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      探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置

      308   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:山東省核工業(yè)二四八地質(zhì)大隊  
      2024-12-09 16:17:33
      權(quán)利要求

      1.一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置,包括有鉆頭(1),所述鉆頭(1)設(shè)置有均勻分布的連接筒(2),靠近所述鉆頭(1)的所述連接筒(2)與所述鉆頭(1)固接,其他的所述連接筒(2)靠近所述鉆頭(1)的一側(cè)均固接有球形接頭(3),所述連接筒(2)遠離所述鉆頭(1)的一側(cè)與相鄰的所述球形接頭(3)限位球接,所述連接筒(2)內(nèi)遠離所述鉆頭(1)的一側(cè)固接有固定環(huán)(4),所述固定環(huán)(4)內(nèi)滑動連接有傳動軸(5),所述鉆頭(1)的輸入軸與相鄰所述傳動軸(5)固接,相鄰兩個所述傳動軸(5)之間安裝有聯(lián)軸器(6),所述傳動軸(5)位于相鄰的所述連接筒(2)內(nèi),其特征是:還包括有均勻分布的第一滑動筒(10),所述第一滑動筒(10)滑動連接于相鄰所述連接筒(2)內(nèi),所述第一滑動筒(10)遠離所述鉆頭(1)的一側(cè)固接有拉力傳感器(101),所述拉力傳感器(101)固接有鋼絲繩(11),所述鋼絲繩(11)與相鄰所述球形接頭(3)固接,所述第一滑動筒(10)螺紋連接有第一螺紋桿(12),所述第一螺紋桿(12)與相鄰所述連接筒(2)轉(zhuǎn)動連接。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置,其特征是:所述球形接頭(3)內(nèi)轉(zhuǎn)動連接有轉(zhuǎn)動環(huán)(7),所述轉(zhuǎn)動環(huán)(7)靠近相鄰所述固定環(huán)(4)的一側(cè)固接有擠壓環(huán)(8),所述擠壓環(huán)(8)與相鄰所述固定環(huán)(4)擠壓配合。

      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置,其特征是:所述擠壓環(huán)(8)與相鄰所述固定環(huán)(4)接觸處均為球面,所述擠壓環(huán)(8)球面的球心和相鄰所述固定環(huán)(4)球面的球心均與相鄰所述球形接頭(3)的球心重合。

      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置,其特征是:所述擠壓環(huán)(8)的外側(cè)面為圓形,所述擠壓環(huán)(8)的內(nèi)側(cè)為腰圓孔,所述傳動軸(5)在相鄰所述擠壓環(huán)(8)的腰圓孔內(nèi)滑動,所述傳動軸(5)的半徑小于相鄰所述擠壓環(huán)(8)上腰圓孔的半徑,且二者之間的差值小于1mm。

      5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置,其特征是:所述球形接頭(3)內(nèi)固接有微型電機(9),所述轉(zhuǎn)動環(huán)(7)內(nèi)設(shè)置有周向均勻分布的齒槽,所述微型電機(9)的輸出軸固接有與相鄰所述轉(zhuǎn)動環(huán)(7)上周向均勻分布的齒槽嚙合的齒輪。

      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置,其特征是:所述轉(zhuǎn)動環(huán)(7)內(nèi)齒槽的寬度大于相鄰所述微型電機(9)輸出軸上齒輪的寬度,所述轉(zhuǎn)動環(huán)(7)與相鄰所述球形接頭(3)之間的預(yù)緊力大于所述連接筒(2)與相鄰且遠離所述鉆頭(1)一側(cè)的所述球形接頭(3)之間的預(yù)緊力。

      7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置,其特征是:所述連接筒(2)固接有均勻分布的第一電動轉(zhuǎn)軸(13),所述第一電動轉(zhuǎn)軸(13)與相鄰所述第一螺紋桿(12)同軸,所述第一電動轉(zhuǎn)軸(13)與相鄰所述第一螺紋桿(12)通過花鍵連接。

