CN112761547A - 具有双壁通流功能的钻杆 - Google Patents

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武国胜
彭从庆
徐云辉
陈超飞
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Abstract

本发明涉及矿用钻探用钻具技术领域，具体提供一种具有双壁通流功能的钻杆，包括：钻杆壳体、内顶杆、支承结构和限位结构，钻杆壳体具有贯穿其内部的腔体，支承结构支承在腔体中，并且支承结构具有中心通孔，限位结构设置在内顶杆上用于限制支承结构的位置，内顶杆穿过支承结构的中心通孔地支承在支承结构上，并且内顶杆的一端设有第一密封件，另一端设有第二密封件。根据本发明的方案，在钻杆内部设置可以独立通流的内芯，钻杆与钻杆之间相连时内芯实现首尾相连，通过钻杆内腔的通道实现正常冷却与返渣水的通过，通过内芯实现高压水的通过。这样无论钻杆连接至多长，均能以很小的排量与压力损失将高压水供入钻具最前端转换装置处，启动转换装置。

Description

具有双壁通流功能的钻杆
技术领域
本发明涉及矿用钻探用钻具技术领域，尤其涉及一种具有双壁通流功能的钻杆。
背景技术
在钻探施工过程中，常规钻杆仅能依靠内部通道进行通风通水作业，依靠风、水、泥浆等介质实现对前端钻具的冷却、排渣等功能；高压密封钻杆可以利用高压水实现对前端具有转换功能的扩孔、造穴钻具的转换，当钻杆长度过长时高压水经过钻杆后产生的压降导致转换装置不能正常转换或要求后端钻具的供水压力持续上升才能保障转换装置正常转换，这使得钻探施工变得困难，作业效率低下且浪费能源。
发明内容
本发明的目的在于解决上述背景技术中的至少一个技术问题，提供一种具有双壁通流功能的钻杆。
为解决上述技术问题，本发明提供一种具有双壁通流功能的钻杆，包括：钻杆壳体、具有可通流内芯的内顶杆、支承结构和限位结构，所述钻杆壳体具有贯穿其内部的腔体，所述支承结构支承在所述腔体中，并且所述支承结构具有中心通孔，所述限位结构设置在所述内顶杆上用于限制所述支承结构的位置，所述内顶杆穿过所述支承结构的中心通孔地支承在所述支承结构上，并且所述内顶杆的一端设有第一密封件，另一端设有第二密封件。
根据本发明的一个方面，所述支承结构由至少两个支承块组成，所述支承块固定安装在所述腔体中。
根据本发明的一个方面，所述支承结构由两个支承块组成，并且两个所述支承块分别位于所述腔体的两端部位置。
根据本发明的一个方面，所述支承块上设有中心通孔和位于所述中心通孔旁的多个弧形腰孔。
根据本发明的一个方面，所述腔体的两端的比上均设有定位槽，所述支承块固定安装在所述定位槽处。
根据本发明的一个方面，所述限位结构包括两个支承在所述内顶杆的两端的限位件，两个所述限位件分别与两个所述支承块连接用于固定所述支承块相对于所述内顶杆的位置。
根据本发明的一个方面，所述第一密封件为密封圈，第二密封件为密封接头。
根据本发明的一个方案，腔体的两端部位置设有定位槽，两支承块分别安装在定位槽处，这样可以实现在径向方向和轴向方向同时定位支承块(轴向定位支承块的端部外围位置)，使其位置稳定牢靠，不会窜位移动，保证稳定支承内顶杆在腔体中。
根据本发明的一个方案，限位结构包括两个支承在内顶杆的两端的限位件，两个限位件分别与两个支承块连接用于固定支承块相对于内顶杆的位置。限位件可以位于支承块旁与支承块抵接，也可以与支承块和内顶杆螺接等，只要能够保证支承块在内顶杆上的轴向位置稳定不动即可(轴向定位支承块的芯部，即与内顶杆连接部分的位置)，这样一来，通过上述定位槽对支承块的径向和轴向的定位，加上限位件对支承块的轴向定位，使得支承块在腔体内的位置足够稳定牢靠，并且与内顶杆的连接位置固定不变，保证支承块与内顶杆的连接稳定，相对位置不变，增加抵抗外力的能力，保证在钻探作业中具有足够的刚性，保证使用寿命，提高工作效率。
