本發(fā)明屬市政鉆井技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種用于市政公用工程的鉆井鉆頭。
背景技術(shù):
目前對于鉆頭而言,目前鉆井所用的鉆頭大多為整體鑄造或者鍛造,針對不同深度具有不同硬度的巖石層的鉆井,或者單一的使用較硬的鉆頭或者根據(jù)所鉆的巖石層實時更換鉆頭已達到鉆井的目的。這兩者均有一定的問題,對于前者在鉆較軟的巖石層時或多或少對鉆頭產(chǎn)生了磨耗,這個過程中所耗費的成本比用相對軟的鉆頭鉆較軟的巖石層所耗費的成本要高,很不劃算;對于后者,要使用經(jīng)常更換鉆頭造成時間成本的提高,而且對于比硬鉆頭更硬的巖石,其極易使鉆頭卡死,當鉆頭卡死后,電機的旋轉(zhuǎn)會促使鉆頭繼續(xù)旋轉(zhuǎn),造成鉆頭的硬破壞,這時候還需要更高硬度的鉆頭,對于鉆井工作者使用較軟的鉆頭來鉆較軟、較硬或者更硬的巖石是很能提高作業(yè)效率的。
本發(fā)明設(shè)計一種用于市政公用工程的鉆井鉆頭解決如上問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷,本發(fā)明公開一種用于市政公用工程的鉆井鉆頭,它是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
一種用于市政公用工程的鉆井鉆頭,其特征在于:它包括齒圈、環(huán)軸、齒圈側(cè)壁、支撐頂蓋、渦卷彈簧、第二支桿、電機、環(huán)齒、第一齒輪、底架板、電機轉(zhuǎn)軸、第一支桿、第三支桿、第二齒輪、固定結(jié)構(gòu)、支桿固定板、軸套、轉(zhuǎn)軸孔、圈導環(huán)、內(nèi)圈、卡塊、卡塊內(nèi)塊、外圈、環(huán)鉆頂蓋、環(huán)鉆殼、鉆柱、內(nèi)鉆、頂塊、離心塊、離心彈簧、圈導槽、弧形側(cè)塊、卡塊彈簧、外圈卡槽、外圈弧形槽、內(nèi)圈卡槽、內(nèi)圈離心套、頂塊斜面、卡塊斜面,其中支撐頂蓋中心開有一個孔,孔中安裝有軸套,固定結(jié)構(gòu)安裝在電機上端面,渦卷彈簧安裝在支撐頂蓋下側(cè)且內(nèi)端與軸套外圓面連接,外端與固定結(jié)構(gòu)連接;第一支桿一端安裝在支撐頂蓋下側(cè)靠近支撐頂蓋邊緣處,另一端安裝有底架板,第二支桿一端安裝在支撐頂蓋下側(cè),另一端與底架板上側(cè)連接,且第二支桿上安裝有第一齒輪;第三支桿一端安裝在支撐頂蓋下側(cè),支桿固定板安裝在底架板與第二支桿連接一端的側(cè)面;第三支桿另一端安裝在支桿固定板上側(cè);第二齒輪安裝在第三支桿外圓面且與第一齒輪嚙合;齒圈安裝在齒圈側(cè)壁上側(cè)邊緣,齒圈的內(nèi)齒與第二齒輪嚙合,齒圈側(cè)壁中心開有圓孔,環(huán)軸安裝在齒圈側(cè)壁下側(cè)且內(nèi)徑與齒圈側(cè)壁中心圓孔直徑相同;內(nèi)圈安裝在環(huán)軸一端外圓面上,圈導環(huán)安裝在內(nèi)圈外圓面上;電機安裝在支撐頂蓋與底架板之間,電機轉(zhuǎn)軸一端安裝在軸套上,另一端穿過底架板中心開的圓孔、齒圈側(cè)壁中心開的圓孔和環(huán)軸,環(huán)齒安裝在電機外圓面下側(cè)上且與第一齒輪嚙合;外圈安裝在內(nèi)圈外圓面上,內(nèi)側(cè)開有圈導槽,圈導槽與內(nèi)圈外圓面上的圈導環(huán)配合,內(nèi)圈下側(cè)開有徑向方向的內(nèi)圈卡槽,內(nèi)圈卡槽處安裝