CN110242228B - 整体式宽翼片螺旋钻杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整体式宽翼片螺旋钻杆，本发明包括杆体、公接头和母接头，所述的母接头内设置有锁紧定位组件，所述的锁紧定位组件包括驱动元件、限位块和设置在驱动元件与限位块之间的联动元件，所述的母接头的内螺纹上设置有两个相对称的凹槽，所述的连接杆的一端与驱动板固定连接，连接杆的中部铰接在杆体的通水孔内，所述的绕绳轮转动连接在母接头的管壁内，且绕绳轮与母接头的管壁之间设置有扭簧，所述的齿条与限位块固定连接，所述的齿轮与绕绳轮固定连接且同轴转动，且齿轮与齿条啮合连接。本发明在钻取作业，钻杆转动时，公接头与母接头之间的扭力通过限位块传递，降低母接头与公接头之间连接螺纹的受力，避免连接螺纹失效。
Description
技术领域
本发明涉及钻杆技术领域，具体涉及一种整体式宽翼片螺旋钻杆。
背景技术
松软突出煤层瓦斯抽采钻杆施工一直是困扰我国坑道钻探技术发展的难题，通常采用外平钻杆和螺旋钻杆进行钻孔施工。外平钻杆在钻进过程中，钻杆对钻孔内煤粉扰动小，且不能将煤粉有效排除孔外，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；螺旋钻杆在钻进过程中，提高了钻进能力和排渣能力，但是常规的螺旋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。现有的宽翼片螺旋钻杆进行松软突出煤层瓦斯抽采钻采施工，这种螺旋钻杆能集合外平钻杆和螺旋钻杆的有点，在一定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。现在的钻杆之间通过大都是通过螺纹连接，钻取时，螺纹之间会传递运动的作用，会容易造成螺纹的失效。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种传递性能稳定的整体式宽翼片螺旋钻杆。
为了解决上述问题，本发明包括杆体、公接头和母接头，母接头内设置有内螺纹，公接头上设置有与母接头的内螺纹相匹配的外螺纹，杆体内设置有通水孔，所述的公接头和母接头固定连接在杆体的两端，杆体、公接头和母接头为圆柱形，杆体、公接头和母接头的圆周面上均设置有螺旋槽，所述的母接头内设置有锁紧定位组件，所述的锁紧定位组件包括驱动元件、限位块和设置在驱动元件与限位块之间的联动元件，所述的母接头的内螺纹上设置有两个相对称的凹槽，所述的限位块沿母接头的径向方向滑动设置在凹槽内，所述的公接头的外螺纹上设置有母螺纹上凹槽相对应的限位槽，所述的驱动元件包括驱动板和连接杆，所述的连接杆的一端与驱动板固定连接，连接杆的中部铰接在杆体的通水孔内，所述的联动元件包括连接绳、绕绳轮、齿轮和齿条，所述的连接绳的一端系在连接杆的远离驱动板的一端，连接绳的另一端缠绕在绕绳轮上，所述的绕绳轮转动连接在母接头的管壁内，且绕绳轮与母接头的管壁之间设置有扭簧，所述的齿条与限位块固定连接，所述的齿轮与绕绳轮固定连接且同轴转动，且齿轮与齿条啮合连接，当扭簧处于自然状态时，所述的连接杆的设置驱动板的一端处于倾斜朝向杆体的中心轴线的状态，所述的限位块完全位于凹槽内；当驱动板向靠近杆体内壁的方向运动时，所述的限位块向母接头的中心轴线方向运动，且限位块存在突出于凹槽的状态。
作为优化，本发明所述的驱动板为弧形板，弧形板的外壁与杆体的内壁相匹配。
作为优化，本发明所述的螺旋槽设置有三条，螺旋槽的导程范围为200mm-1000mm，螺旋槽宽度为20mm-100mm。
作为优化，本发明所述的杆体的两端为平面，所述的公接头的一端和母接头的一端均为平面，公接头的平面端和母接头的平面端分别通过摩擦焊分别固定连接在杆体的两端平面上。
本发明的有益效果是：本发明的钻杆在连接时，将其中一根钻杆的公接头通过管螺纹连接到相邻钻杆的母接头内，钻进作业前，先通入冷却水，水流冲击驱动板，推动驱动板向靠近杆体的内壁的方向运动，根据杠杆原理，驱动板通过连接杆向外侧拉动连接绳，使连接绳带动绕绳轮转动，与绕绳轮同轴转动的齿轮通过齿条带动限位块向靠近公接头的方向移动，直至限位块伸入到公接头的限位槽内，在钻取作业，钻杆转动时，公接头与母接头之间的扭力通过限位块传递，降低母接头与公接头之间连接螺纹的受力，避免连接螺纹失效。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为母接头处的内部结构示意图。