      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置,其特征是:還包括有用于固定相鄰所述球形接頭(3)且均勻分布的固定機構(gòu),所述固定機構(gòu)設(shè)置于相鄰所述連接筒(2)靠近相鄰所述固定環(huán)(4)的一側(cè),所述固定機構(gòu)包括有第二電動轉(zhuǎn)軸(14),所述第二電動轉(zhuǎn)軸(14)安裝于相鄰的所述連接筒(2)靠近相鄰所述固定環(huán)(4)的一側(cè),所述連接筒(2)靠近相鄰所述第二電動轉(zhuǎn)軸(14)的一側(cè)轉(zhuǎn)動連接有第二螺紋桿(15),所述第二螺紋桿(15)與相鄰所述第二電動轉(zhuǎn)軸(14)花鍵連接,所述第二螺紋桿(15)螺紋連接有第二滑動筒(16),所述第二滑動筒(16)固接有滑動環(huán)(17),所述滑動環(huán)(17)固接有周向均勻分布的擠壓塊(18),所述連接筒(2)遠離所述鉆頭(1)的一側(cè)滑動連接有周向均勻分布的第一限位塊(19),所述第一限位塊(19)與相鄰所述球形接頭(3)限位配合,所述第一限位塊(19)滑動連接有第二限位塊(20),所述第二限位塊(20)與相鄰所述擠壓塊(18)擠壓配合,所述球形接頭(3)滑動連接有周向均勻分布的擠壓板(21),所述擠壓板(21)與相鄰所述球形接頭(3)之間固接有彈簧,所述擠壓板(21)與相鄰所述第一限位塊(19)擠壓配合。

      9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置,其特征是:所述擠壓塊(18)設(shè)置有傾斜面,所述擠壓塊(18)的傾斜面與相鄰所述連接筒(2)軸線方向的夾角小于30°,所述擠壓塊(18)通過其傾斜面與相鄰所述第二限位塊(20)擠壓配合。

      10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置,其特征是:所述第一限位塊(19)滑動連接有對稱分布的滑動塊(22),對稱分布的所述滑動塊(22)之間固接有拉簧,對稱分布的所述滑動塊(22)均與相鄰的所述第二限位塊(20)擠壓配合,所述滑動塊(22)與相鄰的所述球形接頭(3)擠壓配合。

      說明書

      技術(shù)領(lǐng)域

      [0001]本發(fā)明涉及柔性鉆具設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體公開一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置。

      背景技術(shù)

      [0002]在礦產(chǎn)資源開采的工程中,常使用超短半徑水平井鉆井技術(shù)進行探礦,超短半徑水平井使用多段短節(jié)連接而成的柔性或半柔性鉆具進行鉆井,柔性鉆具在井下沿曲率較小的預(yù)定路徑進行鉆進,進而減少無效的鉆井路徑,增加鉆井效率,現(xiàn)有的柔性或半柔性鉆具均由多段短節(jié)的鉆桿連接而成,鉆桿分為傳遞井上推力的固定套和傳遞井上扭矩的轉(zhuǎn)動軸,相鄰兩個固定套之間限位球接,相鄰兩個轉(zhuǎn)動軸通過聯(lián)軸器連接,因此鉆桿在鉆進過程中的整體性較差,現(xiàn)有的柔性鉆桿難以維持固定的弧度或維持固定直桿的形式進行鉆進,當(dāng)鉆頭在鉆取較硬的巖石時,柔性鉆桿所受的推動力和鉆取巖石時的阻力易使柔性鉆桿發(fā)生無規(guī)則偏斜,導(dǎo)致鉆頭附近多個相互連接的固定套發(fā)生過度偏轉(zhuǎn),致使鉆頭的朝向與預(yù)定方向之間產(chǎn)生偏斜,進而導(dǎo)致鉆頭的鉆進軌跡發(fā)生偏斜,工作人員需要頻繁的調(diào)整鉆頭的鉆進方向,以對鉆頭的鉆進軌跡進行矯正,因此工作人員維持鉆頭沿預(yù)定軌跡進行鉆進的工作難度較大。

      發(fā)明內(nèi)容

      [0003]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有柔性鉆桿整體性較差,難以維持固定的弧度或維持平直的方向進行鉆進的缺點,本發(fā)明提供了一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置。

      [0004]技術(shù)方案為:一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置,包括有鉆頭,所述鉆頭設(shè)置有均勻分布的連接筒,靠近所述鉆頭的所述連接筒與所述鉆頭固接,其他的所述連接筒靠近所述鉆頭的一側(cè)均固接有球形接頭,所述連接筒遠離所述鉆頭的一側(cè)與相鄰的所述球形接頭限位球接,所述連接筒內(nèi)遠離所述鉆頭的一側(cè)固接有固定環(huán),所述固定環(huán)內(nèi)滑動連接有傳動軸,所述鉆頭的輸入軸與相鄰所述傳動軸固接,相鄰兩個所述傳動軸之間安裝有聯(lián)軸器,所述傳動軸位于相鄰的所述連接筒內(nèi),所述連接筒內(nèi)滑動連接有第一滑動筒,所述第一滑動筒遠離所述鉆頭的一側(cè)固接有拉力傳感器,所述拉力傳感器固接有鋼絲繩,所述鋼絲繩與相鄰所述球形接頭固接,所述第一滑動筒螺紋連接有第一螺紋桿,所述第一螺紋桿與相鄰所述連接筒轉(zhuǎn)動連接。

