專利名稱：橫孔螺旋鉆機(jī)機(jī)械糾偏裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橫孔鉆機(jī)糾偏裝置，尤其是橫孔螺旋鉆機(jī)機(jī)械糾偏裝置。
為了解決管道穿越公路、鐵路、小河流、街道及建筑物等特殊地段的鉆孔施工問題，國內(nèi)外研制了多種形式的橫孔鉆機(jī)。橫孔鉆機(jī)的典型作業(yè)方式是在要穿越的地段兩側(cè)分別構(gòu)置一個(gè)操作坑，將設(shè)備安裝在一側(cè)的操作坑中，調(diào)整好鉆孔頂管的方位，開動(dòng)設(shè)備把管子按預(yù)定方位頂入地層并到達(dá)對(duì)面的操作坑。在現(xiàn)有技術(shù)中，美國奧格公司生產(chǎn)的42-300G型橫孔螺旋鉆機(jī)，主要適用于鋪設(shè)輸油氣管道等要求不高的場(chǎng)合，缺乏有效的測(cè)向糾偏手段;美國專利US3938597介紹的測(cè)向糾偏裝置，僅能監(jiān)測(cè)、校正上下方位的偏斜，對(duì)左右方位的偏斜無能為力，不能滿足高精度要求，糾偏機(jī)構(gòu)經(jīng)由套管與地層孔壁之間的環(huán)腔發(fā)揮作用，易受干擾而致操作和糾偏失效;日本生產(chǎn)的SH型水平頂管鉆機(jī)。主要針對(duì)市政施工的精確頂管設(shè)計(jì)，配備有經(jīng)緯儀測(cè)向系統(tǒng)和液壓糾偏裝置，美國專利US3857449和US3917010也是采用液壓糾偏裝置，液壓糾偏存在的主要問題是每次加接鉆具、加長(zhǎng)套管都需同時(shí)加接液壓管線，液壓系統(tǒng)護(hù)困難，液壓管線過長(zhǎng)會(huì)影響液壓系統(tǒng)的使用，在液壓糾偏時(shí)，往往需要幾個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)操作，以致操作難度大。
本發(fā)明的目的是要提供一種用于橫孔螺旋鉆機(jī)的機(jī)械糾偏裝置，使之具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、糾偏精確、安全可靠、操作簡(jiǎn)便和維護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明采用了3個(gè)附圖

圖1是橫孔螺旋鉆機(jī)機(jī)械糾偏裝置主要部件示意圖;
圖2是機(jī)械糾偏裝置結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是圖2的C-C剖視圖。
本發(fā)明的目的是通過研制一種控向頭和一種糾偏控制機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，控向頭具有鉆進(jìn)和轉(zhuǎn)向功能，糾偏控制機(jī)構(gòu)具有控制控向頭鉆進(jìn)的方向和轉(zhuǎn)向的方位和角度的功能。參照?qǐng)D1，橫孔螺旋鉆機(jī)具有旋轉(zhuǎn)節(jié)(1)和套管推進(jìn)盤(2)，旋轉(zhuǎn)節(jié)(1)用于帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆孔，套管推進(jìn)盤(2)用于頂管。參照?qǐng)D1，在機(jī)械糾偏裝置的總體結(jié)構(gòu)上，控向頭(3)由鉆桿頭(5)、內(nèi)套管頭(6)和套管頭(7)構(gòu)成;糾偏控制機(jī)構(gòu)(4)由內(nèi)套管頭控制盤(8)和指示器(9)構(gòu)成;鉆桿頭(5)安裝在內(nèi)套管頭(6)內(nèi)且可相對(duì)旋轉(zhuǎn)和軸向移動(dòng)，內(nèi)套管頭(6)支承在套管頭(7)內(nèi)且可相對(duì)旋轉(zhuǎn)和軸向移動(dòng)，套管頭(7)支承在地層孔壁上且與套管(10)相連接;內(nèi)套管頭控制盤(8)安裝在套管推進(jìn)盤(2)上且可相對(duì)旋轉(zhuǎn)和同步推進(jìn)，其旋轉(zhuǎn)角度由指示器(9)顯示;鉆桿頭(5)通過螺旋鉆桿(11)與旋轉(zhuǎn)節(jié)(1)相連接，內(nèi)套管頭(6)通過內(nèi)套管(12)與內(nèi)套管頭控制盤(8)相連接，內(nèi)套管頭控制盤(8)可與旋轉(zhuǎn)節(jié)(1)相連接而產(chǎn)生相對(duì)于套管推進(jìn)盤(2)的旋轉(zhuǎn)，套管推進(jìn)盤(2)與旋轉(zhuǎn)節(jié)(1)之間亦可產(chǎn)生相對(duì)軸向移動(dòng)。