[發明專利]一種基于自動加強鉆頭的井上施壓的鉆深井機構

有效

• 申請號: 201610141207.X
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105804666B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 李偉;孫強堯;肖秀玲;王剛;李興福;孫強;張巖;王妮娜;陳龍;趙廣峰;張井榮
• 申請（專利權）人: 泰州永盛包裝股份有限公司
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;E21B10/00;E21B7/00
• 代理公司: 深圳市神州聯合知識產權代理事務所(普通合伙)44324
• 代理人: 鄧揚

1.一種基于自動加強鉆頭的井上施壓的鉆深井機構，其特征在于：它包括井上施壓機構、鉆桿定位機構、自動加強鉆頭，其中鉆桿定位機構安裝在井上施壓機構的鉆桿上，自動加強鉆頭安裝在井上施壓機構的鉆桿底端；

上述井上施壓機構包括鉆桿固定機構滑槽、第一轉軸、第一轉軸支撐環、支撐環支撐、支撐環支撐架、第二齒輪、第一齒輪、驅動電機轉軸、螺紋施壓機構、驅動電機、施壓機構支撐、螺紋施壓機構支板、空心驅動轉軸孔、鉆桿桿身、鉆桿連接結構、鉆桿固定機構、空心驅動轉軸，其中第一轉軸為中心開有鉆桿固定機構滑槽的空心圓柱體，第一轉軸安裝在第一轉軸支撐環上，第一轉軸支撐環安裝在支撐環支撐上，支撐環支撐安裝在支撐環支撐架上，支撐環支撐架安裝在螺紋施壓機構支板上，螺紋施壓機構支板安裝在施壓機構支撐上，施壓機構支撐安裝在地面；螺紋施壓機構安裝在螺紋施壓機構支板上；驅動電機安裝在螺紋施壓機構支板下側，驅動電機轉軸安裝在驅動電機上且穿過螺紋施壓機構支板，第一齒輪安裝在驅動電機轉軸上，第二齒輪安裝在第一轉軸下側，第一齒輪與第二齒輪嚙合；

上述螺紋施壓機構包括第一螺紋結構、第一螺紋結構彈簧支撐、第一螺紋結構彈簧、螺紋結構導軌、電磁鐵、第二螺紋結構、第二螺紋結構彈簧、第二螺紋結構彈簧支撐、螺紋結構底座，其中兩個螺紋結構底座并列安裝在螺紋施壓機構支板上，對于任意一個螺紋結構底座，其兩端上各安裝有第一螺紋結構彈簧支撐和第二螺紋結構彈簧支撐，第一螺紋結構通過第一螺紋結構彈簧安裝在第一螺紋結構彈簧支撐上，第二螺紋結構通過第二螺紋結構彈簧安裝在第二螺紋結構彈簧支撐上；第一螺紋結構和第二螺紋結構均通過螺紋結構導軌安裝在螺紋結構底座上；螺紋施壓機構支板上開有空心驅動轉軸孔，空心驅動轉軸穿過空心驅動轉軸孔；兩塊電磁鐵分別安裝在兩個螺紋結構底座中間；

上述兩個鉆桿固定機構對稱地安裝在空心驅動轉軸一端，且兩個鉆桿固定機構滑動于鉆桿固定機構滑槽中；空心驅動轉軸外表面具有螺紋且與螺紋結構中的螺紋配合；上述鉆桿桿身為實體圓柱體；任意兩根鉆桿桿身由鉆桿連接結構連接；

上述鉆桿固定機構包括鉆桿固定塊復位彈簧、鉆桿固定塊復位彈簧支撐、鉆桿固定機構外殼、鉆桿固定塊干涉板、鉆桿固定塊、鉆桿固定塊支撐、鉆桿固定塊復位彈簧腔、鉆桿固定塊支撐滑孔、鉆桿固定塊腔，其中鉆桿固定機構外殼為開有鉆桿固定塊復位彈簧腔和鉆桿固定塊支撐滑孔的空殼且安裝在空心驅動轉軸上；空心驅動轉軸在安裝有鉆桿固定機構外殼處開有鉆桿固定塊腔；鉆桿固定塊復位彈簧支撐安裝在鉆桿固定機構外殼上；鉆桿固定塊復位彈簧一端安裝在鉆桿固定塊復位彈簧支撐上，另一端安裝在鉆桿固定塊干涉板上；鉆桿固定塊支撐一端安裝在鉆桿固定塊干涉板上，另一端安裝在鉆桿固定塊上；鉆桿固定塊復位彈簧、鉆桿固定塊干涉板安裝在鉆桿固定塊復位彈簧腔內，鉆桿固定塊支撐安裝在鉆桿固定塊支撐滑孔內，鉆桿固定塊安裝在鉆桿固定塊腔內；

