一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，包括：第一芯軸、第一芯軸外殼、第二芯軸、傳動(dòng)外殼、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和鉆具部分，本實(shí)用新型采用換擋離合器加轉(zhuǎn)向彎頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，替代泥漿馬達(dá)導(dǎo)向，減少泥漿用量，提高了導(dǎo)向鉆進(jìn)扭矩，給穿越施工節(jié)省了大量資金投入，還大大縮短了鉆導(dǎo)向孔時(shí)間，為非開(kāi)挖穿越施工提高了工作效率，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型適用于地下定向穿越工程中巖石、沙碩全地質(zhì)導(dǎo)向孔鉆進(jìn)作業(yè)，具體涉及一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]定向穿越工程施工首先要求按預(yù)先設(shè)計(jì)的軌跡鉆導(dǎo)向孔，遇到巖石時(shí)一般只能采取螺桿馬達(dá)帶動(dòng)牙輪鉆頭轉(zhuǎn)進(jìn)，其工作原理是:鉆桿與螺桿馬達(dá)同時(shí)旋轉(zhuǎn)時(shí)，鉆具直線(xiàn)鉆進(jìn);鉆桿不轉(zhuǎn)，螺桿馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)向彎頭實(shí)現(xiàn)變向，這時(shí)鉆桿走曲線(xiàn)。螺桿馬達(dá)轉(zhuǎn)進(jìn)需要消耗大量泥漿，增加鉆孔費(fèi)用，帶來(lái)環(huán)境污染。并且螺桿馬達(dá)壽命較短，扭矩較小，造成鉆孔效率低下，螺桿馬達(dá)經(jīng)常更換檢修給施工造成很大不便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，包括:第一芯軸、第一芯軸外殼、第二芯軸、傳動(dòng)外殼、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和鉆具部分，第一芯軸位于第一芯軸外殼的內(nèi)部，第一芯軸的第一端外部連接有帶有推進(jìn)鉆頭的推進(jìn)鉆頭接頭，第一芯軸外殼的第一端通過(guò)第一連接構(gòu)件套在推進(jìn)鉆頭接頭外，第二芯軸位于傳動(dòng)外殼的內(nèi)部，第二芯軸的第一端連接有帶有牙輪鉆頭的導(dǎo)向鉆頭接頭，傳動(dòng)外殼第一端與導(dǎo)向鉆頭接頭通過(guò)第二連接構(gòu)件連接在一起，鉆具部分的第二端與第二芯軸連接，鉆具部分的第一端與第一芯軸的第二端連接，及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的兩端分別與第一芯軸外殼和傳動(dòng)外殼連接。
[0004]根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括本體接頭和與本體接頭連接的轉(zhuǎn)向彎頭，轉(zhuǎn)向彎頭與本體接頭之間具有一個(gè)偏向角度，本體接頭的另一端與第一芯軸外殼連接，轉(zhuǎn)向彎頭的另一端與傳動(dòng)外殼連接。
[0005]根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，鉆具部分包括萬(wàn)向聯(lián)軸器和換擋離合器，萬(wàn)向聯(lián)軸器的第一部分連接至第二芯軸第二端外側(cè)，萬(wàn)向聯(lián)軸器的第二部分配合插入至換擋離合器的一端，換擋離合器的另一端向內(nèi)設(shè)有兩個(gè)拔插及第一芯軸的第二端向外設(shè)有凸起，兩個(gè)拔插與所述凸起卡合或分離。
[0006]根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，萬(wàn)向聯(lián)軸器的第二部分和換擋離合器的一端分別設(shè)有相互配合的六角公接頭和六角母接頭。
[0007]根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，第一芯軸外殼內(nèi)設(shè)有側(cè)裝探棒倉(cāng)，側(cè)裝探棒倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)放有導(dǎo)向儀探棒。
[0008]根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，第一芯軸外殼的第一端與推進(jìn)鉆頭接頭的一端分別設(shè)有相互配合的端面齒。
[0009]根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，第一芯軸外殼的第一端與推進(jìn)鉆頭接頭的一端通過(guò)相互配合的端面齒嚙合或分離。
