井下精准钻具的制作方法

1.本实用新型涉及钻具技术领域，尤其是涉及一种井下精准钻具。


背景技术：

2.常规勘探钻具只有芯轴，因钻进距离较长导致前端受到重力的影响，会使前端钻头受到向下的力，进而导致钻具无法保证直线前进。为了解决芯轴钻进易弯曲导致无法精准达到目标区域的问题，现有技术中在芯轴外增加不旋转但同步前进的壳体，在壳体外均匀布置支撑块，支撑块在处于压缩状态时会向外施加压力，当钻具前端受到向下的重力影响时，重力方向的支撑块支撑力相比于其他方向支撑块支撑力大，进而保证芯轴处于中心位置。
3.本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：
4.首先，推块从支撑块中部进行顶推，存在支撑块两侧受力不均的问题，容易造成支撑组件的的损坏；其次，由于壳体的设置，在安装后向钻具内部注入润滑物质过于麻烦，造成无法注油或注油后油无法达到壳内的所有结构，导致产品整体在润滑油长时间后润滑效果降低，产品内部结构磨损严重，产品整体寿命降低的问题；再次，在芯轴与壳体之间无密封结构，导致工作时水、泥沙等异物容易进入到壳体与芯轴之间，影响支撑、轴承等结构，内部受到破坏。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供井下精准钻具，以解决现有技术中存在的钻具易在井下发生偏移，无法精准达到指定区域的的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
7.本实用新型提供的一种井下精准钻具，包括壳体、支撑组件、芯轴，其中：
8.所述芯轴穿设在所述壳体中心位置；
9.所述支撑组件数量为多组，间隔设置在所述芯轴和所述壳体之间；
10.每组所述支撑组件均包括支撑块、推块和弹簧，所述壳体沿圆周方向均匀设置有三个矩形凸台，所述凸台上开设有与所述壳体内腔连通的安装口，所述支撑块限位式的活动安装在所述安装口内，所述推块为圆环形结构，套设在所述芯轴外侧；且所述推块数量为两块，分别位于所述支撑块两侧；当所述支撑块受压时，所述支撑块与所述推块抵接；所述弹簧一端固定在所述壳体上，另一端抵接在所述推块上；所述推块与所述支撑块二者接触位置均为斜面结构。
11.作为本实用新型的进一步改进，还包括注油孔和堵头，所述注油孔数量为多个，分别开设在位于所述支撑组件两侧位置的所述壳体上；
12.所述堵头可拆卸式的安装在所述注油孔上。
13.作为本实用新型的进一步改进，还包括位于所述壳体两端并设置在所述壳体和所述芯轴之间的第一密封组件和设置在所述壳体和所述支撑组件之间的第二密封组件。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述第一密封组件包括设置在所述壳体内壁上的两条第一密封槽和嵌设在所述第一密封槽内的第一密封圈。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述第二密封组件包括设置在所述壳体上的第二密封槽和嵌设在所述第二密封槽内的第二密封圈。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述壳体为分段结构，包括依次设置且相互之间螺纹连接的第一套筒、第二套筒、第三套筒、第四套筒、第五套筒、第六套筒、第七套筒、第八套筒和第九套筒，所述支撑组件设置在所述第二套筒、所述第五套筒和所述第八套筒上；所述注油孔设置在所述第一套筒、所述第三套筒、所述第六套筒和所述第九套筒上；所述第一密封组件设置在所述第一套筒和所述第九套筒上。
17.作为本实用新型的进一步改进，所述安装口内侧为阶梯结构，用于限位所述支撑块的向外伸出距离，所述支撑块上对应于阶梯结构位置设置有第一限位折边。
18.作为本实用新型的进一步改进，所述凸台沿所述壳体轴向的两端面为斜面或弧面结构。