參照?qǐng)D2，在控向頭(3)結(jié)構(gòu)上，鉆桿頭(5)由螺旋鉆桿短節(jié)(13)、糾偏桿(14)和扶正桿(15)構(gòu)成，螺旋鉆桿短節(jié)(13)前端安裝鉆頭(16)和后端通過聯(lián)軸節(jié)(17)與螺旋鉆桿(11)相連接，糾偏桿(14)與扶正桿(15)采用軸承對(duì)稱和垂直地與聯(lián)軸節(jié)(17)相連接;內(nèi)套管頭(6)為大小頭結(jié)構(gòu)，其大頭內(nèi)壁對(duì)稱地固結(jié)有糾偏桿導(dǎo)槽(18)和扶正桿導(dǎo)槽(19)，糾偏桿導(dǎo)槽(18)的楔形槽口朝后，扶正桿導(dǎo)槽(19)的楔形槽口朝前，糾偏桿(14)和扶正桿(15)可分別在糾偏桿導(dǎo)槽(18)和扶正桿導(dǎo)槽(19)內(nèi)同步滑動(dòng)，其小頭通過內(nèi)套管(12)與內(nèi)套管頭控制盤(8)相連接;套管頭(7)為加厚套管短節(jié)，其外徑大于套管(10)外徑。參照?qǐng)D2和圖3，在糾偏控制機(jī)構(gòu)(4)結(jié)構(gòu)上，內(nèi)套管頭控制盤(8)中心帶有一管狀凸緣(20)、凸緣(20)與套管推進(jìn)盤(2)的中心孔相配合，內(nèi)套管頭控制盤(8)可與旋轉(zhuǎn)節(jié)(1)相連接而轉(zhuǎn)動(dòng)，可與套管推進(jìn)盤(2)相連接而同步推進(jìn);糾偏指示器(9)由光靶(21)、指針(22)和刻度盤(23)構(gòu)成，光靶(21)安裝在內(nèi)套管頭(6)小頭上，使用經(jīng)緯儀通過套管(10)與內(nèi)套管(12)之間的環(huán)形空間監(jiān)測(cè)控向頭(3)的鉆進(jìn)方位，指針(22)垂直地安裝在內(nèi)套管頭控制盤(8)的凸緣(20)上且指向糾偏桿導(dǎo)槽(18)方向，刻度盤(23)同心地安裝在套管推進(jìn)盤(2)上且“0”刻度線在正上方。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、糾偏精確、安全可靠、操作簡(jiǎn)便和維護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)，滿足了現(xiàn)場(chǎng)施工需要。
本發(fā)明的實(shí)施方式是，按照?qǐng)D2設(shè)計(jì)和制造，按照下述步驟操作采用經(jīng)緯儀監(jiān)測(cè)控向頭(3)的偏斜是否超標(biāo);如超標(biāo)則操縱糾偏控制機(jī)構(gòu)(4)，使內(nèi)套管頭控制盤(8)不推進(jìn)僅旋轉(zhuǎn)至指針(22)對(duì)準(zhǔn)偏斜方位，使鉆桿頭(5)的旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)帶動(dòng)糾偏桿(14)和扶正桿(15)分別沿靜止的內(nèi)套管頭(6)內(nèi)的糾偏桿導(dǎo)槽(18)和扶正桿導(dǎo)槽(19)向前移動(dòng)，糾偏桿(14)在糾偏桿導(dǎo)槽(18)的楔形坡道上前移壓迫鉆桿頭(5)向相應(yīng)的方位偏移，從而使鉆頭(16)鉆出一段偏斜孔，此后停止鉆進(jìn)，通過套管推進(jìn)盤(2)將套管頭(7)和內(nèi)套管頭(6)同時(shí)頂入鉆成的偏斜孔中，從而達(dá)到糾偏目的;再操縱糾偏控制機(jī)構(gòu)(4)，使控向頭(3)恢復(fù)正常鉆進(jìn)方位。
權(quán)利要求
1.一種橫孔螺旋鉆機(jī)機(jī)械糾偏裝置，具有旋轉(zhuǎn)節(jié)(1)和套管推進(jìn)盤(2)，其特征在于具有控向頭(3)和糾偏控制機(jī)構(gòu)(4)；控向頭(3)由鉆桿頭(5)、內(nèi)套管頭(6)和套管頭(7)構(gòu)成；糾偏控制機(jī)構(gòu)(4)由內(nèi)套管頭控制盤(8)和指示器(9)構(gòu)成；鉆桿頭(5)安裝在內(nèi)套管頭(6)內(nèi)且可相對(duì)旋轉(zhuǎn)和軸向移動(dòng)，內(nèi)套管頭(6)支承在套管頭(7)內(nèi)且可相對(duì)旋轉(zhuǎn)和軸向移動(dòng)，套管頭(7)支承在地層孔壁上且與套管(10)相連接；內(nèi)套管頭控制盤(8)安裝在套管推進(jìn)盤(2)上且