[0010]根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，第二芯軸與所述傳動(dòng)外殼之間設(shè)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括TC軸承和與TC軸承連接的串軸承。[0011 ]根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，第二芯軸內(nèi)部設(shè)有泥漿通道。
[0012]根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的導(dǎo)向轉(zhuǎn)向方法，包括:
[0013]步驟一:推進(jìn)鉆頭帶動(dòng)第一芯軸正旋旋轉(zhuǎn)使換擋離合器的兩個(gè)拔插與第一芯軸第二端的凸起卡合，然后，向前推進(jìn)推進(jìn)鉆頭接頭使其一端與第一芯軸外殼第一端的端面齒嚙合，實(shí)現(xiàn)第一芯軸與第一芯軸外殼同時(shí)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，鉆具部分在巖石中直線(xiàn)前進(jìn)；
[0014]步驟二:需要變向時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)軌跡調(diào)整轉(zhuǎn)向彎頭方向，使之對(duì)應(yīng)相應(yīng)鐘表盤(pán)面的位置；
[0015]步驟三:然后推進(jìn)鉆頭回拉第一芯軸使推進(jìn)鉆頭接頭一端與第一芯軸外殼第一端的端面齒分離，再反旋旋轉(zhuǎn)一個(gè)方位角使換擋離合器的兩個(gè)拔插與第一芯軸第二端的凸起分離，這時(shí)推進(jìn)鉆頭反旋并推進(jìn)第一芯軸，第一芯軸和第二芯軸單獨(dú)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)牙輪鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，第一芯軸外殼和傳動(dòng)外殼在沒(méi)有旋轉(zhuǎn)扭矩的情況下不旋轉(zhuǎn)，只是被第一芯軸和第二芯軸推動(dòng)做直線(xiàn)前進(jìn)，牙輪鉆頭在沿轉(zhuǎn)向彎頭偏向的方向上鉆進(jìn)，實(shí)現(xiàn)在巖石中變向；
[0016]步驟四:恢復(fù)到直線(xiàn)鉆進(jìn)時(shí)，首先推進(jìn)鉆頭停止鉆進(jìn)，正旋旋轉(zhuǎn)一個(gè)方位角使換擋離合器的兩個(gè)拔插與第一芯軸第二端的凸起卡合，向前推進(jìn)推進(jìn)鉆頭接頭使其一端與第一芯軸外殼第一端的端面齒嚙合，再鉆動(dòng)推進(jìn)鉆頭，鉆具部分就可以繼續(xù)直線(xiàn)前進(jìn)了；及
[0017]步驟五:如此循環(huán)反復(fù)以上步驟以實(shí)現(xiàn)鉆具部分的變向控制。
[0018]有益效果
[0019]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其特點(diǎn)是采用換擋離合器加轉(zhuǎn)向彎頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，替代泥漿馬達(dá)導(dǎo)向，減少泥漿用量，提高了導(dǎo)向鉆進(jìn)扭矩，給穿越施工節(jié)省了大量資金投入，還大大縮短了鉆導(dǎo)向孔時(shí)間，為非開(kāi)挖穿越施工提高了工作效率，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型公開(kāi)的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型公開(kāi)的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和鉆具部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0023]圖1是本實(shí)用新型公開(kāi)的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，包括:第一芯軸01、第一芯軸外殼02、第二芯軸03、傳動(dòng)外殼04、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和鉆具部分，第一芯軸01位于第一芯軸外殼02的內(nèi)部，第一芯軸01的第一端05外部連接有帶有推進(jìn)鉆頭的推進(jìn)鉆頭接頭06，第一芯軸外殼02的第一端07通過(guò)第一連接構(gòu)件08套在推進(jìn)鉆頭接頭06外，第二芯軸03位于傳動(dòng)外殼04的內(nèi)部，第二芯軸03的第一端09連接有帶有牙輪鉆頭的導(dǎo)向鉆頭接頭10，傳動(dòng)外殼04第一端11與導(dǎo)向鉆頭接頭10通過(guò)第二連接構(gòu)件12連接在一起，鉆具部分一端與第二芯軸03連接，鉆具部分的另一端與第一芯軸01的第二端13連接，及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的兩端分別與第一芯軸外殼02和傳動(dòng)外殼04連接。