      [0005]進一步的是,所述球形接頭內(nèi)轉(zhuǎn)動連接有轉(zhuǎn)動環(huán),所述轉(zhuǎn)動環(huán)靠近相鄰所述固定環(huán)的一側(cè)固接有擠壓環(huán),所述擠壓環(huán)與相鄰所述固定環(huán)擠壓配合。

      [0006]進一步的是,所述擠壓環(huán)與相鄰所述固定環(huán)接觸處均為球面,所述擠壓環(huán)球面的球心和相鄰所述固定環(huán)球面的球心均與相鄰所述球形接頭的球心重合。

      [0007]進一步的是,所述擠壓環(huán)的外側(cè)面為圓形,所述擠壓環(huán)的內(nèi)側(cè)為腰圓孔,所述傳動軸在相鄰所述擠壓環(huán)的腰圓孔內(nèi)滑動,所述傳動軸的半徑小于相鄰所述擠壓環(huán)上腰圓孔的半徑,且二者之間的差值小于1mm。

      [0008]進一步的是,所述球形接頭內(nèi)固接有微型電機,所述轉(zhuǎn)動環(huán)內(nèi)設(shè)置有周向均勻分布的齒槽,所述微型電機的輸出軸固接有與相鄰所述轉(zhuǎn)動環(huán)上周向均勻分布的齒槽嚙合的齒輪。

      [0009]進一步的是,所述轉(zhuǎn)動環(huán)內(nèi)齒槽的寬度大于相鄰所述微型電機輸出軸上齒輪的寬度,所述轉(zhuǎn)動環(huán)與相鄰所述球形接頭之間的預(yù)緊力大于所述連接筒與相鄰且遠離所述鉆頭一側(cè)的所述球形接頭之間的預(yù)緊力。

      [0010]進一步的是,所述連接筒固接有均勻分布的第一電動轉(zhuǎn)軸,所述第一電動轉(zhuǎn)軸與相鄰所述第一螺紋桿同軸,所述第一電動轉(zhuǎn)軸與相鄰所述第一螺紋桿通過花鍵連接。

      [0011]進一步的是,還包括有用于固定相鄰所述球形接頭且均勻分布的固定機構(gòu),所述固定機構(gòu)設(shè)置于相鄰所述連接筒靠近相鄰所述固定環(huán)的一側(cè),所述固定機構(gòu)包括有第二電動轉(zhuǎn)軸,所述第二電動轉(zhuǎn)軸安裝于相鄰的所述連接筒靠近相鄰所述固定環(huán)的一側(cè),所述連接筒靠近相鄰所述第二電動轉(zhuǎn)軸的一側(cè)轉(zhuǎn)動連接有第二螺紋桿,所述第二螺紋桿與相鄰所述第二電動轉(zhuǎn)軸花鍵連接,所述第二螺紋桿螺紋連接有第二滑動筒,所述第二滑動筒固接有滑動環(huán),所述滑動環(huán)固接有周向均勻分布的擠壓塊,所述連接筒遠離所述鉆頭的一側(cè)滑動連接有周向均勻分布的第一限位塊,所述第一限位塊與相鄰所述球形接頭限位配合,所述第一限位塊滑動連接有第二限位塊,所述第二限位塊與相鄰所述擠壓塊擠壓配合,所述球形接頭滑動連接有周向均勻分布的擠壓板,所述擠壓板與相鄰所述球形接頭之間固接有彈簧,所述擠壓板與相鄰所述第一限位塊擠壓配合。

      [0012]進一步的是,所述擠壓塊設(shè)置有傾斜面,所述擠壓塊的傾斜面與相鄰所述連接筒軸線方向的夾角小于30°,所述擠壓塊通過其傾斜面與相鄰所述第二限位塊擠壓配合。

      [0013]進一步的是,所述第一限位塊滑動連接有對稱分布的滑動塊,對稱分布的所述滑動塊之間固接有拉簧,對稱分布的所述滑動塊均與相鄰的所述第二限位塊擠壓配合,所述滑動塊與相鄰的所述球形接頭擠壓配合。

