[发明专利]一种双轴驱动无线信号可变弯角式导向钻头

说明书

本发明涉及一种双轴驱动无线信号可变弯角式导向钻头，包括三牙轮钻头、钻头中心轴以及轴承外支撑壳；还包括变角度控向弯管、中心驱动挠性轴、信号发射棒机构以及后连接管体；所述变角度控向弯管与轴承外支撑壳可拆卸式连接，所述变角度控向弯管的材质为30CrMnSiA钢；所述中心驱动挠性轴位于变角度控向弯管内部并且与钻头中心轴可拆卸式连接；所述信号发射棒机构位于变角度控向弯管外壁的凹槽内；所述后连接管体与变角度控向弯管可拆卸式连接。本发明可通过内外双轴驱动配合可变弯角的变角度控向弯管来实现导向，可实现多角度变弯，适应不同的实际需求，并且弯曲的夹角仅为合金钢材质的变角度控向弯管自身实现，故不易变形或者断裂。

技术领域

本发明涉及非开挖钻进领域，具体涉及一种双轴驱动无线信号可变弯角式导向钻头。

背景技术

目前，水平定向钻机主要应用于非开挖领域，实现各种管道的不开挖地面就可以铺设地下管道，如电讯管线，水管，下水管，燃气管，石油管道等。既不用开挖路面就可以铺设管道。在施工的过程中会碰到地下是岩石地层的情况，因为之前的单钻杆钻机在岩石中的施工，必须在用一套孔底泥浆马达钻具才能施工，在工艺上很复杂。施工中的用水量很大，出来的泥浆废水处理的成本非常高。并且在地下钻进的过程中，如何进行导向控制也是一大难题。

为了解决上述问题，申请号为：202021541412.3，名称为：《变向式双臂导向钻结构》的中国实用新型专利公开了以下方案：“一种变向式双臂导向钻结构，包括相互连接的钻头连接部和钻杆连接部，钻头连接部与钻杆连接部的外壳之间具有固定夹角，钻头连接部与钻杆连接部的内部通过变向结构连接，所述变向结构包括固定在钻头连接部中的卡爪一，以及与卡爪一间隙配合的、固定在钻杆连接部内部的卡爪二，所述卡爪一整体成圆柱状，其头部沿轴向延伸有在圆周方向间隔均布的多个凸出端一，每个凸出端一的截面成扇形结构，所述卡爪二整体成圆柱状，其头部沿轴向延伸有在圆周方向间隔均布的多个凸出端二，相邻两个凸出端二之间形成与凸出端一配合的扇形凹槽，相邻两个凸出端一之间形成与凸出端二配合的矩形凹槽，卡爪一与卡爪二之间相互卡接并相对转动。所述钻头连接部与钻杆连接部的外壳之间具有固定夹角，其中外壳一外壁与外壳二外壁之间成2°夹角”。

上述专利方案中，依靠固定的2°夹角实现变向的导向钻进，但是2°夹角是外壳一与外壳二的螺纹连接以及卡爪一和卡爪二的卡接产生的，角度固定不可改变，因此无法根据实际情况进行调节；由于地下尤其是岩石中空间极为受限，并且岩石的硬度较高，因此在实际钻进过程中，依靠“外壳一与外壳二的螺纹连接以及卡爪一和卡爪二的卡接保持的2°夹角”极易因为连接处在压力作用下发生变形或者断裂而失效。

申请号为：201721554832.3，名称为：《一种岩石钻进导向装置》的中国实用新型专利公开了以下方案：“一种岩石钻进导向装置，包括钻头外体、钻头内体以及牙轮钻头，所述钻头外体包括弯接头、腔体以及轴承室，所述弯接头的后端部与腔体的一端固定，腔体的另一端与轴承室固定，所述轴承室内安装有与钻头内体固定的轴承，所述腔体的侧面上设有一个容纳空腔，所述容纳空腔内安装有一根探棒，所述探棒通过无线发送装置与位于地面上的控制装置连接，所述弯接头轴线与腔体的轴线之间具有2°的夹角，腔体与轴承室同轴；所述钻头内体包括转轴，所述转轴的一端依次穿过弯接头、腔体、轴承室后与牙轮钻头的转动座固定，另一端通过一个六方套连接钻机的内钻杆，所述六方套位于转轴靠近弯接头的一端。”

上述专利方案中，依靠固定的2°夹角实现变向的导向钻进，但是2°夹角是弯接头11与腔体12的螺纹连接产生的，角度固定不可改变，因此无法根据实际情况进行调节；由于地下尤其是岩石中空间极为受限，并且岩石的硬度较高，因此在实际钻进过程中，依靠“弯接头11与腔体12的螺纹连接保持的2°夹角”极易因为连接处在压力作用下发生变形或者断裂而失效。

发明内容

本发明的目的是：