反井钻机具有动力导向功能的主钻杆

611 编辑：中冶有色技术网来源：马斯特钻探工程(常州)有限公司

2023-12-21 13:35:56

权利要求书： 1.一种反井钻机具有动力导向功能的主钻杆，其特征在于，包括：

固定板(1)，所述固定板(1)的顶部中心处开设有通孔(2)；

钻杆本体(3)，所述钻杆本体(3)活动设置在通孔(2)的内部，所述钻杆本体(3)的顶部和底部均贯穿通孔(2)且延伸至通孔(2)的外部；

活动槽(4)，所述固定板(1)顶部且位于通孔(2)的左右两侧均开设有活动槽(4)；

导向机构(5)，所述导向机构(5)设置在固定板(1)的顶部，所述导向机构(5)包括轴承(501)、螺杆(502)、第一齿轮(503)、移动板(504)、导向板(505)、弧形槽(506)、固定轴(507)、导向辊(508)、限位杆(509)、限位板(510)、限位孔(511)和驱动机构(512)，所述活动槽(4)内壁靠近通孔(2)的一侧固定连接有轴承(501)，所述轴承(501)远离通孔(2)的一侧转动连接有螺杆(502)，所述螺杆(502)远离轴承(501)的一端固定连接有第一齿轮(503)，所述螺杆(502)的表面螺纹连接有移动板(504)，所述移动板(504)的顶部贯穿活动槽(4)且延伸至活动槽(4)的外部，所述移动板(504)靠近钻杆本体(3)的一侧上方固定连接有导向板(505)，所述导向板(505)远离移动板(504)的一侧均匀开设有多个弧形槽(506)，所述弧形槽(506)内壁的底部固定连接有固定轴(507)，所述固定轴(507)的表面转动连接有导向辊(508)，所述导向辊(508)远离弧形槽(506)的一侧贯穿弧形槽(506)且延伸至弧形槽(506)的外部，所述移动板(504)远离钻杆本体(3)的一侧顶部固定连接有限位杆(509)，所述固定板(1)顶部的左右两侧均固定连接有限位板(510)，所述限位板(510)表面对应限位杆(509)的位置开设有限位孔(511)，所述限位杆(509)远离钻杆本体(3)的一端贯穿限位孔(511)且延伸至限位孔(511)的外部，所述固定板(1)的顶部设置有驱动机构(512)。

2.根据权利要求1所述的一种反井钻机具有动力导向功能的主钻杆，其特征在于：所述固定板(1)的顶部四角处均开设有安装孔。

3.根据权利要求1所述的一种反井钻机具有动力导向功能的主钻杆，其特征在于：所述驱动机构(512)包括伺服电机(5121)和第二齿轮(5122)，所述固定板(1)顶部且位于限位板(510)和活动槽(4)之间的位置固定连接有伺服电机(5121)，所述伺服电机(5121)的输出轴上固定连接有第二齿轮(5122)。

4.根据权利要求1所述的一种反井钻机具有动力导向功能的主钻杆，其特征在于：所述移动板(504)与活动槽(4)之间活动连接。

5.根据权利要求1所述的一种反井钻机具有动力导向功能的主钻杆，其特征在于：所述限位杆(509)与限位孔(511)之间活动连接。

6.根据权利要求3所述的一种反井钻机具有动力导向功能的主钻杆，其特征在于：所述第二齿轮(5122)与第一齿轮(503)之间相啮合。

说明书：一种反井钻机具有动力导向功能的主钻杆技术领域[0001] 本实用新型涉及钻杆技术领域，具体为一种反井钻机具有动力导向功能的主钻杆。

背景技术[0002] 反井钻机的工作原理是通过钻机的电机带动液压马达，液压马达驱动水龙头，并利用液压动力将扭矩传递给钻具系统，带动钻杆及钻头旋转，导孔钻头或扩孔钻头上的滚

刀在钻压的作用下，沿井底岩石工作面做纯滚动或微量滑移。同时主机油缸产生的轴向拉、

压力，也通过动力头、钻杆作用在导孔钻头或扩孔钻头上，使导孔钻头的滚刀在钻压作用下

滚动，产生冲击荷载，使滚刀齿对岩石产生冲击、挤压和剪切作用，破碎岩石。

[0003] 现有技术中，申请号为CN202022370447.1的专利，本实用新型公开了一种反井钻机钻杆，涉及到反井钻机的钻杆连接技术领域，它包括杆体，还包括设置在杆体一端的外螺