根据本发明的一个方案，支承块上设有供内顶杆穿过的中心通孔，还设有位于中心通孔外围的多个弧形腰孔。不仅如此，第一密封件为密封圈，第二密封件为密封接头。密封圈与密封接头相互匹配地设置，这样一来，当多个根据本发明的具有双壁通流功能的钻杆进行首尾连接时，一个钻杆的密封圈与另一个钻杆的密封接头可以实现密封连接。如此设置，可以使得整体钻杆系统的内部(即连通的腔体)具有可独立通流的密封通道(即由弧形腰孔和各腔体形成的通道)，这样一来，可以将高压水直接送入钻具的最前端，降低高压水流量的同时也避免了高压水通过钻杆内腔而造成的压力损失(避免高压水在通过钻杆内芯时出现泄漏导致高压水压力损失)，也实现了同一根钻杆通入实现两种不同压力等级介质的同时通过，例如内顶杆的内芯可以通入高压水，内顶杆的外壁与钻杆腔体内壁之间可通入低压水。
根据本发明的方案，在钻杆内部设置可以独立通流的内芯，钻杆与钻杆之间首尾相连时内芯也实现首尾相连，通过钻杆内腔的通道实现正常冷却与返渣水的通过，通过内芯内部实现高压水的通过。这样无论钻杆连接至多长，均能以很小的排量与压力损失将高压水供入钻具最前端转换装置处，启动转换装置。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的具有双壁通流功能的钻杆的立体图；
图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的支承块301的主视图。
具体实施方式
下面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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护范围。
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的具有双壁通流功能的钻杆的立体图。如图1所示，根据本发明的具有双壁通流功能的钻杆，包括：钻杆壳体1、具有可通流内芯的内顶杆2(即具有内部通流体通道，例如通入高压水)、支承结构3和限位结构4。在本实施方式中，钻杆壳体1具有贯穿其内部的腔体101，即钻杆壳体1具有中空内腔，并且贯通两端。在本实施方式中，支承结构3支承在腔体101中，并且支承结构3具有中心通孔，限位结构4设置在内顶杆2上，内顶杆2穿过支承结构3的中心通孔，支承在支承结构3上，从而支承在腔体101中。在本实施方式中，限位结构4用于限制支承结构3在内顶杆2上的位置。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，支承结构由两个支承块301组成，两个支承块301均固定安装在腔体101中，并且是分别位于腔体101的左右两端部位置，由此可以稳定地将内顶杆2支承在腔体101中。在本发明中，支承块301还可以设置为多个，具体可以根据实际产品和应用场景进行设置，只要能够稳定支承内顶杆2即可。
进一步地，在本实施方式中，腔体101的两端部位置设有定位槽，上述两支承块301分别安装在定位槽处，这样可以实现在径向方向和轴向方向同时定位支承块(轴向定位支承块的端部外围位置)，使其位置稳定牢靠，不会窜位移动，保证稳定支承内顶杆2在腔体101中。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，限位结构4包括两个支承在内顶杆2的两端的限位件401，两个限位件401分别与两个支承块301连接用于固定支承块301相对于内顶杆2的位置。具体地，限位件401可以位于支承块301旁与支承块301抵接，也可以与支承块301和内顶杆2螺接等，只要能够保证支承块在内顶杆2上的轴向位置稳定不动即可(轴向定位支承块的芯部，即与内顶杆2连接部分的位置)，这样一来，通过上述定位槽对支承块301的径向和轴向的定位，加上限位件401对支承块301的轴向定位，使得支承块301在腔体101内的位置足够稳定牢靠，并且与内顶杆2的连接位置固定不变，保证支承块301与内顶杆2的连接稳定，相对位置不变，增加抵抗外力的能力，保证在钻探作业中具有足够的刚性，保证使用寿命，提高工作效率。
