CN104343398B - 一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种螺旋钻杆，属于煤矿机械设备领域，具体涉及一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆。包括：公接头、母接头、杆体、螺旋翼片、U型连接销。其中：U型连接销为U型的短边埋入钻杆接头内，减少对钻屑排出的阻碍，长边加工螺纹，由防松螺母固定，相对于单销体抗拉能力强；在公、母接头多棱锥配合面的轴向两端设有较长的台肩，分散了钻杆集中受力点，提高了钻杆的整体抗弯能力；在公接头端部台肩表面设装有O型密封圈的密封槽，使钻杆具有密封功能，即可用于干式钻进，又满足湿式螺旋钻进工艺对钻杆的需求。

Description

一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆
技术领域
本发明涉及一种螺旋钻杆，属于煤矿机械设备领域，具体涉及一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆。
背景技术
松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工一直是困扰我国坑道钻探技术发展的难题，通常采用具有自排渣功能的螺旋钻杆进行钻孔施工。
常用螺旋钻杆分两种，螺纹连接式螺旋钻杆和插销连接式螺旋钻杆。在钻进过程中，螺纹连接式螺旋钻杆无法反转，处理塌孔、埋钻等孔内事故能力差。插销连接式螺旋钻杆借由平面配合传扭，插销传递拉力，实现螺旋钻杆正反转和起拔功能。近年来，很多矿井使用插销连接式螺旋钻杆进行松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工，在很大程度上提高了松软突出煤层瓦斯抽采钻孔的成孔率和成孔深度。但目前市场中采用的插销连接式螺旋钻杆接头承扭配合面为直棱柱配合，单个螺栓或弹性U型连接销连接。由于煤矿井下钻杆使用条件差，受力复杂，直棱柱配合面一旦夹入杂质，很难插拔配合；单销连接可靠性较差，且不能实现钻杆密封功能，无法满足风压钻进对钻杆的需求；弹性U型连接销仅依靠销腿之间的弹性张力与接头固定连接，使用时易脱落，造成钻杆脱连，且弹性U型连接销露出母接头部位较多，对排屑通道阻碍较大，影响螺旋钻杆排粉，从而制约了螺旋钻杆的推广使用。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的连接可靠性较差，使用时易脱落， 连接销对排屑通道阻碍较大，影响螺旋钻杆排粉等技术题，提出了一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆。该多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆不仅结构简单，装卸方便，抗弯能力强，还能减少对钻屑排出的阻碍，并且应用范围广泛，能满足干式钻进和湿式螺旋钻进工艺的需求。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆，包括：公接头、母接头、杆体、螺旋翼片、U型连接销，所述公接头和所述母接头摩擦焊接在杆体的两端，所述杆体外表面绕制螺旋翼片；所述公接头和所述母接头的配合面为多棱锥结构，其中，所述公接头承扭配合部位为多棱锥柱结构，所述母接头承扭配合部位为多棱锥孔结构，所述公接头和所述母接头多棱锥配合面沿轴向两端设有配合台肩，在公接头端的配合台肩部位设有密封槽；所述公接头上设有两个公接头销孔，所述母接头上设置有与公接头销孔相配合的两个母接头销孔，所述公接头销孔间以及两个母接头销孔间由半球面圆弧槽过渡连接，当所述公接头和所述母接头插接后，在所述公接头销孔和母接头销孔中插入U型连接销。
优化的，上述的一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆，所述连U形接销为U型长短边结构，其短边埋入钻杆接头内，长边端部设有用于通过防松螺母与钻杆固定的螺纹。
优化的，上述的一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆，所述公接头销孔和所述母接头销孔分别设置在公接头和所述母接头上的多棱锥体上，所述U型连接销在配合插入销孔中后部分销体嵌入母接头的半球面圆弧槽内。
优化的，上述的一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆，所述母接头的多棱锥孔为冷挤压配合热处理多次加工成型。
优化的，上述的一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆，所述公接头和 所述母接头插接配合部位的多棱锥结构的锥面个数为3-9，锥度为0-15°。
优化的，上述的一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆，所述为头螺旋翼片为单头或多头。
因此，本发明具有如下优点：
(1)多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆连接时，由U型螺栓连接销限制轴向移动，销体为U型长短边结构，短边埋入钻杆接头内，减少对钻屑排出的阻碍，长边加工螺纹，防松螺母固定，结构简单，装卸方便，相对于单销体抗拉能力强。
(2)公、母接头多棱锥配合面的轴向两端设有较长的台肩，分散了钻杆集中受力点，提高了钻杆的整体抗弯能力，延长了钻杆的使用寿命；公接头端部台肩为导向和密封台肩，其表面设装有O型密封圈的密封槽，使钻杆具有密封功能，即可用于干式钻进，又满足湿式螺旋钻进工艺对钻杆的需求。
(3)母接头多棱锥内孔由冷挤压配合热处理多次加工成型，加工精度和加工效率高，相对于线切割等加工工艺，更适合批量化生产。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为发明的公、母接头和连接销配合示意图的主视图。
图3为发明的公、母接头和连接销配合示意图的左视图。
图4为发明的公、母接头和连接销配合示意图的俯视图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，公接头1，母接头2，杆体3，螺旋翼片4，U型连接销5。
实施例：
如图1所示，多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆，由公接头1、母接头2和杆体3、螺旋翼片4、U型连接销5五部分组成，公接头1和母接头2通过摩擦焊接方式分别焊接在杆体3的两端形成钻杆体，螺旋翼片4绕制在钻杆体外表面，螺旋翼片可以是单头或多头。
如图2所示，钻杆插入连接时，由U型连接销5限制轴向移动，销体为U型长短边结构，短边埋入钻杆接头内，长边螺栓固定，结构简单，装卸方便。
公、母接头为多棱锥面配合结构，锥面个数为3-9，锥度为0-15°，公、母接头配合时，可方便快速的插接，且配合面积大，大大提升了承扭能力。
公、母接头多棱锥配合面的轴向两端设有较长的台肩，提高了钻杆的整体抗弯能力；公接头1端部台肩为导向和密封台肩，其表面设装有O型密封圈的密封槽，使钻杆具有密封功能。
母接头多棱锥内孔由冷挤压配合热处理多次加工成型，加工精度和加工效率高，相对于线切割等加工工艺，更适合批量化生产。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了公接头1，母接头2，杆体3，螺旋翼片4，U型连接销5等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本精神相违背的。

