稳定构件及钻具制造技术

本实用新型专利技术提供了一种稳定构件及钻具，属于钻具技术领域。它解决了现有低转速、大扭矩的钻具稳定性较差的问题。本钻具，包括钻架和设于钻架上的钻筒，钻架上设有至少两个稳定构件，稳定构件包括具有导向孔的导向稳定座、与导向孔滑动配合的稳定钻杆、用于驱动稳定钻杆绕自身中轴线转动的动力单元和用于使稳定钻杆轴向运动的驱动单元，稳定钻杆的前端设有钻头，稳定构件中的导向稳定座和驱动单元固定在钻架上，稳定构件中的稳定钻杆与钻筒平行。本实用新型专利技术通过至少两个稳定构件对钻具的前端进行定位，能有效防止低转速、大扭矩的钻筒前端发生晃动，使钻筒不会偏离轴向位置，有效保证钻筒稳定地实现同轴旋转。证钻筒稳定地实现同轴旋转。证钻筒稳定地实现同轴旋转。

【技术实现步骤摘要】
稳定构件及钻具


[0001]本技术属于钻具
，涉及一种稳定构件及钻具。

技术介绍

[0002]在现有技术中，隧道掘进是岩石非爆破开挖的常见手段，即利用水平环缝钻机在岩石的掌子面钻出环缝，破坏岩石边界，以利于剥离岩石。例如，中国专利公开了一种三轴定位钻进装置[申请公布号为CN108086909A]，包括钻筒、中心轴、第一定位轴和第二定位轴，中心轴设于钻筒的中心，用于伸入作业区域以初步定位钻筒；第一定位轴、第二定位轴与中心轴平行，中心轴、第一定位轴和第二定位轴呈三角布置，其中第一定位轴和第二定位轴的端点的连线形成三角形的底边，中心轴的端点形成三角形的顶点，第一定位轴和第二定位轴用于对钻筒进行辅助定位。
[0003]上述三轴定位钻进装置中，由于中心轴、第一定位轴和第二定位轴的端部抵靠在掌子面上，不能在周向上对钻筒进行限位，当钻筒以低转速、大扭矩的方式工作时，钻筒前端晃动，导致偏离轴向位置，稳定性较差。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种定位效果好的稳定构件。
[0005]还提出了一种包括上述稳定构件的钻具。
[0006]本技术的目的可通过下列技术方案来实现：
[0007]稳定构件，包括具有导向孔的导向稳定座、与导向孔滑动配合的稳定钻杆、用于驱动稳定钻杆绕自身中轴线转动的动力单元和用于使稳定钻杆轴向运动的驱动单元，所述稳定钻杆的前端设有钻头。
[0008]动力单元工作时带动稳定钻杆绕自身中轴线转动，驱动单元工作时带动稳定钻杆轴向运动，使钻头在岩石面上钻出一个定位孔，并在驱动单元的顶压作用下，使稳定钻杆定位在岩石上。
[0009]在上述稳定构件中，所述稳定钻杆的前端具有圆锥面，所述钻头位于圆锥面的前端，所述圆锥面的外径由前往后逐渐增大，所述钻头的最大外径小于圆锥面的最大外径，所述钻头的最大外径大于圆锥面的最小外径。
[0010]圆锥面的中轴线与稳定钻杆的中轴线共线，且与钻头的中轴线共线。需要定位时，先由钻头在岩石面上钻出定位孔，稳定钻杆同时向前运动，使圆锥面的前半段进入定位孔，当圆锥面与定位孔的端口接触时，配合驱动单元实现稳定钻杆的轴向定位，在定位孔的作用下又能实现稳定钻杆的径向限位。
[0011]在上述稳定构件中，所述稳定钻杆内具有轴向延伸的水气孔，所述水气孔的前端贯通钻头设置，所述稳定钻杆的后端连接有用于供给水、气的水气供给单元。通过水气供给单元向水气孔内输送水或气体或水气混合体，并由钻头前端喷出，用于吹渣。
[0012]在上述稳定构件中，所述水气供给单元包括具有连接孔的连接套、套设在连接套上且与连接套转动配合的水气密封套、设于水气密封套内侧的环形槽以及设于水气密封套上且与环形槽连通的水气管，所述连接套上设有用于连通环形槽与连接孔的导流孔，所述稳定钻杆的后端连接在连接孔内，所述水气孔与连接孔连通。
[0013]在上述稳定构件中，所述驱动单元为液压缸，所述液压缸的活塞杆与稳定钻杆平行，所述活塞杆的前端固连有连接支撑座，所述动力单元设于支撑连接座上，所述水气密封套与支撑连接座固连。
[0014]在上述稳定构件中，所述动力单元为液压马达，所述液压马达的输出主轴与连接套连接，所述输出主轴与钻头同轴设置。
[0015]钻具，包括钻架和设于钻架上的钻筒，所述钻架上设有至少两个上述的稳定构件，所述稳定构件中的导向稳定座和驱动单元固定在钻架上，所述稳定构件中的钻杆与钻筒平行。
[0016]在上述钻具中，所述钻架上设有与稳定钻杆平行的导轨，所述连接支撑座上固连有与导轨滑动配合的滑块。每个连接支撑座对应设有两个导轨，每个导轨上均滑动配合有滑块，连接支撑座和与之对应设置的滑块固连。通过导轨和滑块可对连接支撑座进行周向限位，防止动力单元带其转动，从而提高稳定性。
[0017]在上述钻具中，所述稳定构件为2
