CN111894480A - 适用于内锁紧式钻杆的拆装工具 - Google Patents

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Abstract

一种适用于内锁紧式钻杆的拆装工具，涉及桩基工程机械和钻探工程机械技术领域，包括位于上方的施力驱动头和位于下方的拆接头，在施力驱动头和拆接头之间连接有传动管；传动管包括与拆接头固定连接的内管和与施力驱动头固定连接的外管，内管套装在外管中，外管下端的内壁和与外管对接的内管外壁之间设有传扭机构；套装在外管内的内管上设有上限位机构和下限位机构，上限位机构和内管固定连接，下限位机构和外管连接，在上限位机构和下限位机构之间的内管上套装有支撑弹簧；拆接头上设有拆装杆，在拆装杆下部侧壁上装有与内锁紧式钻杆的转动槽配合实现传扭的弹性键块。本发明能够传递大扭矩、大拉力，实现内锁紧式钻杆快速拆装。

Description

适用于内锁紧式钻杆的拆装工具
技术领域
本发明涉及桩基工程机械和钻探工程机械技术领域，尤其是一种适用于内锁紧式钻杆的拆装工具。
背景技术
随着现代工业的发展，大直径地质钻孔被越来越广泛地应用，这些钻孔应用于的领域也很多，比如：桩基础领域、矿山领域（各种用途的井）、污水处理领域（曝气井）等等。目前可见的用于大直径钻进的钻井设备及钻进工艺多种多样，可用的设备有旋挖钻机、全断面反循环钻机、冲击钻机、潜水钻机以及普通的正循环回转钻机等等，其中目前应用较多的是旋挖钻机和全断面反循环钻机。这些钻机从造价、适用性、劳动密集程度等各个方面都各有特点，所能采用的钻井工艺依据钻机自身特点和设计初衷也各有不同，但在应对大直径深孔、尤其是大直径硬岩钻进时，普遍存在钻进效率低的问题，目前大直径硬岩钻进效率低已成为世界范围内公认的行业难题。
基于此，申请人依据多年从事钻机研发的经验及对钻井工艺的研究，整合以往多种钻进工法的长处，原创了一种全新的钻井工法并研发了可以方便地使用这种工法的钻机（已申请整机发明专利）及相应的内锁紧式钻杆（已申请发明专利）。
这种内锁紧式钻杆的最大优点是在可以传递大扭矩、大拉力的同时，可以实现快速地拆装，之所以可以被快速地拆装，是因为钻杆间通过传扭键插接在一起以后，只通过一个内置的螺纹连接来传递拉力，为在钻杆内保持足够的内通径，拆装螺纹的传扭键设计为内键，针对这种钻杆的特点，需要设计一种适用于快速拆装这种内锁紧式钻杆的拆装工具。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种能够传递大扭矩、大拉力、实现内锁紧式钻杆快速拆装的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，本发明是一种适用于内锁紧式钻杆的拆装工具，其特点是，包括位于上方的施力驱动头和位于下方用于向内锁紧式钻杆传递扭矩实现钻杆螺纹连接拆装的拆接头，在施力驱动头和拆接头之间连接有传动管；
所述传动管包括与拆接头固定连接的内管和与施力驱动头固定连接的外管，内管套装在外管中，外管下端的内壁和与外管对接的内管外壁之间设有传扭机构；套装在外管内的内管上设有上限位机构和下限位机构，上限位机构和内管固定连接，下限位机构和外管连接，在上限位机构和下限位机构之间的内管上套装有支撑弹簧；
所述拆接头上设有伸入内锁紧式钻杆的安装管内孔的拆装杆，在拆装杆下部侧壁上装有与内锁紧式钻杆的安装管上的转动槽配合实现传扭的弹性键块。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具中：所述外管下端的内壁向内凸起形成内六方孔，外管的内六方面和外管的内圆周面之间形成安装台肩，所述内管与外管对接处设为与外管的内六方孔配合的外六方柱，所述内管的外六方柱滑动插接在外管的内六方孔内构成上述的传扭机构实现传扭。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具中：所述上限位机构设为上限位筒，上限位筒的内壁开设有内螺纹，内管的上部设有与上限位筒的内螺纹配合的外螺纹，上限位筒和内管之间通过螺纹连接；
