上向式反井钻机扩孔稳定装置及上向式反井钻机的制作方法
【专利摘要】上向式反井钻机扩孔稳定装置包括两个卡盘、筋板、支撑板、紧固组件，卡盘与卡盘之间用紧固组件连接，卡盘与筋板的第一端固定连接，筋板的第二端与支撑板固定连接，卡盘为U型结构，两个卡盘的U型口相对构成圆筒状，U型口的边缘沿着端口方向向外延伸出一段凸台，凸台上设置至少一个通孔，紧固组件穿过凸台上的通孔将两个卡盘固定，卡盘的轴心到支撑板外侧的距离与钻头所开的孔的直径相同。上向式反井钻机包括反井钻机机身、钻杆、钻头、上向式反井钻机扩孔稳定装置，钻杆与钻杆之间通过锥螺纹连接，最下面的钻杆的下端与反井钻机机身固定连接，最上面的钻杆的上端与钻头固定连接，至少每两个钻杆设置一个上向式反井钻机扩孔稳定装置。
【专利说明】
上向式反井钻机扩孔稳定装置及上向式反井钻机
技术领域
[0001]本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种上向式反井钻机扩孔稳定装置及上向式反井钻机。
【背景技术】
[0002]目前使用的钻井设备是从上向下钻孔，从下向上扩孔的反井钻机。反井钻机工艺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。反井钻机主体部分在孔的上方，扩孔钻头需从空下方的巷道安装。因此普通的反井钻机只能钻通孔。目前许多矿石开采过程中，在矿石层下方开一个矿石运输巷道，再从巷道从下往上钻短距离盲孔，孔内放炮进行开采。若用普通的反井钻机，还需在矿层上方多开一个巷道，使得开采成本大大增加。
[0003]上向式反井钻机只需在矿石层下方开一个巷道，从下往上钻先导孔，然后在从下往上扩孔，使得开采成本大大降低。但是上向式反井钻机向上钻进过程中钻杆既要承受支撑力又要承受旋转扭矩。钻杆超过一定长度后容易出现摆动，影响钻孔的准确性，甚至导致钻杆断裂。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，有必要提供一种防止钻杆摆动的上向式反井钻机扩孔稳定装置及上向式反井钻机。
[0005]—种上向式反井钻机扩孔稳定装置包括两个卡盘、筋板、支撑板、紧固组件，卡盘与卡盘之间用紧固组件连接，卡盘与筋板的第一端固定连接，筋板的第二端与支撑板固定连接，卡盘为U型结构，两个卡盘的U型口相对构成圆筒状，用于夹紧钻杆，U型口的边缘沿着端口方向向外延伸出一段凸台，凸台上设置至少一个通孔，紧固组件穿过凸台上的通孔将两个卡盘固定，构成圆筒状的两个卡盘的轴心到支撑板外侧的距离与钻头所开的孔的直径相同，以使支撑板贴在钻头所开的先导孔的孔壁上，从而使钻头受到的离心力被上向式反井钻机扩孔稳定装置及上向式反井钻机抵消，达到稳定钻杆的目的。
[0006]—种上向式反井钻机包括反井钻机机身、钻杆、钻头、上向式反井钻机扩孔稳定装置，钻杆与钻杆之间通过锥螺纹连接，最下面的钻杆的下端与反井钻机机身固定连接，最上面的钻杆的上端与钻头固定连接，至少每两个钻杆设置一个上向式反井钻机扩孔稳定装置，用于稳定钻杆，上向式反井钻机扩孔稳定装置包括两个卡盘、筋板、支撑板、紧固组件，卡盘与卡盘之间用紧固组件连接，卡盘与筋板的第一端固定连接，筋板的第二端与支撑板固定连接，卡盘为U型结构，两个卡盘的U型口相对构成圆筒状，用于夹紧钻杆，U型口的边缘沿着端口方向向外延伸出一段凸台，凸台上设置至少一个通孔，紧固组件穿过凸台上的通孔将两个卡盘固定，构成圆筒状的两个卡盘的轴心到支撑板外侧的距离与钻头所开的孔的直径相同，以使支撑板贴在钻头所开的先导孔的孔壁上，从而使钻头受到的离心力被上向式反井钻机扩孔稳定装置抵消，达到稳定钻杆的目的。
[0007]与现有技术相比，上述上向式反井钻机通过设置上向式反井钻机扩孔稳定装置，由于上向式反井钻机扩孔稳定装置的边缘与先导孔的孔壁接触，当钻杆受到离心力时，上向式反井钻机扩孔稳定装置就能抵消其离心力，避免钻杆出现摆动，使钻头能够按照预定的轨迹开钻。
【附图说明】
[0008]图1为上向式反井钻机扩孔稳定装置与钻杆配合的俯视图。
[0009]图2为上向式反井钻机扩孔稳定装置与钻杆配合的正视图。