纹，杆体的另一端设置有内螺纹，外螺纹与内螺纹均为斜梯形锥螺纹，斜梯形锥螺纹的牙宽

为L1，牙距为P，牙高为H1，中径的圆周到牙底的距离为H2，斜梯形锥螺纹的牙底与螺纹的中

心线具有夹角c，斜梯形锥螺纹的牙的一面与螺纹中心线的垂线具有夹角a，斜梯形锥螺纹

的牙的另一面与螺纹中心线的垂线具有夹角c。本实用新型的有益效果是：本实用新型的一

种反井钻机钻杆采用的斜梯形锥螺纹连接结构，在弯曲应力、剪切应力和挤压应力的承受

能力要超于目前反井钻机钻杆采用的三角形螺纹，降低了螺纹根部断裂的风险。

[0004] 上述专利的钻杆不具备动力导向功能，在使用时钻杆容易发生偏移，极大降低了钻杆的实用性。

实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的在于提供一种反井钻机具有动力导向功能的主钻杆，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种反井钻机具有动力导向功能的主钻杆，包括：

[0007] 固定板，所述固定板的顶部中心处开设有通孔；[0008] 钻杆本体，所述钻杆本体活动设置在通孔的内部，所述钻杆本体的顶部和底部均贯穿通孔且延伸至通孔的外部；

[0009] 活动槽，所述固定板顶部且位于通孔的左右两侧均开设有活动槽；[0010] 导向机构，所述导向机构设置在固定板的顶部，所述导向机构包括轴承、螺杆、第一齿轮、移动板、导向板、弧形槽、固定轴、导向辊、限位杆、限位板、限位孔和驱动机构，所述活动槽内壁靠近通孔的一侧固定连接有轴承，所述轴承远离通孔的一侧转动连接有螺杆，

所述螺杆远离轴承的一端固定连接有第一齿轮，所述螺杆的表面螺纹连接有移动板，所述

移动板的顶部贯穿活动槽且延伸至活动槽的外部，所述移动板靠近钻杆本体的一侧上方固

定连接有导向板，所述导向板远离移动板的一侧均匀开设有多个弧形槽，所述弧形槽内壁

的底部固定连接有固定轴，所述固定轴的表面转动连接有导向辊，所述导向辊远离弧形槽

的一侧贯穿弧形槽且延伸至弧形槽的外部，所述移动板远离钻杆本体的一侧顶部固定连接

有限位杆，所述固定板顶部的左右两侧均固定连接有限位板，所述限位板表面对应限位杆

的位置开设有限位孔，所述限位杆远离钻杆本体的一端贯穿限位孔且延伸至限位孔的外

部，所述固定板的顶部设置有驱动机构。

[0011] 进一步地，所述固定板的顶部四角处均开设有安装孔。[0012] 进一步地，所述驱动机构包括伺服电机和第二齿轮，所述固定板顶部且位于限位板和活动槽之间的位置固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出轴上固定连接有第二齿

轮。

[0013] 进一步地，所述移动板与活动槽之间活动连接。[0014] 进一步地，所述限位杆与限位孔之间活动连接。[0015] 进一步地，所述第二齿轮与第一齿轮之间相啮合。[0016] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：[0017] 本实用新型在使用时，将钻杆本体的顶端与钻机的输出端相连，然后将固定板通过螺栓固定在需要钻孔的地面上，然后启动伺服电机，由伺服电机带动第二齿轮旋转，第二

齿轮依次带动第一齿轮和螺杆旋转，进而使得移动板在螺杆上靠近靠近钻杆本体的一侧运

动，进而带动导向板向靠近钻杆本体的一侧运动，进而使得导向辊与钻杆本体抵触，从而对

钻杆本体进行限位导向，钻孔时，当钻杆本体向下钻进时，钻杆本体与导向辊之间发生相对

滚动，不会影响钻杆本体的转动，且同时通过导向板和导向辊配合使用，能够对钻杆本体进

行很好的限位导向，有效避免钻杆本体发生偏移的现象。

附图说明[0018] 图1为本实用新型的正视结构示意图；[0019] 图2为本实用新型的俯视结构示意图；[0020] 图3为本实用新型导向板的俯视结构示意图；[0021] 图4为本实用新型导向机构的结构示意图。[0022] 图中：1、固定板；2、通孔；3、钻杆本体；4、活动槽；5、导向机构；501、轴承；502、螺杆；503、第一齿轮；504、移动板；505、导向板；506、弧形槽；507、固定轴；508、导向辊；509、限位杆；510、限位板；511、限位孔；512、驱动机构；5121、伺服电机；5122、第二齿轮。具体实施方式[0023] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的