有內(nèi)圈離心套,離心塊安裝在內(nèi)圈離心套與內(nèi)圈卡槽組成的腔體內(nèi),離心塊一端安裝有頂塊,頂塊一端具有頂塊斜面;離心彈簧安裝在離心塊和內(nèi)圈離心套內(nèi)側(cè)壁面之間;外圈下側(cè)開有徑向方向的外圈卡槽,且外圈卡槽與內(nèi)圈卡槽相通;外圈下側(cè)還開有外圈弧形槽,外圈卡槽一端與外圈弧形槽相通;卡塊上端兩側(cè)分別安裝有兩個弧形側(cè)塊,且卡塊與兩個弧形側(cè)塊上端安裝在外圈弧形槽中,弧形側(cè)塊和卡塊一端均開有卡塊斜面,卡塊斜面和頂塊斜面配合;卡塊內(nèi)塊一端安裝在卡塊下端的方孔內(nèi),另一端安裝在內(nèi)鉆上,內(nèi)鉆安裝在電機轉(zhuǎn)軸下端;卡塊彈簧安裝在卡塊內(nèi)塊外側(cè),且在卡塊與內(nèi)鉆之間;環(huán)鉆頂蓋安裝在外圈的外圓面上,環(huán)鉆殼安裝在環(huán)鉆頂蓋下端,且嵌套在內(nèi)鉆外圓面上。
相對于傳統(tǒng)的市政鉆井技術(shù),本發(fā)明中內(nèi)鉆安裝在電機轉(zhuǎn)軸上,這樣設(shè)計的作用是電機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時可以帶動內(nèi)鉆轉(zhuǎn)動,內(nèi)鉆通過卡塊內(nèi)塊、卡塊帶動外圈轉(zhuǎn)動,外圈轉(zhuǎn)動帶動環(huán)鉆殼轉(zhuǎn)動。
第一支桿一端安裝在支撐頂蓋下側(cè)靠近支撐頂蓋邊緣處,另一端安裝在底架板上側(cè)一端,第二支桿一端安裝在支撐頂蓋下側(cè),另一端與底架板上側(cè)連接,且第二支桿外側(cè)安裝有第一齒輪,第三支桿一端安裝在支撐頂蓋下側(cè),另一端安裝在支桿固定板上側(cè),第二齒輪安裝在第三支桿外圓面且與第一齒輪、齒圈嚙合;安裝兩個小齒輪的目的是當內(nèi)鉆被巖石卡死時,電機轉(zhuǎn)軸不轉(zhuǎn)動,電機外殼轉(zhuǎn)動,通過兩個齒輪帶動齒圈沿與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向相反的方向旋轉(zhuǎn),使得環(huán)鉆殼反方向旋轉(zhuǎn),將井底從外圓側(cè)鉆的疏松,使得內(nèi)鉆較容易的脫離卡死狀態(tài)。
外圈安裝在內(nèi)圈外圓面上,內(nèi)側(cè)開有圈導槽,圈導槽與內(nèi)圈外圓面上的圈導環(huán)配合,內(nèi)圈下側(cè)開有徑向方向的內(nèi)圈卡槽,內(nèi)圈卡槽處安裝有內(nèi)圈離心套,離心塊安裝在內(nèi)圈離心套與內(nèi)圈卡槽組成的腔體內(nèi),離心塊一端安裝有頂塊,頂塊一端具有頂塊斜面;離心彈簧安裝在離心塊和內(nèi)圈離心套內(nèi)側(cè)壁面之間;外圈下側(cè)開有徑向方向的外圈卡槽,且外圈卡槽與內(nèi)圈卡槽相通;外圈下側(cè)還開有外圈弧形槽,外圈卡槽一端與外圈弧形槽相通;卡塊上端兩側(cè)分別安裝有兩個弧形側(cè)塊,且卡塊與兩個弧形側(cè)塊上端安裝在外圈弧形槽中,弧形側(cè)塊和卡塊一端均開有卡塊斜面,卡塊斜面和頂塊斜面配合,卡塊內(nèi)塊一端安裝在卡塊下端的方孔內(nèi),另一端安裝有內(nèi)鉆,卡塊彈簧安裝在卡塊內(nèi)塊外側(cè),且在卡塊與內(nèi)鉆端面之間;這個結(jié)構(gòu)的作用是:當內(nèi)鉆被卡死后,電機殼經(jīng)過環(huán)軸帶動內(