一種用于工程鉆機(jī)的可變徑的鉆頭穩(wěn)定器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于工程鉆機(jī)的可變徑的鉆頭穩(wěn)定器，包括穩(wěn)定器中心體及套設(shè)在穩(wěn)定器中心體上的第一滾動軸承和第二滾動軸承，第一滾動軸承和第二滾動軸承上鉸接有若干組擺臂結(jié)構(gòu)，每組擺臂結(jié)構(gòu)均包括上支撐臂、下支撐臂及導(dǎo)向靴板，上支撐臂和下支撐臂的一端均與導(dǎo)向靴板的鉸接，另一端均與第一滾動軸承鉸接，下支撐臂的中部設(shè)置有銷孔，下支撐臂通過銷孔與頂桿的上端鉸接，頂桿的下端與第三滾動軸承鉸接，第三滾動軸承套設(shè)在穩(wěn)定器中心體上，第三滾動軸承與油缸固定連接，油缸固定設(shè)置在穩(wěn)定器中心體的外側(cè)。本實用新型能夠增大鉆頭穩(wěn)定器與孔壁之間的接觸面積，使鉆頭穩(wěn)定器保持穩(wěn)定。
【專利說明】
一種用于工程鉆機(jī)的可變徑的鉆頭穩(wěn)定器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及工程鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于工程鉆機(jī)的可變徑的鉆頭穩(wěn)定器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國外海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)單粧基礎(chǔ)孔鉆進(jìn)時所采用的鉆頭穩(wěn)定器均為單桿擺臂結(jié)構(gòu)，即穩(wěn)定器中心體外圓周上均布多個油缸驅(qū)動的單桿擺臂結(jié)構(gòu)，每個擺臂的末端布置一個球面滾輪，鉆頭穩(wěn)定器運(yùn)轉(zhuǎn)時帶動球面滾輪在孔壁上滾動。該鉆頭穩(wěn)定器的變徑是通過油缸驅(qū)動擺臂擺動來實現(xiàn)的。該鉆頭穩(wěn)定器具有以下缺點:(I)球面滾輪理論上只能與孔壁實現(xiàn)點接觸，當(dāng)鉆進(jìn)不穩(wěn)定地層時，容易引起孔壁坍塌；(2)當(dāng)鉆進(jìn)不穩(wěn)定地層時，孔壁總是不規(guī)則的，球面滾輪在此不規(guī)則的孔壁上滾動時阻力很大，甚至滾動完全失效，此時，鉆頭巨大的慣性力容易損壞整個單桿擺臂結(jié)構(gòu)，造成鉆頭穩(wěn)定器損壞。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種用于工程鉆機(jī)的可變徑的鉆頭穩(wěn)定器，具有可變徑及運(yùn)轉(zhuǎn)阻力小的優(yōu)點，能夠增大鉆頭穩(wěn)定器與孔壁之間的接觸面積，使鉆頭穩(wěn)定器保持穩(wěn)定。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種用于工程鉆機(jī)的可變徑的鉆頭穩(wěn)定器，包括穩(wěn)定器中心體及套設(shè)在穩(wěn)定器中心體上的第一滾動軸承和第二滾動軸承，所述第一滾動軸承和第二滾動軸承的內(nèi)圈均與穩(wěn)定器中心體固定，外圈均與軸承上外殼固定連接，上支撐臂和下支撐臂均鉸接在軸承上外殼上，所述軸承上外殼上鉸接有若干組擺臂結(jié)構(gòu)，若干組擺臂結(jié)構(gòu)沿穩(wěn)定器中心體的周向設(shè)置，每組擺臂結(jié)構(gòu)均包括上支撐臂、下支撐臂及導(dǎo)向靴板，上支撐臂的一端與導(dǎo)向靴板的上端鉸接，另一端與第一滾動軸承鉸接，下支撐臂的一端與導(dǎo)向靴板的下端鉸接，另一端與第二滾動軸承鉸接，所述上支撐臂和下支撐臂上下平行設(shè)置，且長度相等，所述下支撐臂的中部設(shè)置有銷孔，銷孔內(nèi)設(shè)置有銷軸，下支撐臂通過銷軸與頂桿的上端鉸接，頂桿的下端與第三滾動軸承鉸接，所述第三滾動軸承套設(shè)在穩(wěn)定器中心體上，且第三滾動軸承與油缸固定連接，所述油缸固定設(shè)置在穩(wěn)定器中心體的外側(cè)。
