CN101680276B - 具有损耗元件的导杆接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于水平地钻的各导杆节的接头系统，其中各导杆节的端部经由一个单独的损耗元件连接，它可以用作为额定断裂点或允许各导杆节彼此偏转。

Description

具有损耗元件的导杆接头

技术领域

本发明涉及一种导杆接头，如它用于在地下水平钻孔时连接导杆和不挖开地敷设或更换管道线路(在后面的水平钻孔中)。 

背景技术

在水平钻孔时，将各个导杆节彼此串联地相互连接并且借助一个推动驱动装置、牵拉驱动装置或转动驱动装置使其穿过土地运动。在钻孔较长时，导杆包括多个导杆节，将它们按照钻孔进展逐渐地相互连接或彼此分开。单个导杆节具有一个有限的长度，并且如果从一个短的地槽例如一个竖井、检查竖井或人孔开始实现钻孔，则必须特别是很短的。这些竖井可以具有部分小于一米的直径。 

已知的导杆具有不同结构类型的接头，其中螺纹接头是广为流行的。除螺纹连接的拧紧持续相当长时间和要求极好的螺纹的困难外，这种类型的连接具有特别的缺点是，它在向前钻进中只允许沿一个方向进行导杆转动。如果例如涉及一种具有右螺纹的螺纹连接，则只可以以右转向实现导杆转动，因为否则通过钻孔过程会使螺纹连接松开。 

因此在现有技术中开发了一些插接接头。在使用插接接头时，不同于螺纹接头，为解决问题，在插进以后，将接头固定在接头开口中，因为并不提供在螺纹嵌接中静摩擦引起的固定可能性。 

由DE 297 13 354 U1已知一种导杆接头，其中将一个第一接头件插入一个第二接头件中。为了连接各导杆，按照该实用型的教导，将第一接头件相对于第二接头件的纵轴线按一个约60°的角度以其前自由端从上面插进第二接头件的一个环形槽中。在此第一接头件的各半球形凸起嵌入第二接头件的各空隙中。从这个在其中两个管端是相互相对成角度的位置，摆动第一接头件和各空隙，以致第一接头件进入第二接头件的环形槽中并且以紧配合容纳在那里。 

紧接着通过一个安全套形式的安全元件保证该连接。 

由DE196 08 980C2和DE199 18 530A1同样已知一些导杆接头，它们放弃了已知的螺纹连接并且在待连接的导杆节的前端部上具有一个轴向凸出的凸舌状的伸出部，它滑动地嵌入前面的导杆节的后端部中。为此前面的导杆节在端面具有一个带有一个凹槽的轴向切口，在其中可插入凸舌状的伸出部。在此一个轴颈状的凸起经由凹槽进入切口的轴承孔中。通过随后的导杆节的摆动，它从有角度的插入位置进入到伸直位置并且接着同轴于前面的导杆节。只有在该位置才确保轴向固定，同时通过各导杆节的侧壁实现侧向固定。作为备选方案，将轴颈状的凸起侧向插入切口中并接着从有角度的插入位置偏转到伸直位置。为了轴颈不从切口中掉落，通过各导杆节的凸出的侧壁提供一种侧向的固定，其在伸直位置阻止接头的分解。 

在DE100 65 533A1中描述了一种连接，其中通过平行移动各导杆节轴线连接各导杆节的对应端部的方式，将各导杆节插接在一起，其中各导杆节轴线在平行移动时彼此具有一个角度α＜180°。一个第一导杆节在此具有一个轴颈，它嵌入一个第二导杆节的一个对应的空隙中，同样通过一个侧凹阻止轴颈的掉落，侧凹在转入以后与一个在随后的导杆节上的一个凸肩嵌接或通过弹簧加载的销阻止掉落。这些销嵌入一个在随后的导杆端部的端面中的槽内。 

在现有技术中建议的解决方案通过安全套、安全凸起、弹簧加载的销或通过轴向以一个角度位置插入和取出的原理防止导杆接头径向或轴向分解，而以伸直位置实现运行。 

发明内容

由此出发，本发明的目的在于，提供一种新型的接头系统，用于连接各水平钻孔导杆节，该系统允许一种可靠的固定并且降低在更换一个损坏的导杆时的费用。 

根据本发明，提出一种用于水平钻孔导杆节的插接接头系统，具有一个相互连接各导杆节的损耗元件，该损耗元件以至少一个端部可插进相应的导杆节中并且轴向和可拆式地相互连接各导杆节并且损耗元件至少在一侧具有一个横向接桥，该横向接桥可插进其中一个导杆节的横向空隙中，其中每个导杆节作为用于容纳损耗元件的凹的接头元件设有一个接头开口，该接头开口包括横向空隙，其中接头开口具有一个纵向接桥，损耗元件在进入接头开口之后平放在该纵向接桥上，并且通过平放在纵向接桥上的损耗元件的轴向转动阻止离开接头开口，并且在接头开口中能够实现损耗元件在纵向接桥上朝导杆节的端部方向的移动。