nèi)圈轉(zhuǎn)動,當內(nèi)圈開始轉(zhuǎn)動時,離心塊開始從內(nèi)圈卡槽中滑出,起初隨著內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)的頂塊的頂塊斜面會與卡塊、弧形側(cè)塊某一位置的卡塊斜面接觸,將卡塊頂出外圈,使得內(nèi)鉆和環(huán)鉆殼脫離傳動關(guān)系;之后離心塊從內(nèi)圈卡槽中滑到外圈卡槽中卡住外圈,使得環(huán)軸能夠帶動環(huán)鉆殼轉(zhuǎn)動。
當使用本發(fā)明所述鉆頭鉆井時,電機帶動電機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,電機轉(zhuǎn)軸帶動內(nèi)鉆鉆井,內(nèi)鉆旋轉(zhuǎn)時內(nèi)圈下側(cè)的內(nèi)圈離心套中的離心彈簧處于收縮狀態(tài),與之相連的離心塊帶動頂塊收縮,頂塊上的頂塊斜面與卡塊上的卡塊斜面沒有配合關(guān)系,卡塊位于外圈下側(cè)的外圈弧形槽中,內(nèi)鉆通過卡塊帶動外圈的轉(zhuǎn)動,安裝在外圈上的環(huán)鉆殼開始隨著內(nèi)鉆的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。當內(nèi)鉆被巖石卡死后,電機轉(zhuǎn)軸停止轉(zhuǎn)動,電機外殼開始轉(zhuǎn)動,渦卷彈簧受到壓縮,通過兩個齒輪帶動齒圈側(cè)壁沿與電機轉(zhuǎn)軸相反的方向轉(zhuǎn)動,又帶動與齒圈側(cè)壁連接的環(huán)軸轉(zhuǎn)動,環(huán)軸帶動內(nèi)圈開始轉(zhuǎn)動,當內(nèi)圈開始轉(zhuǎn)動時,離心塊開始從內(nèi)圈卡槽中滑出,起初隨著內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)的頂塊的頂塊斜面會與卡塊、弧形側(cè)塊某一位置的卡塊斜面接觸,將卡塊頂出外圈,使得內(nèi)鉆和環(huán)鉆殼脫離傳動關(guān)系;之后離心塊從內(nèi)圈卡槽中滑到外圈卡槽中卡住外圈,使得環(huán)軸能夠帶動環(huán)鉆殼轉(zhuǎn)動。環(huán)鉆殼反向轉(zhuǎn)動,將井底從外圓側(cè)鉆的疏松,使得內(nèi)鉆較容易的脫離卡死狀態(tài);當環(huán)鉆殼被卡死后,環(huán)鉆殼通過外圈、卡塊、卡塊內(nèi)塊會限制內(nèi)鉆的旋轉(zhuǎn),電機轉(zhuǎn)軸停止轉(zhuǎn)動,電機外殼開始通過行星輪傳動獲得更大的功率并反向轉(zhuǎn)動,當環(huán)鉆殼反向旋轉(zhuǎn)同時,內(nèi)鉆會及時獲得動力,當內(nèi)鉆開始旋轉(zhuǎn)后,電機殼失去動力,環(huán)鉆殼會從反向旋轉(zhuǎn)重新開始隨著內(nèi)鉆開始旋轉(zhuǎn),并對原來卡死環(huán)鉆殼的地方進行碰撞,當碰撞起到粉碎巖石的目的后,環(huán)鉆殼開始隨著內(nèi)鉆正常旋轉(zhuǎn);當碰撞沒有粉碎巖石時,環(huán)鉆殼繼續(xù)卡死,然后環(huán)鉆殼反向,之后再正向碰撞,如此反復的對卡死環(huán)鉆殼的巖石進行碰撞,直到該出巖石被撞粉碎后,內(nèi)鉆和環(huán)鉆殼恢復正常旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明通過環(huán)鉆殼和內(nèi)鉆的功率轉(zhuǎn)化傳到和環(huán)鉆殼的正反向旋轉(zhuǎn)對卡死巖石進行撞擊粉碎,能夠以較軟的鉆頭鉆硬度較硬的井,而且因為電機始終在功率輸出,電機是不會被卡死燒壞的。具有較好的使用效果。在內(nèi)鉆和環(huán)鉆殼下端還安裝有鉆柱,起到與巖石直接接觸碰撞的作用,另外鉆柱之間的空隙起到了排土的作用。