其中：1、公接头，2、杆体，3、母接头，4、连接杆，5、驱动板， 6、连接绳，7、齿轮，8、绕绳轮，9、齿条，10、限位块， 3-1、凹槽，3-2、内螺纹。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示的整体式宽翼片螺旋钻杆，包括杆体2、公接头1和母接头3，母接头3内设置有内螺纹3-2，公接头1上设置有与母接头3的内螺纹3-2相匹配的外螺纹，杆体2内设置有通水孔，所述的公接头1和母接头3固定连接在杆体2的两端，杆体2、公接头1和母接头3均为圆柱形，杆体2、公接头1和母接头3的圆周面上设置有螺旋槽，作为优化，所述的螺旋槽设置有三条，螺旋槽的导程范围为200mm-1000mm，螺旋槽宽度为20mm-100mm。所述的杆体2的两端为平面，所述的公接头1的一端和母接头3的一端均为平面，公接头1的平面端和母接头3的平面端分别通过摩擦焊分别固定连接在杆体2的两端平面上。
如图2所示，本实施例所述的母接头3内设置有锁紧定位组件，所述的锁紧定位组件包括驱动元件、限位块10和设置在驱动元件与限位块10之间的联动元件，所述的母接头3的内螺纹3-2上设置有两个相对称的凹槽3-1，所述的限位块10沿母接头3的径向方向滑动设置在凹槽3-1内，所述的公接头的外螺纹上设置有母螺纹3-2上凹槽3-1相对应的限位槽，所述的驱动元件包括驱动板5和连接杆4，所述的驱动板5为弧形板，弧形板的外壁与杆体的内壁相匹配，驱动板5设置成弧形是为了降低驱动板5在平贴于杆体2内壁上时对水流的影响。所述的连接杆4的一端与驱动板5固定连接，连接杆4的中部铰接在杆体2的通水孔内，所述的联动元件包括连接绳6、绕绳轮8、齿轮7和齿条9，所述的连接绳6的一端系在连接杆4的远离驱动板5的一端，连接绳6的另一端缠绕在绕绳轮8上，所述的绕绳轮8转动连接在母接头3的管壁内，且绕绳轮8与母接头3的管壁之间设置有扭簧，所述的齿条9与限位块10固定连接，所述的齿轮7与绕绳轮8固定连接且同轴转动，且齿轮7与齿条9啮合连接，当扭簧处于自然状态时，所述的连接杆4的设置驱动板5的一端处于倾斜朝向杆体2的中心轴线的状态，所述的限位块10完全位于凹槽3-1内；当驱动板5向靠近杆体2内壁的方向运动时，所述的限位块10向母接头3的中心轴线方向运动，且限位块10存在突出于凹槽3-1的状态。
工作原理：在连接相邻两根钻杆时，将其中一根钻杆的公接头1通过管螺纹连接到相邻钻杆的母接头3内，钻进作业前，先通入冷却水，水流冲击驱动板5，推动驱动板5向靠近杆体2的内壁的方向运动，根据杠杆原理，驱动板5通过连接杆4向外侧拉动连接绳6，使连接绳6带动绕绳轮8转动，与绕绳轮8同轴转动的齿轮7通过齿条9带动限位块10向靠近公接头1的方向移动，直至限位块10伸入到公接头1的限位槽内，在钻取作业，钻杆转动时，公接头1与母接头3之间的扭力通过限位块10传递，降低母接头3与公接头1之间连接螺纹的受力，避免连接螺纹失效。
在不通水时，绕绳轮8会因为扭簧的弹力回转，通过连接绳6拉动连接杆4和驱动板5回复原始状态。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (2)
1.一种整体式宽翼片螺旋钻杆，包括杆体、公接头和母接头，母接头内设置有内螺纹，公接头上设置有与母接头的内螺纹相匹配的外螺纹，杆体内设置有通水孔，所述的公接头和母接头固定连接在杆体的两端，杆体、公接头和母接头为圆柱形，杆体、公接头和母接头的圆周面上均设置有螺旋槽，其特征在于：所述的母接头内设置有锁紧定位组件，所述的锁紧定位组件包括驱动元件、限位块和设置在驱动元件与限位块之间的联动元件，所述的母接头的内螺纹上设置有两个相对称的凹槽，所述的限位块沿母接头的径向方向滑动设置在凹槽内，所述的公接头的外螺纹上设置有母螺纹上凹槽相对应的限位槽，所述的驱动元件包括驱动板和连接杆，所述的连接杆的一端与驱动板固定连接，连接杆的中部铰接在杆体的通水孔内，所述的联动元件包括连接绳、绕绳轮、齿轮和齿条，所述的连接绳的一端系在连接杆的远离驱动板的一端，连接绳的另一端缠绕在绕绳轮上，所述的绕绳轮转动连接在母接头的管壁内，且绕绳轮与母接头的管壁之间设置有扭簧，所述的齿条与限位块固定连接，所述的齿轮与绕绳轮固定连接且同轴转动，且齿轮与齿条啮合连接，当扭簧处于自然状态时，所述的连接杆的设置驱动板的一端处于倾斜朝向杆体的中心轴线的状态，所述的限位块完全位于凹槽内；当驱动板向靠近杆体内壁的方向运动时，所述的限位块向母接头的中心轴线方向运动，且限位块存在突出于凹槽的状态；所述的驱动板为弧形板，弧形板的外壁与杆体的内壁相匹配；所述的螺旋槽设置有三条，螺旋槽的导程范围为200mm-1000mm，螺旋槽宽度为20mm-100mm。
2.根据权利要求1所述的整体式宽翼片螺旋钻杆，其特征在于：所述的杆体的两端为平面，所述的公接头的一端和母接头的一端均为平面，公接头的平面端和母接头的平面端分别通过摩擦焊分别固定连接在杆体的两端平面上。
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