CN218407345U - 一种反井钻机用新型稳定钻杆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种反井钻机用新型稳定钻杆装置,包括钻杆,钻杆的外壁上固定安装有加固短管,加固短管的顶部内侧环向加工有上限位槽,上限位槽内放置有多个第一钢珠，钻杆的上部安装与第一钢珠接触的有上限位板，加固短管的底部内侧环向加工有下限位槽,下限位槽内放置有多个第二钢珠，钻杆的下部安装与第二钢珠接触的下限位板，上限位板和下限位板的外径大于加固短管的外径，且上限位板和下限位板之间通过定位套筒连接固定，定位套筒的外壁上均布安装有多根耐磨条。本装置一方面可以有效地防止钻杆产生水平位移，防止钻杆偏斜；另一方面能够大幅的减少钻杆外壁与竖井侧壁之间存在摩擦，解决钻孔过程的机械能损耗，降低对耐磨条的磨损。

Description

一种反井钻机用新型稳定钻杆装置

技术领域

本实用新型涉及矿山、水电、隧道等建筑施工技术领域，具体涉及一种反井钻机用新型稳定钻杆装置。

背景技术

反井钻机钻井法是一种安全、高效的井筒施工方法，已广泛应用于地下采矿工程以及地下空间工程建设中。反井钻机的工艺原理是通过钻机的电机带动液压泵，液压泵驱动液压马达，并驱动动力头，利用液压动力将扭矩传递给钻具***，带动钻杆及钻头旋转，导孔钻头或扩孔钻头上的滚刀在钻压的作用下，沿井底岩石工作面做纯滚动或微量滑移，同时主机油缸产生的轴向拉、压力，也通过动力头、钻杆作用在导孔钻头或扩孔钻头上，使导孔钻头的滚刀在钻压作用下滚动，产生冲击荷载，使滚刀齿对岩石产生冲击、挤压和剪切作用，破碎岩石，采用反井钻机进行钻井，具有工艺简单、钻井速度快、适应性强等优点。钻杆是反井钻机的关键部件，现有的钻杆在施工的过程中，导孔开挖是最为关键的一道工序，由于导孔开挖受到岩层、机械设备等因素的影响，导杆在开挖的过程中会产生偏移，影响导孔开挖的精准度，为了保证导孔开挖的精度，在现有的技术中，会在钻杆上增加稳定装置，该稳定装置就是在钻杆的四周加上四根耐磨条，耐磨条的作用是减少钻杆外壁与岩石的摩擦，同时在水平径向产生约束，阻止钻杆偏斜，但该种结构的稳固装置在使用的过程中发现：钻机在旋转的过程中带动钻杆旋转，钻杆外壁与竖井侧壁之间存在摩擦，这种摩擦会导致钻机机械能的损耗，从而使得耐磨条磨损比较严重，在使用的过程中仍然会存在钻杆偏斜的情况，存在使用效果不佳、工作效率低不足。因此，研制开发一种结构合理、容易实施、既能防止钻杆偏斜、又能减少机械磨损的反井钻机用新型稳定钻杆装置是客观需要的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供开发研制开发一种结构合理、容易实施、既能防止钻杆偏斜、又能减少机械磨损的反井钻机用新型稳定钻杆装置。

本实用新型的目的是这样实现的，包括钻杆,钻杆的外壁上固定安装有加固短管,加固短管的顶部内侧环向加工有上限位槽,上限位槽内放置有多个第一钢珠，钻杆的上部安装与第一钢珠接触的有上限位板，加固短管的底部内侧环向加工有下限位槽,下限位槽内放置有多个第二钢珠，钻杆的下部安装与第二钢珠接触的下限位板，上限位板和下限位板的外径大于加固短管的外径，且上限位板和下限位板之间通过定位套筒连接固定，定位套筒的外壁上均布安装有多根耐磨条，耐磨条沿着定位套筒的轴向方向竖直设置。

本装置产生的有益效果是：一是钻机在工作过程中，当钻杆钻进一段距离后钻杆长度较长时，此时钻杆中心部位所受的弯矩最大，设置在转杆的中部增加了加固短管、上限位板、下限位板和定位套筒的结构，能够增强钻杆钻孔的稳定性，可以有效地防止钻杆产生水平位移，保证转杆径向方向的约束不变，防止钻杆偏斜，可以较好的保证导孔开挖的精准度；二是将第一钢珠和第二钢珠设置上限位槽和下限位槽内，由于受上限位板和上限位板的限位作用，第一钢珠和第二钢珠只能在上限位槽和下限位环向移动，当钻杆旋转时，就会带动加固短管、定位套筒等旋转，进而带动第一钢珠和第二钢珠旋转，第一钢珠和第二钢珠在旋转的过程中就能大幅的减少钻杆外壁与竖井侧壁之间存在摩擦，进而彻底的解决钻孔过程的机械能损耗，降低对耐磨条的磨损，使其有效的提高工作的效率，具有结构合理、容易实施、使用效果好的优点，易于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1中B-B部分的示意图；

