一种基于双速变扭钻头的带钻柱的钻深井执行机构制造技术

本发明专利技术属于钻井技术领域，尤其涉及一种基于双速变扭钻头的带钻柱的钻深井执行机构，它包括钻头钻杆、施压支板、施压电磁伸缩杆、连接结构、钻头、定位支架、第二定位机构、第一定位机构、钻柱，其中钻头安装在钻头钻杆上，钻头钻杆通过轴承安装在施压支板上，施压电磁伸缩杆安装在定位机构上；定位机构通过定位电磁伸缩杆调节定位机构上的定位接触头的径向距离，保证了钻柱位于井身中心线上，还能够使定位机构相对于井身固定，为钻头的固定部分提供了安装平台；当钻头在施压支板施压下，钻头与定位机构之间的距离是变化的，连接结构具有传动和长度可以伸缩的特性，能够保证传动的顺利进行。本发明专利技术在结构上和钻井的定位上具有较好的实用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双速变扭钻头的带钻柱的钻深井执行机构所属
本专利技术属于钻井
，尤其涉及一种基于双速变扭钻头的带钻柱的钻深井执行机构。
技术介绍
目前钻井设备常采用井上动力输出，通过钻柱将动力传输到井下的钻头上。对于要求所钻井的深度很深时，将需要超长距离的钻柱，往往通过多根钻柱拼接而成。当所钻深井为定向钻井时，井身轴线将具有一个或多个拐点，很难保证钻柱工作在井身的中心线上，这将会导致钻头钻井的偏离。使钻柱保持在井身的中心线上，或者仅仅保持与钻头连接附近的钻柱在井身中心线上是非常有必要的。对于钻头而言，目前钻井所用的钻头大多为整体铸造或者锻造，针对不同深度具有不同硬度的岩石层的钻井，或者单一的使用较硬的钻头或者根据所钻的岩石层实时更换钻头已达到钻井的目的。这两者均有一定的问题，对于前者在钻较软的岩石层时或多或少对钻头产生了磨耗，这个过程中所耗费的成本比用相对软的钻头钻较软的岩石层所耗费的成本要高，很不划算；对于后者，要经常更换钻头造成时间成本的提高。对于推杆而言，目前推杆技术主要有两种，一种为液压驱动的液压杆，另一种为通过电机驱动齿轮和螺杆实现。对于前者一方面需要电机驱动油泵产生具有压力的液压油，正因为具有油压往往容易出现漏油现象，对油缸技术、密封技术要求较高，导致成本较高，机构复杂；对于后者，使用电机驱动，结构较前者简单，但是因为使用了齿轮与螺杆的啮合传动，当负载突变时，很容易对推杆形成致命的破坏，也就是使用范围较窄。本专利技术设计一种基于双速变扭钻头的带钻柱的钻深井执行机构解决如上问题。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述缺陷，本专利技术公开一种基于双速变扭钻头的带钻柱的钻深井执行机构，它是采用以下技术方案来实现的。一种基于双速变扭钻头的带钻柱的钻深井执行机构，其特征在于：它包括钻头钻杆、施压支板、施压电磁伸缩杆、连接结构、钻头、定位支架、第二定位机构、第一定位机构、钻柱，其中钻头安装在钻头钻杆上，钻头钻杆通过轴承安装在施压支板中心圆孔上；三个施压电磁伸缩杆周向均匀安装在施压支板中心圆孔周边，第二定位机构安装在三个施压电磁伸缩杆上，三个定位支架周向均匀安装在第二定位机构上侧，第一定位机构安装在三个定位支架上；钻柱通过连接结构连接钻头钻杆；上述第一定位机构和第二定位机构具有相同的结构，其安装方式和位置以定位支架的中心平面互相对称。上述第一定位机构包括定位接触头、定位支板、定位电磁伸缩杆、伸缩杆外套、伸缩杆外套顶板、加固环，其中加固环安装在定位支板上；三个伸缩杆外套均匀安装在定位支板上，对于每一个伸缩杆外套，伸缩杆外套内部安装有定位电磁伸缩杆，定位电磁伸缩杆一端安装有定位接触头，伸缩杆外套顶端安装有伸缩杆外套顶板；第二定位机构通过其定位支板安装在施压电磁伸缩杆上，第一定位机构通过其定位支板安装在定位支架上；定位支架安装在第二定位机构的定位支板上。上述连接结构包括卡块、连接里杆导轨、连接里杆、连接套杆、连接套杆导轨槽、连接套杆卡槽、卡块环、卡块环导轨槽，其中连接里杆安装在钻头钻杆一端，在连接里杆上对称的安装有两条连接里杆导轨，两个卡块对称的安装在连接里杆顶端且两个卡块对称面与两条连接里杆导轨对称面垂直；连接套杆安装在钻柱一端，连接套杆内部开有两条对称分布的连接套杆导轨槽和两条对称分布的连接套杆卡槽，两条连接套杆导轨槽的对称面与两条连接套杆卡槽的对称面垂直；连接里杆导轨与连接套杆导轨槽滑动配合，卡块与连接套杆卡槽滑动配合，卡块环上对称开有两个卡块环导轨槽，卡块环安装在连接套杆端面且两个卡块环导轨槽与两条连接里杆导轨滑动配合。