      [0014]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明通過周向均勻分布的鋼絲繩主動拉動相鄰球形接頭,以改變相鄰球形接頭的旋轉(zhuǎn)角度,進而控制球形接頭與相鄰且球接的連接筒之間的旋轉(zhuǎn)角度,避免相鄰連接筒受到鉆頭與巖壁的反作用力時發(fā)生過度偏轉(zhuǎn),進而保證鉆頭的鉆進軌跡不會發(fā)生偏斜。

      [0015]本發(fā)明通過擠壓環(huán)與相鄰固定環(huán)擠壓配合,變相增大球形接頭與相鄰且球接的連接筒之間的接觸面積,增加球形接頭與相鄰且球接的連接筒之間受力的穩(wěn)定性,避免球形接頭與相鄰且球接的連接筒之間的連接處發(fā)生塑性變形。

      [0016]本發(fā)明通過固定機構(gòu)將球形接頭與相鄰且球接的連接筒進行鎖定,輔助周向均勻分布的鋼絲繩對相鄰球形接頭進行固定,且當(dāng)鎖定因為磨損而逐漸失效時,增強對球形接頭與相鄰且球接的連接筒進行鎖定的力,進而保證鉆頭沿直線進行鉆進時的鉆進效果。

      附圖說明

      [0017]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

      [0018]圖2為本發(fā)明鉆頭、連接筒和球形接頭的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

      [0019]圖3為本發(fā)明連接筒、球形接頭和固定環(huán)的剖視圖;

      [0020]圖4為本發(fā)明球形接頭、固定環(huán)和傳動軸的剖視圖;

      [0021]圖5為本發(fā)明固定環(huán)、轉(zhuǎn)動環(huán)和擠壓環(huán)的爆炸圖;

      [0022]圖6為本發(fā)明連接筒、固定環(huán)和傳動軸的特殊狀態(tài)圖;

      [0023]圖7為本發(fā)明連接筒、固定環(huán)和傳動軸的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

      [0024]圖8為本發(fā)明連接筒、第一螺紋桿和第一電動轉(zhuǎn)軸的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

      [0025]圖9為本發(fā)明連接筒、第二電動轉(zhuǎn)軸和第二螺紋桿的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

      [0026]圖10為本發(fā)明滑動環(huán)、第一限位塊和第二限位塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

      [0027]附圖中的標(biāo)記為:1-鉆頭,2-連接筒,3-球形接頭,4-固定環(huán),5-傳動軸,6-聯(lián)軸器,7-轉(zhuǎn)動環(huán),8-擠壓環(huán),9-微型電機,10-第一滑動筒,101-拉力傳感器,11-鋼絲繩,12-第一螺紋桿,13-第一電動轉(zhuǎn)軸,14-第二電動轉(zhuǎn)軸,15-第二螺紋桿,16-第二滑動筒,17-滑動環(huán),18-擠壓塊,19-第一限位塊,20-第二限位塊,21-擠壓板,22-滑動塊。

      具體實施方式

      [0028]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用,本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用,在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

      [0029]實施例1:因為現(xiàn)有的柔性鉆具的整體性較差,當(dāng)鉆頭遇上較硬的巖石時,鉆頭鉆進過程中受到的阻力和井上向下專遞的推力難以保持在同一條直線上,進而導(dǎo)致鉆頭和相鄰的固定套之間發(fā)生無規(guī)則扭轉(zhuǎn)偏斜,當(dāng)鉆頭附近的固定套發(fā)生過度的偏斜時,易導(dǎo)致鉆頭的朝向與預(yù)定的方向之間產(chǎn)生偏斜,進而導(dǎo)致鉆頭的鉆進軌跡發(fā)生偏斜,工作人員為保證鉆頭始終沿預(yù)定的軌跡進行鉆進,必須頻繁調(diào)整鉆頭的鉆進方向,才能縮小鉆頭鉆進軌跡與預(yù)定軌跡之間的誤差,這種方式無疑會導(dǎo)致工作人員的工作難度和工作量較大。