19.作为本实用新型的进一步改进，所述芯轴包括依次设置的第一轴杆、第二轴杆和第三轴杆，所述第一轴杆和所述第二轴杆上设置有第一凸环，所述第三套筒和所述第六套筒外壁两侧均设置螺纹段，所述第二套筒和所述第四套筒螺接在所述第三套筒外侧；所述第五套筒和所述第七套筒螺接在所述第六套筒外侧；所述第三套筒和所述第六套筒内壁均凸出于与其连接的套筒内壁，以形成台阶结构；所述第三套筒和所述第六套筒的一端与所述弹簧抵接，另一端与所述第一凸环抵接。
20.作为本实用新型的进一步改进，还包括设置在所述第四套筒和所述第二轴杆之间、所述第七套筒和所述第三轴杆之间的多个轴承。
21.本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：
22.本实用新型提供的井下精准钻具，支撑块的支撑结构也即是推块为前后两端，也就是从支撑块两侧进行顶推，可以保证支撑块受力均匀，保证了支撑块支撑定心效果，又防止了因受力不均而对壳体与芯轴的破坏。
23.本实用新型提供的井下精准钻具的进一步实施例中，通过在壳体和芯轴之间、以及壳体与支撑组件之间设置第一密封组件和第二密封组件，防止水、泥沙等进入，可以对内部结构起到保护作用。
24.本实用新型提供的井下精准钻具的进一步实施例中，通过在壳体上位于支撑组件两侧分别设置注油孔，方便注油，可在组装后使用中进行润滑物质的加入；通过在注油孔上设置可拆卸的堵头，避免工作时水、泥沙等异物进入到壳体内部。
25.本实用新型提供的井下精准钻具的进一步实施例中，通过设置支撑组件，能够解决在井下因偏移而无法精准的到达指定区域的问题。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本实用新型井下精准钻具的立体结构示意图；
28.图2是本实用新型井下精准钻具的主视图；
29.图3是本实用新型井下精准钻具的aa剖视图；
30.图4是本实用新型井下精准钻具的第一套筒到第三套筒的局部结构图；
31.图5是本实用新型井下精准钻具的第四套筒到第六套筒的局部结构图；
32.图6是本实用新型井下精准钻具的第七套筒到第九套筒的局部结构图；
33.图7是图3中x局部放大图；
34.图8是本实用新型井下精准钻具的侧视图；
35.图9是本实用新型井下精准钻具中第二套筒的结构示意图；
36.图10是本实用新型井下精准钻具中第二套筒的剖视图；
37.图11是本实用新型井下精准钻具中支撑块的结构示意图；
38.图12是本实用新型井下精准钻具中支撑块的仰视图；
39.图13是本实用新型井下精准钻具中支撑块的侧视图；
40.图14是本实用新型井下精准钻具中推块从一侧看过去的结构示意图；
41.图15是本实用新型井下精准钻具中推块从另一侧看过去的结构示意图。
42.图中1、尾端接头；2、第一套筒；3、第二套筒；4、第一支撑块；5、第二支撑块；6、第三支撑块；7、第三套筒；8、第四套筒；9、第五套筒；10、第四支撑块；11、第五支撑块；12、第六支撑块；13、第六套筒；14、第七套筒；15、第八套筒；16、第七支撑块；17、第八支撑块；18、第九支撑块；19、第九套筒；20、前端接头；21、第一轴杆；22、第一套筒第一密封槽；23、第一套筒第二密封槽；24、第一套筒堵头；25、第一弹簧；26、第二套筒密封槽；27、第一推块；28、第二推块；29、第二弹簧；30、第三套筒堵头；31、第一轴承组；32、第三弹簧；33、第五套筒密封槽；34、第三推块；35、第四推块；36、第四弹簧；37、第六套筒堵头；38、第二轴杆；39、第二轴承组；40、第五弹簧；41、第八套筒密封槽；42、第五推块；43、第六推块；44、第六弹簧；45、第九套筒堵头；46、第九套筒第一密封槽；47、第九套筒第二密封槽；48、第三轴杆；49、注油孔；50、凸台；51、安装口；52、第一限位折边；53、第一凸环。
