CN109356534B - 铸钢双螺纹钻杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸钢双螺纹钻杆，包括钻杆本体和支撑装置，钻杆本体的内部中空，其一端连接钻头，另一端连接驱动装置，钻杆本体的外圆柱面上设有与钻头螺旋方向相反的螺旋凹槽，螺旋凹槽的底部设有凸起的助排齿条，助排齿条与螺旋凹槽相平行；驱动装置包括提供旋转力和进给力的动力源、导向装置以及连接动力源与钻杆本体的驱动节，驱动节为变向传动结构，导向装置套在钻杆本体外侧用于限制钻杆本体的径向移动，其与钻杆本体滑动配合。在钻孔过程中，渣块由钻头进入到螺旋凹槽中；在助排齿条向后推进的作用下，沿方向螺旋上升最终排出到钻孔外。钻杆本体的钻孔过程中，钻杆本体可在一定角度内进行摆动。
Description
技术领域
本发明钻杆技术领域，具体是一种铸钢双螺纹钻杆。
背景技术
钻杆广泛应用在煤矿、石油、天然气等化石燃料的开采过程中。目前，在煤矿开采方面，国内在松软突出煤层钻进方面，普遍采用的钻杆有螺旋（低螺旋）钻杆和三棱钻杆。由于螺旋刻槽钻杆直径远小于钻孔直径，钻杆不具备护孔能力，排渣能力不足，导致孔壁煤体易出现失稳变形甚至塌孔现象；机器的振动以及塌孔现象都有可能造成钻杆的折断。在石油、天然气开采方面，海上钻井平台在遭遇恶劣天气（如台风）时，钻杆和其钻杆升降装置会剧烈晃动，容易造成其接触位置折断。目前存在使用橡胶空气弹簧设置在钻杆与钻杆升降装置之间的方式来避免钻杆折断，但是该种解决方案同时会影响钻杆升降机构的效率，同时能耗增大。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种排渣能力强且能够防止钻杆折断的铸钢双螺纹钻杆。
为达到上述目的，采用以下技术方案。
一种铸钢双螺纹钻杆，包括钻杆本体和支撑装置，所述钻杆本体的内部中空，其一端连接钻头，另一端连接驱动装置，所述钻杆本体的外圆柱面上设有与钻头螺旋方向相反的螺旋凹槽，所述螺旋凹槽的底部设有凸起的助排齿条，所述助排齿条与所述螺旋凹槽相平行；所述驱动装置包括提供旋转力和进给力的动力源、导向装置以及连接所述动力源与所述钻杆本体的驱动节，所述驱动节为变向传动结构，所述导向装置套在钻杆本体外侧用于限制钻杆本体的径向移动，其与钻杆本体滑动配合。
所述驱动节包括钟形壳、钢球、星形套、保持架以及传动轴，所述传动轴的一端与星形套同轴固定连接，另一端与动力源相连接，所述钟形壳内侧的星形套的外侧均设有球道，所述钢球在保持架的轴向约束下在所述球道中滚动，所述钟形壳包括壳体和连接杆，所述连接杆轴心处中空，其端部设有与钻杆本体上的连接孔相配合的连接头，连接杆的外圆柱面上设有用于供水或供气的供给孔。相比于橡胶空气弹簧，该驱动节既能给予钻杆摆动的自由度，又能不多消耗能量，也提高了工作效率。
所述连接杆外侧设有供水供气装置，所述供水供气装置包括基座、同轴设有的两个轴承，两个轴承之间设有挡圈，所述挡圈设有与连接杆的供给孔相对应的通孔，所述通孔与供水源或供气源相连通。为钻杆供水、供气服务。
所述导向装置包括支架、套筒，所述套筒固定在所述支架上，钻杆本体从套筒内部穿过，所述支架固定在被钻孔的受体上。
所述支架上设有存在冷却液的箱体以及向套筒中加注冷却液的喷头。防止套筒温度过高。
所述钻杆本体的连接孔为台阶形，连接杆的连接头为台阶孔。
所述螺旋凹槽内设有泄压孔，所述泄压孔与所述助排齿条交替设置。减轻钻孔本体内的压力，防止塌孔。
所述螺旋凹槽的螺距大于钻头的螺距。该设置是为了兼顾排渣和扬渣的效果。
有益效果：该铸钢双螺纹钻杆，通过设置助排齿条，在钻孔过程中，渣块由钻头进入到螺旋凹槽中；在助排齿条向后推进的作用下，沿方向螺旋上升最终排出到钻孔外；排渣能力增强，防止塌孔。驱动装置设置驱动节，钻杆本体的钻孔过程中，如遇到地面或海面的晃动，钻杆本体可在一定角度内进行摆动，从而不影响钻孔工作的正常运行。既提高了工作效率，又能防止钻杆折断。
附图说明
图1是实施例的结构示意图；
图2是驱动节的结构示意图；
图3是钻杆本体的结构图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1。本说明书所附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1、图3所示，一种铸钢双螺纹钻杆，包括钻杆本体2和支撑装置1，所述钻杆本体2的内部中空，其一端连接钻头3，另一端连接驱动装置4，所述钻杆本体2的外圆柱面上设有与钻头3螺旋方向相反的螺旋凹槽21，所述螺旋凹槽21的底部设有凸起的助排齿条22，所述助排齿条22与所述螺旋凹槽21相平行；所述驱动装置4包括提供旋转力和进给力的动力源7、导向装置5以及连接所述动力源7与所述钻杆本体2的驱动节8，所述驱动节8为变向传动结构，所述导向装置5套在钻杆本体2外侧用于限制钻杆本体2的径向移动，其与钻杆本体2滑动配合。
