊，
上滑塊的作用主要是防止造斜器工作時(shí)晃動(dòng)，最大限度限制角位移以防止破壞原有定向方
位；下滑塊有兩方面作用， 一是提供造斜力，二是穩(wěn)定造斜方位。 在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本技術(shù)方案提供的連續(xù)造斜器還可增加一組鉸鏈聯(lián)接，由 此將造斜器分為上下兩部分，上部為造斜器本體，下部為可活動(dòng)的造斜部件。通過(guò)鉸鏈聯(lián) 接，作用在下滑塊上的側(cè)向力能將造斜部件相對(duì)造斜器本體歪斜一定角度，形成一個(gè)"彎接 頭"，從而增加造斜強(qiáng)度。并且"彎接頭"歪斜的角度大小可以根據(jù)作業(yè)需要在造斜器放入 鉆孔孔底前預(yù)先調(diào)整，調(diào)整的彎曲角越大，造斜器的造斜強(qiáng)度也越高。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是本技術(shù)方案提供的雙滑塊連續(xù)造斜 器工作基本原理是不對(duì)稱破壞孔底，較現(xiàn)有技術(shù)中的造斜器在結(jié)構(gòu)上更加合理。工作時(shí)不
易發(fā)生角位移，能大幅度提高造斜方向的穩(wěn)定性，能夠解決現(xiàn)有造斜器在使用中存在的不 足；造斜部件采用"彎接頭"形式，通過(guò)調(diào)整彎曲角度來(lái)改變?cè)煨睆?qiáng)度，不但使用方便，而且 對(duì)鉆孔軌跡控制更加有利，提高了實(shí)際造斜方向與設(shè)計(jì)吻合程度。本技術(shù)方案提供的連續(xù) 造斜器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、使用操作性高、能夠適應(yīng)多種類(lèi)型定向鉆探作業(yè)的需要。

圖1是雙滑塊連續(xù)造斜器結(jié)構(gòu)圖。[0012]圖2是雙滑塊連續(xù)造斜器工作狀態(tài)示意圖。[0013]圖3是帶鉸鏈聯(lián)接的雙滑塊連續(xù)造斜器結(jié)構(gòu)圖。[0014]圖4是帶鉸鏈聯(lián)接的雙滑塊連續(xù)造斜器工作狀態(tài)示意圖。[0015]圖中標(biāo)號(hào)如下11主動(dòng)軸23定子12被動(dòng)軸24下滑塊13短管25定子14鉆頭26定子15軸套27上滑塊21單動(dòng)外殼3鉸鏈22彈簧
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步的描述。 實(shí)施例一 如圖1 、圖2所示，制得一種雙滑塊連續(xù)造斜器。 雙滑塊連續(xù)造斜器包括轉(zhuǎn)子部分和定子部分，兩個(gè)部分之間有離合機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)子部 分包括主動(dòng)軸11、被動(dòng)軸12、短管13和鉆頭14，主動(dòng)軸11與被動(dòng)軸12之間有軸套15聯(lián) 接；定子部分從上到下依次包括單動(dòng)外殼21、彈簧22、定子26、上滑塊27、定子23、下滑塊 24和定子25。上、下滑塊27、24與定子26、23、25之間為鍵槽聯(lián)接，滑塊與定子相鄰邊契合。
4上、下滑塊27、24均為楔形，且安裝方向相反。 當(dāng)雙滑塊連續(xù)造斜器處于未工作的自由狀態(tài)時(shí)，上滑塊27和下滑塊24處于收縮 狀態(tài)。當(dāng)連續(xù)造斜器按定向方位下放到鉆孔孔底，并在上部加壓力P時(shí)，壓力P通過(guò)主動(dòng)軸 11、單動(dòng)外殼21、彈簧22傳遞到定子26和定子23上，上滑塊27和下滑塊24橫向凸出接觸 鉆孔孔壁，凸出方向相反，并分別對(duì)孔壁產(chǎn)生方向相反的側(cè)壓力Ql和Q2。作業(yè)時(shí)，上滑塊 27的作用是對(duì)造斜器定子23產(chǎn)生制動(dòng)扭矩，防止造斜器發(fā)生角位移破壞原有定向方位；下 滑塊24的作用是對(duì)定子23和定子25產(chǎn)生制動(dòng)扭矩防止其轉(zhuǎn)動(dòng)，側(cè)壓力Q2推動(dòng)造斜鉆頭 14接觸孔壁。