渦卷彈簧的作用為起初的內(nèi)鉆旋轉(zhuǎn)提供一定的扭矩,因為內(nèi)鉆旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反扭矩是通過渦卷彈簧傳遞到支撐頂蓋上的,渦卷彈簧在電機與電機轉(zhuǎn)軸之間建立了扭矩傳遞,一方面恢復電機旋轉(zhuǎn)方向,另一方面通過自身壓縮為電機轉(zhuǎn)軸提供一定的工作扭矩。
附圖說明
圖1是整體部件分布示意圖。
圖2是整體部件剖視圖。
圖3是整體部件透視圖。
圖4是整體部件俯視圖。
圖5是環(huán)齒安裝示意圖。
圖6是底架板安裝示意圖。
圖7是齒圈安裝示意圖。
圖8是內(nèi)圈外圈連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是內(nèi)外圈結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是卡塊安裝示意圖。
圖11是離心結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12是卡塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標號名稱:4、齒圈,5、環(huán)軸,6、齒圈側(cè)壁,8、支撐頂蓋,9、渦卷彈簧,11、第二支桿,12、電機,13、環(huán)齒,14、第一齒輪,15、底架板,16、電機轉(zhuǎn)軸,17、第一支桿,18、第三支桿,19、第二齒輪,20、固定結(jié)構(gòu),21、支桿固定板,22、軸套,23、轉(zhuǎn)軸孔,25、圈導環(huán),26、內(nèi)圈,33、卡塊,34、卡塊內(nèi)塊,44、外圈,47、頂塊,48、離心塊,50、離心彈簧,51、圈導槽,54、弧形側(cè)塊,55、卡塊彈簧,56、外圈卡槽,57、外圈弧形槽,58、內(nèi)圈卡槽,59、內(nèi)圈離心套,60、頂塊斜面,61、卡塊斜面,65、環(huán)鉆頂蓋,66、環(huán)鉆殼,67、鉆柱,68、內(nèi)鉆。
具體實施方式
為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷,本發(fā)明公開一種用于市政公用工程的鉆井鉆頭,它是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
如圖1、2、3、4所示,它包括齒圈4、環(huán)軸5、齒圈側(cè)壁6、支撐頂蓋8、渦卷彈簧9、第二支桿11、電機12、環(huán)齒13、第一齒輪14、底架板15、電機轉(zhuǎn)軸16、第一支桿17、第三支桿18、第二齒輪19、固定結(jié)構(gòu)20、支桿固定板21、軸套22、轉(zhuǎn)軸孔23、圈導環(huán)25、內(nèi)圈26、卡塊33、卡塊內(nèi)塊34、外圈44、環(huán)鉆頂蓋65、環(huán)鉆殼66、鉆柱67、內(nèi)鉆68、頂塊47、離心塊48、離心彈簧50、圈導槽51、弧形側(cè)塊54、卡塊