CN102852465B - 单体钻杆及由其组成的钻杆 - Google Patents

Abstract

一种单体钻杆，包括杆体和杆体两端的接头，杆体内设置至少一个轴向通孔，所述轴向通孔为偏心通孔。本发明利用钢钻杆本身的韧性，靠液压缸的动力通过钢丝绳或者液压油使钻杆作业过程中弯曲，从而同时实现弯曲钻进和直线钻进。

Description

单体钻杆及由其组成的钻杆

技术领域

本实用新型属于煤炭开采领域，尤其涉及一种单体钻杆及由其组成的可在开采过程中灵活拐弯的钻杆。

背景技术

煤层沿走向和倾向一般呈层状、似层状展布或分叉、复合、尖灭，有的呈透镜状、豆瓣状、鸡窝状、串珠状。煤层形态和厚度的变化是多种地质因素引起的，与聚煤期和聚煤期后的地质背景关系密切。有些属于泥炭堆积初期的，如沼泽基底不平，沼泽内部不均衡沉降，河水或海水对泥炭层的冲蚀等形成的煤层形态和厚度的变化，称煤层的原生变化；有些属于泥炭层被覆盖之后，如受褶皱、断裂、岩浆侵入、河流冲刷等地质作用造成的形态和厚度的变化，称煤层的后生变化。因此，开采过程中需要定向钻进。

螺杆钻具，是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进科马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。  

目前，不少煤矿在进行定向钻进作业的过程中，用到前端弯曲的螺杆钻具，这种钻具只能进行弯曲作业不能进行直线钻进，在弯曲作业的过程中，拐弯处越多阻力越大，会影响出粉效率；并且在遇见断层时，更容易造成塌空；在中软煤层瓦斯浓度高的地带无法作业。

    澳大利亚生产的一种VLD1000-05系列定向钻机，可以实现定向钻进作业，但是上述问题仍然无法克服，并且其购买、使用、维护成本较高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种可同时实现弯曲钻进和直线钻进、并且从钻杆体内出粉的组合式钻杆及为了组成该组合式钻杆而设计的单体钻杆。

为了解决上述技术问题采用以下技术方案：一种单体钻杆，包括杆体和杆体两端的接头，杆体内设置至少一个轴向通孔，所述轴向通孔为偏心通孔。

所述的杆体是实心杆体，实心杆体内至少设置两个轴向通孔，其中至少一个是偏心通孔。

所述的杆体是空心杆体，空心杆体内通过支撑板设有至少两个不短于空心杆体的空心管，其中至少一个是偏心空心管。

其中一个偏心通孔上设有堵头。

所述堵头上设有液压油进口。

设有堵头的偏心通孔上设有液压油进口。

其中一个偏心通孔上设有液压油进口。

所述轴向通孔作为液压缸的缸壁，并设置活塞、活塞杆构成液压缸。

所述偏心通孔内设有液压缸。

所述杆体内设有钢丝绳固定头。

一种钻杆，由单体钻杆首尾连接而成，单体钻杆包括杆体和杆体两端的接头，杆体内至少设置两个轴向通孔，其中至少一个是偏心通孔，单体钻杆之间轴向通孔相对应。

单体钻杆之间是卡接连接，单体钻杆前端设有凸起、后端设有与凸起相配合的凹槽，凸起侧面设有弹簧卡舌，凹槽侧面设有和弹簧卡舌相对应的通孔卡槽，单体钻杆之间首尾相连并通过卡舌与卡槽定位。