‑
4个。
[0018]在上述钻具中，所述稳定构件为两个，其中一个稳定构件位于钻架的左侧，另一稳定构件位于钻架的右侧。
[0019]在上述钻具中，所述稳定构件为三个，其中两个稳定构件位于钻架的左侧，另一稳定构件位于钻架的右侧。
[0020]在上述钻具中，若干所述液压缸串联在同一油路中。工作时，通过同一油路同时向各液压缸供油，使各液压缸的活塞杆推动稳定钻杆前方的钻头先后自由抵靠到岩石面，当所有稳定钻杆的钻头均抵靠在岩石面上后，油路中的油压保持恒定后液压马达才开始工作。其能适应纯平的岩石面，也能适应非纯平的岩石面，适用范围广。
[0021]与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0022]由于在稳定钻杆的前端设置圆锥面，在液压缸的作用下圆锥面与定位孔配合，可将钻杆牢牢卡死，定位效果好；通过至少两个稳定构件对钻架进行定位，可将钻架的前端牢牢固定，能有效防止低转速、大扭矩钻筒的前端发生晃动，使钻筒不会偏离轴向位置，有效保证钻筒稳定地实现同轴旋转。
附图说明
[0023]图1是本技术提供的钻具的结构示意图。
[0024]图2是本技术提供的稳定构件的结构示意图。
[0025]图3是本技术提供的稳定构件的剖视图。
[0026]图4是本技术提供的水气供给单元处的剖视图。
[0027]图5是本技术提供的钻头处的剖视图。
[0028]图中，1、导向稳定座；2、稳定钻杆；3、钻头；4、圆锥面；5、水气孔； 6、连接孔；7、连接套；8、水气密封套；9、环形槽；10、水气管；11、导流孔；12、液压缸；121、活塞杆；13、连接支
撑座；14、液压马达；141、输出主轴；15、固定座；16、钻架；17、钻筒；18、支撑筒；19、导轨；20、岩石面；21、密封圈。
具体实施方式
[0029]以下是本技术的具体实施例并结合附图，对本技术的技术方案作进一步的描述，但本技术并不限于这些实施例。
[0030]如图2和图3所示的稳定构件，包括由后往前依次设置的固定座15、固定在固定座15上的驱动单元、设于驱动单元前方且由驱动单元驱动其前后运动的连接支撑座13、设于连接支撑座13上的动力单元、设于动力单元前方且由动力单元驱动其绕自身中轴线转动的稳定钻杆2、以及设于连接支撑座13前方的导向稳定座1，在导向稳定座1内具有沿前后方向延伸的导向孔，稳定钻杆2滑动设于该导向孔内，即稳定钻杆2的外径与导向孔的孔径相等，摩擦力非常小。
[0031]如图5所示，稳定钻杆2的前端具有圆锥面4，圆锥面4的外径由前往后逐渐增大，圆锥面4的中轴线与稳定钻杆2的中轴线共线，在圆锥面4的前端同轴设有钻头3，钻头3的最大外径小于圆锥面4的最大外径，钻头3的最大外径大于圆锥面4的最小外径。
[0032]如图3和图4所示，本实施例中的动力单元为液压马达14，液压马达14的输出主轴141与稳定钻杆2同轴设置。为了实现输出主轴141与稳定钻杆2的连接，如图3和图4所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稳定构件，其特征在于，包括具有导向孔的导向稳定座(1)、与导向孔滑动配合的稳定钻杆(2)、用于驱动稳定钻杆(2)绕自身中轴线转动的动力单元和用于使稳定钻杆(2)轴向运动的驱动单元，所述稳定钻杆(2)的前端设有钻头(3)。2.根据权利要求1所述的稳定构件，其特征在于，所述稳定钻杆(2)的前端具有圆锥面(4)，所述钻头(3)位于圆锥面(4)的前端，所述圆锥面(4)的外径由前往后逐渐增大，所述钻头(3)的最大外径小于圆锥面(4)的最大外径，所述钻头(3)的最大外径大于圆锥面(4)的最小外径。3.根据权利要求1或2所述的稳定构件，其特征在于，所述稳定钻杆(2)内具有轴向延伸的水气孔(5)，所述水气孔(5)的前端贯通钻头(3)设置，所述稳定钻杆(2)的后端连接有用于供给水、气的水气供给单元。4.根据权利要求3所述的稳定构件，其特征在于，所述水气供给单元包括具有连接孔(6)的连接套(7)、套设在连接套(7)上且与连接套(7)转动配合的水气密封套(8)、设于水气密封套(8)内侧的环形槽(9)以及设于水气密封套(8)上且与环形槽(9)连通的水气管(10)，所述连接套(7)上设有用于连通环形槽(9)与连接孔(6)的导流孔(11)，所述稳定钻杆(2)的后端连接在连接孔(6)内，所述水气孔(5)与连...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨城茏，
申请(专利权)人：杨城茏，
类型：新型
国别省市：