CN112983293A - 快连式水辫 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快连式水辫，包括相互连接的水管连接部和钻杆连接部，所述钻杆连接部上具有使钻杆端部伸入并与该端部密封配合的快接腔，所述快接腔内设置有卡接装置，所述卡接装置用于自动夹持于钻杆外圆使钻杆与钻杆连接部固定；本发明中当钻杆的左端安装于快接腔内时，通过卡接装置使得钻杆与钻杆连接部自动连接固定，使得水辫和钻杆快速连接，从而解决常规螺纹连接式水辫旋接费时费力的问题，可以大幅提高钻孔时的钻进效率。

Description

快连式水辫

技术领域

本发明涉及矿山机械技术领域，特别涉及一种快连式水辫。

背景技术

钻孔施工过程中，水辫一端与水管或风管连接，另一端通过螺纹与钻杆连接，是连接于钻杆和管路之间的过渡装置，以便于外界冲洗液或者高压空气进入钻杆内。例如，在工作时通过水辫通入冲洗液，为孔底的钻头部位提供冷却和排渣。现有的水辫和钻杆连接通常为螺纹连接方式，每上下一根钻杆均需拆卸水辫一次，松或紧水辫时，需用工具进行辅助拆卸，且装卸时间长，劳动强度大，还严重降低施钻效率，而且水辫的螺纹在反复拆卸后密封效果降低，容易发生漏水，影响水辫寿命。

有鉴于此，需要一种快连式水辫，利用水辫自锁夹紧式设计,实现水辫套入钻杆端部后即可实现水辫和钻杆之间的快速连接。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种快连式水辫，利用水辫自锁夹紧式设计,实现水辫套入钻杆端部后即可实现水辫和钻杆之间的快速连接。

本发明的快连式水辫，包括相互连接的水管连接部和钻杆连接部，所述钻杆连接部上具有使钻杆端部伸入并与该端部密封配合的快接腔，所述快接腔内设置有卡接装置，所述卡接装置用于自动夹持于钻杆外圆使钻杆与钻杆连接部固定。

进一步，所述卡接装置包括若干个卡瓦以及弹性组件，各卡瓦沿快接腔内圆周向设置，所述快接腔内壁设有与各卡瓦一一匹配的并沿轴向倾斜的滑槽，所述卡瓦以可滑动的方式安装于滑槽内，所述弹性组件安装于快接腔内并具有使各卡瓦沿滑槽轴向向右滑动并径向合拢的弹性力。

进一步，还包括活塞组件以及水辫轴，所述水辫轴内具有过流通道，所述水辫轴连接于水管连接部和钻杆连接部之间以使得水管连接部内腔与快接腔连通，所述活塞组件轴向密封滑动安装于快接腔内，所述快接腔左端密封，快接腔的左端与活塞组件之间具有压力腔，所述水辫轴外圆开设有与压力腔连通的过流通孔以使得高压流体进入压力腔内并推动活塞组件向右滑动轴向压紧弹性组件。

进一步，所述弹性组件包括弹性件和按压套，所述弹性件具有使按压套轴向向右滑动并压紧在卡瓦左端的弹性力，所述按压套轴向滑动配合安装于快接腔内，所述活塞组件轴向向右滑动时压紧在按压套左端。

进一步，还包括内套于快接腔内的高压密封圈，所述钻杆端部安装于快接腔内时，所述高压密封圈位于钻杆外圆与快接腔内圆之间，所述高压密封圈位于活塞组件与按压套之间，使得活塞组件被驱动轴向向右滑动时挤压高压密封圈形变并在钻杆外圆与快接腔内圆之间形成高压密封。

进一步，所述活塞组件包括外套于水辫轴上并与水辫轴轴向滑动配合的活塞以及活塞套，所述活塞套密封连接于水辫轴上并对快接腔左端形成密封，所述活塞套与活塞轴向之间形成压力腔。

进一步，还包括低压密封圈，所述低压密封圈设置于活塞组件右端用于与钻杆左端部接触形成密封。

进一步，所述钻杆连接部包括外套、环形的卡瓦座、拔套以及销轴，所述卡瓦座可拆卸密封连接于外套右端并与外套内腔共同形成快接腔，所述滑槽设于卡瓦座内壁，所述拔套可滑动外套于卡瓦座上，所述卡瓦座上开设有条形孔，所述销轴与拔套固定连接并伸入条形孔内可沿条形孔滑动，所述销轴位于卡瓦右侧且可随拨套向左滑动进而推动各卡瓦左滑并径向相互远离。

进一步，所述水辫轴右端密封连接有连接帽，所述活塞密封滑动套于连接帽上，所述过流通孔开设于连接帽侧壁上以使得连接帽内腔与压力腔以及快接腔连通。

进一步，所述水管连接部包括水管接头、转动套以及密封件，所述水管接头与转动套左端密封连接，所述转动套外套于水辫轴左端并与水辫轴单自由度转动配合，所述密封件密封于转动套内圆与水辫轴外圆之间。

