专利名称：水平定向钻机的动力头输出轴装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻机，特别是水平定向钻机的动力头输出轴装置，属钻进设备技术领域。
背景技术：
水平定向钻机是目前广泛应用于石油、天然气、电力、电信等领域的非开挖专用钻机，它 依靠钻杆的挠度能在一定曲率半径范围内绕开障碍物、避免破坏管线经过地区生态环境条件下 定向钻孔，具有施工速度快，效率高，穿越长度长，深度深等特点。水平定向钻机的主要组成 包括底盘、动力头、桅杆、发动机装置、钻杆自动存取装置、虎钳、锚固装置、液压、电控等 部分。其中动力头是实施钻进的核心机构，其作用是将钻机的推拉力和回转扭矩经输出轴传递 到钻杆，并通过钻杆接力完成大深度钻进作业，钻进时要有液体从钻杆中通过。现有动力头的 输出轴为整体结构，输出轴与动力头的从动齿轮直接连接，轴体自身不能伸縮，这种结构在装 卸钻杆时动力头,会产生较大的冲击力，该冲击力作用在钻杆圆锥螺纹处很容易造成丝扣损 坏以致钻杆报废，此外，冲击力对传动齿轮和液压马达也会产生冲击损伤作用。 发明内容本实用新型用于克服己有技术的缺陷而提供一种输出轴可伸縮滑动，避免对钻杆丝扣造成 损伤的水平定向皿的动力头输出轴装置。本实用新型^#1' 是以下技术方案解决的一种水平定向钻机的动力头输出轴装置，其构成中包括输出轴l、芯轴4、外套轴14、内 花键套3、外花键審2和后挡園10,所述输出轴、芯轴、外套轴均为空心轴，所述外套轴由传 动齿轮驱动，所述内、外花键套分别设置在外套轴轴端和输出轴的尾部，两者由联接嫘栓16相 连，所述芯艄位于外,内与外套轴滑动连接，芯轴前端与输出轴固接、后端螺纹连接后挡圏， 所述输出轴与外套轴之间留有轴向伸縮空间6。上述水平定向钻机的动力头输出轴装置，所述输出轴前端部设有与钻杆19连接的圆锥螺
纹19—1。上述水平定向钻机的动力头输出轴装置，所述芯轴4后端内孔设覽导管13，导管与芯轴间 设有密封组件ll，导管端部与进液管12对接。本实用新型针对现有水平定向钻机动力头输出轴为整体结构、轴体自身不能伸缩的问题进 行了改进，其输出轴装置由输出轴、外套轴和芯轴组成，外套轴经花键套将回转扭矩传递到输 出轴，输出轴与外審轴之间留有一缓冲间隙，该结构使得输出轴可以轴向伸縮滑动一段距离， 避免拆装钻杆上卸扣时对丝扣产生冲击力，并可使回转扭矩与轴向力同时作用，还能够保证在 输出轴在伸縮过程时无钻进液泄漏。经过上述改进后可明显延长钻杆的使用寿命，并大大减少 对动力头传动齿轮和瓶BE马达的冲击力。
图1是动力头输出轴结构示意图；图2是图1的A部放大视图；图3是图1的B部放大视图。图中标号如下l.输出轴；2.外花键套；3.内花键套；4.芯轴；5.前挡圈；6.轴向伸 缩空间；7.液压马达；8.主动齿轮；9.从动齿轮；10.后挡圏；ll.密封组件；12.进液管；13. 导管；14.外糊；15.齿轮箱；16.联接蠊栓；17.前轴承；18.后轴承；19.钻杆；19 — 1.圆 锥螺纹。
具体实施方式
参看图1,动力头上对称设置的液压马达7为输出轴1提供动力，液压马达带动主动齿轮8 转动，再通过从动齿轮9传递到外套轴14上，带动外套轴转动。输出轴装置包括输出轴l、芯轴4、外套轴14、内花键套3、外花键套2和后挡圈10,所 述输出轴、芯轴、外套轴均为空心轴，内、外花键套分别设置在外套轴轴端和输出轴的轴尾， 两者由联接螺栓16相连。内、外花键套间设有前挡圈5。芯轴4位于外套轴内、与外套轴滑动 连接，芯轴前端凸出外套轴部分与输出轴尾部螺纹连接，并用焊接缝将其固定防松，输出轴与 外套轴之间留有轴向伸縮空间6，芯轴后端螺纹连接后挡圈10。回转扭矩传递关系为外套轴 带动内、外花键套；外花键套带动输出轴；输出轴带动钻杆19，输出轴与钻杆间由圆锥媒纹19 -l连接。
为防止输出轴在伸縮过程中钻进液泄漏，在芯轴4后端内孔设置导管13，导管与芯轴间设 有密封组件ll,导管端部与进液管12对接。钻进液经进液管上的开口流进导管，再经过导管、 芯轴、输出轴、钻杆流出。输出轴回拖过程，外力施加给齿轮箱15，通过前轴承17传递给外套轴14，外套轴尾部的 端平面推动后挡圏IO，后挡園通过螺纹与芯轴4相连，将力传给芯轴，芯轴通过螺纹与输出轴 l相连，作用力通，纹传递。推进过程通过后轴承18传递力给外套轴14，再通过外套轴前部 端面直接推动输出轴1。上述设计可使得在装卸钻杆上卸丝扣时无需整个动力头移动，只是输 出轴在轴向伸縮空间6内伸縮即可，达到减少对钻杆丝扣的冲击力的目的。
权利要求1.一种水平定向钻机的动力头输出轴装置，其特征在于构成中包括输出轴(1)、芯轴(4)、外套轴(14)、内花键套(3)、外花键套(2)和后挡圈(10)，所述输出轴、芯轴、外套轴均为空心轴，所述外套轴由传动齿轮驱动，所述内、外花键套分别设置在外套轴轴端和输出轴的尾部，两者由联接螺栓(16)相连，所述芯轴位于外套轴内与外套轴滑动连接，芯轴前端与输出轴固接、后端螺纹连接后挡圈，所述输出轴与外套轴之间留有轴向伸缩空间(6)。
2. 根据权利要求1所述的水平定向钻机的动力头输出轴装置，其特征在于所述输出轴 前端部设有与钻杆(19)连接的圆锥螺纹(19—1)。
3. 根据权利要求1或2所述的水平定向钻机的动力头输出轴装置，其特征在于所述芯 轴(4)后端内孔设置导管(13),导管与芯轴间设有密封组件(11)，导管端部与进液管(12) 对接。
专利摘要一种水平定向钻机的动力头输出轴装置，属钻进设备技术领域，用于解决输出轴装卸钻杆对钻杆丝扣产生冲击力的问题。其构成中包括输出轴、芯轴、外套轴、内花键套、外花键套和后挡圈，输出轴、芯轴、外套轴均为空心轴，外套轴由传动齿轮驱动，内、外花键套分别设置在外套轴轴端和输出轴的尾部，两者由联接螺栓相连，芯轴位于外套轴内与外套轴滑动连接，芯轴前端与输出轴固接、后端螺纹连接后挡圈，输出轴与外套轴之间留有轴向伸缩空间。本实用新型使输出轴可以轴向伸缩滑动一段距离，避免拆装钻杆上卸扣时对丝扣产生冲击力。经过上述改进后可明显延长钻杆的使用寿命，并大大减少对动力头传动齿轮和液压马达的冲击力。
文档编号E21B7/04GK201047255SQ20072010121
公开日2008年4月16日 申请日期2007年4月24日 优先权日2007年4月24日
发明者磊 孙, 孙贺启 申请人:保定保路通工程有限公司