CN103953292B - 紧固无间隙型钻杆接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紧固无间隙型钻杆接头，包括第二连接套，第二连接套有定位套，定位套的外周设有凸止口，凸止口的端面上设有数个第二牙嵌齿，任两个相邻的第二牙嵌齿之间均构成一个第二凹槽，定位套的外周安装第一连接套，第一连接套与凸止口相对应的端面上设有数个第一牙嵌齿，任两个相邻的第一牙嵌齿之间均构成一个第一凹槽。它可有效传递扭矩，并且，牢固耐用，使用寿命长。螺母卡环用于将第一连接套和第二连接套连接为一体，仅起到防止第一连接套和第二连接套之间轴向分离的作用，不参与扭矩和轴向压力的传递，所以，螺母卡环可制作为更为轻薄的结构，可有效减轻所述钻杆接头重量和体积。

Description

紧固无间隙型钻杆接头

技术领域

本发明涉及一种灌注桩钻扩机的钻杆连接部件，特别涉及一种紧固无间隙型钻杆接头。

背景技术

现有的钻杆接头方式多为螺纹、内六方、法兰盘等，它们的使用功能和连接方式如下：

1、螺纹连接方式，将一接头加工成内螺纹及端面止口，与其对接的另一接头则加工成外螺纹及端面止口，靠钻机动力驱动钻杆旋紧螺纹将两节钻杆连接起来，接头旋紧后端面止口处于紧配合状态。同理，靠钻机动力驱动钻杆旋开螺纹将两节钻杆拆卸掉。

a)采用螺纹连接方式的钻杆，只能够实施正转钻进作业，绝不可以在施工作业时将钻杆反向转动，否则将发生钻杆或钻头掉入孔内的事故。b)钻杆采用螺纹连接方式时，由于在钻进施工过程中钻杆将承受巨大的扭矩和振动冲击，使得螺纹连接的过分紧固，以至于拆卸钻杆时难度加大，甚至于经常出现钻杆卸不掉的情况，处理起来十分麻烦。因此，螺纹接头不适合大口径、大扭矩的施工环境。c）采用螺纹连接方式的钻杆，没有设置密封机构，完全依靠上下接头的端面止口来密封，其密封效果难以保证。d、螺纹钻杆接头的螺纹丝扣承受大扭矩和冲击力，是最容易受损的部位，直接影响螺纹接头的使用寿命。

2、内六方连接方式，将上接头底端的外周设置成六方形凸台，下部设置O型圈，外圆周边设置若干交替布置的凸台和缺口，上接头之上的钻杆上设置可以上下移动或左右转动的扣环；与上接头对接的下接头内孔设置六方形槽面及下部设置密封面，外圆周边设置与上接头一一对应的若干交替布置的凸台和缺口；上下钻杆的接头插入对接后，再由人工将扣环扣上并插入保险插板。

a) 采用内六方连接方式的钻杆，适合需要钻杆正转或反转的施工环境，且内六方接头能够承受较大扭矩。b）内六方接头加工制造成本较高，施工过程中间隙的存在使得接头的六方形着力面呈现冲击受力状态，磨损加剧，使用寿命较短。c）内六方接头为有间隙连接方式，且随着使用时间的延长，因磨损而间隙增大较快，影响动力传递及成孔的垂直度，在钻孔深度较大的工程大都被限制使用。e）由于内六方接头的使用间隙较大，加之采用了弹性变形小、磨损快的O型圈，使得内六方连接方式的钻杆接头其密封性能较差，影响泥浆循环置换沉渣的效果。

3、法兰盘连接方式，钻杆的两端头均法兰盘，法兰盘上设置有若干个均匀布置的螺栓孔，有的还设置一个限位孔或限位钉。安装时将上下两节钻杆的法兰盘对接后用螺栓固定即可。

a) 采用法兰盘连接方式的钻杆，能够适应正转和反转钻进施工的需要，对于大孔径、大扭矩的钻进施工多采用法兰盘连接方式的钻杆。b）法兰盘上通常要设置不少于8个螺栓孔，现场施工时连接或拆卸钻杆不但需要工人操控卷扬机配合，而且还要有两个工人负责紧固或拆卸螺栓，使得钻杆的安装与拆卸都十分不便，用时长，费工多，严重制约了施工进度。c）法兰盘连接方式的钻杆由螺栓承受扭矩传递，对螺栓及橡胶密封垫的磨损加大，特别是螺栓、螺母的丝扣更容易损坏，更换频率高，使用成本增加较大。