      [0030]針對上述問題,本發(fā)明提出了一種探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置,如附圖1-附圖8所示,包括有鉆頭1,鉆頭1內(nèi)設(shè)置有用于導(dǎo)向的液壓馬達、導(dǎo)向葉片、信號傳輸裝置和遙控裝置等必要裝置,鉆頭1的右側(cè)設(shè)置有均勻分布的若干個連接筒2,最左側(cè)的連接筒2與鉆頭1固接,其他的連接筒2的左側(cè)均固接有球形接頭3,連接筒2的右側(cè)與相鄰的球形接頭3限位球接(如附圖3和附圖4所示),連接筒2內(nèi)的右側(cè)固接有固定環(huán)4,固定環(huán)4內(nèi)滑動連接有傳動軸5,傳動軸5用于向鉆頭1傳輸轉(zhuǎn)動的動力,鉆頭1的輸入軸與相鄰傳動軸5固接,相鄰兩個傳動軸5之間安裝有聯(lián)軸器6,聯(lián)軸器6用于傳輸相鄰兩個傳動軸5之間的動力,傳動軸5位于相鄰的連接筒2內(nèi),球形接頭3內(nèi)轉(zhuǎn)動連接有轉(zhuǎn)動環(huán)7,轉(zhuǎn)動環(huán)7的左側(cè)固接有擠壓環(huán)8,擠壓環(huán)8與相鄰固定環(huán)4接觸處均為球面,擠壓環(huán)8球面的球心和相鄰固定環(huán)4球面的球心均與相鄰球形接頭3的球心重合,擠壓環(huán)8與相鄰固定環(huán)4擠壓配合,使相鄰連接筒2對相鄰且右側(cè)的球形接頭3提供更大的接觸面積,進而對該連接筒2和該球形接頭3之間提供更穩(wěn)定的連接,擠壓環(huán)8的外側(cè)面為圓形,擠壓環(huán)8的內(nèi)側(cè)為腰圓孔,傳動軸5在相鄰擠壓環(huán)8的腰圓孔內(nèi)滑動,腰圓孔僅用于方便相鄰傳動軸5位于相鄰擠壓環(huán)8內(nèi)擺動,因此腰圓孔的長度按照相鄰傳動軸5向單一方向上擺動的最遠距離設(shè)置,傳動軸5的半徑小于相鄰擠壓環(huán)8上腰圓孔的半徑,且二者之間的差值小于1mm,以保證傳動軸5與相鄰擠壓環(huán)8不會接觸的前提下,盡可能增大擠壓環(huán)8與相鄰固定環(huán)4之間的接觸面積,球形接頭3內(nèi)固接有與遙控裝置電連接的微型電機9,轉(zhuǎn)動環(huán)7內(nèi)設(shè)置有周向均勻分布的齒槽,微型電機9的輸出軸固接有與相鄰轉(zhuǎn)動環(huán)7上周向均勻分布的齒槽嚙合的齒輪,微型電機9用于帶動相鄰轉(zhuǎn)動環(huán)7轉(zhuǎn)動,進而使相鄰傳動軸5始終沿相鄰擠壓環(huán)8的腰圓孔進行擺動,以適應(yīng)傳動軸5沿不同方向進行擺動的情況,轉(zhuǎn)動環(huán)7內(nèi)齒槽的寬度大于相鄰微型電機9輸出軸上齒輪的寬度,因此微型電機9的輸出軸不會承受相鄰轉(zhuǎn)動環(huán)7與相鄰球形接頭3之間的擠壓力,轉(zhuǎn)動環(huán)7與相鄰球形接頭3之間的預(yù)緊力大于連接筒2與相鄰且右側(cè)的球形接頭3之間的預(yù)緊力,因此當(dāng)球形接頭3與相鄰的連接筒2發(fā)生頻繁轉(zhuǎn)動時,首先磨損轉(zhuǎn)動環(huán)7與相鄰球形接頭3的連接處,減輕球形接頭3與相鄰的連接筒2的球接處的磨損,連接筒2內(nèi)滑動連接有第一滑動筒10,第一滑動筒10的右側(cè)固接有與遙控裝置電連接的拉力傳感器101,拉力傳感器101固接有鋼絲繩11,鋼絲繩11與相鄰球形接頭3固接,四個鋼絲繩11相互配合拉動相鄰球形接頭3進行旋轉(zhuǎn),進而精準把控相鄰球形接頭3的旋轉(zhuǎn)方向,第一滑動筒10的左側(cè)螺紋連接有第一螺紋桿12,第一螺紋桿12與相鄰連接筒2轉(zhuǎn)動連接,第一螺紋桿12與相鄰第一滑動筒10形成自鎖關(guān)系,以更穩(wěn)定的拉動鋼絲繩11,連接筒2固接有均勻分布且均與遙控裝置電連接的第一電動轉(zhuǎn)軸13,第一電動轉(zhuǎn)軸13與相鄰第一螺紋桿12同軸,第一電動轉(zhuǎn)軸13與相鄰第一螺紋桿12通過花鍵連接,因此第一電動轉(zhuǎn)軸13不承受相鄰第一螺紋桿12的拉力。