图3为图1中A部分的放大示意图；

图中：1-钻杆，2-加固短管，21-上限位槽，22-下限位槽，3-第一钢珠，4-上限位板，41-第一限位槽，5-第二钢珠，6-下限位板，61-第二限位槽，7-定位套筒，8-耐磨条，9-上紧固螺钉,10-下紧固螺钉，11-密封垫，12-防尘挡圈，13-滑板，14-缓冲座，15-缓冲弹簧，16-导杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1～3所示,本实用新型包括钻杆1,所述钻杆1的外壁上固定安装有加固短管2,加固短管2的内径与钻杆1的外径相同，加固短管2套装在钻杆2的外壁上后，采用焊接连接的方式固定，所述加固短管2的顶部内侧环向加工有上限位槽21, 所述上限位槽21内放置有多个第一钢珠3，多个第一钢珠3成环状布置在上限位槽21内，所述钻杆1的上部安装与第一钢珠3接触的有上限位板4，所述加固短管2的底部内侧环向加工有下限位槽22, 所述下限位槽22内放置有多个第二钢珠5，多个第二钢珠5成环状布置在下限位槽22内，所述钻杆1的下部安装与第二钢珠5接触的下限位板6，所述上限位板4和下限位板6的外径大于加固短管2的外径，且上限位板4和下限位板6之间通过定位套筒7连接固定，所述第一钢珠3和第二钢珠5的尺寸相同，第一钢珠3和第二钢珠5可以选用市场上销售的轴承钢珠、不锈钢珠、合金钢珠等，所述定位套筒7的外壁上均布安装有多根耐磨条8，所述耐磨条8沿着定位套筒7的轴向方向竖直设置。

本装置的使用方法是：在钻杆1未工作之间，先将加固短管2固定安装在钻杆1上，随后将第二钢珠5放置在下限位槽22，并用下限位板6对第二钢珠5进行限位，之后将第一钢珠3放置在上限位槽21内，用上限位板4对第一钢珠3进行限位，最后再将定位套筒7安装在上限位板4和下限位板6之间，将第一钢珠3限制在上限位槽21内，使得在水平方向上限制第一钢珠3在上限位槽21内环上滑动，在垂直方向上，底部由加固短管2与第一钢珠3接触的一面限制垂直位移，顶部由上限位板4限制垂直位移，这样就能够保证第一钢珠3能在上限位槽21内沿环形移动，将第二钢珠5限制在下限位槽22内，使得在水平方向上限制第二钢珠5在下限位槽22内环上滑动，在垂直方向上，顶部由加固短管2与第二钢珠5接触的一面限制垂直位移，底部由下限位板6限制垂直位移，这样就能够保证第二钢珠5能在下限位槽22内沿环形移动，当钻杆1需要对导孔进行开挖时，驱动机构带动钻杆1转动，钻杆1旋转的同时也会带动加固短管2、上限位板4、下限位板6和定位套筒7旋转，进而带动第一钢珠3和第二钢珠5旋转，第一钢珠3和第二钢珠5在旋转的过程中就能大幅的减少钻杆1外壁与竖井侧壁之间存在摩擦，进而彻底的解决钻孔过程的机械能损耗，降低对耐磨条8的磨损，同时在钻杆1旋转的过程中，设置在转杆1的中部增加了加固短管2、上限位板4、下限位板6和定位套筒7的结构，能够增强钻杆1钻孔的稳定性，可以有效地防止钻杆1产生水平位移，保证转杆1径向方向的约束不变，防止钻杆1偏斜，可以较好的保证导孔开挖的精准度。

进一步的，为了能够对第一钢珠3和第二钢珠5进行较好的限位，防止第一钢珠3和第二钢珠5在垂直方向上产生移动，所述上限位板4的底面加工有与上限位槽21相匹配的第一限位槽41，所述第一钢珠3位于第一限位槽41和上限位槽21之间并与上限位板4的底面和钻杆1的外壁滑动接触，所述下限位板6的表面加工有与下限位槽22相匹配的第二限位槽62，所述第二钢珠5位于第二限位槽62和下限位槽22之间并与下限位板6的表面和钻杆1的外壁滑动接触。

为了安装的方便，所述上限位板4与定位套筒7的顶部之间通过多个上紧固螺钉9连接固定，所述下限位板6与定位套筒7的底部之间通过多个下紧固螺钉10连接固定，上紧固螺钉9和下紧固螺钉10均布设置，为了防止钻孔的过程中，粉尘进入到定位套筒7内影响第一钢珠3和第二钢珠5的运行稳定性，上限位板4与定位套筒7的顶部之间、下限位板6与定位套筒7的底部之间均设置有密封垫11，密封垫11可以采用现有技术中使用的耐磨性密封垫。