上述施压电磁伸缩杆和定位电磁伸缩杆结构完全相同，对于施压电磁伸缩杆，它包括电磁内杆底板、电磁内杆、电磁外杆、电磁外杆顶板、u型滑块、电磁单元、单元导电片、内杆导电片、内外杆导电片、外杆导电片、内杆弓型导轨、内杆弓型导轨中面、外杆弓型导轨、外杆弓型导轨中面，其中电磁内杆底板安装在电磁内杆底端，电磁内杆上具有对称分布的内杆弓型导轨；电磁外杆顶板安装在电磁外杆顶端，电磁外杆上具有对称分布的外杆弓型导轨，电磁外杆通过外杆弓型导轨内面与内杆弓型导轨外面的配合安装在电磁内杆外侧；电磁内杆上的内杆弓型导轨中面上安装有内杆导电片，电磁外杆上的外杆弓型导轨中面上安装有外杆导电片，在内杆导电片和外杆导电片交接处的电磁内杆顶端端面上安装有内外杆导电片；内外杆导电片一端固定连接内杆导电片，另一端与外杆导电片接触并对外杆导电片施加一定压力；电磁单元两侧对称安装有两个u型滑块，两个u型滑块u型凹面内部均安装有单元导电片，u型滑块与内杆弓型导轨、外杆弓型导轨滑动配合，单元导电片与内杆导电片、外杆导电片滑动接触；多个电磁单元上下依次通过u型滑块安装在电磁内杆和电磁外杆组成的空间内；上述电磁单元包括单元壳体、单元顶板、单元底板、线圈、导磁柱，其中导磁柱一端安装有单元底板，另一端安装有单元顶板，导电线圈缠绕在导磁柱上，单元壳体安装在单元底板上，导磁柱、线圈均位于单元壳体内；两个u型滑块对称安装在单元壳体外侧，线圈两端分别与对称安装的两个单元导电片连接。上述钻头包括固定杆套、第一行星支板、钻环支撑、钻环侧削头、钻削头、钻环、中心钻盘、液力变矩器、钻头内杆、内齿环、行星齿轮、行星齿轮轴、第二行星支板、钻环支撑轴承，其中液力变矩器输入端与钻头钻杆连接，液力变矩器输出端与钻头内杆连接，中心钻盘上侧安装在钻头内杆一端，中心钻盘下侧安装有多个钻削头；固定杆套嵌套在钻头钻杆外侧，第一行星支板安装在固定杆套下端，三个行星齿轮通过各自的行星齿轮轴周向均匀地安装在第一行星支板下侧；第二行星支板安装在三个行星齿轮轴下侧，且与第一行星齿轮支板沿行星齿轮中心面对称；液力变矩器的外壳体与第二行星支板下侧固定连接；内齿环安装钻环支撑上端的内侧，三个行星齿轮与内齿环啮合，钻环支撑通过钻环支撑轴承安装在液力变矩器的外壳上，钻环安装在钻环支撑下端，多个钻环侧削头周向均匀安装在钻环外侧面，钻环下侧安装有多个钻削头；钻头钻杆上在三个行星齿轮安装位置处具有齿型，钻头钻杆与三个行星齿轮均啮合；固定杆套安装在施压支板上。作为本技术的进一步改进，上述第一行星支板下侧还安装有密封环。作为本技术的进一步改进，上述行星齿轮数目可以为2、3、4、5个中的任意一个。作为本技术的进一步改进，上述钻环下侧周向均匀开有多个钻环底槽且钻环底槽安装位置位于钻环侧削头安装位置之间。作为本技术的进一步改进，上述电磁外杆上还对称开有限位滑槽，并且在每个限位滑槽上各安装有一个限位罩，电磁内杆顶端对称安装有两个限位块，两个限位块分别在两个限位滑槽中滑动。作为本技术的进一步改进，上述导磁柱、单元顶板和单元底板均为导磁材料。作为本技术的进一步改进，上述电磁内杆和电磁外杆为非导磁材料。相对于传统的钻井技术，本专利技术中钻头安装在钻头钻杆上，钻头钻杆通过轴承安装在施压支板上，施压支板被施压电磁伸缩杆推动，施压电磁伸缩杆安装在定位机构上；定位机构通过定位电磁伸缩杆调节定位机构上的定位接触头的径向距离，保证三个定位接触头的径向距离一致，当三个定位接触头均与井身接触时，就保证了钻柱位于井身中心线上；另外定位电磁伸缩头还保证接触头与井身产生一定的摩擦力，能够使定位机构相对于井身固定，为钻头的固定部分提供了安装平台；工作中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双速变扭钻头的带钻柱的钻深井执行机构，其特征在于：它包括钻头钻杆、施压支板、施压电磁伸缩