彈簧55、外圈卡槽56、外圈弧形槽57、內(nèi)圈卡槽58、內(nèi)圈離心套59、頂塊斜面60、卡塊斜面61,其中如圖2所示,支撐頂蓋8中心開有一個孔,孔中安裝有軸套22,固定結(jié)構(gòu)20安裝在電機12上端面,如圖2、6所示,渦卷彈簧9安裝在支撐頂蓋8下側(cè)且內(nèi)端與軸套22外圓面連接,外端與固定結(jié)構(gòu)20連接;第一支桿17一端安裝在支撐頂蓋8下側(cè)靠近支撐頂蓋8邊緣處,另一端安裝有底架板15,第二支桿11一端安裝在支撐頂蓋8下側(cè),另一端與底架板15上側(cè)連接,且第二支桿11上安裝有第一齒輪14;第三支桿18一端安裝在支撐頂蓋8下側(cè),支桿固定板21安裝在底架板15與第二支桿11連接一端的側(cè)面;第三支桿18另一端安裝在支桿固定板21上側(cè);如圖4所示,第二齒輪19安裝在第三支桿18外圓面且與第一齒輪14嚙合;如圖2、7所示,齒圈4安裝在齒圈側(cè)壁6上側(cè)邊緣,如圖4所示,齒圈4的內(nèi)齒與第二齒輪19嚙合,齒圈側(cè)壁6中心開有圓孔,環(huán)軸5安裝在齒圈側(cè)壁6下側(cè)且內(nèi)徑與齒圈側(cè)壁6中心圓孔直徑相同;如圖2、7、8所示,內(nèi)圈26安裝在環(huán)軸5一端外圓面上,圈導環(huán)25安裝在內(nèi)圈26外圓面上;如圖2所示,電機12安裝在支撐頂蓋8與底架板15之間,電機轉(zhuǎn)軸16一端安裝在軸套22上,另一端穿過底架板15中心開的圓孔、齒圈側(cè)壁6中心開的圓孔和環(huán)軸5,如圖5所示,環(huán)齒13安裝在電機12外圓面下側(cè)上且與第一齒輪14嚙合;如圖8、9所示,外圈44安裝在內(nèi)圈26外圓面上,內(nèi)側(cè)開有圈導槽51,圈導槽51與內(nèi)圈26外圓面上的圈導環(huán)25配合,內(nèi)圈26下側(cè)開有徑向方向的內(nèi)圈卡槽58,內(nèi)圈卡槽58處安裝有內(nèi)圈離心套59,如圖9、10所示,離心塊48安裝在內(nèi)圈離心套59與內(nèi)圈卡槽58組成的腔體內(nèi),如圖11所示,離心塊48一端安裝有頂塊47,頂塊47一端具有頂塊斜面60;如圖8所示,離心彈簧50安裝在離心塊48和內(nèi)圈離心套59內(nèi)側(cè)壁面之間;如圖9所示,外圈44下側(cè)開有徑向方向的外圈卡槽56,且外圈卡槽56與內(nèi)圈卡槽58相通;外圈44下側(cè)還開有外圈弧形槽57,外圈卡槽56一端與外圈弧形槽57相通;如圖10、12所示,卡塊33上端兩側(cè)分別安裝有兩個弧形側(cè)塊54,且卡塊33與兩個弧形側(cè)塊54上端安裝在外圈弧形槽57中,弧形側(cè)塊54和卡塊33一端均開有卡塊斜面61,卡塊斜面61和頂塊斜面60配合;卡塊內(nèi)塊34一端安裝在卡塊33下端的方孔內(nèi),另一端安裝在內(nèi)鉆68上,內(nèi)鉆68安裝在電機轉(zhuǎn)軸16下端;卡塊彈簧55安裝在卡塊內(nèi)塊34外側(cè),且在卡塊33與內(nèi)鉆68之間;如圖1、2所示,環(huán)鉆頂蓋65安裝在外圈44的外圓面上,環(huán)鉆殼66安裝在環(huán)鉆頂蓋65下端,且嵌套在內(nèi)鉆68外圓面上。
本發(fā)明中的支撐頂蓋8安裝在鉆桿上。