      [0031]當(dāng)工作人員在使用本裝置進行鉆井作業(yè)時,工作人員通過遙控裝置控制鉆頭1內(nèi)導(dǎo)向葉片的張開方向,進而控制鉆頭1的鉆進方向,工作人員通過依次連接的傳動軸5和聯(lián)軸器6傳遞控制鉆頭1旋轉(zhuǎn)的動力,工作人員在控制鉆頭1改變鉆進方向時,依次控制所有連接筒2上的四個第一電動轉(zhuǎn)軸13工作,使多個連接筒2在相鄰第一電動轉(zhuǎn)軸13及相鄰零部件的帶動下依次隨著鉆進的過程主動向鉆頭1鉆進方向偏轉(zhuǎn),以鉆頭1向上偏轉(zhuǎn)為例(參考圖6方位):

      [0032]工作人員通過遙控裝置控制上側(cè)的三個第一電動轉(zhuǎn)軸13帶動相鄰第一螺紋桿12轉(zhuǎn)動,第一螺紋桿12轉(zhuǎn)動控制相鄰第一滑動筒10向左移動一定距離,該處第一滑動筒10和拉力傳感器101拉緊相鄰鋼絲繩11,工作人員同步通過遙控裝置控制下側(cè)的第一電動轉(zhuǎn)軸13帶動相鄰第一螺紋桿12轉(zhuǎn)動,第一螺紋桿12轉(zhuǎn)動控制相鄰第一滑動筒10向右移動一定距離,該處第一滑動筒10和拉力傳感器101放松相鄰鋼絲繩11,四個鋼絲繩11共同作用拉動相鄰球形接頭3相對于相鄰連接筒2發(fā)生偏轉(zhuǎn),進而控制該處兩個連接筒2偏轉(zhuǎn)一定角度,遙控裝置按照上述方式依次控制右側(cè)的連接筒2和其內(nèi)的傳動軸5偏轉(zhuǎn)固定角度,優(yōu)化連接筒2和鉆頭1的受力關(guān)系,避免部分連接筒2受到鉆頭1與巖壁的反作用力發(fā)生過度偏轉(zhuǎn),導(dǎo)致鉆頭1所受支撐力與工作人員預(yù)計鉆進的角度產(chǎn)生偏斜,導(dǎo)致鉆頭1在鉆進過程中發(fā)生額外的偏轉(zhuǎn),致使鉆頭1在旋轉(zhuǎn)鉆進的過程中發(fā)生偏斜。

      [0033]當(dāng)工作人員準備控制球形接頭3相對于其左側(cè)的連接筒2旋轉(zhuǎn)時,工作人員通過遙控裝置啟動微型電機9,微型電機9通過其輸出軸的齒輪帶動相鄰轉(zhuǎn)動環(huán)7轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動環(huán)7帶動相鄰擠壓環(huán)8進行旋轉(zhuǎn),直至擠壓環(huán)8的腰圓孔旋轉(zhuǎn)至腰圓孔長軸的方向與連接筒2準備偏轉(zhuǎn)的方向重合,此時遙控裝置關(guān)閉微型電機9,隨后在工作人員控制球形接頭3與相鄰連接筒2之間發(fā)生旋轉(zhuǎn)時,傳動軸5沿相鄰擠壓環(huán)8的腰圓孔進行旋轉(zhuǎn),擠壓環(huán)8的內(nèi)壁不會阻礙傳動軸5跟隨連接筒2一同進行旋轉(zhuǎn),球形接頭3帶動轉(zhuǎn)動環(huán)7和擠壓環(huán)8一同轉(zhuǎn)動的過程中,擠壓環(huán)8沿固定環(huán)4的球面進行旋轉(zhuǎn),當(dāng)工作人員控制鉆頭1鉆進時,右側(cè)的連接筒2和球形接頭3受到固定環(huán)4通過擠壓環(huán)8和轉(zhuǎn)動環(huán)7傳遞給球形接頭3的支持力。