进一步的，在靠近钻杆1一侧的上限位板4表面上加工有上密封卡槽，在靠近钻杆1一侧的下限位板6底面上加工有下密封卡槽，所述上密封卡槽和下密封卡槽内均安装有与钻杆1紧贴的防尘挡圈12，设置的防尘挡圈12既能提高了钻杆2运行时密封的可靠性，又能够实现钻杆2的稳定传动，防尘挡圈12可以采用现有技术中使用的h型双唇结构橡胶挡尘圈，采用h型双唇结构橡胶挡尘圈，固定可靠，既能有效保证钻杆2在密封位置处不被损伤，又能保障长期使用的密封性。

进一步的，为了减缓钻杆1工作过程中产生的振动，从而降低对耐磨条8产生磨损，所述定位套筒7和加固短管2之间设置有多个缓冲组件，每个缓冲组件包括滑板13和内部中空的缓冲座14，所述缓冲座14安装在定位套筒7的内壁上，所述缓冲座14内的两侧对称加工有滑槽，所述滑板13滑动安装在滑槽内，所述滑板13的一侧安装有缓冲弹簧15，所述缓冲弹簧15的端部与定位套筒7的内壁连接，所述滑板13的另一安装有延伸至缓冲座14外侧的导杆16，所述加固短管2的外壁上加工有卡槽，所述导杆16端部安装在卡槽内，钻杆1在转动过程中产生的振动递给导杆16，导杆16在振动的过程中就会带动滑板13在缓冲座14内滑动，在滑动的过程中，缓冲弹簧15就会对产生的振动进行缓冲，降低其振动的幅度。

Claims (7)

1.一种反井钻机用新型稳定钻杆装置,包括钻杆（1）,其特征在于:所述钻杆（1）的外壁上固定安装有加固短管（2）,所述加固短管（2）的顶部内侧环向加工有上限位槽（21）, 所述上限位槽（21）内放置有多个第一钢珠（3），所述钻杆（1）的上部安装与第一钢珠（3）接触的有上限位板（4），所述加固短管（2）的底部内侧环向加工有下限位槽（22）, 所述下限位槽（22）内放置有多个第二钢珠（5），所述钻杆（1）的下部安装与第二钢珠（5）接触的下限位板（6），所述上限位板（4）和下限位板（6）的外径大于加固短管（2）的外径，且上限位板（4）和下限位板（6）之间通过定位套筒（7）连接固定，所述定位套筒（7）的外壁上均布安装有多根耐磨条（8），所述耐磨条（8）沿着定位套筒（7）的轴向方向竖直设置。

2.根据权利要求1所述的一种反井钻机用新型稳定钻杆装置，其特征在于：所述上限位板（4）的底面加工有与上限位槽（21）相匹配的第一限位槽（41），所述第一钢珠（3）位于第一限位槽（41）和上限位槽（21）之间并与上限位板（4）的底面和钻杆（1）的外壁滑动接触，所述下限位板（6）的表面加工有与下限位槽（22）相匹配的第二限位槽（62），所述第二钢珠（5）位于第二限位槽（62）和下限位槽（22）之间并与下限位板（6）的表面和钻杆（1）的外壁滑动接触。

3. 根据权利要求1所述的一种反井钻机用新型稳定钻杆装置，其特征在于： 所述上限位板（4）与定位套筒（7）的顶部之间通过多个上紧固螺钉（9）连接固定，所述下限位板（6）与定位套筒（7）的底部之间通过多个下紧固螺钉（10）连接固定。

4.根据权利要求3所述的一种反井钻机用新型稳定钻杆装置，其特征在于：所述上限位板（4）与定位套筒（7）的顶部之间、下限位板（6）与定位套筒（7）的底部之间均设置有密封垫（11）。

5.根据权利要求1所述的一种反井钻机用新型稳定钻杆装置，其特征在于：在靠近钻杆（1）一侧的上限位板（4）表面上加工有上密封卡槽，在靠近钻杆（1）一侧的下限位板（6）底面上加工有下密封卡槽，所述上密封卡槽和下密封卡槽内均安装有与钻杆（1）紧贴的防尘挡圈（12）。

6.根据权利要求1所述的一种反井钻机用新型稳定钻杆装置，其特征在于：所述定位套筒（7）和加固短管（2）之间设置有多个缓冲组件。

7.根据权利要求6所述的一种反井钻机用新型稳定钻杆装置，其特征在于：每个缓冲组件包括滑板（13）和内部中空的缓冲座（14），所述缓冲座（14）安装在定位套筒（7）的内壁上，所述缓冲座（14）内的两侧对称加工有滑槽，所述滑板（13）滑动安装在滑槽内，所述滑板（13）的一侧安装有缓冲弹簧（15），所述缓冲弹簧（15）的端部与定位套筒（7）的内壁连接，所述滑板（13）的另一安装有延伸至缓冲座（14）外侧的导杆（16），所述加固短管（2）的外壁上加工有卡槽，所述导杆（16）端部安装在卡槽内。

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