单体钻杆之间轴向通孔相连通。

单体钻杆之间是管箍连接，所述管箍连接，管箍一端卡在单体钻杆上，管箍另一端螺纹连接在另一单体钻杆上，在卡接处设有碟簧。

单体钻杆外缘为台阶状螺纹，单体钻杆之间通过定位片、管箍连接，定位片与管箍之间设有碟簧。

单体钻杆之间的轴向通孔为密封连接，密封连接的轴向通孔为偏心孔，第一节与最后一节单体钻杆的通孔处设有用于密封轴向通孔的堵头；其中一端的堵头上设有液压油进口。

所述设有液压油进口的堵头端连接至少一节单体钻杆。

第一节单体钻杆的轴向通孔内设有液压缸，液压缸活塞头固定钢丝绳，钢丝绳穿过相互对应的轴向通孔固定在最后一节单体钻杆通孔内。

设有液压缸的钻杆端部连接有至少一节单体钻杆。

本实用新型利用钢钻杆本身的韧性，靠液压缸的动力通过钢丝绳或者液压油使钻杆作业过程中弯曲，从而同时实现弯曲钻进和直线钻进。在遇见断层时，由于水走杆体内，钻杆外侧不受水浸，不易造成塌空；在中软煤层瓦斯浓度高的地带能够正常钻进，增加了煤矿的经济效益，有效控制了煤矿事故率。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为实施例4的结构示意图。

图4为实施例6的结构示意图。

图5为图4的左视图。

图6为实施例7的结构示意图。

图7为实施例5的结构示意图。

图8为实施例8的结构示意图。

图9为实施例9的结构示意图。

图10为实施例10的结构示意图。

图11为实施例13的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1、2所示，一种单体钻杆，包括杆体1和杆体两端的接头，所述杆体内设置两个轴向通孔，其中一个是偏心通孔2。偏心通孔为作为液压油腔或者钢丝绳通道，用来使钻杆弯曲，达到弯曲钻进作业的目的，另外的轴向通孔可以备做为其他用途。此单体钻杆为其他单体钻杆的基础。并且可以作为推进段钻杆的单体钻杆或者作为组成弯曲段钻杆的液压腔体的单体钻杆。

实施例2

一种单体钻杆，杆体是实心杆体，实心杆体内至少设置两个轴向通孔，其中至少一个是偏心通孔。此单体钻杆为实心单体钻杆，和实施例1的作用相同。

其他结构同实施例1。

实施例3

一种单体钻杆，杆体是空心杆体，空心杆体内通过支撑板设有至少两个空心杆体的空心管，空心管的内孔即为轴向通孔，其中至少一个轴向通孔为偏心通孔。此单体钻杆为中空的单体钻杆，质量较轻，和实施例1的作用相同。

其他结构同实施例1。

实施例4

如图3所示，一种单体钻杆，其中一个偏心通孔上设有堵头3。此单体钻杆可以作为弯曲段钻杆的最下端的单体钻杆或者作为弯曲段钻杆的最上端的单体钻杆，用于密封弯曲段钻杆。

其他结构同实施例2或实施例3。

实施例5

如图7所示，一种单体钻杆，堵头3上设有液压油进口4，偏心通孔2作为液压缸的缸壁，并设置活塞6、活塞杆5构成液压缸。此单体钻杆可以作为弯曲段钻杆的最上端的单体钻杆，用于作为弯曲段钻杆的动力源。

其他结构同实施例4。

实施例6

如图4、5所示，一种单体钻杆，堵头3上设有液压油进口4。此单体钻杆可以作为弯曲段钻杆的最上端的单体钻杆，液压油进口用于向弯曲段钻杆进出油，使其弯曲。

其他结构同实施例4。

实施例7

如图6所示，一种单体钻杆，其中一个偏心通孔2上设有液压油进口4。此单体钻杆可以作为弯曲段钻杆的最上端的单体钻杆或者作为弯曲段钻杆的其中任意一节，液压油进口用于向弯曲段钻杆进出油，使其弯曲。

其他结构同实施例2或实施例3。

实施例8

如图8所示，一种单体钻杆，偏心通孔2内固定液压缸7。此单体钻杆可以作为弯曲段钻杆的最上端的单体钻杆或者作为弯曲段钻杆上部几节中的任意一节。用于对弯曲段钻杆提供动力源，液压缸的活塞杆连接钢丝绳的上端。

其他结构同实施例2或实施例3。

实施例9

如图9所示，一种单体钻杆，偏心通孔2内设有钢丝绳固定头8。此单体钻杆可以作为弯曲段钻杆的最下端的单体钻杆或者作为弯曲段钻杆下部几节中的任意一节。用于固定钢丝绳的下端。

