CN107558935A - 一种改进的螺旋型钻杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进型螺旋型钻杆，包括钻杆杆体，所述钻杆杆体为三棱螺旋杆，所述三棱螺旋杆上的螺旋面由三棱螺旋杆的表面下沉形成。该螺旋形在钻进过程中，钻杆杆体上的螺旋面与钻孔壁之间形成多个半圆形的螺旋空间，在保证钻杆杆体的强度的情况下，扩大了排除粉尘与瓦斯的通道；并且，螺旋形的螺旋面和孔壁构成了一个螺旋输送器，可以使煤渣更加顺畅地排出，孔底煤渣被钻杆杆体上的螺旋通道逐步向后输送直至排出孔外；此外，钻杆杆体的凸棱呈螺旋形，在钻进过程中，可以更好的保护孔壁。

Description

一种改进的螺旋型钻杆

技术领域

本发明涉及一种改进型螺旋型钻杆。

背景技术

钻杆是井下钻进探放水孔、瓦斯抽放孔常用的钻探工具，因此钻杆是一种重要的矿山工具。在现有的钻杆中，比较常用的是常规钻杆(即光杆)和焊接结构软岩钻杆(即螺旋钻杆)。其中，常规钻杆与复合片钻头配合即可用于岩层探放水孔的钻进，也可用于煤层或煤岩层瓦斯抽放孔钻进；软岩钻杆与合金钻头配合，在煤矿行业也得到广泛使用。

然而，目前的常规钻杆由于外表面是圆滑的，对钻孔内煤粉扰动小，且不能将煤粉有效排出孔外，在松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工中存在钻孔深度受限等问题；螺旋钻杆是通过在钻杆的表面增加向外凸起的螺纹凸棱，在钻进过程中，提高了钻进能力和排渣能力，但是钻杆对孔壁扰动过大，容易发生喷孔、塌孔、卡钻等异常现象，导致钻孔成孔率低、成孔深度浅，严重时甚至出现掉钻杆等孔内事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进型螺旋型钻杆，其既能增强煤粉扰动效果，又能提高钻孔成孔率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种改进型螺旋型钻杆，包括钻杆杆体，所述钻杆杆体为多棱螺旋杆，所述多棱螺旋杆上的螺旋面由多棱螺旋杆的表面下沉形成。

进一步地，所述钻杆杆体为三棱螺旋杆，所述三棱螺旋杆上的螺旋面由三棱螺旋杆的表面下沉形成。

进一步地，所述钻杆杆体内设有通孔。

进一步地，所述钻杆杆体内的通孔的孔径大于等于55mm。

进一步地，所述螺旋面的螺旋导程为650mm-800mm。

进一步地，所述钻杆杆体的两端分别设有一个用于将两个钻杆杆体连接起来的连接接头。

进一步地，所述钻杆杆体的一端设有公接头，另一端设有母接头；所述公接头外缘设有外螺纹，所述母接头内缘设有内螺纹，且所述外螺纹和内螺纹为梯形螺纹；所述外螺纹与内螺纹适型配合。

进一步地，所述梯形螺纹的牙型角为29°～30°，螺纹锥度为1：8～1:30。

本发明的有益效果为：

1、该钻杆在钻进过程中，钻杆杆体上的螺旋面与钻孔壁之间形成多个半圆形的螺旋空间，在保证钻杆杆体的强度的情况下，扩大了排除粉尘与瓦斯的通道；并且，螺旋形的螺旋面和孔壁构成了一个螺旋输送器，可以使煤渣更加顺畅地排出，孔底煤渣被钻杆杆体上的螺旋通道逐步向后输送直至排出孔外；此外，钻杆杆体的凸棱呈螺旋形，在钻进过程中，可以更好的保护孔壁。

2、本申请中的钻杆杆体一体成型，并且钻杆优选仅由一个一体成型的钻杆杆体构成，即通过将传统的接头连接式钻杆改为整体式钻杆，在增加钻杆强度的同时保证了螺旋面的螺旋连续性，使排渣通道更顺畅，进一步提高了其排渣效果。

3、通过增大钻杆杆体内的通孔的孔径，通过大孔径通孔可以完成下放筛管的施工工艺，解决了因钻孔坍塌造成的抽放孔堵塞问题，提高抽放效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图。

其中：1、钻杆杆体；2、螺旋面；3、公接头；4、母接头。

具体实施方式

如图1至图3所示的松软煤层用改进型螺旋型钻杆，包括钻杆杆体1，所述钻杆杆体1为多棱螺旋杆，所述多棱螺旋杆上的螺旋面2由多棱螺旋杆的表面下沉形成。

根据本申请的一个实施例，所述钻杆杆体1为三棱螺旋杆，所述三棱螺旋杆上的螺旋面2由三棱螺旋杆的表面下沉形成。即如图3所示，钻杆杆体1的横截面外周边形状由三段等长的直线段和圆弧段交替连接而成，且相邻两个所述螺旋面2之间形成的锥度均为60°。

