[实用新型]水压驱动的定向造斜装置

说明书

水压驱动的定向造斜装置，包括内管组件及外管组件；内管组件包括内通管、滚针轴承、内短接管及平面轴承；外管组件包括外通管、外短接管、定向卡瓦、造斜卡瓦、弹性元件A及弹性元件B；当安装有定向卡瓦和造斜卡瓦的外通管套装在内通管上时，外通管与内通管之间形成环形空间A和环形空间B，环形空间B一侧与内通管上的导流孔连通，另一侧与外通管上的泄流通道连。本实用新型应用于定向取芯钻探，工作时以高压水流为介质驱动定向卡瓦及造斜卡瓦径向伸出，从而产生钻进时的造斜效果，撤去高压水流后，定向卡瓦及造斜卡瓦分别在弹力作用下径向缩回。

技术领域

本实用新型涉及地质钻探技术领域，特别是一种水压驱动的定向造斜装置。

背景技术

目前，在地质钻探领域中，定向钻探主要采用底孔马达驱动钻头破碎岩石获取进尺，由于是底孔马达驱动，钻杆是不旋转的，只是作为高压过水管道将高压水送至底孔，由高压水驱动底孔马达旋转，进而带动钻头旋转。工具面角的母线与钻杆中测量装置的直线是固定不变的，因此有线或无线的随钻仪无论何时投入钻杆内孔中都能准确找到工具面角的母线，从而测出钻头的工具面角、方位角、顶角等技术参数。这种孔底马达的定向钻探不足之处在于不能获取完整有效的岩心，进而不能获取准确的地质信息。

目前，在地质钻探领域中，取芯钻探通常只能在垂直方向上取芯，而无法沿着其它设定的方向取芯，因为取芯钻探的过程中，钻杆是高速旋转的，其角度时刻都在变化，在不断变化的角度中不能找到钻头工具面角的母线，也就无法测量出钻头的工具面角、方位角及顶角等技术参数。即取芯钻探的不足之处在于只能实现垂直方向的取芯，不能实现其它设定方向的取芯。

目前，在地质钻探领域中，实现定向取芯钻探是非常有必要的，以地铁修建为例，在地铁修建之前，需要在规划路线上间隔设置多个取样点，在每个点进行垂直方向的取芯，以了解整条线路上岩层分布状态，为后续设定地铁挖深及地铁施工技术方案提供理论依据，理论上取样点越多越能反应整条线路上的岩层分布状态，但城市地铁修建过程中因环境和地域限制，无法做到密集的设置取样点，并且，垂直方向上的取样始终是“点取样”，无法获取沿规划线路水平轴线方向持续连贯的地质信息。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种水压驱动的定向造斜装置，它解决了目前在地质钻探领域中，无法同时实现取芯钻探和任意设定轨迹定向钻探的问题。

本实用新型的技术方案是：水压驱动的定向造斜装置，包括内管组件及外管组件；

内管组件包括内通管、滚针轴承、内短接管及平面轴承；内通管外壁上设有贯通至其内孔中的导流孔及用于定位滚针轴承的台阶面A，其两端分别设有外螺纹B及用于连接内短接管的外螺纹A；滚针轴承套装在内通管上，其两端分别通过台阶面A和内短接管定位；内短接管内孔一端设有用于连接内通管的内螺纹A，另一端设有外螺纹D，其外壁上设有用于定位平面轴承的台阶面B，其通过内螺纹A连接在内通管的外螺纹A上，并与滚针轴承相抵；平面轴承套装在内短接管上，其两端分别通过台阶面B和外管组件的外短接管定位；

外管组件包括外通管、外短接管、定向卡瓦、造斜卡瓦、弹性元件A及弹性元件B；外通管套装在内通管和滚针轴承上，并通过滚针轴承实现与内通管相对转动，其在轴向方向分别通过滚针轴承和外短接管定位，其外壁上设有用于安装定向卡瓦的安装孔A和用于安装造斜卡瓦的安装孔B，其两端分别设有内螺纹B和用于连接外短接管的外螺纹C，其内壁上设有泄流通道；外短接管一端设有用于连接外通管的内螺纹C，其通过内螺纹C连接在外通管的外螺纹C上，并与平面轴承相抵；定向卡瓦活动安装在外通管的安装孔A中，并从安装孔A中伸出；造斜卡瓦活动安装在外通管的安装孔B中，并从安装孔B中伸出，造斜卡瓦从安装孔B中伸出的径向高度x大于定向卡瓦从安装孔A中伸出的径向高度y；弹性元件A压缩设置在定向卡瓦与外通管之间，从而将定向卡瓦压紧在内通管外壁上，使定向卡瓦与内通管之间形成接触面A；弹性元件B压缩设置在造斜卡瓦与外通管之间，从而将造斜卡瓦压紧在内通管外壁上，使造斜卡瓦与内通管之间形成接触面B；