      [0034]因為轉(zhuǎn)動環(huán)7上球面和擠壓環(huán)8上球面與相鄰球形接頭3的球面同心,且轉(zhuǎn)動環(huán)7和擠壓環(huán)8的接觸面更接近于垂直鉆頭1所受鉆進阻力的方向,轉(zhuǎn)動環(huán)7和擠壓環(huán)8的受力面積大于傳統(tǒng)連接筒2和球形接頭3之間的受力面積,因此擠壓環(huán)8與固定環(huán)4之間的受力相對于傳統(tǒng)連接筒2和球形接頭3之間的受力更加穩(wěn)定,且在連接筒2和球形接頭3之間發(fā)生旋轉(zhuǎn)后,擠壓環(huán)8與固定環(huán)4之間仍能保持穩(wěn)定的受力關(guān)系,連接筒2和球形接頭3之間的支持力不會因為旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生偏斜,因此鉆頭1不會因為相連的連接筒2受力不均發(fā)生偏轉(zhuǎn),導(dǎo)致鉆頭1的鉆進方向產(chǎn)生偏斜。

      [0035]當(dāng)球形接頭3和連接筒2受到鉆頭1的反作用力,受到促進球形接頭3和與其球接的連接筒2之間產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力時,鋼絲繩11與相鄰球形接頭3之間的拉力發(fā)生變化,部分鋼絲繩11受到更大的力,此時鋼絲繩11通過拉力傳感器101拉動相鄰第一滑動筒10,第一滑動筒10受相鄰第一螺紋桿12螺紋的限位提供抵抗該拉力的力,此時第一螺紋桿12受相鄰連接筒2的限位提供該抵抗力,而相鄰第一電動轉(zhuǎn)軸13與該第一螺紋桿12花鍵連接,因此第一電動轉(zhuǎn)軸13不會受到額外的軸向力,以此提供對第一電動轉(zhuǎn)軸13的保護,第一電動轉(zhuǎn)軸13僅需提供帶動相鄰第一螺紋桿12轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)力,避免第一電動轉(zhuǎn)軸13受到較大的軸向力而被損壞。

      [0036]當(dāng)工作人員鉆進結(jié)束后,沿鉆井將鉆頭1、連接筒2等零部件依次取出。

      [0037]實施例2:在實施例1的基礎(chǔ)上,如附圖7、附圖9和附圖10所示,還包括有設(shè)置于連接筒2右側(cè)且均勻分布的固定機構(gòu),固定機構(gòu)的數(shù)量與連接筒2的數(shù)量相同,固定機構(gòu)用于固定相鄰球形接頭3,固定機構(gòu)包括有與遙控裝置電連接的第二電動轉(zhuǎn)軸14,第二電動轉(zhuǎn)軸14安裝于相鄰連接筒2的右側(cè),連接筒2右側(cè)轉(zhuǎn)動連接有第二螺紋桿15,第二螺紋桿15與相鄰第二電動轉(zhuǎn)軸14花鍵連接,因此第二電動轉(zhuǎn)軸14不承受相鄰第二螺紋桿15的拉力,第二螺紋桿15螺紋連接有第二滑動筒16,第二螺紋桿15與相鄰第二滑動筒16之間形成自鎖結(jié)構(gòu),第二滑動筒16的右部固接有滑動環(huán)17,滑動環(huán)17的右部固接有周向均勻分布的四個擠壓塊18,連接筒2的右側(cè)滑動連接有周向均勻分布的四個第一限位塊19,球形接頭3設(shè)置有周向均勻分布的四個凹槽,第一限位塊19通過插入相鄰球形接頭3的凹槽,對相鄰球形接頭3進行限位,第一限位塊19滑動連接有第二限位塊20,擠壓塊18設(shè)置有傾斜面,擠壓塊18的傾斜面與相鄰連接筒2軸線方向的夾角小于30°,因此擠壓塊18通過其傾斜面擠壓相鄰第二限位塊20時,擠壓塊18僅需很小的力就能推動相鄰第二限位塊20移動,球形接頭3的凹槽內(nèi)滑動連接有周向均勻分布的四個擠壓板21,擠壓板21與相鄰球形接頭3之間固接有彈簧,擠壓板21與相鄰第一限位塊19擠壓配合,用于解除相鄰第一限位塊19對相鄰球形接頭3的限位,第一限位塊19滑動連接有對稱分布的兩個滑動塊22,兩個滑動塊22之間固接有拉簧,滑動塊22上拉簧的拉力大于相鄰擠壓板21上彈簧的彈力,兩個滑動塊22均與相鄰的第二限位塊20擠壓配合(如附圖10所示),滑動塊22與相鄰的球形接頭3擠壓配合,滑動塊22用于補充第一限位塊19與相鄰球形接頭3之間的磨損部位,進而保證球形接頭3與相鄰連接筒2之間始終處于固定狀態(tài)。

