一种深水井钻机用多级补芯的制作方法

1.本公开涉及工程机械领域，尤其涉及一种深水井钻机用多级补芯。


背景技术：

2.补芯是深水井钻机的关键部件，其主要作用有以下两点：一、钻进过程中具有良好的钻杆导向性能，保证钻孔精度；二、开孔钻井完成后，对钻杆下套管施工具有良好的导向作用。
3.但是经申请人研究发现，现深水井钻机施工过程中有以下问题：
4.1、目前，国内多采用整体式补芯，无法满足补芯在水平位置上微量调整的要求。
5.2、无法满足套管施工过程中需要不同开孔直径的要求。
6.3、同时在钻进施工过程中，耐磨套与钻杆之间磨损大，只能整体更换，造成使用寿命低、维修成本高的问题。


技术实现要素：

7.实用新型目的：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种深水井钻机用多级补芯，在施工装配时，本实用新型中的二级补芯和三级补芯通过锁止机构中的定位销轴进行限位固定，通过固定螺栓螺接固定第一组销孔与第二组销孔，从而使一级补芯和二级补芯固定连接；三级补芯底部的围板通过若干限位凸块与基座固定连接，进而实现一级补芯、二级补芯和三级补芯之间的可拆卸联接关系；在不同工况使用过程中可根据钻杆的径长或钻杆的所需的水平位置进行拆卸更换或调整补芯的水平安装位置，以及在长期使用过程中及时更换一级补芯，降低补芯整体损耗成本，避免影响钻杆施工精度。
8.技术方案：第一方面，本实用新型提供一种深水井钻机用多级补芯，包括：
9.一级补芯；
10.二级补芯，对称固定设置于所述一级补芯的外径；
11.三级补芯，对称地设置在所述二级补芯的外径一侧面上；
12.其中，所述一级补芯通过若干连接件和所述二级补芯固定连接；
13.所述三级补芯顶部固定安装有连接锁止机构，通过所述锁止机构锁定二级补芯，从而对二级补芯进行限位，防止前后窜动。
14.在进一步的实施例中，所述一级补芯一侧面上对称开设有第一销孔组；所述二级补芯内径面上开设有与第一销孔组适配的第二销孔组；所述若干连接件为螺接固定第一组销孔组与第二组销孔组的若干螺栓组件，从而使一级补芯和二级补芯固定连接。
15.在进一步的实施例中，所述三级补芯的底部径向连接有围板，所述围板四周固定连接有若干限位凸块。
16.在进一步的实施例中，所述锁止机构包括：对称安装在三级补芯顶部且开设有连接孔的四个连接耳板，以及分别贯穿过两个连接孔的两个定位销轴，在定位销轴与连接耳板的固定过程中，从而使对称设置的三级补芯的相对距离逐步缩小，最终使对称设置的三
级补芯与二级补芯抵接固定实现三级补芯对二级补芯的锁止限位。
17.在进一步的实施例中，所述二级补芯的内径和外径分别开设有第一凹槽和第二凹槽，所述第二组销孔开设在第一凹槽上。
18.在进一步的实施例中，所述一级补芯包括：耐磨套和从耐磨套顶端向外径向延伸与第一凹槽适配的第一凸块环；所述第一凸块环与第一凹槽完全贴合时，进而使一级补芯与二级补芯之间形成紧密配合的凹凸嵌合结构。
19.在进一步的实施例中，所述三级补芯的内径上设有与第二凹槽适配的第二凸块环；所述第二凸块环与第二凹槽完全贴合时，进而使二级补芯与三级补芯之间形成紧密配合的凹凸嵌合结构。
20.在进一步的实施例中，所述三级补芯的围板还通过固定螺栓与基座固定连接，所述基座还与四周设置的若干限位凸块卡接，进而在同一水平位置上实现四个方向的限位，对称的三级补芯通过定位销轴与紧密配合的二级补芯和一级补芯实现整体联接的限位，并在多级补芯随钻杆整体移动过程中，对钻杆以及与钻杆联接的动力头的钻进做精确导向。
21.在进一步的实施例中，在施工时所述一级补芯的内径与钻杆抵接。
22.有益效果：本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
23.在施工装配时二级补芯和三级补芯通过锁止机构中的定位销轴进行限位固定，通过固定螺栓螺接固定第一组销孔与第二组销孔，从而使一级补芯和二级补芯固定连接；三级补芯底部的围板通过若干限位凸块与基座固定连接，进而实现一级补芯、二级补芯和三级补芯之间的可拆卸联接关系；在不同工况使用过程中可根据钻杆的径长或钻杆的所需的水平位置进行拆卸更换或调整补芯的水平安装位置，以及在长期使用过程中及时更换一级补芯，降低补芯整体损耗成本，避免影响钻杆施工精度。
附图说明
24.图1是根据本公开一些实施例的多级补芯结构示意图；
25.图2是根据本公开一些实施例的多级补芯剖面图。
26.附图标记：三级补芯1、围板10、限位凸块11、二级补芯2、第二组销孔20、第一凹槽21、第二凹槽22、一级补芯3、第一组销孔30、耐磨套31、第一凸块环32、固定螺栓4、锁止机构5、连接耳板50、定位销轴51。