所述下限位机构设为下限位筒，下限位筒的外壁和外管的内壁之间固定连接，下限位筒的下端口与外管的安装台肩相抵触设置。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具中：在上限位筒上装有防退块，防退块与内管上端固定连接，上限位筒的顶端与防退块的下端相抵触设置。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具中：在上限位筒和下限位筒之间的支撑弹簧外套装有保护筒。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具中：在拆装杆下部侧壁上对称设有两个弹性键块；在拆装杆的下部设有两个竖向设置且连通的安装通槽，所述弹性键块包括弹性键块本体，两个弹性键块本体对称安装在安装通槽内，在两个弹性键块本体之间连接有复位弹簧；在安装通槽的上下两端设有与弹性键块本体配合的限位挡块。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具中：所述弹性键块本体设有与内锁紧式钻杆的安装管内孔壁配合的引导坡面。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具中：所述施力驱动头和外管之间连接有驱动管，施力驱动头设在驱动管上部，驱动管和外管的对接处均设有相互配合的销孔，驱动管和外管之间通过连接销连接。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具中：所述驱动管的下部设为外六方柱，所述外管与驱动管对接处设为与驱动管的外六方柱配合的内六方孔，驱动管的外六方柱插装在驱动管的内六方孔内，并通过销钉实现驱动管和外管的连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过设置拆接头，在拆接头上设置拆装杆，拆装杆可以深入内锁紧式钻杆的安装管内，通过在拆装杆上设置弹性键块，弹性键块与内锁紧式钻杆中安装管的转动槽配合用于向安装管传递扭矩，带动安装管转动，实现内锁紧式钻杆中锁紧接头的外螺纹和内锁紧式钻杆中公接头的内螺纹连接或解除，实现内锁紧式钻杆的装配或拆卸；
通过在施力驱动头和拆接头之间设置传动管，传动管的内管和外管之间设置传扭机构，通过传扭机构、活动键块和转动槽的配合，该拆装工具可以传递大扭矩和大拉力，连接稳固，运行可靠，拆装快速方便。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为图1中B-B的剖视图；
图3为图2中C处结构放大图；
图4 为图2中A处结构放大图；
图5为内锁紧式钻杆的一种结构示意图；
图6为公接头的主视结构示意图；
图7为母接头的主视结构示意图；
图8为内锁紧式钻杆中安装管的截面图。
图中：1.施力驱动头，2.拆接头，3.传动管，301.外管，302.内管，4.传扭机构，5.支撑弹簧，6.拆装杆，7.弹性键块本体，8.上限位筒，9.下限位筒，10.防退块，11.驱动管，12.安装通槽，13.限位挡块，14.限位凸沿，15.引导面，16.复位弹簧，17.安装台肩，18.公接头，19.母接头，20.传扭外花键，21.传扭内花键，22.限位台肩，23.安装管，24.锁紧接头，25.外螺纹，26.内螺纹，27.压紧台肩，28.挡环，29.转动槽，30.转动密封圈。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
【实施例1】一种适用于内锁紧式钻杆的拆装工具，参照图5，结合图6、图7，包括位于上方的施力驱动头1和位于下方用于向内锁紧式钻杆传递扭矩实现钻杆螺纹连接拆装的拆接头2，在施力驱动头1和拆接头2之间连接有传动管3 ；
所述传动管3包括与拆接头2固定连接的内管302和与施力驱动头1固定连接的外管301，内管302套装在外管301中，外管301下端的内壁和与外管301对接的内管302外壁之间设有传扭机构4；套装在外管301内的内管302上设有上限位机构和下限位机构，上限位机构和内管302固定连接，下限位机构和外管301连接，在上限位机构和下限位机构之间的内管302上套装有支撑弹簧5；
所述拆接头2上设有伸入内锁紧式钻杆的安装管23内孔的拆装杆6，在拆装杆6下部侧壁上装有与内锁紧式钻杆的安装管23上的转动槽29配合实现传扭的弹性键块。
所述外管301下端的内壁向内凸起形成内六方孔，外管301的内六方面和外管301的内圆周面之间形成安装台肩17，所述内管302与外管301对接处设为与外管301的内六方孔配合的外六方柱，所述内管302的外六方柱滑动插接在外管301的内六方孔内构成上述的传扭机构4实现传扭。传扭机构4还可以选用四方插接结构或花键连接等其他可以实现传扭的连接结构。