上述鉆桿固定塊中，以鉆桿固定塊支撐和鉆桿固定塊接觸面為基準面，鉆桿固定塊一端面與基準面成45度，另一端面與基準面成90度，且鉆桿固定塊中間開有凹槽，凹槽將固定塊基準面的對面分成兩部分，一部分為斜面，另一部分為平面；

上述鉆桿連接結構包括鉆桿尾端、鉆桿內桿、鉆桿連接外套、鉆桿首端卡孔、鉆桿首端、鉆桿連接第一卡塊限位板、鉆桿連接第一卡塊滑套、鉆桿連接第一卡塊固定板、鉆桿連接第一卡塊、鉆桿連接第一卡塊安裝卡板、鉆桿連接第二卡塊限位板、鉆桿連接第二卡塊滑套、鉆桿連接第二卡塊固定板、鉆桿連接復位彈簧、鉆桿連接第二卡塊安裝卡板、鉆桿連接第二卡塊、鉆桿連接卡塊限位板滑孔、鉆桿連接卡塊滑槽、鉆桿連接卡塊安裝孔、卡塊安裝卡板定位槽、鉆桿連接外套卡孔，其中鉆桿連接外套安裝在鉆桿尾端，鉆桿連接外套圓柱面上對稱地開有兩個鉆桿連接外套卡孔；鉆桿內桿安裝在鉆桿首端；鉆桿內桿徑向方向開有一個通孔，通孔的兩端孔形狀對稱分布，從通孔一端到另一端分別由一側的鉆桿連接卡塊滑槽和鉆桿連接卡塊安裝孔、鉆桿連接卡塊限位板滑孔、另一側的鉆桿連接卡塊滑槽和鉆桿連接卡塊安裝孔組成，鉆桿連接卡塊滑槽對稱分布于鉆桿連接卡塊安裝孔兩側且鉆桿連接卡塊滑槽與鉆桿連接卡塊安裝孔內部想通；

上述鉆桿連接第一卡塊通過鉆桿連接第一卡塊固定板安裝在鉆桿連接第一卡塊滑套一端，鉆桿連接第一卡塊滑套另一端安裝有鉆桿連接第一卡塊限位板；上述鉆桿連接第二卡塊通過鉆桿連接第二卡塊固定板安裝在鉆桿連接第二卡塊滑套一端，鉆桿連接第二卡塊滑套另一端安裝有鉆桿連接第二卡塊限位板；鉆桿連接第一卡塊和鉆桿連接第二卡塊分別對稱安裝在鉆桿內桿上相互對稱的兩個鉆桿連接卡塊滑槽內，鉆桿連接第一卡塊滑套和鉆桿連接第二卡塊滑套分別對稱安裝在鉆桿內桿上相互對稱的鉆桿連接卡塊安裝孔上；在鉆桿連接卡塊滑槽和鉆桿連接卡塊限位板滑孔過渡處開有卡塊安裝卡板定位槽，鉆桿連接第一卡塊安裝卡板和鉆桿連接第二卡塊安裝卡板分別對稱的安裝在兩個卡塊安裝卡板定位槽上；鉆桿連接第一卡塊限位板和鉆桿連接第二卡塊限位板均運動于鉆桿連接卡塊限位板滑孔、連接第二卡塊安裝卡板、連接第一卡塊安裝卡板之間組成的空間內；鉆桿連接復位彈簧一端安裝在鉆桿連接第一卡塊滑套內，另一端安裝在鉆桿連接第二卡塊滑套內；

上述鉆桿首端上對稱地開有鉆桿首端卡孔，鉆桿固定塊的一部分與鉆桿首端卡孔配合；

上述鉆桿定位機構包括定位機構驅動齒端面、半圓卡盤轉動副、第一半圓卡盤、第二半圓卡盤、鉆桿桿身、伸出桿機構，其中第一半圓卡盤和第二半圓卡盤通過半圓卡盤轉動副連接且組成一個中間有孔的圓卡盤；鉆桿桿身首端偏中間位置處加工有定位機構驅動齒端面；在兩個半圓卡盤組成的圓卡盤上均勻安裝有三組伸出桿機構，在三組伸出桿機構上安裝有另外一組由第一半圓卡盤和第二半圓卡盤組成的圓卡盤，三層結構組成的機構的中間孔與定位機構驅動齒端面正對配合；

