[發(fā)明專利]動(dòng)力鉆具實(shí)驗(yàn)扶正裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810726451.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108590546B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 路家興;王瑜;張凱;王志喬;凌雪;李炯;孔令镕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): E21B17/10
• 分類號(hào): E21B17/10;E21B12/00
• 代理公司: 北京力量專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 宋林清

本發(fā)明公開(kāi)了一種動(dòng)力鉆具實(shí)驗(yàn)扶正裝置，包括框架，框架上安裝兩塊相對(duì)設(shè)置的扶正板，兩塊扶正板的相對(duì)面上均設(shè)置有兩個(gè)豎直的扶正鋼筒，四個(gè)扶正鋼筒中心區(qū)域?yàn)閯?dòng)力鉆具穿過(guò)的扶正通道；扶正鋼筒內(nèi)裝填多個(gè)鋼球，鋼球直徑與扶正鋼筒的內(nèi)徑相同，相鄰鋼球之間設(shè)置有墊片，位于頂端和底端的鋼球通過(guò)扶正鋼筒的封頭卡住；扶正鋼筒對(duì)應(yīng)扶正通道的筒壁開(kāi)讓位豁口，扶正鋼筒內(nèi)的鋼球通過(guò)讓位豁口與扶正通道內(nèi)的動(dòng)力鉆具接觸。本發(fā)明采用可滑動(dòng)雙軌設(shè)計(jì)，能夠適應(yīng)鉆桿不同位置的工況。可在橫梁上滑動(dòng)的扶正板可以根據(jù)鉆具偏轉(zhuǎn)鉆孔軸線位移大小，在一定彈性范圍內(nèi)調(diào)節(jié)對(duì)鉆桿扶正強(qiáng)度，穩(wěn)定鉆桿完成鉆具相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地質(zhì)勘探實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)力鉆具實(shí)驗(yàn)扶正裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，在鉆具鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于鉆具較長(zhǎng)，整體柔性較大，使得鉆具旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，導(dǎo)致鉆具發(fā)生橫向振動(dòng)、鉆頭損壞，影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集。因此，保證鉆具旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，減小偏離軸線的相對(duì)位移對(duì)提高實(shí)驗(yàn)效率將起到關(guān)鍵性的作用，對(duì)此本文設(shè)計(jì)了鉆具實(shí)驗(yàn)扶正裝置。

在國(guó)內(nèi)外對(duì)于鉆具實(shí)驗(yàn)扶正的研究幾乎空白，在實(shí)際鉆孔施工中，通常采用穩(wěn)定器與孔壁相組合來(lái)使鉆桿軸線盡可能接近鉆孔中心線，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，是帶有肋骨片的粗徑接頭，可分為鉆柱型和井底型。然而，在鉆具實(shí)驗(yàn)中，鉆桿懸空回轉(zhuǎn)，缺少周?chē)@孔壁的支撐極大減弱了穩(wěn)定器的作用，實(shí)驗(yàn)效果不理想，因此需要外在的一個(gè)扶正設(shè)備扶正鉆桿鉆孔。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鉆具實(shí)驗(yàn)中起輔助作用的鉆具扶正裝置。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種動(dòng)力鉆具實(shí)驗(yàn)扶正裝置，包括框架，框架上安裝兩塊相對(duì)設(shè)置的扶正板，兩塊扶正板的相對(duì)面上均設(shè)置有兩個(gè)豎直的扶正鋼筒，四個(gè)扶正鋼筒中心區(qū)域?yàn)閯?dòng)力鉆具穿過(guò)的扶正通道；扶正鋼筒內(nèi)裝填多個(gè)鋼球，鋼球直徑與扶正鋼筒的內(nèi)徑相同，相鄰鋼球之間設(shè)置有墊片，位于頂端和底端的鋼球通過(guò)扶正鋼筒的封頭卡住；扶正鋼筒對(duì)應(yīng)扶正通道的筒壁開(kāi)讓位豁口，扶正鋼筒內(nèi)的鋼球通過(guò)讓位豁口與扶正通道內(nèi)的動(dòng)力鉆具接觸。

在本技術(shù)方案中，通過(guò)在兩塊平行扶正板的四個(gè)扶正鋼筒內(nèi)裝填的鋼球與鉆具之間的滾動(dòng)支撐，能夠有效起到鉆具在鉆進(jìn)過(guò)程中扶正的作用。鋼球可隨著鉆桿橫向和縱向滾動(dòng)，同時(shí)多個(gè)鋼球與鉆桿之間的接觸幾乎可視為點(diǎn)接觸，此種配合方式使得兩者之間的摩擦面積最小，使鉆桿受到的橫向和縱向的摩擦阻力最小，最大限度的降低外部輔助設(shè)備對(duì)鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)本身產(chǎn)生的影響。

優(yōu)選地，扶正板通過(guò)上下兩條橫梁懸掛安裝在框架上，框架開(kāi)有供橫梁水平移動(dòng)的滑腔；其中一塊扶正板上的橫梁通過(guò)夾具在滑腔內(nèi)定位，另一塊扶正板上的橫梁在滑腔內(nèi)自由滑動(dòng)。

在該優(yōu)選的技術(shù)方案中，通過(guò)固定一塊扶正板，另一塊扶正板能沿滑腔自由滑動(dòng)的方式可以任意調(diào)整扶正板之間形成的扶正通道的位置，從而更好的配合鉆具進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)解除夾具時(shí)，兩塊扶正板均可在滑腔內(nèi)自由滑動(dòng)。

優(yōu)選地，還包括扶正桿，扶正桿以與扶正板的板面垂直的方向依次插入兩塊扶正板。

在該優(yōu)選的技術(shù)方案中，通過(guò)扶正桿去限定兩扶正板的平行度，保證四個(gè)扶正鋼筒內(nèi)鋼球與鉆具接觸時(shí)的受力均勻。

優(yōu)選地，所述扶正鋼筒的封頭為水平安裝在扶正鋼筒端部的轉(zhuǎn)桿，轉(zhuǎn)桿的圓周面與和其接觸的鋼球球面滾動(dòng)配合。

在該優(yōu)選的技術(shù)方案中，用轉(zhuǎn)桿作為封頭能夠減少鋼球與封頭之間的摩擦面，球面與圓柱面之間的摩擦面較小，封頭對(duì)鋼球產(chǎn)生的摩擦阻力也較小；同時(shí)，轉(zhuǎn)桿方便拆卸。

優(yōu)選地，所述夾具包括抵接在橫梁端部的定位板和位于框架內(nèi)部的兩塊夾板，夾板分別設(shè)置在橫梁的兩側(cè)與橫梁的側(cè)面抵接，定位板在橫梁端面兩側(cè)形成翼板；夾板與翼板之間通過(guò)螺栓連接并通過(guò)螺母預(yù)緊，夾板與翼板夾住滑腔上下兩側(cè)的框架結(jié)構(gòu)。