[0006]所述上支撐臂的中部設(shè)置有銷孔，銷孔內(nèi)設(shè)置有銷軸，上支撐臂通過銷軸與連桿的上端鉸接，下支撐臂通過銷軸與連桿的下端鉸接，連桿與穩(wěn)定器中心體的中心軸線平行設(shè)置。
[0007]所述穩(wěn)定器中心體的外側(cè)位于下支撐臂下方的位置上設(shè)置有圓柱面滑動段，所述圓柱面滑動段為用于油缸上下滑動的圓柱形的腔體，圓柱面滑動段內(nèi)為油缸容納腔，油缸設(shè)置在油缸容納腔內(nèi)。
[0008]所述第三滾動軸承套設(shè)在圓柱面滑動段的外側(cè)，第三滾動軸承的外圈與軸承下外殼固定連接，軸承下外殼與頂桿鉸接;第三滾動軸承的內(nèi)圈與滑動套固定連接，滑動套套設(shè)在圓柱面滑動段上，滑動套與油缸的活動端鉸接。
[0009]所述滑動套內(nèi)設(shè)有油缸下耳座，油缸下耳座與油缸的活動端鉸接，油缸的固定端與油缸上耳座鉸接，油缸上耳座固定設(shè)置在穩(wěn)定器中心體的外表面。
[0010]所述擺臂結(jié)構(gòu)有6組至12組，沿穩(wěn)定器中心體的周向均勻設(shè)置。
[0011]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，通過在鉆頭穩(wěn)定器中心體的外圓周上均勻設(shè)置擺臂結(jié)構(gòu)，來實現(xiàn)鉆頭穩(wěn)定器的變徑，擺臂結(jié)構(gòu)由油缸驅(qū)動，可以根據(jù)實際情況改變鉆頭穩(wěn)定器的外徑，能夠?qū)崿F(xiàn)鉆頭穩(wěn)定器變幅范圍內(nèi)任意直徑變徑鉆孔的需要;在上支撐臂及下支撐臂擺動過程中，導(dǎo)向靴板總是與孔壁內(nèi)圓柱面母線貼合，從而實現(xiàn)導(dǎo)向靴板與孔壁的線接觸，甚至弧面接觸，避免鉆頭鉆進(jìn)不穩(wěn)定地層時引起孔壁坍塌;下支撐臂與穩(wěn)定器中心體、上支撐臂與穩(wěn)定器中心體及頂桿與穩(wěn)定器中心體之間均為滾動軸承連接，滾動軸承的設(shè)置使得鉆頭穩(wěn)定器的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力小，使鉆頭穩(wěn)定器保持穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型所述擺臂結(jié)構(gòu)完全展開時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為圖1的A-A向剖視圖；
[0014]圖3為本實用新型所述擺臂結(jié)構(gòu)未完全展開時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為圖3的A-A向剖視圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1至圖4所示，本實用新型包括穩(wěn)定器中心體I及套設(shè)在穩(wěn)定器中心體I上的第一滾動軸承2和第二滾動軸承3，第一滾動軸承2和第二滾動軸承3均固定設(shè)置在軸承上外殼11內(nèi)，軸承上外殼11上鉸接有若干組擺臂結(jié)構(gòu)，若干組擺臂結(jié)構(gòu)沿穩(wěn)定器中心體I的周向均勻設(shè)置