所述上限位机构设为上限位筒8，上限位筒8的内壁开设有内螺纹26，内管302的上部设有与上限位筒8的内螺纹26配合的外螺纹25，上限位筒8和内管302之间通过螺纹连接；
所述下限位机构设为下限位筒9，下限位筒9的外壁和外管301的内壁之间固定连接，下限位筒9的下端口与外管301的安装台肩17相抵触设置。
在上限位筒8上装有防退块10，防退块10与内管302上端固定连接，上限位筒8的顶端与防退块10的下端相抵触设置。
在上限位筒8和下限位筒9之间的支撑弹簧5外套装有保护筒。保护筒可以起到限高的作用，限制弹簧被压缩的长度。
在拆装杆6下部侧壁上对称设有两个弹性键块；在拆装杆6的下部设有两个竖向设置且连通的安装通槽12，所述弹性键块包括弹性键块本体7，两个弹性键块本体7对称安装在安装通槽12内，在两个弹性键块本体7之间连接有复位弹簧16；在安装通槽12的上下两端设有与弹性键块本体7配合的限位挡块13，限位挡块13不高于拆装杆6外圆周面。所述弹性键块本体7的两侧设有与限位挡块13配合的限位凸沿14。拆装杆6伸入内锁紧式钻杆的安装管23内时，两边的弹性键块本体7同时被挤压，在转动拆装杆6过程中，遇到转动槽29时，两个弹性键块本体7会同时弹出插入转动槽29内并卡紧，实现该拆装工具和内锁紧式钻杆的安装管23之间的连接。
所述弹性键块本体7设有与内锁紧式钻杆的安装管23内孔壁配合的引导坡面15。由于弹性键块本体7设有引导坡面15，使拆装杆6能顺利与内锁紧式钻杆的安装管23实现连接和拆卸，拆卸时，抽动拆装杆6，安装管23内孔壁挤压弹性键块本体7的引导坡面15，弹性键块本体7被压入安装通槽12内，实现弹性键块本体7脱离转动槽29，将该拆装工具和内锁紧式钻杆的安装管23分离。
所述施力驱动头1和外管301之间连接有驱动管11，施力驱动头1设在驱动管11上部，驱动管11和外管301的对接处均设有相互配合的销孔，驱动管11和外管301之间通过连接销连接。
所述驱动管11的下部设为外六方柱，所述外管301与驱动管11对接处设为与驱动管11的外六方柱配合的内六方孔，驱动管11的外六方柱插装在驱动管11的内六方孔内，并通过销钉实现驱动管11和外管301的连接。驱动管11和外管301之间六方插接结构可以传扭。
上限位筒8的下端压在支撑弹簧5的上端，支撑弹簧5的下端压在下限位筒9的上端，下限位筒9的下端压紧在外管301的安装台肩17上，内管302及拆接头2的自重由支撑弹簧5悬停支撑。内锁紧式钻杆中安装筒的外螺纹25和内锁紧式钻杆中公接头18的内螺纹26之间的螺纹连接长度为L1，工作时支撑弹簧5悬停支撑时被压缩的长度为L2，L1 ﹤L2 时，拆装螺纹时即便不纵向移动驱动管11，作用于螺纹上的轴向力也始终不大于内管302及拆接头2的重力，内管302及拆接头2质量较小，在螺纹拆装过程中对螺纹造成的摩擦力可以忽略，可以不必设计拆装工具的纵向追踪移动功能，当该拆装工具采用回转器驱动时，则可以大大简化用于驱动施力驱动头1转动的回转器的驱动部件和控制系统。
装配时，内锁紧式钻杆的母接头19通过花键配合插接在公接头18中，将拆装杆6下部插入内锁紧式钻杆中的安装管23内，转动拆装杆6，与安装管23内壁接触时，弹性键块本体7被挤压收纳于安装通槽12内，继续转动拆装杆6，直至弹性键块本体7在复位弹簧16作用下弹出并插入转动槽29内，通过转动施力驱动头1，传扭机构4由传动管3的外管301向传动管3的内管302传递动力和扭矩，外管301带动内管302转动，活动键块和转动槽29配合，将内管302的动力和扭矩由拆装杆6传递至安装管23，带动安装管23转动，实现安装管23的锁紧接头24的外螺纹25和内锁紧式钻杆公接头18的内螺纹26的连接，实现两根内锁紧式钻杆的连接；拆卸时，反向转动拆装杆6，解除安装管23的锁紧接头24和内锁紧式钻杆公接头18之间的连接螺纹，然后将母接头19从公接头18上抽出即可实现内锁紧式钻杆的拆卸。