Claims (5)

1.一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆，包括：公接头(1)、母接头(2)、杆体(3)、螺旋翼片(4)、U型连接销(5)，其特征在于，
所述公接头(1)和所述母接头(2)摩擦焊接在杆体(3)的两端，所述杆体(3)外表面绕制螺旋翼片(4)；
所述公接头(1)和所述母接头(2)的配合面为多棱锥结构，其中，所述公接头(1)承扭配合部位为多棱锥柱结构，所述母接头(2)承扭配合部位为多棱锥孔结构，所述公接头(1)和所述母接头(2)多棱锥配合面沿轴向两端设有配合台肩，在公接头(1)端的配合台肩部位设有密封槽；
所述公接头(1)上设有两个公接头销孔，所述母接头(2)上设置有与公接头销孔相配合的两个母接头销孔，所述公接头销孔间以及两个母接头销孔间由半球面圆弧槽过渡连接，当所述公接头(1)和所述母接头(2)插接后，在所述公接头销孔和母接头销孔中插入U型连接销(5)；
U型连接销为U型长短边结构，其短边埋入钻杆接头内，长边螺栓固定。
2.根据权利要求1所述的一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆，其特征在于，所述公接头销孔和所述母接头销孔分别设置在公接头(1)和所述母接头(2)上的多棱锥体上，所述U型连接销(5)在配合插入销孔中后部分销体嵌入母接头(2)的半球面圆弧槽内。
3.根据权利要求1所述的一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆，其特征在于，所述母接头(2)的多棱锥孔为冷挤压配合热处理多次加工成型。
4.根据权利要求1所述的一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆，其特 征在于，所述公接头(1)和所述母接头(2)插接配合部位的多棱锥结构的锥面个数为3-9，锥度为0-15°。
5.根据权利要求1所述的一种多棱锥快速插接密封式螺旋钻杆，其特征在于，所述螺旋翼片(4)为单头或多头。
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