具体实施方式
43.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
44.如图1和图2所示，本实用新型提供了一种井下精准钻具，包括壳体、支撑组件、芯轴、注油孔49和堵头，其中：
45.芯轴穿设在壳体中心位置；
46.支撑组件数量为多组，间隔设置在芯轴和壳体之间；
47.注油孔49数量为多个，分别开设在位于支撑组件两侧位置的壳体上；
48.堵头可拆卸式的安装在注油孔49上。
49.本实用新型提供的井下精准钻具，通过在壳体上位于支撑组件两侧分别设置注油孔49，方便注油，可在组装后使用中进行润滑物质的加入，因壳体与芯轴之间有轴承与支撑
结构，加入润滑物质可使其减小摩擦；通过在注油孔49上设置可拆卸的堵头，避免工作时水、泥沙等异物进入到壳体内部。
50.如图3所示，进一步的，还包括位于壳体两端并设置在壳体和芯轴之间的第一密封组件和设置在壳体和支撑组件之间的第二密封组件。
51.两端壳体与带支撑块的壳体上分别有密封组件，密封的主要作用是防止在工作时限制壳体外的水、泥沙等异物进入到壳体与芯轴之间。将密封圈放入到密封槽中，可有效限制壳体外部流动的水、泥沙等异物进入到壳体与芯轴内部。
52.如图9所示，在带支撑块的壳体上有均匀分布的凸台50，凸台50的作用是在有限的空间内可以放入密封产品。在凸台内加工出放入密封产品的槽，将密封产品放入到槽内，处于壳体与支撑块之间。
53.通过在壳体和芯轴之间、以及壳体与支撑组件之间设置第一密封组件和第二密封组件，防止水、泥沙等进入，可以对内部结构起到保护作用；密封结构作用于壳体和芯轴之间，还可以限制内部润滑物质流动方向。
54.如图4和图6所示，作为本实用新型的一种可选实施方式，第一密封组件包括设置在壳体内壁上的两条第一密封槽和嵌设在第一密封槽内的第一密封圈。
55.通过并排设置两条密封圈，以进一步提高密封效果。
56.如图4和图5所示，作为本实用新型的一种可选实施方式，第二密封组件包括设置在壳体上的第二密封槽和嵌设在第二密封槽内的第二密封圈。
57.通过在壳体与支撑组件之间设置第二密封组件，以使得钻具具有缝隙的位置均形成密封结构，保证外部水、泥沙等不会进入到钻具内部。
58.如图1-图3所示，具体的，壳体为分段结构，包括依次设置且相互之间螺纹连接的第一套筒2、第二套筒3、第三套筒7、第四套筒8、第五套筒9、第六套筒13、第七套筒14、第八套筒15和第九套筒19，支撑组件设置在第二套筒3、第五套筒9和第八套筒15上；注油孔49设置在第一套筒2、第三套筒7、第六套筒13和第九套筒19上；第一密封组件设置在第一套筒2和第九套筒19上。通过壳体上设置的多个注油孔向内均匀注油，结合内部的注油通道，使内部的各部件能够均匀受油，减少产品内部结构磨损，延长产品整体使用寿命。
59.在两端套筒与中间套筒上留有注油孔49，使用注油枪向注油孔内注入润滑物质，因为套筒与芯轴之间的尺寸不同，所以套筒与芯轴之间有缝隙，润滑物质会通过缝隙来流动。因为在两端的套筒上有密封结构，所以润滑物质的流动方向只能向无密封结构的方向流动，这样润滑物质就能够在套筒与芯轴之间流动而不会流向壳体外。中间套筒注入黄油之后会通过套筒与芯轴之间的间隙来向两侧流动。弹簧、推块、轴承这些零件在壳体与芯轴之间也是有缝隙的所以润滑物质可以流过这些零件。
60.通过设置多段套筒，相邻套筒之间利用螺纹连接，不仅方便拆装，而且可利用套筒之间规格不同形成自然的台阶结构，便于形成不可旋转壳体。
61.如图3、图8和图10所示，作为本实用新型的一种可选实施方式，每组支撑组件均包括支撑块、推块和弹簧，壳体沿圆周方向均匀设置有三个矩形凸台50，凸台50上开设有与壳体内腔连通的安装口51，支撑块限位式的活动安装在安装口51内，如图14和图15所示，推块为圆环形结构，套设在芯轴外侧；且推块数量为两块，分别位于支撑块两侧；当支撑块受压时，支撑块与推块抵接；弹簧一端固定在壳体上，另一端抵接在推块上；推块与支撑块二者