當(dāng)主動(dòng)軸11帶動(dòng)被動(dòng)軸12、短管13和鉆頭14回轉(zhuǎn)時(shí)，鉆頭14在切削鉆孔 孔底的同時(shí)也不斷切削鉆孔孔壁。造斜工作結(jié)束離開(kāi)孔底后，上滑塊27和下滑塊24回復(fù) 到原位。 實(shí)施例二 如圖3、4所示，制得一種雙滑塊連續(xù)造斜器，與實(shí)施例一相同之處不再重復(fù)，其不 同之處在于定子23包括上下兩個(gè)部件，兩個(gè)部件之間有鉸鏈3聯(lián)接。連續(xù)造斜器由此分 成了上下兩個(gè)部分，上部為造斜器本體，下部為造斜部件。通過(guò)鉸鏈3聯(lián)接，使連續(xù)造斜器 本體和造斜部件兩部件構(gòu)成活動(dòng)連接，造斜部件可以繞鉸鏈在平面上轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，造斜部件 可以相對(duì)于造斜器本體歪斜一定角度，形成一個(gè)"彎接頭"，增加造斜強(qiáng)度。作業(yè)時(shí)，可以先 根據(jù)工程設(shè)計(jì)需要調(diào)整a角大小，再放入施工孔內(nèi)施工。設(shè)置的a角越大，彎曲角Y也 越大，造斜器的造斜強(qiáng)度也越高。
權(quán)利要求一種雙滑塊連續(xù)造斜器，包括轉(zhuǎn)子部分和定子部分，轉(zhuǎn)子部分與定子部分之間有離合機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子部分包括主動(dòng)軸(11)、被動(dòng)軸(12)、短管(13)和鉆頭(14)，主動(dòng)軸(11)與被動(dòng)軸(12)之間有軸套(15)聯(lián)接；所述定子部分包括單動(dòng)外殼(21)、彈簧(22)、定子(23)、下滑塊(24)和定子(25)，下滑塊(24)與相鄰定子(23、25)之間為鍵槽聯(lián)接；其特征在于所述定子部分還包括定子(26)和上滑塊(27)，所述上滑塊(27)與相鄰定子(23、26)之間為鍵槽聯(lián)接；所述下滑塊(24)與上滑塊(27)為楔形滑塊，且安裝方向相反。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)造斜器，其特征在于所述定子(23)包括上下兩個(gè)部 分，兩個(gè)部分之間有鉸鏈(3)聯(lián)接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)造斜器，其特征在于所述上滑塊(27)、下滑塊(24) 分別與定子(26、23、25)相鄰邊契合。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種雙滑塊連續(xù)造斜器。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中連續(xù)造斜器工作穩(wěn)定程度不高，工作時(shí)容易產(chǎn)生造斜方向偏移且造斜強(qiáng)度不可調(diào)的缺陷，本實(shí)用新型提供的連續(xù)造斜器帶有上下兩個(gè)安裝方向相反的楔形滑塊，造斜器工作時(shí)通過(guò)上下兩個(gè)滑塊的配合能夠大大穩(wěn)定造斜方位，最大限度限制角位移，防止破壞定向方位情況的發(fā)生。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)增加一組鉸鏈聯(lián)接，將造斜器分為上下兩部分，下部分可以歪斜一定角度從而增加造斜強(qiáng)度，并可以通過(guò)預(yù)先調(diào)整歪斜角度來(lái)調(diào)整造斜強(qiáng)度，由此保障了實(shí)際造斜方向與設(shè)計(jì)方向之間較高的吻合程度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、使用時(shí)可操作性高，能夠適應(yīng)多種定向鉆探作業(yè)類(lèi)型的需要。
文檔編號(hào)E21B7/08GK201502326SQ20092031056
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者張文英, 李忠 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所