本发明的有益效果：

本发明中当钻杆的左端安装于快接腔内时，可通过钻杆的安装自动推动卡瓦向左滑动，或者也可手动推动拨套使得卡瓦向左滑动，使得各个卡瓦径向相互远离打开，在钻杆安装完毕后，弹性件推动卡瓦向右滑动，且各个卡瓦合拢夹持于钻杆外圆上实现钻杆的固定；拆卸时，手动轴向向左推动拨套，拨套通过销轴向左推动卡瓦，使得各个卡瓦向左滑动进而实现对钻杆的夹持解锁，利于钻杆的拆卸；通过该结构的设定，使得整个钻杆在不需要外部工具的前提下，可快速的安装和拆卸，提高上钻和下钻效率，且上钻和下钻的劳动强度低，作业效率高，可以大幅提高钻孔时的钻进效率；

本发明中通过压密封圈以及高压密封圈形成双重密封，提高密封效果，且利用钻杆内部高压流体即可实现自适应的高压密封，流体压力越高，则对高压密封圈的挤压力越大，则密封的承压性能越高，另外流体压力越大，则对卡瓦的轴向向右的推动力越大，则卡瓦的夹持力越大，使得夹持装置以及密封结构随着高压流体的压力自适应变化，以满足不同压力下的性能需求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明结构示意图；

图2为钻杆与快接式水辫连接结构示意图；

具体实施方式

如图所示：本实施例的快连式水辫，包括相互连接的水管连接部和钻杆连接部，所述钻杆连接部上具有使钻杆22端部伸入并与该端部密封配合的快接腔1，所述快接腔内设置有卡接装置，所述卡接装置用于自动夹持于钻杆外圆使钻杆与钻杆连接部固定。结合图1所示，水管连接部位于左侧，钻杆连接部位于右侧，二者相互连接为一体，水管连接部具有螺纹接口用于与水管或气管螺纹连接，钻杆连接部的快接腔内具有卡接装置，结合图2所示，当钻杆的左端安装于快接腔内时，通过卡接装置使得钻杆与钻杆连接部自动连接固定，使得水辫和钻杆快速连接，从而解决常规螺纹连接式水辫旋接费时费力的问题，可以大幅提高钻孔时的钻进效率。

本实施例中，所述卡接装置包括若干个卡瓦2以及弹性组件，各卡瓦沿快接腔内圆周向设置，所述快接腔内壁设有与各卡瓦一一匹配的并沿轴向倾斜的滑槽，所述卡瓦以可滑动的方式安装于滑槽内，所述弹性组件安装于快接腔内并具有使各卡瓦沿滑槽轴向向右滑动并径向合拢的弹性力。本实施例中，左右方向与图1和图2中的方向一致，滑槽开设位置为左大右小的锥形面，在该锥形面处沿斜面开设燕尾槽形成斜向的滑槽，卡瓦具有与锥形面适配的楔形面，卡瓦的楔形面处设置有与滑槽适配的燕尾状轨道，通过滑槽和轨道的配合使得卡瓦滑动安装于该锥形面上，卡瓦的夹持面为与轴线平行的平面，或者卡瓦的夹持面为与钻杆外圆适配的弧形面，且卡瓦的夹持面上设置有防滑凸起或者防滑纹，弹性组件设置于卡瓦的左侧，结合图2所示，当向内安装钻杆时，钻杆推动卡瓦向左滑动，且各个卡瓦相互远离，在钻杆安装完毕后，弹性件推动卡瓦向右滑动，且各个卡瓦合拢夹持于钻杆外圆上实现钻杆的固定，该结构无需外部辅助工具帮忙即可上钻，提高上钻效率，且上钻的劳动强度低，作业效率高。

本实施例中，还包括活塞组件以及水辫轴3，所述水辫轴内具有过流通道，所述水辫轴连接于水管连接部和钻杆连接部之间以使得水管连接部内腔与快接腔连通，所述活塞组件轴向密封滑动安装于快接腔内，所述快接腔左端密封，快接腔的左端与活塞组件之间具有压力腔4，所述水辫轴外圆开设有与压力腔连通的过流通孔以使得高压流体进入压力腔内并推动活塞组件向右滑动轴向压紧弹性组件。水管内的液体通过水管连接部并经过水辫轴流动至钻杆连接部内进而可流动至钻杆内，结合图1所示，水辫轴内的过流通道与压力腔连通，注入高压流体时，高压流体进入该压力腔4内，可对活塞组件形成轴向向右的驱动力并驱动活塞组件向右滑动，其中活塞组件直接或间接压于弹性组件上，进而为卡瓦提供较大的轴向向右的驱动力，增大各个卡瓦径向夹持力，进而保持钻杆钻进过程中钻杆连接的稳定性。