如图2所示，所述驱动节8包括钟形壳81、钢球82、星形套83、保持架84以及传动轴85，所述传动轴85的一端与星形套83同轴固定连接，另一端与动力源7相连接，所述钟形壳81内侧的星形套83的外侧均设有球道，所述钢球82在保持架84的轴向约束下在所述球道中滚动，所述钟形壳81包括壳体和连接杆86，所述连接杆86轴心处中空，其端部设有与钻杆本体2上的连接孔相配合的连接头86，连接杆86的外圆柱面上设有用于供水或供气的供给孔87。相比于橡胶空气弹簧，该驱动节8既能给予钻杆摆动的自由度，又能不多消耗能量，也提高了工作效率。
所述连接杆86外侧设有供水供气装置6，所述供水供气装置6包括基座、同轴设有的两个轴承61，两个轴承61之间设有挡圈62，所述挡圈62设有与连接杆86的供给孔87相对应的通孔63，所述通孔63与供水源或供气源相连通。为钻杆供水、供气服务。
所述导向装置5包括支架51、套筒52，所述套筒52固定在所述支架51上，钻杆本体2从套筒52内部穿过，所述支架51固定在被钻孔的受体上。
所述支架51上设有存在冷却液的箱体以及向套筒52中加注冷却液的喷头。防止套筒52温度过高。
所述钻杆本体2的连接孔为台阶形，连接杆86的连接头86为台阶孔。
所述螺旋凹槽21内设有泄压孔23，所述泄压孔23与所述助排齿条22交替设置。减轻钻孔本体2内的压力，防止塌孔。
所述螺旋凹槽21的螺距大于钻头3的螺距。该设置是为了兼顾排渣和扬渣的效果。
该铸钢双螺纹钻杆，通过设置助排齿条22，在钻孔过程中，渣块由钻头3进入到螺旋凹槽21中；在助排齿条22向后推进的作用下，沿反向螺旋上升最终排出到钻孔外；排渣能力增强，防止塌孔。驱动装置4设置驱动节8，钻杆本体2的钻孔过程中，如遇到地面或海面的晃动，钻杆本体2可在一定角度内进行摆动，从而不影响钻孔工作的正常运行。既提高了工作效率，又能防止钻杆折断。
工作时，将导向机构固定在地面或水面上，钻杆本体2插入到套筒52中，组装钻杆本体2、驱动节8以及动力源7；供水供气装置6向钻杆中供水或供气，启动动力源7；启动喷头向套筒52中喷水。在工作过程中底面，设备、地面或水面晃动幅度在一定范围内，工作依然可以继续。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.铸钢双螺纹钻杆，包括钻杆本体和支撑装置，所述钻杆本体的内部中空，其一端连接钻头，另一端连接驱动装置，其特征在于：所述钻杆本体的外圆柱面上设有与钻头螺旋方向相反的螺旋凹槽，所述螺旋凹槽的底部设有凸起的助排齿条，所述助排齿条与所述螺旋凹槽相平行；所述驱动装置包括提供旋转力和进给力的动力源、导向装置以及连接所述动力源与所述钻杆本体的驱动节，所述驱动节为变向传动结构，所述导向装置套在钻杆本体外侧用于限制钻杆本体的径向移动，其与钻杆本体滑动配合；
所述驱动节包括钟形壳、钢球、星形套、保持架以及传动轴，所述传动轴的一端与星形套同轴固定连接，另一端与动力源相连接，所述钟形壳内侧的星形套的外侧均设有球道，所述钢球在保持架的轴向约束下在所述球道中滚动，所述钟形壳包括壳体和连接杆，所述连接杆轴心处中空，其端部设有与钻杆本体上的连接孔相配合的连接头，连接杆的外圆柱面上设有用于供水或供气的供给孔；
所述连接杆外侧设有供水供气装置，所述供水供气装置包括基座、同轴设有的两个轴承，两个轴承之间设有挡圈，所述挡圈设有与连接杆的供给孔相对应的通孔，所述通孔与供水源或供气源相连通。
2.根据权利要求1所述铸钢双螺纹钻杆，其特征在于：所述导向装置包括支架、套筒，所述套筒固定在所述支架上，钻杆本体从套筒内部穿过，所述支架固定在被钻孔的受体上。
3.根据权利要求2所述铸钢双螺纹钻杆，其特征在于：所述支架上设有存在冷却液的箱体以及向套筒中加注冷却液的喷头。
4.根据权利要求1所述铸钢双螺纹钻杆，其特征在于：所述钻杆本体的连接孔为台阶形，连接杆的连接头为台阶孔。
5.根据权利要求1所述铸钢双螺纹钻杆，其特征在于：所述螺旋凹槽内设有泄压孔，所述泄压孔与所述助排齿条交替设置。
6.根据权利要求1所述铸钢双螺纹钻杆，其特征在于：所述螺旋凹槽的螺距大于钻头的螺距。
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