杆、连接结构、钻头、定位支架、第二定位机构、第一定位机构、钻柱，其中钻头安装在钻头钻杆上，钻头钻杆通过轴承安装在施压支板中心圆孔上；三个施压电磁伸缩杆周向均匀安装在施压支板中心圆孔周边，第二定位机构安装在三个施压电磁伸缩杆上，三个定位支架周向均匀安装在第二定位机构上侧，第一定位机构安装在三个定位支架上；钻柱通过连接结构连接钻头钻杆；上述第一定位机构和第二定位机构具有相同的结构，其安装方式和位置以定位支架的中心平面互相对称；上述第一定位机构包括定位接触头、定位支板、定位电磁伸缩杆、伸缩杆外套、伸缩杆外套顶板、加固环，其中加固环安装在定位支板上；三个伸缩杆外套均匀安装在定位支板上，对于每一个伸缩杆外套，伸缩杆外套内部安装有定位电磁伸缩杆，定位电磁伸缩杆一端安装有定位接触头，伸缩杆外套顶端安装有伸缩杆外套顶板；第二定位机构通过其定位支板安装在施压电磁伸缩杆上，第一定位机构通过其定位支板安装在定位支架上；定位支架安装在第二定位机构的定位支板上；上述连接结构包括卡块、连接里杆导轨、连接里杆、连接套杆、连接套杆导轨槽、连接套杆卡槽、卡块环、卡块环导轨槽，其中连接里杆安装在钻头钻杆一端，在连接里杆上对称的安装有两条连接里杆导轨，两个卡块对称的安装在连接里杆顶端且两个卡块对称面与两条连接里杆导轨对称面垂直；连接套杆安装在钻柱一端，连接套杆内部开有两条对称分布的连接套杆导轨槽和两条对称分布的连接套杆卡槽，两条连接套杆导轨槽的对称面与两条连接套杆卡槽的对称面垂直；连接里杆导轨与连接套杆导轨槽滑动配合，卡块与连接套杆卡槽滑动配合，卡块环上对称开有两个卡块环导轨槽，卡块环安装在连接套杆端面且两个卡块环导轨槽与两条连接里杆导轨滑动配合；上述施压电磁伸缩杆和定位电磁伸缩杆结构完全相同，对于施压电磁伸缩杆，它包括电磁内杆底板、电磁内杆、电磁外杆、电磁外杆顶板、u型滑块、电磁单元、单元导电片、内杆导电片、内外杆导电片、外杆导电片、内杆弓型导轨、内杆弓型导轨中面、外杆弓型导轨、外杆弓型导轨中面，其中电磁内杆底板安装在电磁内杆底端，电磁内杆上具有对称分布的内杆弓型导轨；电磁外杆顶板安装在电磁外杆顶端，电磁外杆上具有对称分布的外杆弓型导轨，电磁外杆通过外杆弓型导轨内面与内杆弓型导轨外面的配合安装在电磁内杆外侧；电磁内杆上的内杆弓型导轨中面上安装有内杆导电片，电磁外杆上的外杆弓型导轨中面上安装有外杆导电片，在内杆导电片和外杆导电片交接处的电磁内杆顶端端面上安装有内外杆导电片；内外杆导电片一端固定连接内杆导电片，另一端与外杆导电片接触并对外杆导电片施加一定压力；电磁单元两侧对称安装有两个u型滑块，两个u型滑块u型凹面内部均安装有单元导电片，u型滑块与内杆弓型导轨、外杆弓型导轨滑动配合，单元导电片与内杆导电片、外杆导电片滑动接触；多个电磁单元上下依次通过u型滑块安装在电磁内杆和电磁外杆组成的空间内；上述电磁单元包括单元壳体、单元顶板、单元底板、线圈、导磁柱，其中导磁柱一端安装有单元底板，另一端安装有单元顶板，导电线圈缠绕在导磁柱上，单元壳体安装在单元底板上，导磁柱、线圈均位于单元壳体内；两个u型滑块对称安装在单元壳体外侧，线圈两端分别与对称安装的两个单元导电片连接；上述钻头包括固定杆套、第一行星支板、钻环支撑、钻环侧削头、钻削头、钻环、中心钻盘、液力变矩器、钻头内杆、内齿环、行星齿轮、行星齿轮轴、第二行星支板、钻环支撑轴承，其中液力变矩器输入端与钻头钻杆连接，液力变矩器输出端与钻头内杆连接，中心钻盘上侧安装在钻头内杆一端，中心钻盘下侧安装有多个钻削头；固定杆套嵌套在钻头钻杆外侧，第一行星支板安装在固定杆套下端，三个行星齿轮通过各自的行星齿轮轴周向均匀地安装在第一行星支板下侧；第二行星支板安装在三个行星齿轮轴下侧，且与第一行星齿轮支板沿行星齿轮中心面对称；液力变矩器的外壳体与第二行星支板下侧固定连接；内齿环安装钻环支撑上端的内侧，三个行星齿轮与内齿环啮合，钻环支撑通过钻环支撑轴承安装在液力变矩器的外壳上，钻环安装在钻环支撑下端，多个钻环侧削头周向均匀安装在钻环外侧面，钻环下侧安装有多个钻削头；钻头钻杆上在三个行星齿轮安装位置处具有齿型，钻头钻杆与三个行星齿轮均啮合；固定杆套安装在施压支板上。...