该申请通过将原来的三棱杆的螺旋面设为螺旋状，使得钻杆杆体1的相邻螺旋面2之间形成圆弧形凸棱。在钻进过程中，钻杆杆体1上的螺旋面2与钻孔壁之间形成若干半圆形的螺旋空间，在保证钻杆杆体1的强度的情况下，扩大了排除粉尘与瓦斯的通道；并且，螺旋形的螺旋面2和孔壁构成了一个螺旋输送器，可以使煤渣更加顺畅地排出，孔底煤渣被钻杆杆体1上的螺旋通道逐步向后输送，直至排出孔外；此外，由于钻杆杆体1上的凸棱呈螺旋形，在钻进过程中，在同一垂直方向上的钻孔所受的应力为间断不连续的，同时钻杆杆体1的圆弧凸棱在钻进过程中对壁孔具有挤压作用，故可以更好的保护孔壁，以防止出现塌孔、卡钻等异常情况。

特别地，钻杆杆体1的螺旋面2的宽度b是根据钻杆杆体1的直径和壁厚决定，在保证钻杆工作强度所需保持的壁厚下，应使螺旋面2的宽度b尽可能地大。

根据本申请的一个实施例，钻杆杆体1一体成型，并且钻杆仅由一个一体成型的钻杆杆体1构成。从而，本申请通过将传统的接头连接式钻杆改为整体式钻杆，在增加钻杆强度的同时保证了三棱螺旋面的螺旋连续性，使排渣通道更顺畅，进一步提高了其排渣效果。

根据本申请的一个实施例，钻杆杆体1内的通孔的孔径大于等于55mm。本申请将传统的钻杆杆体1内的通孔孔径增大到55mm以上，使其可以完成下放筛管的施工工艺，解决了因钻孔坍塌造成的抽放孔堵塞问题，提高抽放效果。

根据本申请的一个实施例，螺旋面2的螺旋导程为650mm-800mm。并且，螺旋面2的最佳螺旋导程为750mm，在此结构下可以在保证煤渣的输送效率同时，最大限度地保护孔壁，防止出现塌孔现象。

根据本申请的一个实施例，该钻杆包括多个所述钻杆杆体1，且各钻杆杆体1的一端设有公接头3，另一端设有母接头4；相邻两个所述钻杆杆体1通过所述公接头3和母接头4首尾连接而成。

根据本申请的一个实施例，所述钻杆杆体1与公接头3和母接头4通过摩擦焊接连接，以保证钻杆的强度。

根据本申请的一个实施例，所述公接头3的外缘设有外螺纹，所述母接头 4的内缘设有内螺纹；所述外螺纹和内螺纹为梯形螺纹，且所述梯形螺纹的牙型角为29°～30°，螺纹锥度为1：8～1：30；所述外螺纹与内螺纹适型配合。优选地，所述梯形螺纹的牙型角为30°、螺纹锥度为1：8，或者梯形螺纹的牙型角为29°、螺纹锥度为1：30。

选择梯形螺纹连接结构是因为其不仅密封性能好，还可有效减小排渣介质压力的沿程损失，提高排渣效果与钻杆的抗疲劳能力。此外，还可对公接头3 和母接头4上的上述两种螺纹表面进行防锈、耐磨处理，以增强防粘扣和耐磨等性能。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种改进型螺旋型钻杆，包括钻杆杆体，其特征在于，所述钻杆杆体为多棱螺旋杆，所述多棱螺旋杆上的螺旋面由多棱螺旋杆的表面下沉形成。

2.根据权利要求1所述的改进型螺旋型钻杆，其特征在于，所述钻杆杆体内设有通孔。

3.根据权利要求2所述的改进型螺旋型钻杆，其特征在于，所述钻杆杆体内的通孔的孔径大于等于55mm。

4.根据权利要求1或2所述的改进型螺旋型钻杆，其特征在于，所述螺旋面的螺旋导程为650mm-800mm。

5.根据权利要求1所述的改进型螺旋型钻杆，其特征在于，所述钻杆杆体的两端分别设有一个用于将两个钻杆杆体连接起来的连接接头。

6.根据权利要求5所述的改进型螺旋型钻杆，其特征在于，所述钻杆杆体的一端设有公接头，另一端设有母接头；所述公接头外缘设有外螺纹，所述母接头内缘设有内螺纹，且所述外螺纹和内螺纹为梯形螺纹；所述外螺纹与内螺纹适型配合。

7.根据权利要求6所述的改进型螺旋型钻杆，其特征在于，所述梯形螺纹的牙型角为29°～30°，螺纹锥度为1：8～1:30。

8.根据权利要求1或2所述的改进型螺旋型钻杆，其特征在于，所述钻杆杆体为三棱螺旋杆，所述三棱螺旋杆上的螺旋面由三棱螺旋杆的表面下沉形成。