，在本實施例中，采用6組至12組擺臂結(jié)構(gòu)，每組擺臂結(jié)構(gòu)均包括上支撐臂4、下支撐臂6、導(dǎo)向靴板5及連桿12，上支撐臂4的一端與導(dǎo)向靴板5的上端鉸接，另一端與軸承上外殼11鉸接，第一滾動軸承2固定設(shè)置在軸承上外殼11內(nèi)，第一滾動軸承2的內(nèi)圈與穩(wěn)定器中心體I固定，第一滾動軸承2的外圈與軸承上外殼11固定連接;下支撐臂6的一端與導(dǎo)向靴板5的下端鉸接，另一端與軸承上外殼11鉸接，第二滾動軸承3固定設(shè)置在軸承上外殼11上，第二滾動軸承3的內(nèi)圈與穩(wěn)定器中心體I固定連接，第二滾動軸承3的外圈與軸承上外殼11固定連接;上支撐臂4與下支撐臂6上下平行設(shè)置，且長度相等，保證導(dǎo)向靴板5的中心軸線始終與穩(wěn)定器中心體I的中心軸線平行，上支撐臂4與下支撐臂6的中部均設(shè)置有銷孔，銷孔內(nèi)設(shè)置有銷軸，上支撐臂4通過銷軸與連桿12的上端鉸接，下支撐臂6通過銷軸與連桿12的下端鉸接，連桿12與穩(wěn)定器中心體I的中心軸線平行設(shè)置。
[0017]下支撐臂6還通過銷軸與頂桿7的上端鉸接，頂桿7的下端與軸承下外殼13鉸接，軸承下外殼13內(nèi)固定設(shè)置有第三滾動軸承14;穩(wěn)定器中心體I的外側(cè)位于下支撐臂6下方的位置設(shè)置有圓柱面滑動段，圓柱面滑動段為用于油缸9上下移動的圓柱形的腔體，圓柱面滑動段內(nèi)為油缸容納腔，油缸容納腔內(nèi)設(shè)置有油缸9，在本實施例中，油缸容納腔有兩個，在穩(wěn)定器中心體I的兩側(cè)相對設(shè)置，每個油缸容納腔內(nèi)均設(shè)置有兩個油缸9，第三滾動軸承14套設(shè)在圓柱面滑動段的外側(cè)，第三滾動軸承14的外圈與軸承下外殼13固定連接，第三滾動軸承14的內(nèi)圈與滑動套10固定連接，滑動套10套設(shè)在圓柱面滑動段的外側(cè)，滑動套10內(nèi)設(shè)有油缸下耳座，油缸下耳座與油缸9的活動端鉸接，油缸9的固定端與油缸上耳座8鉸接，油缸上耳座8固定設(shè)置在穩(wěn)定器中心體I的外側(cè)。當(dāng)鉆頭穩(wěn)定器隨鉆頭旋轉(zhuǎn)時，擺臂結(jié)構(gòu)均相對孔壁靜止，穩(wěn)定器中心體I隨鉆頭旋轉(zhuǎn)，同時油缸9、油缸上耳座8及滑動套10也隨穩(wěn)定器中心體I旋轉(zhuǎn)。油缸9用于帶動第三滾動軸承14上下移動，進(jìn)而帶動擺臂結(jié)構(gòu)上下移動，從而改變穩(wěn)定器的直徑。
[0018]穩(wěn)定器中心體I的上端面和下端面均固定設(shè)置有法蘭，法蘭用于與鉆頭連接，穩(wěn)定器中心體I為中空結(jié)構(gòu)，中空部位用于輸送泥漿。
[0019]當(dāng)需要改變鉆頭穩(wěn)定器的直徑時，通過油缸9的伸縮來帶動滑動套10和軸承下外殼13沿油缸容納腔上下移動，從而帶動頂桿7移動，頂桿7帶動整個擺臂結(jié)構(gòu)上下移動，且所有擺臂結(jié)構(gòu)的擺動都是同步的，從而改變了鉆頭穩(wěn)定器的直徑。下支撐臂6與穩(wěn)定器中心體
1、上支撐臂4與穩(wěn)定器中心體I及頂桿7與穩(wěn)定器中心體I之間均為軸承連接，在下支撐臂6及上支撐臂4擺動過程中，導(dǎo)向靴板5總是與孔壁內(nèi)圓柱面母線貼合，從而實現(xiàn)導(dǎo)向靴板5與孔壁的線接觸，甚至弧面接觸;在鉆頭穩(wěn)定器隨鉆頭旋轉(zhuǎn)時，導(dǎo)向靴板5相對孔壁靜止，只有穩(wěn)定器中心體I隨鉆頭運(yùn)動，既可保證鉆頭穩(wěn)定器不擾動孔壁，又使得鉆頭穩(wěn)定器的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力很小，同時通過調(diào)整油缸9的行程即可實現(xiàn)鉆頭穩(wěn)定器的變徑，操作簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)鉆頭穩(wěn)定器變幅范圍內(nèi)任意直徑變徑鉆孔的需要。