实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下

所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0024] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解

为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说

明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0025] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，

可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术

语在本实用新型中的具体含义。

[0026] 请参阅图1?4，一种反井钻机具有动力导向功能的主钻杆，包括固定板1、通孔2、钻杆本体3、活动槽4和导向机构5，固定板1的顶部中心处开设有通孔2，钻杆本体3活动设置在

通孔2的内部，钻杆本体3的顶部和底部均贯穿通孔2且延伸至通孔2的外部，固定板1顶部且

位于通孔2的左右两侧均开设有活动槽4，导向机构5设置在固定板1的顶部，导向机构5包括

轴承501、螺杆502、第一齿轮503、移动板504、导向板505、弧形槽506、固定轴507、导向辊

508、限位杆509、限位板510、限位孔511和驱动机构512，活动槽4内壁靠近通孔2的一侧固定

连接有轴承501，轴承501远离通孔2的一侧转动连接有螺杆502，螺杆502远离轴承501的一

端固定连接有第一齿轮503，螺杆502的表面螺纹连接有移动板504，移动板504的顶部贯穿

活动槽4且延伸至活动槽4的外部，移动板504靠近钻杆本体3的一侧上方固定连接有导向板

505，导向板505远离移动板504的一侧均匀开设有多个弧形槽506，弧形槽506内壁的底部固

定连接有固定轴507，固定轴507的表面转动连接有导向辊508，导向辊508远离弧形槽506的

一侧贯穿弧形槽506且延伸至弧形槽506的外部，移动板504远离钻杆本体3的一侧顶部固定

连接有限位杆509，固定板1顶部的左右两侧均固定连接有限位板510，限位板510表面对应

限位杆509的位置开设有限位孔511，限位杆509远离钻杆本体3的一端贯穿限位孔511且延

伸至限位孔511的外部，固定板1的顶部设置有驱动机构512。

[0027] 在具体实施的时候，固定板1的顶部四角处均开设有安装孔。[0028] 在具体实施的时候，驱动机构512包括伺服电机5121和第二齿轮5122，固定板1顶部且位于限位板510和活动槽4之间的位置固定连接有伺服电机5121，伺服电机5121的输出

轴上固定连接有第二齿轮5122。

[0029] 在具体实施的时候，移动板504与活动槽4之间活动连接。[0030] 在具体实施的时候，限位杆509与限位孔511之间活动连接。[0031] 在具体实施的时候，第二齿轮5122与第一齿轮503之间相啮合。[0032] 本实用新型中的所有部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，同时本申请文件

中使用到的标准零件均可以从市场上购买，本申请文件中各部件根据说明书和附图的记载

均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常

规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，控制方式是通过控制器来自动控

制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，

并且本申请文件主要用来保护机械装置，所以本申请文件不再详细解释控制方式和电路连

接，在此不再作出具体叙述。

[0033] 工作原理：本实用新型在使用时，将钻杆本体3的顶端与钻机的输出端相连，然后将固定板1通过螺栓固定在需要钻孔的地面上，然后启动伺服电机5121，由伺服电机5121带

动第二齿轮5122旋转，第二齿轮5122依次带动第一齿轮503和螺杆502旋转，进而使得移动

板504在螺杆502上靠近靠近钻杆本体3的一侧运动，进而带动导向板505向靠近钻杆本体3

的一侧运动，进而使得导向辊508与钻杆本体3抵触，从而对钻杆本体3进行限位导向，钻孔

时，当钻杆本体3向下钻进时，钻杆本体3与导向辊508之间发生相对滚动，不会影响钻杆本

体3的转动，且同时通过导向板505和导向辊508配合使用，能够对钻杆本体3进行很好的限

位导向，有效避免钻杆本体3发生偏移的现象。

[0034] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修

改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。