接触位置均为斜面结构。
62.现有技术中支撑块与推块为一体结构，受力位置为支撑块中心位置，当支撑块被支撑时前后两端处于悬空状态受力不均匀，当压缩力过大时有可能导致壳体或者对支撑块施加力的结构造成破坏。
63.本实用新型提供的井下精准钻具的进一步实施例中，支撑块的支撑结构也即是推块为前后两端，可以保证支撑块受力均匀，保证了支撑块的效果，又防止了因受力不均而对壳体与芯轴的破坏。通过使用压缩支撑块来解决芯轴偏移、弯曲等问题，支撑块受到的压缩力均匀所以保证芯轴在中心位置不偏移。
64.具体的，支撑组件是解决钻具向前钻进时会产生偏移的情况，依靠支撑块来进行偏移修正，当出现偏移情况时，在偏移方向的支撑块会受到偏移产生的压力，偏移的压力会通过支撑块对弹簧进行压缩，弹簧被压缩后的压缩力会与偏移的压力进行抵消，这样可保证芯轴处于中心位置而不偏移。
65.通过设置三组支撑组件形成3段支撑结构，可以保证受力均匀。
66.使用时，支撑块的主要目的是，在工作时支撑块有向外支撑的力来保证芯轴在中心的位置而不偏移，当工作时钻具会被放入到比钻具圆周最大尺寸小的孔内，所以支撑块会处于被压缩的状态，但壳体内部弹簧会对支撑块施加弹簧的顶推力，保证支撑块有向外的支撑力，这样可保证芯轴处于中心位置，当芯轴前端受到重力的影响或者钻进阻力的影响有向下或向上偏移的趋势，那么前端支撑部分的支撑块会通过弹簧反馈的压缩力与钻具前端的偏移力进行抵消，从而保证前端不偏移。
67.如图7所示，当支撑块被向下压缩时，支撑块与推块斜面配合，导致推块会向弹簧方向移动，弹簧受到推块的力，弹簧的另一端与第一套筒和第三套筒接触，因第一套筒、第三套筒与第二套筒相连接并且无法移动，所以弹簧的另一端无法移动，因受到推块的力，导致弹簧被压缩，当弹簧被压缩后，会对推块施加弹簧的压缩力。推块受到弹簧的压缩力后通过斜面配合将弹簧的压缩力传递给支撑块，这时支撑块会受到向上的力。支撑块两侧受力，这样受力均匀。防止压缩力过大时对壳体或者芯轴造成破坏。
68.弹簧在平常不工作的状态下就是处于被压缩的状态。支撑块之所以不会超过最高位置是因为在支撑块两侧增加了第一限位折边，通过第一限位折边卡在安装口上。当支撑块被压缩时会有一个被压缩最大值，到达之后就不会向下压缩了。这个依靠支撑块前后两端的推块形成限位结构实现。
69.向上的限位结构：当支撑块到达最高限位时，支撑块两侧的第一限位折边会与套筒上凸台的安装台的阶梯结构相配合，进而限制支撑块向上移动。支撑块限制向上的结构也就是第一限位折边为圆弧形，此圆弧尺寸与套筒配合位置圆弧尺寸一致。
70.向下的限位结构：当支撑块被压缩到一定时，支撑块的斜面会压到推块上，这时推块就限制了支撑块向下移动。因为推块使套在芯轴上的，所以推块的上下是被限制的。
71.支撑块的上限位结构是为了防止被弹簧挤压出壳体，下限位是为了防止支撑块被挤压到与芯轴接触。因芯轴在工作时是旋转的，如果接触到会对支撑块造成破坏。
72.如图11-图13所示，进一步的，安装口51内侧为阶梯结构，用于限位支撑块的向外伸出距离，支撑块上对应于阶梯结构位置设置有第一限位折边52。
73.通过内侧的阶梯结构，能够对支撑块的伸出行程进行限位，保证支撑块不会从安
装口向外脱出。
74.如图9所示，进一步的，凸台50沿壳体轴向的两端面为斜面或弧面结构，凸台前后两端的坡度是为了减小水、泥沙等异物的摩擦。
75.如图3-图6所示，作为本实用新型的一种可选实施方式，芯轴包括依次设置的第一轴杆21、第二轴杆38和第三轴杆48，第一轴杆21和第二轴杆38上设置有第一凸环53，第三套筒7和第六套筒13外壁两侧均设置螺纹段，第二套筒3和第四套筒8螺接在第三套筒7外侧；第五套筒9和第七套筒14螺接在第六套筒13外侧；第三套筒7和第六套筒13内壁均凸出于与其连接的套筒内壁，以形成台阶结构；第三套筒7和第六套筒13的一端与弹簧抵接，另一端与第一凸环53抵接。