本实施例中，所述弹性组件包括弹性件5和按压套6，所述弹性件具有使按压套轴向向右滑动并压紧在卡瓦左端的弹性力，所述按压套轴向滑动配合安装于快接腔内，所述活塞组件轴向向右滑动时压紧在按压套左端。结合图1所示，按压套的右端具有径向向外突出的环形凸台，在外套11的内部螺纹连接有环形的弹簧座19，弹性件为圆柱螺旋弹簧，弹性件内套于外套11内，且弹性件外套与于按压套外，弹性件的轴向两端分别通过弹簧座和环形凸台定位，弹性件处于压缩状态，并对环形凸台具有轴向向右的弹性力，进而使得按压套具有轴向向右滑动的趋势；该结构的设置，使得钻杆向左安装于快接腔内时，可向左推动卡瓦并压缩弹性件，使得各卡瓦相互远离，当钻杆安装完毕后，弹性件推动按压套并通过按压套推动卡瓦轴向向右滑动，进而使各个卡瓦径向合拢夹持于钻杆外圆处。

本实施例中，还包括内套于快接腔内的高压密封圈7，所述高压密封圈设置于活塞组件与按压套之间，所述钻杆端部安装于快接腔内时，所述高压密封圈位于钻杆外圆与快接腔内圆之间，所述高压密封圈位于活塞组件与按压套之间，使得活塞组件被驱动轴向向右滑动时挤压高压密封圈形变并在钻杆外圆与快接腔内圆之间形成高压密封。高压密封圈采用橡胶圈，优选采用现有的V型组合密封圈，结合图2所示，活塞组件向右滑动时，向右压缩高压密封圈，另外高压密封圈的右端与按压套的左端接触，高压密封圈被压缩密封于钻杆外圆和外套11内圆之间，利用钻杆内部高压流体即可实现自适应的高压密封，流体压力越高，则对高压密封圈的挤压力越大，则密封的承压性能越高。

本实施例中，所述活塞组件包括外套于水辫轴上并与水辫轴轴向滑动配合的活塞8以及活塞套9，所述活塞套密封连接于水辫轴上并对快接腔左端形成密封，所述活塞套与活塞轴向之间形成压力腔4。结合图1所示，活塞套内圆与水辫轴右端螺纹密封连接，活塞套外圆与外套11内圆密封滑动配合，在外套11内圆的左端螺纹连接有内锁紧螺母20，内锁紧螺母位于活塞套轴向左侧并对活塞套轴向定位，在活塞套右端面处设置有沉槽，相应的在活塞的左端面设有凸台，该凸台伸入活塞套的沉槽内，且该沉槽槽底与凸台为非接触结构因此在二者之间形成了压力腔。

本实施例中，还包括低压密封圈10，所述低压密封圈设置于活塞组件右端用于与钻杆端部接触形成密封。结合图1所示，在活塞的右端面设置有环形密封槽，低压密封圈安装于该环形密封槽内，结合图2所示，当钻杆安装于快接腔内时，钻杆的左端抵在低压密封圈上形成密封，此结构可使得钻杆的左端面以及外圆处通过低压密封圈以及高压密封圈形成双重密封，提高密封效果。

本实施例中，所述钻杆连接部包括外套11、环形的卡瓦座12、拔套13以及销轴14，所述卡瓦座可拆卸密封连接于外套右端并与外套内腔共同形成快接腔，所述滑槽设于卡瓦座内壁，所述拔套13可滑动外套于卡瓦座上，所述卡瓦座上开设有条形孔，所述销轴与拔套固定连接并伸入条形孔内可沿条形孔滑动，所述销轴位于卡瓦2右侧且可随拨套向左滑动进而推动各卡瓦左滑并径向相互远离。结合图1和图2所示，卡瓦座内圆为左大右小的锥形面，滑槽开设于卡瓦座内圆；销轴的滑动行程为条形孔的长度范围，拆卸钻杆时，可手动轴向向左推动拨套，拨套通过销轴向左推动卡瓦，使得各个卡瓦向左滑动进而实现对钻杆的夹持解锁，利于钻杆的拆卸，通过该结构的设定，使得整个钻杆在不需要外部工具的前提下，可快速的安装和拆卸。

本实施例中，所述水辫轴3右端密封连接有连接帽15，所述活塞密封滑动套于连接帽上，所述过流通孔开设于连接帽侧壁上以使得连接帽内腔与压力腔以及快接腔连通。结合图1所示，该连接帽使得水辫轴右端密封，高压流体经过过流通孔径向流动至压力腔内以及快接腔内，利于压力腔内压力保持，为高压密封圈以及卡瓦提供可靠的轴向向右的压紧力。