綜上所述,本發(fā)明中內(nèi)鉆68安裝在電機轉(zhuǎn)軸16上,這樣設(shè)計的作用是電機轉(zhuǎn)軸16轉(zhuǎn)動時可以帶動內(nèi)鉆68轉(zhuǎn)動,內(nèi)鉆68通過卡塊內(nèi)塊34、卡塊33帶動外圈44轉(zhuǎn)動,外圈44轉(zhuǎn)動帶動環(huán)鉆殼66轉(zhuǎn)動。
第一支桿17一端安裝在支撐頂蓋8下側(cè)靠近支撐頂蓋8邊緣處,另一端安裝在底架板15上側(cè)一端,第二支桿11一端安裝在支撐頂蓋8下側(cè),另一端與底架板15上側(cè)連接,且第二支桿11外側(cè)安裝有第一齒輪14,第三支桿18一端安裝在支撐頂蓋8下側(cè),另一端安裝在支桿固定板21上側(cè),第二齒輪19安裝在第三支桿18外圓面且與第一齒輪14、齒圈4嚙合;安裝兩個小齒輪的目的是當內(nèi)鉆68被巖石卡死時,電機轉(zhuǎn)軸16不轉(zhuǎn)動,電機12外殼轉(zhuǎn)動,通過兩個齒輪帶動齒圈4沿與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向相反的方向旋轉(zhuǎn),使得環(huán)鉆殼66反方向旋轉(zhuǎn),將井底從外圓側(cè)鉆的疏松,使得內(nèi)鉆68較容易的脫離卡死狀態(tài)。
外圈44安裝在內(nèi)圈26外圓面上,內(nèi)側(cè)開有圈導槽51,圈導槽51與內(nèi)圈26外圓面上的圈導環(huán)25配合,內(nèi)圈26下側(cè)開有徑向方向的內(nèi)圈卡槽58,內(nèi)圈卡槽58處安裝有內(nèi)圈離心套59,離心塊48安裝在內(nèi)圈離心套59與內(nèi)圈卡槽58組成的腔體內(nèi),離心塊48一端安裝有頂塊47,頂塊47一端具有頂塊斜面60;離心彈簧50安裝在離心塊48和內(nèi)圈離心套59內(nèi)側(cè)壁面之間;外圈44下側(cè)開有徑向方向的外圈卡槽56,且外圈卡槽56與內(nèi)圈卡槽58相通;外圈44下側(cè)還開有外圈弧形槽57,外圈卡槽56一端與外圈弧形槽57相通;卡塊33上端兩側(cè)分別安裝有兩個弧形側(cè)塊54,且卡塊33與兩個弧形側(cè)塊54上端安裝在外圈弧形槽57中,弧形側(cè)塊54和卡塊33一端均開有卡塊斜面61,卡塊斜面61和頂塊斜面60配合,卡塊內(nèi)塊34一端安裝在卡塊33下端的方孔內(nèi),另一端安裝有內(nèi)鉆68,卡塊彈簧55安裝在卡塊內(nèi)塊34外側(cè),且在卡塊33與內(nèi)鉆68端面之間;這個結(jié)構(gòu)的作用是:當內(nèi)鉆68被卡死后,電機12殼經(jīng)過環(huán)軸5帶動內(nèi)圈26轉(zhuǎn)動,當內(nèi)圈26開始轉(zhuǎn)動時,離心塊48開始從內(nèi)圈卡槽58中滑出,起初隨著內(nèi)圈26旋轉(zhuǎn)的頂塊47的頂塊斜面60會與卡塊33、弧形側(cè)塊54某一位置的卡塊斜面61接觸,將卡塊33頂出外圈44,使得內(nèi)鉆68和環(huán)鉆殼66脫離傳動關(guān)系;之后離心塊48從內(nèi)圈卡槽58中滑到外圈卡槽56中卡住外圈44,使得環(huán)軸5能夠帶動環(huán)鉆殼66轉(zhuǎn)動。