[0024]圖2是本實(shí)用新型公開(kāi)的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和鉆具部分的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括本體接頭14和與本體接頭14連接的轉(zhuǎn)向彎頭15，轉(zhuǎn)向彎頭15與本體接頭14之間具有一個(gè)偏向角度，本體接頭14的另一端與第一芯軸外殼02連接，轉(zhuǎn)向彎頭15的另一端與傳動(dòng)外殼04連接。
[0025]如圖2所示，根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，鉆具部分包括萬(wàn)向聯(lián)軸器16和換擋離合器17，萬(wàn)向聯(lián)軸器16的第一部分18連接至第二芯軸03第二端外側(cè)，萬(wàn)向聯(lián)軸器16的第二部分19配合插入至換擋離合器17的一端，換擋離合器17的另一端向內(nèi)設(shè)有兩個(gè)拔插20及第一芯軸01的第二端13向外設(shè)有凸起21，兩個(gè)拔插20與所述凸起21卡合或分離。
[0026]如圖2所示，根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，萬(wàn)向聯(lián)軸器16的第二部分19和換擋離合器17的一端分別設(shè)有相互配合的六角公接頭和六角母接頭。
[0027]如圖1所示，根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，第一芯軸外殼02內(nèi)設(shè)有側(cè)裝探棒倉(cāng)22，側(cè)裝探棒倉(cāng)22內(nèi)儲(chǔ)放有導(dǎo)向儀探棒23。
[0028]如圖1所示，根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，第一芯軸外殼02的第一端07與推進(jìn)鉆頭接頭06的一端分別設(shè)有相互配合的端面齒24。
[0029]如圖1所示，根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，第一芯軸外殼02的第一端07與推進(jìn)鉆頭接頭06的一端通過(guò)相互配合的端面齒24嚙合或分離。
[0030]如圖1所示，根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，第二芯軸03與傳動(dòng)外殼04之間設(shè)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括TC軸承25和與TC軸承25連接的串軸承26。
[0031]如圖1所示，根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其中，第二芯軸03內(nèi)部設(shè)有泥漿通道27。
[0032]如圖1和圖2所示，根據(jù)上述一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的導(dǎo)向轉(zhuǎn)向方法，包括:
[0033]步驟一:推進(jìn)鉆頭帶動(dòng)第一芯軸01正旋旋轉(zhuǎn)使換擋離合器17的兩個(gè)拔插20與第一芯軸01第二端13的凸起21卡合，然后，向前推進(jìn)推進(jìn)鉆頭接頭06使其一端與第一芯軸外殼02第一端07的端面齒24嚙合，實(shí)現(xiàn)第一芯軸01與第一芯軸外殼02同時(shí)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，鉆具部分在巖石中直線(xiàn)前進(jìn)；
[0034]步驟二:需要變向時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)軌跡調(diào)整轉(zhuǎn)向彎頭15方向，使之對(duì)應(yīng)相應(yīng)鐘表盤(pán)面的位置；
[0035]步驟三:然后推進(jìn)鉆頭回拉第一芯軸01使推進(jìn)鉆頭接頭06—端與第一芯軸外殼02第一端07的端面齒24分離，再反旋旋轉(zhuǎn)一個(gè)方位角使換擋離合器17的兩個(gè)拔插20與第一芯軸01第二端13的凸起21分離，這時(shí)推進(jìn)鉆頭反旋并推進(jìn)第一芯軸01，第一芯軸01和第二芯軸03單獨(dú)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)牙輪鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，第一芯軸外殼02和傳動(dòng)外殼04在沒(méi)有旋轉(zhuǎn)扭矩的情況下不旋轉(zhuǎn)，只是被第一芯軸01和第二芯軸03推動(dòng)做直線(xiàn)前進(jìn)，牙輪鉆頭在沿轉(zhuǎn)向彎頭15偏向的方向上鉆進(jìn)，實(shí)現(xiàn)在巖石中變向；