      [0038]當(dāng)工作人員需要控制鉆頭1沿直線進行鉆進時,工作人員首先通過遙控裝置控制第一電動轉(zhuǎn)軸13和相鄰零部件帶動第一滑動筒10等零部件移動,第一滑動筒10通過相鄰鋼絲繩11拉動相鄰球形接頭3轉(zhuǎn)動,使相鄰兩個連接筒2處于平行狀態(tài),此時球形接頭3上擠壓板21與相鄰第一限位塊19對齊,工作人員通過遙控裝置控制第二電動轉(zhuǎn)軸14帶動第二螺紋桿15等零部件轉(zhuǎn)動,第二螺紋桿15通過螺紋帶動相鄰第二滑動筒16向右移動,第二滑動筒16通過滑動環(huán)17推動相鄰四個擠壓塊18一同向右移動,擠壓塊18通過傾斜面擠壓相鄰第二限位塊20,第二限位塊20受到擠壓帶動相鄰兩個滑動塊22、相鄰第一限位塊19和相鄰擠壓板21一同向連接筒2軸線處進行移動,兩個滑動塊22和相鄰第一限位塊19一同插入相鄰球形接頭3上相鄰的凹槽內(nèi),擠壓板21上彈簧壓縮,當(dāng)擠壓板21移動至極限位置時,遙控裝置控制第二電動轉(zhuǎn)軸14停止轉(zhuǎn)動,此時連接筒2與球接的球形接頭3的位置相對鎖死,二者處于固接的狀態(tài),使鉆頭1右側(cè)的連接筒2保持水平狀態(tài),進而進一步穩(wěn)定鉆頭1在鉆進過程中受到的支持力,進而輔助鉆頭1沿直線進行鉆進。

      [0039]當(dāng)鉆頭1在鉆進過程中受力過大,第一限位塊19與相鄰球形接頭3之間的配合處產(chǎn)生磨損時,相鄰連接筒2和相鄰球形接頭3之間的連接逐漸失去穩(wěn)定,此時連接筒2和相鄰球形接頭3在鉆頭1在鉆進過程中受力發(fā)生震動的幅度逐漸增大,球形接頭3受震動時通過相鄰四個鋼絲繩11不斷拖拽相鄰拉力傳感器101,相鄰四個第一滑動筒10上拉力傳感器101檢測到不穩(wěn)定的拉力信號,拉力傳感器101傳輸信號給遙控裝置,遙控裝置接收信號后控制第二電動轉(zhuǎn)軸14再次進行轉(zhuǎn)動,以控制第二滑動筒16、滑動環(huán)17和擠壓塊18等零部件進一步向右移動,擠壓塊18通過傾斜面擠壓相鄰第二限位塊20繼續(xù)向連接筒2軸線處進行移動,此時第一限位塊19和相鄰擠壓板21因為移動至極限位置無法繼續(xù)移動,第二限位塊20通過其下側(cè)傾斜面擠壓相鄰兩個滑動塊22,滑動塊22受力向相鄰第一限位塊19外側(cè)進行移動,滑動塊22與相鄰球形接頭3擠壓配合,進一步對球形接頭3進行緊固,相鄰兩個滑動塊22之間的拉簧拉伸蓄力,此時球形接頭3與相鄰連接筒2之間的連接被進一步進行加固,減小連接筒2與相鄰且球接的球形接頭3之間的震動幅度。

      [0040]當(dāng)工作人員需要鉆頭1沿彎曲路徑進行鉆進時,工作人員通過遙控裝置控制第二電動轉(zhuǎn)軸14旋轉(zhuǎn)復(fù)位,第二電動轉(zhuǎn)軸14旋轉(zhuǎn)帶動相鄰零部件旋轉(zhuǎn)復(fù)位,滑動塊22和擠壓板21分別在相鄰拉簧和相鄰彈簧作用下推動相鄰零部件復(fù)位,連接筒2解除與相鄰且球接的球形接頭3之間的連接,以便連接筒2與相鄰球形接頭3在接下來的鉆進過程中進行相應(yīng)的擺動。

      [0041]雖然已經(jīng)參照示例性實施例描述了本發(fā)明,但是應(yīng)理解本發(fā)明不限于所公開的示例性實施例。以下權(quán)利要求的范圍應(yīng)給予最寬泛的解釋,以便涵蓋所有的變型以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。

      說明書附圖(10)


      聲明:
      “探礦工程用柔性鉆具的鉆進軌跡保持裝置” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
      我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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