可相對(duì)旋轉(zhuǎn)和同步推進(jìn)，其旋轉(zhuǎn)角度由指示器(9)顯示；鉆桿頭(5)通過螺旋鉆桿(11)與旋轉(zhuǎn)節(jié)(1)相連接，內(nèi)套管頭(6)通過內(nèi)套管(12)與內(nèi)套管頭控制盤(8)相連接，內(nèi)套管頭控制盤(8)可與旋轉(zhuǎn)節(jié)(1)相連接而產(chǎn)生相對(duì)于套管推進(jìn)盤(2)的旋轉(zhuǎn)，套管推進(jìn)盤(2)與旋轉(zhuǎn)節(jié)(1)之間亦可產(chǎn)生相對(duì)軸向移動(dòng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于控向頭(3)的鉆桿頭(5)由螺旋鉆桿短節(jié)(13)、糾偏桿(14)和扶正桿(15)構(gòu)成，螺旋鉆桿短節(jié)(13)前端安裝鉆頭(16)和后端通過聯(lián)軸節(jié)(17)與螺旋鉆桿(11)相連接，糾偏桿(14)與扶正桿(15)采用軸承對(duì)稱和垂直地與聯(lián)軸節(jié)(17)相連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于控向頭(3)的內(nèi)套管頭(6)為大小頭結(jié)構(gòu)，其大頭內(nèi)壁對(duì)稱地固結(jié)有糾偏桿導(dǎo)槽(18)和扶正桿導(dǎo)槽(19)，糾偏桿導(dǎo)槽(18)的楔形槽口朝后，扶正桿導(dǎo)槽(19)的楔形槽口朝前，糾偏桿(14)和扶正桿(15)可分別在糾偏桿導(dǎo)槽(18)和扶正桿導(dǎo)槽(19)內(nèi)同步滑動(dòng)，其小頭通過內(nèi)套管(12)與內(nèi)套管頭控制盤(8)相連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于控向頭(3)的套管頭(7)為加厚套管短節(jié)，其外徑大于套管(10)外徑。
5.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于糾偏控制機(jī)構(gòu)(4)的內(nèi)套管頭控制盤(8)中心帶有一管狀凸緣(20)，凸緣(20)與套管推進(jìn)盤(2)的中心孔相配合，內(nèi)套管頭控制盤(8)可與旋轉(zhuǎn)節(jié)(1)相連接而轉(zhuǎn)動(dòng)，可與套管推進(jìn)盤(2)相連接而同步推進(jìn)。
6.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于糾偏控制機(jī)構(gòu)(4)的指示器(9)由光靶(21)、指針(22)和刻度盤(23)構(gòu)成，光靶(21)安裝在內(nèi)套管頭(6)小頭上，使用經(jīng)緯儀通過套管(10)與內(nèi)套管(12)之間的環(huán)形空間監(jiān)測(cè)控向頭(3)的鉆進(jìn)方位;指針(22)垂直地安裝在內(nèi)套管頭控制盤(8)的凸緣(20)上且指向糾偏桿導(dǎo)槽(18)方向;刻度盤(23)同心地安裝在套管推進(jìn)盤(2)上且“0”刻度線在正上方。
全文摘要
一種橫孔螺旋鉆機(jī)機(jī)械糾偏裝置，具有由鉆桿頭(5)、內(nèi)套管頭(6)和套管頭(7)構(gòu)成的控向頭(3)和由內(nèi)套管頭控制盤(8)和指示器(9)構(gòu)成的糾偏控制機(jī)構(gòu)(4)。通過內(nèi)套管頭控制盤(8)的旋轉(zhuǎn)可對(duì)準(zhǔn)糾偏方位，通過鉆桿頭(5)的旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)可糾正偏離角度，通過套管頭(7)的推進(jìn)可恢復(fù)正常鉆進(jìn)方向。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、糾偏精確、安全可靠、操作簡(jiǎn)便和維護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B7/10GK1092845SQ9410320
公開日1994年9月28日 申請(qǐng)日期1994年3月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月27日
發(fā)明者胡強(qiáng)法, 屠由義, 谷玉洪, 馬衛(wèi)國, 楊來胤 申請(qǐng)人:中國石油天然氣總公司江漢機(jī)械研究所