水平定向鉆機組合式卡瓦機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種水平定向鉆機組合式卡瓦機構，包括卡瓦體、卡瓦條及擋板，卡瓦條上的卡瓦齒以矩陣形式分布于卡瓦弧面；卡瓦齒由合金顆粒制成半球形結構，且半球形結構上有十字形溝槽將半球形結構卡瓦齒平分為四個部分，同時對卡瓦齒的大小、間距和數(shù)量進行優(yōu)化設計。本實用新型結構合理，使用便捷，將合金顆粒運用于卡瓦齒上既能提高卡瓦齒與鉆桿表面的摩擦系數(shù)，又能保證卡瓦齒的耐用性，同時將齒形設計為表面刻劃十字形溝槽的半球形結構增大鉆桿表面受到的比壓，又對卡瓦齒的大小、間距和數(shù)量進行優(yōu)化設計，最終可增大夾持力，減少對鉆桿的損傷達到防滑和保護的雙重作用。
【專利說明】
水平定向鉆機組合式卡瓦機構
技術領域
[0001]本實用新型主要屬于工程機械技術領域，尤其涉及水平定向鉆機組合式卡瓦機構。
【背景技術】
[0002]水平定向鉆進技術是將石油工業(yè)的定向鉆進技術和傳統(tǒng)的管線施工方法結合在一起，在不開挖地表面的條件下鋪設多種地下公用設施(管道、電纜等)的一項施工技術，具有施工速度快、施工精度高、成本低等優(yōu)點。在具體施工過程中，主要利用鉆桿具有撓度這一特點使其在一定曲率半徑范圍內繞開障礙物，并通過不斷連接鉆桿進而實現(xiàn)定向鉆進。
[0003]在定向鉆進連接鉆桿的過程中，卡瓦齒作為直接和鉆桿表面相接觸的部件，其效率高低在很大程度上影響著施工效率。實際工作中鉆桿“打滑”、鉆桿表面被“咬傷”、“劃傷”等問題時有發(fā)生，且由于水平定向鉆機每次施工時鉆桿入土角度的不同和所選用的鉆桿有一定的燒度，上述問題會進一步造成鉆桿中心與夾持中心不對中，從而降低鉆機使用性能和縮短鉆桿使用壽命。組合式卡瓦機構在國內外應用最為廣泛，其特點為卡瓦條安裝在卡瓦體的槽內，依靠擋板提供固定作用，但其齒尖較尖銳，故在實際工作中較易對桿件表面造成傷害，同時由于其卡瓦齒較小，易在工作中發(fā)生磨損、崩齒等問題從而降低對鉆桿的夾持力。因此，為滿足實際工程要求，組合式卡瓦機構需要進一步進行改進，使其既能夠防滑又能夠保證桿件表面不易受損。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型為改進現(xiàn)有卡瓦機構中存在的缺陷，設計了一種水平定向鉆機組合式卡瓦機構。該機構結構合理，使用便捷，利用合金顆粒將卡瓦齒制成帶十字形溝槽的半球形結構并優(yōu)化其分布、大小、數(shù)量和間距，從而減少工作中卡瓦齒自身磨損崩斷等問題的發(fā)生和對鉆桿的損傷，同時增大卡瓦齒與鉆桿表面的摩擦系數(shù)，提高夾持力防止鉆桿打滑。
[0005]本實用新型所采用的技術方案是:一種水平定向鉆機組合式卡瓦機構，包括卡瓦體、卡瓦條及擋板;采用合金顆粒將卡瓦條上的卡瓦齒由齒狀結構制成半球形結構，提高卡瓦齒與鉆桿表面間的摩擦系數(shù)，使卡瓦齒與鉆桿的接觸由嵌入式變?yōu)榻佑|式，減少對鉆桿的傷害;半球形結構卡瓦齒上由兩條相同的豎直溝槽沿卡瓦齒的半球形表面相互相交構成十字形構造，將半球形結構卡瓦齒實體部分平分為四個部分，增大鉆桿表面受到的比壓?？ㄍ啐X上的溝槽的寬度為0.05?0.1cm，槽深為0.05?0.07cm;半球形結構卡瓦齒呈矩陣形式分布于卡瓦條弧面上，可保證鉆桿受到的夾持力大小均勻；半球形結構卡瓦齒的半徑為