其他结构同实施例2或实施例3。

实施例10

如图10所示，一种钻杆，由若干节单体钻杆首尾连接而成，分为弯曲段钻杆和推进段钻杆，所有单体钻杆的杆体内均设置两个轴向通孔，其中一个是偏心通孔，另一个是中心孔，中心孔内设置有直径小于中心孔的空心管，单体钻杆之间对应轴向通孔相连通。单体钻杆之间是管箍连接，管箍一端卡在单体钻杆上，管箍另一端螺纹连接在另一单体钻杆上，在卡接处设有碟簧，在单体钻杆之间设置定位销。一个单体钻杆的轴向通孔放置外伸管作为定位销，另一单体钻杆轴向通孔上设置与外伸管配合的定位销孔。

前部弯曲段的钻杆的偏心通孔之间密封连接，弯曲段最下端的钻杆为下端设有堵头的如实施例4所述的单体钻杆A。

弯曲段最上端为钻杆上端设有堵头，且堵头上设有液压油进口的如实施例6所述的单体钻杆B；或者最上端为钻杆上端设有堵头，偏心通孔上设有液压油进口的如实施例7所示的单体钻杆B’。

弯曲段的上下两端之间还可以设置若干节如实施例1所述的单体钻杆C，弯曲段各单体钻杆之间密封连接构成液压腔体，从而实现弯曲段的自由伸缩。

后部推进段的钻杆为若干节如实施例1所述的单体钻杆C连接而成，单体钻杆C的个数根据钻进作业深度的需要进行增减。推进段的钻杆的偏心通孔内设有高压油管9，高压油管9的下端和单体钻杆B、B’的液压油进口联通。

实施例11

一种钻杆，由若干节单体钻杆首尾连接而成，分为弯曲段钻杆和推进段钻杆，所有单体钻杆的杆体内均设置一个中心孔和两个偏心通孔，单体钻杆之间的其中一个偏心通孔密封连接。

其他结构同实施例10。

实施例12

一种钻杆，由若干节单体钻杆首尾连接而成，分为弯曲段钻杆和推进段钻杆，所有单体钻杆的杆体内均设置一个中心孔和三个偏心通孔，其中两个偏心通孔相对于中心孔对称设置。对称设置的两个偏心通孔均密封连接，从而实现钻杆两侧均可以自由伸缩。

其他结构同实施例10。

实施例13

如图11所示，一种钻杆，由若干节单体钻杆首尾连接而成，分为弯曲段钻杆和推进段钻杆，所有单体钻杆的杆体内设置两个轴向通孔，其中一个轴向通孔设置在单体钻杆中心构成中心孔，中心孔内设置有直径小于中心孔的空心管，另外一个轴向通孔为偏心通孔，单体钻杆之间的偏心通孔相对应。单体钻杆之间是卡接连接，单体钻杆前端设有凸起、后端设有与凸起相配合的凹槽，凸起侧面设有弹簧卡舌，凹槽侧面设有和弹簧卡舌相对应的通孔卡槽，单体钻杆之间首尾相连并通过卡舌与卡槽定位。

前部弯曲段的钻杆的偏心通孔之间相对应，弯曲段最下端的钻杆为偏心通孔内设有钢丝绳固定头的如实施例9所述的单体钻杆D。

弯曲段最上端的单体钻杆如实施例5所述的单体钻杆E，单体钻杆E的偏心通孔上设有堵头及液压油进口，偏心通孔作为液压缸的缸壁，并设置活塞、活塞杆构成液压缸；或者最上端的单体钻杆为如实施例8所述的单体钻杆E’，在偏心通孔内固定液压缸。

弯曲段的上下两端之间还可以设置若干节如实施例1所述的单体钻杆C，弯曲段各单体钻杆之间的偏心通孔相对应，钢丝绳10一端固定单体钻杆D内的钢丝绳固定头，钢丝绳10另一端固定在单体钻杆E、E’的活塞杆上，钢丝绳10穿过其他若干节单体钻杆C相对应的偏心通孔。

后部推进段的钻杆为若干节如实施例1所述的单体钻杆C连接而成，单体钻杆C的个数根据钻进作业深度的需要进行增减。推进段的钻杆的偏心通孔内设有高压油管，高压油管的下端和单体钻杆E的液压油进口连接或者和单体钻杆E’的液压缸联通。

