[发明专利]一种用于钻头定向钻进的转换装置

说明书

本发明提供一种用于钻头定向钻进的转换装置，属于定向钻机技术领域，包括第一壳体和第二壳体，第二壳体的一端倾斜连通设置在第一壳体的一端，第二壳体内自由转动设置有万向轴，万向轴的前端用于驱动钻头旋转，第一壳体内转动设置传动轴且传动轴能够沿轴向滑动，传动轴的前端设置有外花键，传动轴的前端套设有与外花键相配合的花键套，花键套与万向轴后端相连接，位于外花键后侧的传动轴上安装有直齿外齿轮，第一壳体内固定设置有直齿内齿轮；本发明作为钻头与钻机之间的连接件，只需对普通钻机进行适应性改造就能够实现定向钻机的定向钻进功能，无需采用价格昂贵的定向钻机，大大降低了采购成本，并能够提高普通钻机的利用率。

技术领域

本发明涉及定向钻机技术领域，具体涉及一种用于钻头定向钻进的转换装置。

背景技术

煤矿用深孔钻车是新一代履带行走的探水、探瓦斯、探断层、放顶、注水等的钻孔设备，主要用于掘进工作面有防突措施要求的在软岩或煤层中实施密集形钻孔，也适用于其他场合。在煤矿井下钻孔施工过程中，由于钻杆自重、遇到岩石等情况，会造成钻杆产生弧度，成孔线性效果与设计产生偏差。尤其在定向钻孔，深孔钻孔时，偏差更为明显，造成实际施工与设计严重不符。

现今市场上的定向钻机虽然能够满足定向钻进的基本要求，但其核心定向技术均采用孔底马达控制角度进行定向钻进，整套专用设备的成本昂贵，定向钻机的价格一般为普通钻机的三倍以上，而且普通钻机的利用率低会造成资源的浪费。如果能够利用普通钻机实现定向钻的功能，势必会有效提高普通钻机的利用率并降低成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于钻头定向钻进的转换装置，作为钻头与钻机之间的连接件，只需对普通钻机进行适应性改造就能够实现定向钻机的定向钻进功能，无需采用价格昂贵的定向钻机，大大降低了采购成本，并能够提高普通钻机的利用率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于钻头定向钻进的转换装置，包括第一壳体和第二壳体，第二壳体的一端倾斜连通设置在第一壳体的一端，第二壳体内自由转动设置有万向轴，万向轴的前端用于驱动钻头旋转，第一壳体内转动设置传动轴且传动轴能够沿轴向滑动，传动轴的前端设置有外花键，传动轴的前端套设有与外花键相配合的花键套，花键套与万向轴后端相连接，传动轴的后端由与其相配合的钻杆驱动，位于外花键后侧的传动轴上安装有直齿外齿轮，第一壳体内固定设置有直齿内齿轮；

当钻杆带动传动轴正常前推钻进时，外花键与花键套处于完全扣合状态，且直齿外齿轮与直齿内齿轮处于脱离状态；当钻杆向后拉以便于进行定向钻进时，外花键与花键套处于半扣合状态，且直齿外齿轮与直齿内齿轮处于啮合状态。

本发明通过传动轴前端的外花键与花键套的完全扣合以及直齿外齿轮与直齿内齿轮的脱离，实现传动轴的旋转只能通过万向轴向钻头传递，而不能够带动第一壳体旋转，以便于进行正常前推钻进；同时通过传动轴万端的外花键与花键套的半扣合以及直齿外齿轮与直齿内齿轮的啮合，实现传动轴与第一壳体锁止，进而当钻杆带动传动轴旋转时能够同步带动第一壳体进行旋转，起到调整工具面角度的目的，以便于实现定向功能。本发明作为钻头与钻机之间的连接件，只需对普通钻机进行适应性改造就能够实现定向钻机的定向钻进功能，无需采用价格昂贵的定向钻机，大大降低了采购成本，并能够提高普通钻机的利用率。

作为本发明的进一步改进，第一壳体的内部设置有中间带滑孔的隔板，且隔板位于直齿内齿轮后侧，传动轴的中部转动设置在隔板的滑孔内并能够沿轴向滑动。采用在第一壳体内设置中间带滑孔的隔板后，传动轴既能够在滑孔内自由转动又能够沿轴向滑动，同时增加了第一壳体的抗扭强度，也为传动轴后续的正常前推钻进提供了定位。

作为本发明的进一步改进，传动轴上设置有限位挡肩，且限位挡肩位于隔板的后侧。在位于隔板后侧的传动轴上设置限位挡肩后，能够为传动轴后续的正常前推钻进提供了定位。