[实用新型]稳定构件及钻具

说明书

本实用新型提供了一种稳定构件及钻具，属于钻具技术领域。它解决了现有低转速、大扭矩的钻具稳定性较差的问题。本钻具，包括钻架和设于钻架上的钻筒，钻架上设有至少两个稳定构件，稳定构件包括具有导向孔的导向稳定座、与导向孔滑动配合的稳定钻杆、用于驱动稳定钻杆绕自身中轴线转动的动力单元和用于使稳定钻杆轴向运动的驱动单元，稳定钻杆的前端设有钻头，稳定构件中的导向稳定座和驱动单元固定在钻架上，稳定构件中的稳定钻杆与钻筒平行。本实用新型通过至少两个稳定构件对钻具的前端进行定位，能有效防止低转速、大扭矩的钻筒前端发生晃动，使钻筒不会偏离轴向位置，有效保证钻筒稳定地实现同轴旋转。

技术领域

本实用新型属于钻具技术领域，涉及一种稳定构件及钻具。

背景技术

在现有技术中，隧道掘进是岩石非爆破开挖的常见手段，即利用水平环缝钻机在岩石的掌子面钻出环缝，破坏岩石边界，以利于剥离岩石。例如，中国专利公开了一种三轴定位钻进装置[申请公布号为CN108086909A]，包括钻筒、中心轴、第一定位轴和第二定位轴，中心轴设于钻筒的中心，用于伸入作业区域以初步定位钻筒；第一定位轴、第二定位轴与中心轴平行，中心轴、第一定位轴和第二定位轴呈三角布置，其中第一定位轴和第二定位轴的端点的连线形成三角形的底边，中心轴的端点形成三角形的顶点，第一定位轴和第二定位轴用于对钻筒进行辅助定位。

上述三轴定位钻进装置中，由于中心轴、第一定位轴和第二定位轴的端部抵靠在掌子面上，不能在周向上对钻筒进行限位，当钻筒以低转速、大扭矩的方式工作时，钻筒前端晃动，导致偏离轴向位置，稳定性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种定位效果好的稳定构件。

还提出了一种包括上述稳定构件的钻具。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

稳定构件，包括具有导向孔的导向稳定座、与导向孔滑动配合的稳定钻杆、用于驱动稳定钻杆绕自身中轴线转动的动力单元和用于使稳定钻杆轴向运动的驱动单元，所述稳定钻杆的前端设有钻头。

动力单元工作时带动稳定钻杆绕自身中轴线转动，驱动单元工作时带动稳定钻杆轴向运动，使钻头在岩石面上钻出一个定位孔，并在驱动单元的顶压作用下，使稳定钻杆定位在岩石上。

在上述稳定构件中，所述稳定钻杆的前端具有圆锥面，所述钻头位于圆锥面的前端，所述圆锥面的外径由前往后逐渐增大，所述钻头的最大外径小于圆锥面的最大外径，所述钻头的最大外径大于圆锥面的最小外径。

圆锥面的中轴线与稳定钻杆的中轴线共线，且与钻头的中轴线共线。需要定位时，先由钻头在岩石面上钻出定位孔，稳定钻杆同时向前运动，使圆锥面的前半段进入定位孔，当圆锥面与定位孔的端口接触时，配合驱动单元实现稳定钻杆的轴向定位，在定位孔的作用下又能实现稳定钻杆的径向限位。

在上述稳定构件中，所述稳定钻杆内具有轴向延伸的水气孔，所述水气孔的前端贯通钻头设置，所述稳定钻杆的后端连接有用于供给水、气的水气供给单元。通过水气供给单元向水气孔内输送水或气体或水气混合体，并由钻头前端喷出，用于吹渣。

在上述稳定构件中，所述水气供给单元包括具有连接孔的连接套、套设在连接套上且与连接套转动配合的水气密封套、设于水气密封套内侧的环形槽以及设于水气密封套上且与环形槽连通的水气管，所述连接套上设有用于连通环形槽与连接孔的导流孔，所述稳定钻杆的后端连接在连接孔内，所述水气孔与连接孔连通。

在上述稳定构件中，所述驱动单元为液压缸，所述液压缸的活塞杆与稳定钻杆平行，所述活塞杆的前端固连有连接支撑座，所述动力单元设于支撑连接座上，所述水气密封套与支撑连接座固连。

在上述稳定构件中，所述动力单元为液压马达，所述液压马达的输出主轴与连接套连接，所述输出主轴与钻头同轴设置。