根据本发明，还提出一种应用在本发明所述的插接接头系统的导杆中的导杆节。 

根据本发明，还提出一种与本发明所述的导杆节一起使用的损耗元件，其特征在于，具有至少一个球头形的连接区段。 

根据本发明，还提出一种与本发明所述的导杆节一起使用的损耗元件，其特征在于，具有至少一个轴颈形的连接区段。 

本发明的构思在于，不是将一个水平钻孔导杆的各导杆节直接相互连接，而是经由一个损耗元件相互连接。 

一个这样的损耗元件可以用作为磨损件。在运行中间隙持续地逐渐加大时，由于通过磨损变得较大的凹的接头件(槽)，按照本发明，在一定的时间以后，也可以使用一个较大尺寸的损耗元件，以便重新得到一个无间隙的接头。在这种情况下也可以修整槽。在导杆运行时产生很大的力。这导致材料断裂，在现有技术中必须更换整个导杆节。利用按照本发明的接头元件，更换可以限于接头元件。作为特别的实施形式，可以将损耗元件这样构成，以致它例如由于材料选择、尺寸或几何形状构成一个额定断裂点。这样损耗元件可以构成为锻造件。损耗元件也可以例如单独地进行防锈处理或储存(滚镀制品)。 

但如果例如要相互连接不同的导杆接头，则损耗元件也可以允许无损坏地只是低成本地更换接头。 

如果将损耗元件在两侧构成为可拆卸式的，则更换特别简单。 

按照本发明的连接系统还允许选择不同的自由度或各连接节相互相对的偏转。这可以在垂直的导杆平面内借助一个在损耗元件的至少一侧上的轴颈状接头来实现。一个球形的或部分球形的接头允许各连接节相互在另外的平面内偏转。 

损耗元件可以单侧固定在一个连接节中而抗偏转，以便提高导杆的稳定性并且将可偏转性限制到损耗元件的一侧上。可以通过个种形锁合的弹性的阻尼器实现固定，它例如由硬橡胶构成或可以预紧。硬橡胶允许一定的活动性，这种活动性避免了材料负载并且仍然允许固定，它改善可操作性，因为损耗元件保持定位不变并且不占有一个不确定的位置。但损耗元件也可以在一侧通过材料锁合或力锁合固定在连接节中。 

在一种实施形式中设置一个轴颈接头，其中损耗元件的几何形状允许以规定的角度位置(对准角度)插进并且同时确保在另一个角度范围上固定在一个对应的槽中。 

在此不仅可以沿径向方向插进而且还可沿轴向方向插进。为此横向接桥和/或空隙在其几何形状上可以偏离圆形的横截面。 

横向接桥可以设置为一个轴向待插进空隙的接头件。按照本发明，轴颈在此为了轴向固定在一个区域内可以具有一个削平部。在这种情况下，空隙、接头开口或空隙的插进通道具有一种相对应的几何形状，它允许以规定的角度位置插进轴颈。当横向接桥处于空隙中时，只要它离开插进的角度位置，它就防止轴向移动，因为在这种情况下不再对准允许插进或取出的几何形状。 

本发明不排除经由一个附加的槽/榫接头提供一种径向的或轴向的固定，其中例如槽和榫构成为部分圆弧形的并且在连接各导杆节时将槽转进榫中。 

按照本发明的接头可以与不同的导杆类型一起使用并且还可以与一个用于使推力或拉力从驱动装置轴线转向通道轴线的支承装置一起使用。 

导杆可以在两侧构成为圆弧段，亦即凹形/凹形的或凹形/凸形的，以便描绘出不同支承装置的形状或沿不同的曲线方向运行。 

按照本发明，导杆节可以在两侧设有损耗元件或也可以在两侧设有接头开口。可以相应地构成损耗元件。 

附图说明

以下借助一个在附图中示出的实施例更详细地说明本发明。其中： 

图1a和b按照本发明的接头系统，包括一个在一个导杆节(图1a)中的损耗元件和与导杆节分离的损耗元件(图1b)的； 

图2a、b和c具有一个附加自由度的插接系统的另一种实施形式； 

图3通过应用一个球形的损耗元件具有另外的自由度的插接系统的一种实施形式； 

图4本发明具有通过材料锁合与一个导杆节连接的损耗元件的一种备选的实施形式； 

图5本发明具有通过材料锁合与一个导杆节连接的损耗元件的另一种实施形式； 

图6、图7图5的实施形式的不同的安装位置。 

具体实施方式

插接接头系统连接至少两个导杆节1与一个第二导杆节。为此目的，将一个损耗元件2以其横向接桥4在导杆节1的一个端部上插进一个接头开口6中。经由损耗元件的一个第二横向接桥8接着铰接一个第二导杆节(未示出)。横向接桥的形状允许各导杆节相互在一个平面内偏转。通过使用一个作为弹性阻尼器的固定块9，可以阻止或限制该偏转。与之相应地，固定块9构成固定的或弹性的。 