【主權(quán)項】
1.一種用于工程鉆機(jī)的可變徑的鉆頭穩(wěn)定器，其特征在于:包括穩(wěn)定器中心體及套設(shè)在穩(wěn)定器中心體上的第一滾動軸承和第二滾動軸承，所述第一滾動軸承和第二滾動軸承的內(nèi)圈均與穩(wěn)定器中心體固定，外圈均與軸承上外殼固定連接，上支撐臂和下支撐臂均鉸接在軸承上外殼上，所述軸承上外殼上鉸接有若干組擺臂結(jié)構(gòu)，若干組擺臂結(jié)構(gòu)沿穩(wěn)定器中心體的周向設(shè)置，每組擺臂結(jié)構(gòu)均包括上支撐臂、下支撐臂及導(dǎo)向靴板，上支撐臂的一端與導(dǎo)向靴板的上端鉸接，另一端與第一滾動軸承鉸接，下支撐臂的一端與導(dǎo)向靴板的下端鉸接，另一端與第二滾動軸承鉸接，所述上支撐臂和下支撐臂上下平行設(shè)置，且長度相等，所述下支撐臂的中部設(shè)置有銷孔，銷孔內(nèi)設(shè)置有銷軸，下支撐臂通過銷軸與頂桿的上端鉸接，頂桿的下端與第三滾動軸承鉸接，所述第三滾動軸承套設(shè)在穩(wěn)定器中心體上，且第三滾動軸承與油缸固定連接，所述油缸固定設(shè)置在穩(wěn)定器中心體的外側(cè)。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于工程鉆機(jī)的可變徑的鉆頭穩(wěn)定器，其特征在于:所述上支撐臂的中部設(shè)置有銷孔，銷孔內(nèi)設(shè)置有銷軸，上支撐臂通過銷軸與連桿的上端鉸接，下支撐臂通過銷軸與連桿的下端鉸接，連桿與穩(wěn)定器中心體的中心軸線平行設(shè)置。3.如權(quán)利要求1所述的一種用于工程鉆機(jī)的可變徑的鉆頭穩(wěn)定器，其特征在于:所述穩(wěn)定器中心體的外側(cè)位于下支撐臂下方的位置上設(shè)置有圓柱面滑動段，所述圓柱面滑動段為用于油缸上下滑動的圓柱形的腔體，圓柱面滑動段內(nèi)為油缸容納腔，油缸設(shè)置在油缸容納腔內(nèi)。4.如權(quán)利要求3所述的一種用于工程鉆機(jī)的可變徑的鉆頭穩(wěn)定器，其特征在于:所述第三滾動軸承套設(shè)在圓柱面滑動段的外側(cè)，第三滾動軸承的外圈與軸承下外殼固定連接，軸承下外殼與頂桿鉸接;第三滾動軸承的內(nèi)圈與滑動套固定連接，滑動套套設(shè)在圓柱面滑動段上，滑動套與油缸的活動端鉸接。5.如權(quán)利要求4所述的一種用于工程鉆機(jī)的可變徑的鉆頭穩(wěn)定器，其特征在于:所述滑動套內(nèi)設(shè)有油缸下耳座，油缸下耳座與油缸的活動端鉸接，油缸的固定端與油缸上耳座鉸接，油缸上耳座固定設(shè)置在穩(wěn)定器中心體的外表面。6.如權(quán)利要求5所述的一種用于工程鉆機(jī)的可變徑的鉆頭穩(wěn)定器，其特征在于:所述擺臂結(jié)構(gòu)有6組至12組，沿穩(wěn)定器中心體的周向均勻設(shè)置。
【文檔編號】E21B12/04GK205477388SQ201620291698
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】廖衛(wèi)勇, 李澤, 仝洪昌, 王海波, 楊建民, 張樂平, 孫鵬翔, 王徽華
【申請人】平煤建工集團(tuán)特殊鑿井工程有限公司, 江蘇龍源振華海洋工程有限公司