本实施例中，所述水管连接部包括水管接头16、转动套17以及密封件18，所述水管所述卡接装置包括若干个卡瓦2以及弹性组件，各卡瓦沿快接腔内圆周向设置，所述快接腔内壁设有与各卡瓦一一匹配的并沿轴向倾斜的滑槽，所述卡瓦以可滑动的方式安装于滑槽内，所述弹性组件安装于快接腔内并具有使各卡瓦沿滑槽轴向向右滑动并径向合拢的弹性力。结合图1所示，转动套与水辫轴之间通过轴承21转动配合，在水管接头上螺纹连接有外锁紧螺母22，外锁紧螺母轴向向右锁紧水管接头和转动套，密封件位于水辫轴与转动套之间，密封件通过水管结构轴向向右压紧，其中转动套的右端具有径向向内延伸的限位凸台，通过该凸台与水管接头的右端使得轴承轴向定位，轴承的定位结构为现有结构，具体不在赘述；

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 (10)

1.一种快连式水辫，其特征在于：包括相互连接的水管连接部和钻杆连接部，所述钻杆连接部上具有使钻杆端部伸入并与该端部密封配合的快接腔，所述快接腔内设置有卡接装置，所述卡接装置用于自动夹持于钻杆外圆使钻杆与钻杆连接部固定。

2.根据权利要求1所述的快连式水辫，其特征在于：所述卡接装置包括若干个卡瓦以及弹性组件，各卡瓦沿快接腔内圆周向设置，所述快接腔内壁设有与各卡瓦一一匹配的并沿轴向倾斜的滑槽，所述卡瓦以可滑动的方式安装于滑槽内，所述弹性组件安装于快接腔内并具有使各卡瓦沿滑槽轴向向右滑动并径向合拢的弹性力。

3.根据权利要求2所述的快连式水辫，其特征在于：还包括活塞组件以及水辫轴，所述水辫轴内具有过流通道，所述水辫轴连接于水管连接部和钻杆连接部之间以使得水管连接部内腔与快接腔连通，所述活塞组件轴向密封滑动安装于快接腔内，所述快接腔左端密封，快接腔的左端与活塞组件之间具有压力腔，所述水辫轴外圆开设有与压力腔连通的过流通孔以使得高压流体进入压力腔内并推动活塞组件向右滑动轴向压紧弹性组件。

4.根据权利要求3所述的快连式水辫，其特征在于：所述弹性组件包括弹性件和按压套，所述弹性件具有使按压套轴向向右滑动并压紧在卡瓦左端的弹性力，所述按压套轴向滑动配合安装于快接腔内，所述活塞组件轴向向右滑动时压紧在按压套左端。

5.根据权利要求4所述的快连式水辫，其特征在于：还包括内套于快接腔内的高压密封圈，所述钻杆端部安装于快接腔内时，所述高压密封圈位于钻杆外圆与快接腔内圆之间，所述高压密封圈位于活塞组件与按压套之间，使得活塞组件被驱动轴向向右滑动时挤压高压密封圈形变并在钻杆外圆与快接腔内圆之间形成高压密封。

6.根据权利要求3所述的快连式水辫，其特征在于：所述活塞组件包括外套于水辫轴上并与水辫轴轴向滑动配合的活塞以及活塞套，所述活塞套密封连接于水辫轴上并对快接腔左端形成密封，所述活塞套与活塞轴向之间形成压力腔。

7.根据权利要求5所述的快连式水辫，其特征在于：还包括低压密封圈，所述低压密封圈设置于活塞组件右端用于与钻杆左端部接触形成密封。

8.根据权利要求2所述的快连式水辫，其特征在于：所述钻杆连接部包括外套、环形的卡瓦座、拔套以及销轴，所述卡瓦座可拆卸密封连接于外套右端并与外套内腔共同形成快接腔，所述滑槽设于卡瓦座内壁，所述拔套可滑动外套于卡瓦座上，所述卡瓦座上开设有条形孔，所述销轴与拔套固定连接并伸入条形孔内可沿条形孔滑动，所述销轴位于卡瓦右侧且可随拨套向左滑动进而推动各卡瓦左滑并径向相互远离。

9.根据权利要求3所述的快连式水辫，其特征在于：所述水辫轴右端密封连接有连接帽，所述活塞密封滑动套于连接帽上，所述过流通孔开设于连接帽侧壁上以使得连接帽内腔与压力腔以及快接腔连通。

10.根据权利要求3所述的快连式水辫，其特征在于：所述水管连接部包括水管接头、转动套以及密封件，所述水管接头与转动套左端密封连接，所述转动套外套于水辫轴左端并与水辫轴单自由度转动配合，所述密封件密封于转动套内圆与水辫轴外圆之间。

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