76.如图4-图6所示，进一步的，还包括设置在第四套筒8和第二轴杆38之间、第七套筒14和第三轴杆48之间的多个轴承。
77.通过在套筒和轴杆之间设置多个轴承，以形成轴承组，是为了使芯轴可以带动不旋转壳体同步前进与后退，且轴承组对定心结构起到作用。
78.轴承组的作用：轴承组用来承受圆周方向的应力载荷和保证芯轴与壳体能够同步前进。同步前进的原理为第一轴杆向前推动轴承组，轴承组与壳体配合，这样芯轴与壳体就形成了同步前进。轴承组的前端倒角目的是用于减少轴承组与壳体之间的应力。此处需要说明的是，轴承组的前端倒角是指轴承组前端与壳体角部接触的位置为倒角。
79.实施例1：
80.如图1-图15所示，在本实施例中，第一轴杆21与尾端接头1连接用于与钻机连接，第三轴杆48与前端接头20连接用于与钻头连接。第二套筒3上设有三个凸台50，三个凸台50内分别放置第一支撑块4、第二支撑块5和第三支撑块6；在第二套筒3内部对应于三个支撑块两侧位置分别设置第一推块27和第二推块28，第一推块27左侧设置有第一弹簧25，第二推块28右侧设置有第二弹簧29；第一套筒2内壁上并排设置有第一套筒第一密封槽22和第一套筒第二密封槽23。第一套筒2上开设有注油孔49，该注油孔49上盖设有第一套筒堵头24。第二套筒3的三个安装口上均设置第二套筒密封槽26。第三套筒7上设置有注油孔49，该注油孔49内盖设有第三套筒堵头30。第四套筒8内侧设置有第一轴承组31。第五套筒9上设有三个凸台50，该三个凸台50内分别放置第四支撑块10、第五支撑块11和第六支撑块12。在第五套筒9内部对应于三个支撑块两侧位置分别放置有第三推块34和第四推块35。第三推块34左侧设置有第三弹簧32，第四推块35右侧设有第四弹簧36，第五套筒9的凸台50内设置有第五套筒密封槽33，第六套筒13的注油孔49上社会自由第六套筒堵头37，第七套筒14内设置有第二轴承组39，第八套筒15上设置有三个凸台50，三个凸台50内分别放置第七支撑块16、第八支撑块17和第九支撑块18，在第八套筒15的三个支撑块两侧分别设置第五推块42和第六推块43，第五推块42左侧设置有第五弹簧40，第六推块43右侧设置有第六弹簧44，第八套筒15的三个凸台50内均设置有第八套筒密封槽41，第九套筒19内部并排设置有第九套筒第一密封槽46和第九套筒第二密封槽47。
81.这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。
82.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺
时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1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。
83.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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
84.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
85.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
86.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
87.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。