发明内容

本发明的目的，是提供了一种紧固无间隙型钻杆接头，它可解决上述接头存在的诸多技术问题和不足。装有接头的钻杆具有突出的抗压、抗拉、正转、反钻及承受大扭矩的技术性能，并且，其良好的密封性能，可方便快捷地安装、拆卸，使用安全可靠、牢固耐用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：紧固无间隙型钻杆接头，包括第二连接套，第二连接套有定位套，定位套的外周设有凸止口，凸止口的端面上设有数个第二牙嵌齿，任两个相邻的第二牙嵌齿之间均构成一个第二凹槽，定位套的外周安装第一连接套，第一连接套与凸止口相对应的端面上设有数个第一牙嵌齿，任两个相邻的第一牙嵌齿之间均构成一个第一凹槽；第一牙嵌齿与第二牙嵌齿的数量相同，第二牙嵌齿与第一凹槽一一对应配合，第一牙嵌齿与第二凹槽一对应配合；第一连接套和第二连接套的外周共同安装螺母卡环，螺母卡环内设有凹止口，凹止口与凸止口轴向配合，凹止口的内壁设有内螺纹，第一连接套的外壁设有外螺纹，螺母卡环与第一连接套螺纹连接；定位套与第一连接套的内壁之间设有密封件。

为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案实现：所述第二牙嵌齿的端面与第一凹槽之间，或第一牙嵌齿的端面与第二凹槽之间构成安装间隙，任两个相邻的第一牙嵌齿与第二牙嵌齿的侧壁紧密配合。所述密封件是密封圈，第一连接套的内壁设有密封槽，密封槽内设有密封圈，密封圈与定位套的外壁配合密封。所述第一牙嵌齿和第二牙嵌齿均为梯形齿、矩形齿或三角形齿。所述螺母卡环的外周设有凸台。所述第一牙嵌齿的端面上设有内倒角。

本发明的积极效果在于以下方面：它由第一连接套、第二连接套和螺母卡环连接构成，第一连接套和第二连接套之间牙嵌式配合，可有效传递扭矩，并且，牢固耐用，使用寿命长。螺母卡环用于将第一连接套和第二连接套连接为一体，仅起到防止第一连接套和第二连接套之间轴向分离的作用，不参与扭矩和轴向压力的传递，所以，螺母卡环可制作为更为轻薄的结构，可有效减轻所述钻杆接头重量和体积。

附图说明

图1是本发明所述的紧固无间隙型钻杆接头的结构示意图；图2是所述第一连接套的结构示意图；图3是所述第二连接套的结构示意图；图4是图3的仰视结构示意图；图5是所述螺母卡环的结构示意图；图6是图5的俯视结构示意图；图7是钻杆与所述钻杆接头连接的结构示意图，图中钻杆上端安装第一连接套，钻杆下端安装第二连接套，钻杆外周活动安装螺母卡环。

附图标记：1第一连接套 2第二连接套 3螺母卡环 4安装间隙 5钻杆 11密封槽12第一牙嵌齿 13密封圈 14内倒角 15第一凹槽 21第二牙嵌齿 22凸止口 23定位套 24第二凹槽 25外倒角 31凸台 32凹止口。

具体实施方式

本发明所述的紧固无间隙型钻杆接头，如图1所示，包括第二连接套2，第二连接套2有定位套23。定位套23的外周设有凸止口22。凸止口22的端面上设有数个第二牙嵌齿21。任两个相邻的第二牙嵌齿21之间均构成一个第二凹槽24。定位套23的外周安装第一连接套1。第一连接套1与凸止口22相对应的端面上设有数个第一牙嵌齿12。任两个相邻的第一牙嵌齿12之间均构成一个第一凹槽15。第一牙嵌齿12与第二牙嵌齿21的数量相同，第二牙嵌齿21与第一凹槽15一一对应配合，第一牙嵌齿12与第二凹槽24一对应配合。第一连接套1和第二连接套2通过第一牙嵌齿12和第二牙嵌齿21实现如牙嵌式离合器相同的连接关系。第一连接套1和第二连接套2的外周共同安装螺母卡环3。螺母卡环3套于第一连接套1和第二连接套2的外周，便可将第一连接套1和第二连接套2锁定为一体，既可简化两节钻杆的连接工艺，缩短连接时间，又可避免第一连接套1和第二连接套2因存在间隙而发生晃动，从而产生不必要的磨损，能有效的延长连接头的使用寿命。螺母卡环3内设有凹止口32。凹止口32与凸止口22轴向配合，将第二连接套2锁定于第一连接套1和螺母卡环3之间，从而，可将第一连接套1和第二连接套2连接于一体。凹止口32的内壁设有内螺纹，第一连接套1的外壁设有外螺纹，螺母卡环3与第一连接套1螺纹连接。定位套23与第一连接套1的内壁之间设有密封件，以防止第一连接套1和定位套23之间产生泥浆泄漏。如图7所示，所述钻杆接头与钻杆5之间的焊接方法是：先将第一连接套1、第二连接套2和螺母卡环3分离，再将螺母卡环3套于钻杆5上，并在钻杆5位于螺母卡环3设有内螺纹方向的一端焊接第二连接头，在钻杆5的另一端焊接第一连接头。将两根钻杆5加以连接时，先将上方钻杆5的第二连接套2与下方钻杆5的第一连接套1配合连接，使两根钻杆5通过第一连接套1和第二连接套2牙嵌式配合，以便两根钻杆5之间传递旋转扭矩和压力；再将螺母卡环3套于第一连接套1和第二连接套2外周，并使螺母卡环3与第一连接套1螺纹连接，使第一连接套1和第二连接套2无法轴向分离。