【技术特征摘要】
2016.03.25 CN 20161017752661.一种基于双速变扭钻头的带钻柱的钻深井执行机构，其特征在于：它包括钻头钻杆、施压支板、施压电磁伸缩杆、连接结构、钻头、定位支架、第二定位机构、第一定位机构、钻柱，其中钻头安装在钻头钻杆上，钻头钻杆通过轴承安装在施压支板中心圆孔上；三个施压电磁伸缩杆周向均匀安装在施压支板中心圆孔周边，第二定位机构安装在三个施压电磁伸缩杆上，三个定位支架周向均匀安装在第二定位机构上侧，第一定位机构安装在三个定位支架上；钻柱通过连接结构连接钻头钻杆；上述第一定位机构和第二定位机构具有相同的结构，其安装方式和位置以定位支架的中心平面互相对称；上述第一定位机构包括定位接触头、定位支板、定位电磁伸缩杆、伸缩杆外套、伸缩杆外套顶板、加固环，其中加固环安装在定位支板上；三个伸缩杆外套均匀安装在定位支板上，对于每一个伸缩杆外套，伸缩杆外套内部安装有定位电磁伸缩杆，定位电磁伸缩杆一端安装有定位接触头，伸缩杆外套顶端安装有伸缩杆外套顶板；第二定位机构通过其定位支板安装在施压电磁伸缩杆上，第一定位机构通过其定位支板安装在定位支架上；定位支架安装在第二定位机构的定位支板上；上述连接结构包括卡块、连接里杆导轨、连接里杆、连接套杆、连接套杆导轨槽、连接套杆卡槽、卡块环、卡块环导轨槽，其中连接里杆安装在钻头钻杆一端，在连接里杆上对称的安装有两条连接里杆导轨，两个卡块对称的安装在连接里杆顶端且两个卡块对称面与两条连接里杆导轨对称面垂直；连接套杆安装在钻柱一端，连接套杆内部开有两条对称分布的连接套杆导轨槽和两条对称分布的连接套杆卡槽，两条连接套杆导轨槽的对称面与两条连接套杆卡槽的对称面垂直；连接里杆导轨与连接套杆导轨槽滑动配合，卡块与连接套杆卡槽滑动配合，卡块环上对称开有两个卡块环导轨槽，卡块环安装在连接套杆端面且两个卡块环导轨槽与两条连接里杆导轨滑动配合；上述施压电磁伸缩杆和定位电磁伸缩杆结构完全相同，对于施压电磁伸缩杆，它包括电磁内杆底板、电磁内杆、电磁外杆、电磁外杆顶板、u型滑块、电磁单元、单元导电片、内杆导电片、内外杆导电片、外杆导电片、内杆弓型导轨、内杆弓型导轨中面、外杆弓型导轨、外杆弓型导轨中面，其中电磁内杆底板安装在电磁内杆底端，电磁内杆上具有对称分布的内杆弓型导轨；电磁外杆顶板安装在电磁外杆顶端，电磁外杆上具有对称分布的外杆弓型导轨，电磁外杆通过外杆弓型导轨内面与内杆弓型导轨外面的配合安装在电磁内杆外侧；电磁内杆上的内杆弓型导轨中面上安装有内杆导电片，电磁外杆上的外杆弓型导轨中面上安装有外杆导电片，在内杆导电片和外杆导电片交接处的电磁内杆顶端端面上安装有内外杆导电片；内外杆导电片一端固定连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李义忠，
申请(专利权)人：泉州臻美智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35