當使用本發(fā)明所述鉆頭鉆井時,電機12帶動電機轉(zhuǎn)軸16轉(zhuǎn)動,電機轉(zhuǎn)軸16帶動內(nèi)鉆68鉆井,內(nèi)鉆68旋轉(zhuǎn)時內(nèi)圈26下側(cè)的內(nèi)圈離心套59中的離心彈簧50處于收縮狀態(tài),與之相連的離心塊48帶動頂塊47收縮,頂塊47上的頂塊斜面60與卡塊33上的卡塊斜面61沒有配合關(guān)系,卡塊33位于外圈44下側(cè)的外圈弧形槽57中,內(nèi)鉆68通過卡塊33帶動外圈44的轉(zhuǎn)動,安裝在外圈44上的環(huán)鉆殼66開始隨著內(nèi)鉆68的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。當內(nèi)鉆68被巖石卡死后,電機轉(zhuǎn)軸16停止轉(zhuǎn)動,電機12外殼開始轉(zhuǎn)動,渦卷彈簧9受到壓縮,通過兩個齒輪帶動齒圈側(cè)壁6沿與電機轉(zhuǎn)軸16相反的方向轉(zhuǎn)動,又帶動與齒圈側(cè)壁6連接的環(huán)軸5轉(zhuǎn)動,環(huán)軸5帶動內(nèi)圈26開始轉(zhuǎn)動,當內(nèi)圈26開始轉(zhuǎn)動時,離心塊48開始從內(nèi)圈卡槽58中滑出,起初隨著內(nèi)圈26旋轉(zhuǎn)的頂塊47的頂塊斜面60會與卡塊33、弧形側(cè)塊54某一位置的卡塊斜面61接觸,將卡塊33頂出外圈44,使得內(nèi)鉆68和環(huán)鉆殼66脫離傳動關(guān)系;之后離心塊48從內(nèi)圈卡槽58中滑到外圈卡槽56中卡住外圈44,使得環(huán)軸5能夠帶動環(huán)鉆殼66轉(zhuǎn)動。環(huán)鉆殼66反向轉(zhuǎn)動,將井底從外圓側(cè)鉆的疏松,使得內(nèi)鉆68較容易的脫離卡死狀態(tài);當環(huán)鉆殼66被卡死后,環(huán)鉆殼66通過外圈44、卡塊33、卡塊內(nèi)塊34會限制內(nèi)鉆68的旋轉(zhuǎn),電機轉(zhuǎn)軸16停止轉(zhuǎn)動,電機12外殼開始通過行星輪傳動獲得更大的功率并反向轉(zhuǎn)動,當環(huán)鉆殼66反向旋轉(zhuǎn)同時,內(nèi)鉆68會及時獲得動力,當內(nèi)鉆68開始旋轉(zhuǎn)后,電機12殼失去動力,環(huán)鉆殼66會從反向旋轉(zhuǎn)重新開始隨著內(nèi)鉆68開始旋轉(zhuǎn),并對原來卡死環(huán)鉆殼66的地方進行碰撞,當碰撞起到粉碎巖石的目的后,環(huán)鉆殼66開始隨著內(nèi)鉆68正常旋轉(zhuǎn);當碰撞沒有粉碎巖石時,環(huán)鉆殼66繼續(xù)卡死,然后環(huán)鉆殼66反向,之后再正向碰撞,如此反復的對卡死環(huán)鉆殼66的巖石進行碰撞,直到該出巖石被撞粉碎后,內(nèi)鉆68和環(huán)鉆殼66恢復正常旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明通過環(huán)鉆殼66和內(nèi)鉆68的功率轉(zhuǎn)化傳到和環(huán)鉆殼66的正反向旋轉(zhuǎn)對卡死巖石進行撞擊粉碎,能夠以較軟的鉆頭鉆硬度較硬的井,而且因為電機12始終在功率輸出,電機12是不會被卡死燒壞的。具有較好的使用效果。
渦卷彈簧9的作用為起初的內(nèi)鉆68旋轉(zhuǎn)提供一定的扭矩,因為內(nèi)鉆68旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反扭矩是通過渦卷彈簧9傳遞到支撐頂蓋8上的,渦卷彈簧9在電機12與電機轉(zhuǎn)軸16之間建立了扭矩傳遞,一方面恢復電機12旋轉(zhuǎn)方向,另一方面通過自身壓縮為電機轉(zhuǎn)軸16提供一定的工作扭矩。