实施例14

一种钻杆，由若干节单体钻杆首尾连接而成，分为弯曲段钻杆和推进段钻杆，所有单体钻杆的杆体内均设置一个中心孔和两个偏心通孔，单体钻杆之间的其中一个偏心通孔相对应。

其他结构同实施例13。

实施例15

一种钻杆，由若干节单体钻杆首尾连接而成，分为弯曲段钻杆和推进段钻杆，所有单体钻杆的杆体内均设置一个中心孔和三个偏心通孔，其中两个偏心通孔相对于中心孔对称设置。对称设置的两个偏心通孔均相对应，从而实现钻杆两侧均可以自由伸缩。

其他结构同实施例13。

Claims (19)

1.一种单体钻杆，包括杆体和杆体两端的接头，杆体内设置至少一个轴向通孔，其特征是：所述轴向通孔为同时实现弯曲钻进和直线钻进的偏心通孔。

2.根据权利要求1所述的单体钻杆，其特征是：所述的杆体是实心杆体，实心杆体内至少设置两个轴向通孔，其中至少一个是偏心通孔。

3.根据权利要求1所述的单体钻杆，其特征是：所述的杆体是空心杆体，空心杆体内通过支撑板设有至少两个不短于空心杆体的空心管，其中至少一个是偏心空心管。

4.根据权利要求1或2或3所述的单体钻杆，其特征是：其中一个偏心通孔上设有堵头。

5.根据权利要求4所述的单体钻杆，其特征是：所述堵头上设有液压油进口。

6.根据权利要求4所述的单体钻杆，其特征是：设有堵头的偏心通孔上设有液压油进口。

7.根据权利要求1、2、3其中任意一项所述的单体钻杆，其特征是：其中一个偏心通孔上设有液压油进口。

8.根据权利要求1、2、3其中任意一项所述的单体钻杆，其特征是：所述轴向通孔作为液压缸的缸壁，并设置活塞、活塞杆构成液压缸。

9.根据权利要求1、2、3其中任意一项所述的单体钻杆，其特征是：所述偏心通孔内设有液压缸。

10.根据权利要求1、2、3其中任意一项所述的单体钻杆，其特征是：所述杆体内设有钢丝绳固定头。

11.一种钻杆，由单体钻杆首尾连接而成，单体钻杆包括杆体和杆体两端的接头，杆体内至少设置两个轴向通孔，其中至少一个是偏心通孔，其特征是：单体钻杆之间轴向通孔相对应。

12.根据权利要求11所述的钻杆，其特征是：单体钻杆之间是卡接连接，单体钻杆前端设有凸起、后端设有与凸起相配合的凹槽，凸起侧面设有弹簧卡舌，凹槽侧面设有和弹簧卡舌相对应的通孔卡槽，单体钻杆之间首尾相连并通过卡舌与卡槽定位。

13.根据权利要求11所述的钻杆，其特征是：单体钻杆之间轴向通孔相连通。

14.根据权利要求13所述的钻杆，其特征是：单体钻杆之间是管箍连接，所述管箍连接，管箍一端卡在单体钻杆上，管箍另一端螺纹连接在另一单体钻杆上，在卡接处设有碟簧。

15.根据权利要求14所述的钻杆，其特征是：单体钻杆外缘为台阶状螺纹，单体钻杆之间通过定位片、管箍连接，定位片与管箍之间设有碟簧。

16.根据权利要求13、14、15其中任意一项所述的钻杆，其特征是：单体钻杆之间的轴向通孔为密封连接，密封连接的轴向通孔为偏心孔，第一节与最后一节单体钻杆的通孔处设有用于密封轴向通孔的堵头；其中一端的堵头上设有液压油进口。

17.根据权利要求16所述的钻杆，其特征是：所述设有液压油进口的堵头端连接至少一节单体钻杆。

18.根据权利要求11、12、13、14、15其中任意一项所述的钻杆，其特征是：第一节单体钻杆的轴向通孔内设有液压缸，液压缸活塞头固定钢丝绳，钢丝绳穿过相互对应的轴向通孔固定在最后一节单体钻杆通孔内。

19.根据权利要求18所述的钻杆，其特征是：设有液压缸的钻杆端部连接有至少一节单体钻杆。