[0010]图3为上向式反井钻机的结构示意图。
[0011]图中:上向式反井钻机1、上向式反井钻机扩孔稳定装置10、卡盘101、凸台1011、筋板102、上筋板1021、下筋板1022、支撑板103、紧固组件104、钻杆20、钻头30、反井钻机机身40、先导孔50、巷道60。
【具体实施方式】
[0012]请参看图1和图2，上向式反井钻机扩孔稳定装置10包括两个卡盘101、筋板102、支撑板103、紧固组件104，卡盘101与卡盘101之间用紧固组件104连接，卡盘101与筋板102的第一端固定连接，筋板102的第二端与支撑板103固定连接，卡盘101为U型结构，两个卡盘101的U型口相对构成圆筒状，用于夹紧钻杆20，U型口的边缘沿着端口方向向外延伸出一段凸台1011，凸台1011上设置至少一个通孔，紧固组件104穿过凸台1011上的通孔将两个卡盘101固定，构成圆筒状的两个卡盘101的轴心到支撑板103外侧的距离与钻头30所开的孔的直径相同，以使支撑板103贴在钻头30所开的先导孔50的孔壁上，从而使钻头30受到的离心力被上向式反井钻机扩孔稳定装置10及上向式反井钻机I抵消，达到稳定钻杆20的目的。
[0013]构成圆筒状的两个卡盘101的外壁上至少与三个筋板102固定连接，且筋板102均匀分布在卡盘101构成的圆周上。
[0014]所述筋板102包括上筋板1021、下筋板1022，上筋板1021和下筋板1022位置平行且上筋板1021、下筋板1022的第一端分别与构成圆筒状的两个卡盘101的外壁固定连接，上筋板1021、下筋板1022的第二端分别与支撑板103固定连接。
[0015]所述紧固组件104包括紧固螺杆、紧固螺母，紧固螺杆的直径与卡盘101的凸台1011上的通孔的直径相同，紧固螺杆穿过凸台1011上的通孔与紧固螺母螺纹连接。
[0016]所述支撑板103的与所述孔壁接触的面为圆弧面，且圆弧面的半径与先导孔50的孔壁的半径相同，以稳定钻杆20且减少钻头30推进和退钻时的阻力。
[0017]请参看图3，上向式反井钻机I包括反井钻机机身、钻杆20、钻头30、上向式反井钻机扩孔稳定装置10，钻杆20与钻杆20之间通过锥螺纹连接，最下面的钻杆20的下端与反井钻机机身固定连接，最上面的钻杆20的上端与钻头30固定连接，至少每两个钻杆20设置一个上向式反井钻机扩孔稳定装置10，用于稳定钻杆20，上向式反井钻机扩孔稳定装置10包括两个卡盘101、筋板102、支撑板103、紧固组件104，卡盘101与卡盘101之间用紧固组件104连接，卡盘101与筋板102的第一端固定连接，筋板102的第二端与支撑板103固定连接，卡盘101为U型结构，两个卡盘101的U型口相对构成圆筒状，用于夹紧钻杆20，U型口的边缘沿着端口方向向外延伸出一段凸台1011，凸台1011上设置至少一个通孔，紧固组件104穿过凸台1011上的通孔将两个卡盘101固定，构成圆筒状的两个卡盘101的轴心到支撑板103外侧的距离与钻头30所开的孔的直径相同，以使支撑板103贴在钻头30所开的先导孔50的孔壁上，从而使钻头30受到的离心力被上向式反井钻机扩孔稳定装置10抵消，达到稳定钻杆20的目的。
[0018]构成圆筒状的两个卡盘101的外壁上至少与三个筋板102固定连接，且筋板102均匀分布在卡盘101构成的圆周上。
[0019]所述筋板102包括上筋板1021、下筋板1022，上筋板1021和下筋板1022位置平行且上筋板1021、下筋板1022的第一端分别与构成圆筒状的两个卡盘101的外壁固定连接，上筋板1021、下筋板1022的第二端分别与支撑板103固定连接。
[0020]所述紧固组件104包括紧固螺杆、紧固螺母，紧固螺杆的直径与卡盘101的凸台1011上的通孔的直径相同，紧固螺杆穿过凸台1011上的通孔与紧固螺母螺纹连接。
[0021]所述支撑板103的与所述孔壁接触的面为圆弧面，且圆弧面的半径与先导孔50的孔壁的半径相同，以稳定钻杆20且减少钻头30推进和退钻时的阻力。