0.25?0.3cm，在卡瓦齒弧面上的相鄰距離為0.5?0.7cm，在以上設計范圍內，可保證卡瓦齒具有足夠的耐用性和效率，克服半球形結構卡瓦齒與鉆桿間因接觸式關系而帶來的扭矩不足的缺點，同時鉆桿側面受卡瓦齒作用產(chǎn)生的應力可達到較好的分布，減少對鉆桿的傷害。通過各因素如齒形結構、材料、卡瓦齒大小、間距和數(shù)量間的相互配合，可以克服不同設計要素帶來的相應缺陷并大大突出其優(yōu)勢點。本實用新型整體結構合理，使用便捷，既能保證卡瓦齒的耐用性，又能減少對鉆桿的損傷，達到防滑和保護的雙重作用。
[0006]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型采用組合式設計，結構合理，使用便捷，將卡瓦齒設計為帶十字形溝槽的半球形結構并優(yōu)化其分布、大小、間距和數(shù)量，同時將卡瓦齒材料改成合金顆粒，可減少工作中卡瓦齒自身磨損崩斷等問題的發(fā)生，同時提高其耐用性和夾持效果，達到防滑和保護的雙重作用，從而避免因卡瓦齒問題而頻繁更換卡瓦條，造成的時間和人力浪費的問題，提高工作效率，減少工程成本。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的半邊結構不意圖；
[0008]圖2是卡瓦條弧面的平面展開示意圖；
[0009]圖3是單個卡瓦齒表面示意圖。
[0010]為了使本實用新型的內容更容易被理解，下面根據(jù)具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。
【具體實施方式】
[0011]如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型呈組合式結構，包括卡瓦體1、卡瓦條2和擋板3?？ㄍ唧wI上設有插槽，卡瓦條2與插槽具有相同形狀并通過插槽與卡瓦體I相配合，并在卡瓦體I兩側由擋板3進行固定。半球形結構卡瓦齒4呈矩陣形式分布于卡瓦條2的弧面上?？ㄍ啐X4由合金顆粒制成半球形結構，半球形結構卡瓦齒的半徑為0.25?0.3cm，溝槽5沿卡瓦弧面的距離為0.5?0.7cm。半球形結構卡瓦齒4上由兩條相同的豎直溝槽6沿卡瓦齒的半球形表面相互相交構成十字形構造，將半球形結構卡瓦齒實體部分7平分為四個部分。半球形結構卡瓦齒4上的溝槽6的寬度為0.05?0.lcm，槽深為0.05?0.07cm。圖1、圖2及圖3僅就本實用新型的半邊結構而言，因兩邊結構對稱，在此不再贅言。
[0012]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了具體說明。需指出，以上所述僅為本實用新型的某一具體實施例，并不用于限制本實用新型。凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種水平定向鉆機組合式卡瓦機構，包括卡瓦體、卡瓦條和擋板，其特征在于:所述的卡瓦條上的卡瓦齒呈半球形結構，所有半球形結構的卡瓦齒整體呈矩陣形式分布于卡瓦條弧面，半球形結構卡瓦齒的半徑為0.25?0.3cm，在卡瓦條弧面上的相鄰距離為0.5?.0.7cm.2.根據(jù)權利要求1所述的水平定向鉆機組合式卡瓦機構，其特征在于:所述的半球形結構卡瓦齒由合金顆粒制成。3.根據(jù)權利要求1或2所述的水平定向鉆機組合式卡瓦機構，其特征在于:所述的半球形結構卡瓦齒表面上由兩條相同的豎直溝槽沿卡瓦齒的半球形表面相互相交構成十字形構造，將半球形結構卡瓦齒實體部分平分為四個部分，溝槽的寬度為0.05?0.lcm，槽深為.0.05?0.07cm。
【文檔編號】E21B19/10GK205591847SQ201620421083
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】舒彪, 張紹和, 梁銘, 孫平賀, 曹函
【申請人】中南大學