具体实施方式
27.为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
28.申请人研究发现：相关的深水井钻机在施工过程存在以下问题：目前，国内多采用整体式补芯，无法满足补芯在水平位置上微量调整的要求。
29.无法满足套管施工过程中需要不同开孔直径的要求。
30.同时在钻进施工过程中，耐磨套与钻杆之间磨损大，只能整体更换，造成使用寿命低、维修成本高的问题。
31.进而结合图1至2所示，进一步说明本实用新型公开的一种多级补芯，该多级补芯包括：三级补芯1、二级补芯2、以及一级补芯3；
32.其中，一级补芯3左右对称设置且顶部一侧面上开设有第一组销孔30；
33.二级补芯2左右对称固定设置于一级补芯3的外径且在内径一侧面上开设有与第一组销孔30适配的第二组销孔20；
34.三级补芯1左右对称地设置在二级补芯2的外径一侧面上；通过固定螺栓4螺接固定第一组销孔30与第二组销孔20，从而使一级补芯3和二级补芯2固定连接；
35.三级补芯1顶部固定安装有连接锁止机构5，通过锁止机构5锁定二级补芯2，从而对二级补芯2进行限位，防止前后窜动。
36.三级补芯1的底部径向连接有围板10，围板10四周固定连接有若干限位凸块11；三级补芯1的围板10还通过固定螺栓4与基座固定连接，基座还与四周设置的若干限位凸块11卡接，进而在同一水平位置上实现四个方向的限位，对称的三级补芯1通过定位销轴51与紧密配合的二级补芯2和一级补芯3实现整体联接的限位，并在多级补芯随钻杆整体移动过程中，对钻杆以及与钻杆联接的动力头的钻进做精确导向。
37.锁止机构5包括：连接耳板50、以及定位销轴51；
38.连接耳板50为四个对称安装在三级补芯1顶部且开设有连接孔，定位销轴51为两个分别贯穿过两个重合的连接孔；
39.在通过螺母或其它紧固件对定位销轴51与连接耳板50的固定过程中，从而使对称设置的三级补芯1的相对距离逐步缩小，最终使对称设置的三级补芯1与二级补芯2抵接固定实现三级补芯1对二级补芯2的锁止限位。
40.二级补芯2的内径和外径分别开设有第一凹槽21和第二凹槽22，第二组销孔20开设在第一凹槽21上；
41.进一步的，一级补芯3包括：耐磨套31、以及第一凸块环32
42.耐磨套31和第一凸块环32之间采用一体化连或焊接等多种连接方式此处不做限定；第一凸块环32从耐磨套31顶端向外径向延伸与第一凹槽21适配；
43.当第一凸块环32与第一凹槽21完全贴合时，进而使一级补芯3与二级补芯2之间形成紧密配合的凹凸嵌合结构。
44.进一步的，三级补芯1的内径上设有与第二凹槽22适配的第二凸块环；
45.当第二凸块环与第二凹槽22完全贴合时，进而使二级补芯2与三级补芯1之间形成紧密配合的凹凸嵌合结构。
46.进一步的，在施工时一级补芯3的内径与钻杆抵接；从而使固定联接的多级补芯随钻杆进行整体移动。
47.工作原理：
48.三级补芯1的围板10还通过固定螺栓4与基座固定连接，基座还与四周设置的若干限位凸块11卡接，进而在同一水平位置上实现四个方向的限位，当第二凸块环与第二凹槽22完全贴合时，进而使二级补芯2与三级补芯1之间形成紧密配合的凹凸嵌合结构；当第一凸块环32与第一凹槽21完全贴合时，一级补芯3和二级补芯2通过固定螺栓4固定连接；对称的三级补芯1通过定位销轴51与紧密配合的二级补芯2和一级补芯3实现整体联接的限位，并在多级补芯随钻杆整体移动过程中，对钻杆以及与钻杆联接的动力头的钻进做精确导向；如需更换更换不同规格的钻杆施工，则只需将一级补芯3从二级补芯2上拆除即可；同理，将二级补芯2从三级补芯1上取下即可适应更大规格钻杆施工；如一级补芯3磨损需替
换，只需将一级补芯3从二级补芯2上拆下，更换新的一级补芯3即可。
49.有益效果：本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
50.在施工装配时二级补芯2和三级补芯1通过锁止机构5中的定位销轴51进行限位固定，通过固定螺栓4螺接固定第一组销孔30与第二组销孔20，从而使一级补芯3和二级补芯2固定连接；三级补芯1底部的围板10通过若干限位凸块11与基座固定连接，进而实现一级补芯3、二级补芯2和三级补芯1之间的可拆卸联接关系；在不同工况使用过程中可根据钻杆的径长或钻杆的所需的水平位置进行拆卸更换或调整补芯的水平安装位置，以及在长期使用过程中及时更换一级补芯3，降低补芯整体损耗成本，避免影响钻杆施工精度。
51.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。