进一步地，图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的支承块301的主视图。如图2所示，在本实施方式中，支承块301上设有供内顶杆2穿过的中心通孔3011，还设有位于中心通孔3011外围的多个弧形腰孔3012。不仅如此，在本实施方式中，第一密封件为密封圈，第二密封件为密封接头。密封圈与密封接头相互匹配地设置，这样一来，当多个根据本发明的具有双壁通流功能的钻杆进行收尾连接时，一个钻杆的密封圈与另一个钻杆的密封接头可以实现密封连接。如此设置，可以使得整体钻杆系统的内部(即连通的腔体)具有可独立通流的密封通道(即由弧形腰孔3012和各腔体101形成的通道)，这样一来，可以将高压水直接送入钻具的最前端，降低高压水流量的同时也避免了高压水通过钻杆内腔而造成的压力损失(避免高压水在通过钻杆内芯时出现泄漏导致高压水压力损失)，也实现了同一根钻杆通入实现两种不同压力等级介质的同时通过，例如内顶杆的内芯可以通入高压水，内顶杆的外壁与钻杆腔体内壁之间可通入低压水，当然也可以分别通入其他不同的介质，例如水和风。
根据本发明的上述设置，在钻杆内部设置可以独立通流的内芯(即内顶杆内芯)，钻杆与钻杆之间首尾相连时内芯也实现首尾相连，通过钻杆内腔的通道实现正常冷却与返渣水的通过，通过内芯内部实现高压水的通过。这样无论钻杆连接至多长，均能以很小的排量与压力损失将高压水供入钻具最前端转换装置处，启动转换装置。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.具有双壁通流功能的钻杆，其特征在于，包括：钻杆壳体(1)、具有可通流内芯的内顶杆(2)、支承结构(3)和限位结构(4)，所述钻杆壳体(1)具有贯穿其内部的腔体(101)，所述支承结构(3)支承在所述腔体(101)中，并且所述支承结构(3)具有中心通孔，所述限位结构(4)设置在所述内顶杆(2)上用于限制所述支承结构(3)的位置，所述内顶杆(2)穿过所述支承结构(3)的中心通孔地支承在所述支承结构(3)上，并且所述内顶杆(2)的一端设有第一密封件(5)，另一端设有第二密封件(6)。
2.根据权利要求1所述的具有双壁通流功能的钻杆，其特征在于，所述支承结构(3)由至少两个支承块(301)组成，所述支承块(301)固定安装在所述腔体(101)中。
3.根据权利要求2所述的具有双壁通流功能的钻杆，其特征在于，所述支承结构(3)由两个支承块(301)组成，并且两个所述支承块(301)分别位于所述腔体(101)的两端部位置。
4.根据权利要求3所述的具有双壁通流功能的钻杆，其特征在于，所述支承块(301)上设有中心通孔(3011)和位于所述中心通孔(3011)旁的多个弧形腰孔(3012)。
5.根据权利要求4所述的具有双壁通流功能的钻杆，其特征在于，所述腔体(101)的两端的壁上均设有定位槽，所述支承块(301)固定安装在所述定位槽处。
6.根据权利要求5所述的具有双壁通流功能的钻杆，其特征在于，所述限位结构(4)包括两个支承在所述内顶杆(2)的两端的限位件(401)，两个所述限位件(401)分别与两个所述支承块(301)连接用于固定所述支承块(301)相对于所述内顶杆(2)的位置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的具有双壁通流功能的钻杆，其特征在于，所述第一密封件为密封圈，第二密封件为密封接头。
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