如图1所示，所述第二牙嵌齿21的端面与第一凹槽15之间，或第一牙嵌齿12的端面与第二凹槽24之间构成安装间隙4，任两个相邻的第一牙嵌齿12与第二牙嵌齿21的侧壁紧密配合，即第二牙嵌齿21的端面与第一凹槽15之间，或第一牙嵌齿12的端面与第二凹槽24之间预留安装间隙4。该结构特点在于：钻杆在正转或反转时，任两个相邻的第一牙嵌齿12和第二牙嵌齿21始终仅依靠侧壁紧配合，即第一牙嵌齿12和第二牙嵌齿21仅为侧面受力，能有效防止第一牙嵌齿12和第二牙嵌齿21的端面受到轴向的冲击力，以确保所述钻杆接头能承受较大旋转扭矩和轴向推力。螺母卡环3所承受的力仅来自于上下两节钻杆5之间的拉力，以防止第一连接套1和第二连接套2轴向分离，与钻杆所承受的旋转扭矩大小关系甚微，使得上述接头的受力面及螺纹丝扣几乎不产生磨损。从而，使得施工环境的优劣对该钻杆接头的使用性能影响极小，不会因经历施工作业而引发接头松动，确保钻杆接头在施工作业过程中仍然具备可靠地紧固无间隙连接性能。

如图1和图2所示，所述密封件是密封圈13。第一连接套1的内壁设有密封槽11，密封槽11内设有密封圈13，密封圈13与定位套23的外壁配合密封。也可以在定位套23外壁上开设密封槽11，密封槽11内安装密封圈13，但，这种方案，会在确保定位套23内径不变的情况下大幅降低定位套23的强度，从而，降低了整个所述钻杆接头的强度。

所述第一牙嵌齿12和第二牙嵌齿21均为梯形齿、矩形齿或三角形齿。其中第一牙嵌齿12和第二牙嵌齿21为梯形齿时，在用料最少的情况下，齿的强度更高，承载能力更强。

如图1所示，所述螺母卡环3的外周设有凸台31。通过凸台31方便对螺母卡环3施加扭矩，以便将螺母卡环3相对第一连接套1拆下。

为方便第一牙嵌齿12与第二牙嵌齿21配合，如图1所示，所述第一牙嵌齿12的端面上设有内倒角14。目的在于，即便是第二连接套2的定位套23与第一连接套1的内孔存在较大对中偏差时仍然能够方便迅速地插入其中，借以提高钻杆的安装速度。为进一步提高钻杆安装速度，如图3所示，第二连接套2的定位套23上可设有与内倒角14对应的外倒角25。

本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (4)

1.紧固无间隙型钻杆接头，其特征在于：包括第二连接套（2），第二连接套（2）有定位套（23），定位套（23）的外周设有凸止口（22），凸止口（22）的端面上设有数个第二牙嵌齿（21），任两个相邻的第二牙嵌齿（21）之间均构成一个第二凹槽（24），定位套（23）的外周安装第一连接套（1），第一连接套（1）与凸止口（22）相对应的端面上设有数个第一牙嵌齿（12），任两个相邻的第一牙嵌齿（12）之间均构成一个第一凹槽（15）；第一牙嵌齿（12）与第二牙嵌齿（21）的数量相同，第二牙嵌齿（21）与第一凹槽（15）一一对应配合，第一牙嵌齿（12）与第二凹槽（24）一一对应配合；第一连接套（1）和第二连接套（2）的外周共同安装螺母卡环（3），螺母卡环（3）内设有凹止口（32），凹止口（32）与凸止口（22）轴向配合，凹止口（32）的内壁设有内螺纹，第一连接套（1）的外壁设有外螺纹，螺母卡环（3）与第一连接套（1）螺纹连接；定位套（23）与第一连接套（1）的内壁之间设有密封件；所述第二牙嵌齿（21）的端面与第一凹槽（15）之间，或第一牙嵌齿（12）的端面与第二凹槽（24）之间构成安装间隙（4），任两个相邻的第一牙嵌齿（12）与第二牙嵌齿（21）的侧壁紧密配合；所述第一牙嵌齿（12）和第二牙嵌齿（21）均为梯形齿。

2.根据权利要求1所述的紧固无间隙型钻杆接头，其特征在于：所述密封件是密封圈（13），第一连接套（1）的内壁设有密封槽（11），密封槽（11）内设有密封圈（13），密封圈（13）与定位套（23）的外壁配合密封。

3.根据权利要求1所述的紧固无间隙型钻杆接头，其特征在于：所述螺母卡环（3）的外周设有凸台（31）。

4.根据权利要求1所述的紧固无间隙型钻杆接头，其特征在于：所述第一牙嵌齿（12）的端面上设有内倒角（14）。