[0022]根据实际使用情况，钻杆20每行进一段距离就设置一个上向式反井钻机扩孔稳定装置10，上向式反井钻机扩孔稳定装置10与钻杆20—起旋转向前推进，上向式反井钻机扩孔稳定装置10的支撑板103与先导孔50接触的面为圆弧面，因此在推进过程中受到的阻力较小，也不会破坏岩壁结构，钻头30在推进过程中产生的碎石将通过筋板102之间的间隙掉落下去。
[0023]本发明的保护范围不限于实施例。凡技术人员按照本发明的思路在现有技术上通过逻辑分析、推断、延伸和等效替换得出的技术方案，均属于权利要求书中保护的范围。
【主权项】
1.一种上向式反井钻机扩孔稳定装置，其特征在于:该上向式反井钻机扩孔稳定装置包括两个卡盘、筋板、支撑板、紧固组件，卡盘与卡盘之间用紧固组件连接，卡盘与筋板的第一端固定连接，筋板的第二端与支撑板固定连接，卡盘为U型结构，两个卡盘的U型口相对构成圆筒状，用于夹紧钻杆，U型口的边缘沿着端口方向向外延伸出一段凸台，凸台上设置至少一个通孔，紧固组件穿过凸台上的通孔将两个卡盘固定，构成圆筒状的两个卡盘的轴心到支撑板外侧的距离与钻头所开的孔的直径相同，以使支撑板贴在钻头所开的先导孔的孔壁上，从而使钻头受到的离心力被上向式反井钻机扩孔稳定装置及上向式反井钻机抵消，达到稳定钻杆的目的。2.如权利要求1所述的上向式反井钻机扩孔稳定装置，其特征在于:构成圆筒状的两个卡盘的外壁上至少与三个筋板固定连接，且筋板均匀分布在卡盘构成的圆周上。3.如权利要求1或2所述的上向式反井钻机扩孔稳定装置，其特征在于:所述筋板包括上筋板、下筋板，上筋板和下筋板位置平行且上筋板、下筋板的第一端分别与构成圆筒状的两个卡盘的外壁固定连接，上筋板、下筋板的第二端分别与支撑板固定连接。4.如权利要求3所述的上向式反井钻机扩孔稳定装置，其特征在于:所述紧固组件包括紧固螺杆、紧固螺母，紧固螺杆的直径与卡盘的凸台上的通孔的直径相同，紧固螺杆穿过凸台上的通孔与紧固螺母螺纹连接。5.如权利要求4所述的上向式反井钻机扩孔稳定装置，其特征在于:所述支撑板的与所述孔壁的接触的面为圆弧面，且圆弧面的半径与先导孔的孔壁的半径相同，以稳定钻杆且减少钻头推进和退钻时的阻力。6.一种上向式反井钻机，其特征在于:该上向式反井钻机包括反井钻机机身、钻杆、钻头、上向式反井钻机扩孔稳定装置，钻杆与钻杆之间通过锥螺纹连接，最下面的钻杆的下端与反井钻机机身固定连接，最上面的钻杆的上端与钻头固定连接，至少每两个钻杆设置一个上向式反井钻机扩孔稳定装置，用于稳定钻杆，上向式反井钻机扩孔稳定装置包括两个卡盘、筋板、支撑板、紧固组件，卡盘与卡盘之间用紧固组件连接，卡盘与筋板的第一端固定连接，筋板的第二端与支撑板固定连接，卡盘为U型结构，两个卡盘的U型口相对构成圆筒状，用于夹紧钻杆，U型口的边缘沿着端口方向向外延伸出一段凸台，凸台上设置至少一个通孔，紧固组件穿过凸台上的通孔将两个卡盘固定，构成圆筒状的两个卡盘的轴心到支撑板外侧的距离与钻头所开的孔的直径相同，以使支撑板贴在钻头所开的先导孔的孔壁上，从而使钻头受到的离心力被上向式反井钻机扩孔稳定装置抵消，达到稳定钻杆的目的。7.如权利要求6所述的上向式反井钻机，其特征在于:构成圆筒状的两个卡盘的外壁上至少与三个筋板固定连接，且筋板均匀分布在卡盘构成的圆周上。8.如权利要求6或7所述的上向式反井钻机，其特征在于:所述筋板包括上筋板、下筋板，上筋板和下筋板位置平行且上筋板、下筋板的第一端分别与构成圆筒状的两个卡盘的外壁固定连接，上筋板、下筋板的第二端分别与支撑板固定连接。9.如权利要求8所述的上向式反井钻机，其特征在于:所述紧固组件包括紧固螺杆、紧固螺母，紧固螺杆的直径与卡盘的凸台上的通孔的直径相同，紧固螺杆穿过凸台上的通孔与紧固螺母螺纹连接。10.如权利要求9所述的上向式反井钻机，其特征在于:所述支撑板的与所述孔壁的接触的面为圆弧面，且圆弧面的半径与先导孔的孔壁的半径相同，以稳定钻杆且减少钻头推进和退钻时的阻力。
【文档编号】E21B19/10GK105840118SQ201610326617
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】陈云, 王进军, 王强, 孔进, 巩文, 王镇乾
【申请人】宁夏天地奔牛实业集团有限公司