图2示出了另一种实施形式，其中损耗元件12在一侧具有一个部分球形的连接轴颈14。该实施形式附加地具有一个用于一个安全销15的纵向槽13，安全销在装入损耗元件12以后插进在导杆中的一个相应的孔17内。通过插进接头开口16中并紧接着扭转90°和插进一个垂直的安全销15实现安装。损耗元件中的纵向槽13和连接轴颈14的形状允许，损耗元件可以在两个平面内摆动(见图2b和2c)。一个固定块19重新确定摆动半径。 

图3示出了一种备选的实施形式，具有部分球形的连接轴颈14′，其中具有附加的自由度，但它还通过一个侧向的安全销15′抵抗扭转继而可以防止滑出。按照安全销的位置，可偏转性可以在全部自由度中保持不变。 

图4示出了一种按照本发明的实施形式，其中将一个处在第一损耗元件22上具有端面的削平部23的横向接桥26轴向在一个纵向接桥24上插进一个处在导杆节21上的横向空隙28中。由于横向接桥26上的端面的削平部23，在横向接桥26插进横向空隙28时，各导杆节相互处于一个90°的角度。横截面为圆形的横向空隙28对于所有其他的角度直到伸直位置都确保横向接桥26可靠地保持在横向空隙28中。 

在图5的实施形式中，导杆节31具有一个L形的接头开口30。接头开口30相对于横向空隙38这样设置，以致横向接桥36在插进接头开口以后，在其接着移进横向空隙38之前，首先必须转动90°。因此一旦横向接桥36已达到其在接头开口30中的最深的插入位置并且因此以削平部33支承在纵向接桥34上，就按此将导杆节轴向转动90°并然后沿导杆节的轴线移到按图6的终端位置，这由于削平部33是可能的。现在将两个导杆节21、31从90°角度位置偏转并且只要是可靠地相互连接，如它们不处于90°的位置，因为只有当削平部33处于纵向接桥34的平面内时，横向接桥36的几何形状才允许横向空隙38离开。各导杆节可以相互相对偏转，例如从按图6的角度位置一直转到按图7的一个伸直的运行位置，并且在其中间的角度位置也基本上无间隙地连接。 

Claims (13)

1.用于水平钻孔导杆节的插接接头系统，具有一个相互连接各导杆节(1)的损耗元件(2，12，22)，该损耗元件以至少一个端部可插进相应的导杆节中并且轴向和可拆式地相互连接各导杆节并且损耗元件(2，12，22)至少在一侧具有一个横向接桥(4，8，26，36)，该横向接桥可插进其中一个导杆节(1)的横向空隙(28，38)中，其中每个导杆节作为用于容纳损耗元件的凹的接头元件设有一个接头开口(6，16，30)，该接头开口包括横向空隙(28，38)，其中接头开口具有一个纵向接桥(34)，损耗元件在进入接头开口之后平放在该纵向接桥上，并且通过平放在纵向接桥(34)上的损耗元件的轴向转动阻止离开接头开口，并且在接头开口中能够实现损耗元件在纵向接桥(34)上朝导杆节(1)的端部方向的移动。

2.按照权利要求1所述的插接接头系统，其特征在于，损耗元件和接头开口(6，16，30)经由形锁合相互连接。

3.按照权利要求1所述的插接接头系统，其特征在于，损耗元件(2，12，22)的至少一侧这样构成，以致连接的各导杆节(1)在多个平面内相互相对可偏转。

4.按照权利要求1所述的插接接头系统，其特征在于，损耗元件(12)的至少一侧构成为球或部分球。

5.按照权利要求1所述的插接接头系统，其特征在于，损耗元件(2，12，22)的一侧固定在导杆节(1)中。

6.按照权利要求5所述的插接接头系统，其特征在于，损耗元件在一侧通过形锁合、材料锁合或力锁合抗偏转地固定。

7.按照权利要求6所述的插接接头系统，其特征在于，损耗元件利用至少一个阻尼器(9，19)固定在导杆节中。

8.按照权利要求1至7之一所述的插接接头系统，其特征在于，损耗元件具有一个形状，该形状允许插进横向空隙(28，38)中并且允许以各导杆节彼此间的一个对准角度从横向空隙(28，38)拉出并且在此在一个在对准角度之外的角度范围内阻止滑出。

9.按照权利要求8所述的插接接头系统，其特征在于，损耗元件(2，12，22)具有至少一个削平部(23，33)。

10.按照权利要求1所述的插接接头系统，其特征在于，接头开口(6)构成L形的。

11.应用在一个具有按照上述权利要求之一所述的插接接头系统的导杆中的导杆节。

12.与一个按照权利要求11所述的导杆节一起使用的损耗元件，其特征在于，具有至少一个球头形的连接区段(14，14′)。

13.与一个按照权利要求11所述的导杆节一起使用的损耗元件，其特征在于，具有至少一个轴颈形的连接区段(4)。