本发明适用的一种内锁紧式钻杆，参照图5-8，包括钻杆本体两端的公接头18和母接头19，公接头18上设有传扭外花键20，母接头19上设有与上述传扭外花键20匹配的传扭内花键21，在传扭外花键20根部的公接头18上设有限位台肩22，在钻杆本体中同心设有安装管23，安装管23靠近母接头19的一端固定设有带有外螺纹25的锁紧接头24，公接头18内壁上开设有与锁紧接头24的外螺纹25相匹配的内螺纹26，锁紧接头24靠近外螺纹25的外壁上设有压紧台肩27，在压紧台肩27与母接头19传扭内花键21根部之间设有挡环28，在安装管23靠近公接头18的一端上设有转管机构。所述的转管机构包括两个对称开设在安装管23管壁上的转动槽29。通过外部安装工具插入转动槽29中，驱动安装管23转动，实现锁紧接头24与公接头18的螺纹连接。所述挡环28的外壁与钻杆本体的内壁紧靠设置，挡环28的内壁与锁定接头的外壁紧靠设置。所述安装管23与钻杆本体内壁之间设有转动密封圈30。详见申请号为2019207066648的专利申请文件。
该拆装工具插入安装管23内，弹性键块本体插入转动槽29中，驱动安装管23转动，实现锁紧接头24与公接头18的螺纹连接的装配和拆卸。

Claims (9)

1.一种适用于内锁紧式钻杆的拆装工具，其特征在于：包括位于上方的施力驱动头和位于下方用于向内锁紧式钻杆传递扭矩实现钻杆螺纹连接拆装的拆接头，在施力驱动头和拆接头之间连接有传动管；
所述传动管包括与拆接头固定连接的内管和与施力驱动头固定连接的外管，内管套装在外管中，外管下端的内壁和与外管对接的内管外壁之间设有传扭机构；套装在外管内的内管上设有上限位机构和下限位机构，上限位机构和内管固定连接，下限位机构和外管连接，在上限位机构和下限位机构之间的内管上套装有支撑弹簧；
所述拆接头上设有伸入内锁紧式钻杆的安装管内孔的拆装杆，在拆装杆下部侧壁上装有与内锁紧式钻杆的安装管上的转动槽配合实现传扭的弹性键块。
2.根据权利要求1所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具，其特征在于：所述外管下端的内壁向内凸起形成内六方孔，外管的内六方面和外管的内圆周面之间形成安装台肩，所述内管与外管对接处设为与外管的内六方孔配合的外六方柱，所述内管的外六方柱滑动插接在外管的内六方孔内构成上述的传扭机构实现传扭。
3.根据权利要求2所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具，其特征在于：所述上限位机构设为上限位筒，上限位筒的内壁开设有内螺纹，内管的上部设有与上限位筒的内螺纹配合的外螺纹，上限位筒和内管之间通过螺纹连接；
所述下限位机构设为下限位筒，下限位筒的外壁和外管的内壁之间固定连接，下限位筒的下端口与外管的安装台肩相抵触设置。
4.根据权利要求3所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具，其特征在于：在上限位筒上装有防退块，防退块与内管上端固定连接，上限位筒的顶端与防退块的下端相抵触设置。
5.根据权利要求3或4所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具，其特征在于：在上限位筒和下限位筒之间的支撑弹簧外套装有保护筒。
6.根据权利要求1所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具，其特征在于：在拆装杆下部侧壁上对称设有两个弹性键块；在拆装杆的下部设有两个竖向设置且连通的安装通槽，所述弹性键块包括弹性键块本体，两个弹性键块本体对称安装在安装通槽内，在两个弹性键块本体之间连接有复位弹簧；在安装通槽的上下两端设有与弹性键块本体配合的限位挡块。
7.根据权利要求6所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具，其特征在于：所述弹性键块本体设有与内锁紧式钻杆的安装管内孔壁配合的引导坡面。
8.根据权利要求1所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具，其特征在于：所述施力驱动头和外管之间连接有驱动管，施力驱动头设在驱动管上部，驱动管和外管的对接处均设有相互配合的销孔，驱动管和外管之间通过连接销连接。
9.根据权利要求8所述的适用于内锁紧式钻杆的拆装工具，其特征在于：所述驱动管的下部设为外六方柱，所述外管与驱动管对接处设为与驱动管的外六方柱配合的内六方孔，驱动管的外六方柱插装在驱动管的内六方孔内，并通过销钉实现驱动管和外管的连接。
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