[0036]步驟四:恢復(fù)到直線(xiàn)鉆進(jìn)時(shí)，首先推進(jìn)鉆頭停止鉆進(jìn)，正旋旋轉(zhuǎn)一個(gè)方位角使換擋離合器17的兩個(gè)拔插20與第一芯軸01第二端13的凸起21卡合，向前推進(jìn)推進(jìn)鉆頭接頭06使其一端與第一芯軸外殼02第一端07的端面齒24嚙合，再鉆動(dòng)推進(jìn)鉆頭，鉆具部分就可以繼續(xù)直線(xiàn)前進(jìn)了；及
[0037]步驟五:如此循環(huán)反復(fù)以上步驟以實(shí)現(xiàn)鉆具部分的變向控制。
[0038]以上所述，僅是本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，并非對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做任何形式上的限制。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例做任何簡(jiǎn)單修改，形式變化和修飾，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其特征在于:所述鉆頭包括:第一芯軸、第一芯軸外殼、第二芯軸、傳動(dòng)外殼、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和鉆具部分，所述第一芯軸位于所述第一芯軸外殼的內(nèi)部，所述第一芯軸的第一端外部連接有帶有推進(jìn)鉆頭的推進(jìn)鉆頭接頭，所述第一芯軸外殼的第一端通過(guò)第一連接構(gòu)件套在所述推進(jìn)鉆頭接頭外，所述第二芯軸位于所述傳動(dòng)外殼的內(nèi)部，所述第二芯軸的第一端連接有帶有牙輪鉆頭的導(dǎo)向鉆頭接頭，所述傳動(dòng)外殼第一端與所述導(dǎo)向鉆頭接頭通過(guò)第二連接構(gòu)件連接在一起，所述鉆具部分的第二端與所述第二芯軸連接，所述鉆具部分的第一端與所述第一芯軸的第二端連接，及所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的兩端分別與所述第一芯軸外殼和所述傳動(dòng)外殼連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其特征在于:所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括本體接頭和與所述本體接頭連接的轉(zhuǎn)向彎頭，所述轉(zhuǎn)向彎頭與所述本體接頭之間具有一個(gè)偏向角度，所述本體接頭的另一端與所述第一芯軸外殼連接，所述轉(zhuǎn)向彎頭的另一端與所述傳動(dòng)外殼連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其特征在于:所述鉆具部分包括萬(wàn)向聯(lián)軸器和換擋離合器，所述萬(wàn)向聯(lián)軸器的第一部分連接至所述第二芯軸第二端外偵U，所述萬(wàn)向聯(lián)軸器的第二部分配合插入至換擋離合器的一端，換擋離合器的另一端向內(nèi)設(shè)有兩個(gè)拔插及所述第一芯軸的第二端向外設(shè)有凸起，所述兩個(gè)拔插與所述凸起卡合或分離。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其特征在于:所述萬(wàn)向聯(lián)軸器的第二部分和換擋離合器的一端分別設(shè)有相互配合的六角公接頭和六角母接頭。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其特征在于:所述第一芯軸外殼內(nèi)設(shè)有側(cè)裝探棒倉(cāng)，所述側(cè)裝探棒倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)放有導(dǎo)向儀探棒。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其特征在于:所述第一芯軸外殼的第一端與所述推進(jìn)鉆頭接頭的一端分別設(shè)有相互配合的端面齒。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其特征在于:所述第一芯軸外殼的第一端與所述推進(jìn)鉆頭接頭的一端通過(guò)相互配合的端面齒嚙合或分離。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其特征在于:所述第二芯軸與所述傳動(dòng)外殼之間設(shè)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括TC軸承和與TC軸承連接的串軸承。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭，其特征在于:所述第二芯軸內(nèi)部設(shè)有泥漿通道。
【文檔編號(hào)】E21B7/04GK205477373SQ201620011795
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月6日
【發(fā)明人】許文紅
【申請(qǐng)人】無(wú)錫凱通鉆具有限公司