上述三組伸出桿機構通過布置保證有且僅有一組伸出桿機構跨過半圓卡盤接縫；對于未跨過半圓卡盤接縫的兩組伸出桿機構，其結構完全相同，對于其中任意一個，伸出桿機構包括柔性壓輪、伸出桿導軌頂板、壓輪彈簧第一支撐、伸出桿行止板、壓輪支撐行止板、壓輪彈簧、壓輪彈簧第二支撐、壓輪第一支撐、伸出桿齒、伸出桿第一齒輪、伸出桿第二齒輪、伸出桿導軌第一側板、伸出桿彈簧、伸出桿彈簧第二支撐、伸出桿導軌第二側板、壓輪轉軸、壓輪偏距結構、偏距結構轉軸、壓輪第二支撐、伸出桿、伸出桿彈簧第一支撐、伸出桿彈簧支撐滑孔、伸出桿齒孔、壓輪第一支撐轉軸、導軌合成間隙，其中伸出桿導軌頂板安裝在卡盤上，伸出桿導軌第一側板、伸出桿導軌第二側板相互平行地安裝在卡盤上，且伸出桿導軌頂板一側與伸出桿導軌第一側板連接，伸出桿導軌頂板另一側與伸出桿導軌第二側板連接；伸出桿導軌第一側板上開有長方形的伸出桿齒孔，伸出桿導軌第二側板上開有伸出桿彈簧支撐滑孔；伸出桿一端安裝在導軌中，伸出桿彈簧第二支撐安裝在伸出桿面向伸出桿導軌第二側板的一面且滑動于伸出桿彈簧支撐滑孔中；伸出桿齒安裝在伸出桿面向伸出桿導軌第一側板的一面且穿過伸出桿齒孔；伸出桿彈簧第一支撐安裝在伸出桿導軌頂板側面；伸出桿彈簧一端安裝在伸出桿彈簧第一支撐上，另一端安裝在伸出桿彈簧第二支撐上；伸出桿第一齒輪和伸出桿第二齒輪通過轉軸安裝在卡盤上，伸出桿第一齒輪與伸出桿第二齒輪相互嚙合，伸出桿第一齒輪與伸出桿齒嚙合，伸出桿第二齒輪與定位機構驅動齒端面嚙合；壓輪彈簧第一支撐安裝在伸出桿一端的側面，壓輪第一支撐轉軸安裝在伸出桿一端，壓輪第一支撐通過壓輪第一支撐轉軸安裝在伸出桿一端；壓輪彈簧第二支撐安裝在壓輪第一支撐側面，壓輪彈簧一端安裝在壓輪彈簧第一支撐上，另一端安裝在壓輪彈簧第二支撐上；伸出桿行止板安裝在伸出桿一端的上側，壓輪支撐行止板安裝在壓輪第一支撐上側；伸出桿行止板與壓輪支撐行止板互相配合限位；壓輪第二支撐一端安裝在壓輪第一支撐一端，壓輪第二支撐另一端安裝有偏距結構轉軸；壓輪偏距結構安裝在偏距結構轉軸上，柔性壓輪通過壓輪轉軸安裝在壓輪偏距結構上；

上述三組伸出桿機構中，對于跨過半圓卡盤接縫的伸出桿機構，伸出桿導軌第一側板和伸出桿導軌第二側板由兩部分組成，均分布安裝于兩個半圓卡盤上，當半圓卡盤結合后形成導軌合成間隙；對于其他結構該組伸出桿機構結構與其他兩組機構完全相同；

上述自動加強鉆頭包括鉆桿桿身、加強蓋板、鉆頭支叉、鉆桿桿身底孔、支叉加強腔、加強片控制電機、支叉圓柱鉆削頭、支叉方形鉆削頭、加強片固定結構、加強片支撐、加強片、加強片控制板、控制板螺紋環、控制電機螺紋轉軸、加強片出口、控制板支撐、加強片連接片，其中三個鉆頭支叉互成120度組成鉆頭主體且均安裝在鉆桿桿身底端，鉆桿桿身底端開有鉆桿桿身底孔，加強片控制電機安裝在鉆桿桿身底孔內；

上述三個鉆頭支叉內部結構完全相同，對于任意一個鉆頭支叉，在鉆頭支叉上端開有支叉加強腔，加強蓋板安裝在支叉加強腔上；多個支叉圓柱鉆削頭并排一列安裝在鉆頭支叉下端一側，多個支叉方形鉆削頭并排一列安裝在鉆頭支叉下端另一側；在鉆頭支叉底端上的每一個支叉方形鉆削頭的前側均開有加強片出口，每個加強片出口安裝有加強片，加強片之間通過加強片連接片連接；每個加強片上側分別與加強片支撐下側固定，所有加強片支撐上側安裝在加強片控制板上；每個加強片連接片均安裝在加強片固定結構上，加強片固定結構安裝在支叉加強腔底部；加強片控制板通過控制板支撐安裝在控制板螺紋環上，控制板螺紋環與控制電機螺紋轉軸螺紋配合，控制電機螺紋轉軸安裝在加強片控制電機上。