CN113445903B - 一种自闭式双油道钻杆连接结构 - Google Patents

一种自闭式双油道钻杆连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自闭式双油道钻杆连接结构，属于钻杆技术领域，包括分别设置在公接头和母接头内的油道连接头和油道连接座；油道连接头上设有分别与钻杆第一油道和钻杆第二油道连通的油道连接头第一油道和油道连接头第二油道；油道连接座上设有分别与钻杆第一油道和钻杆第二油道连通的油道连接座第一油道和油道连接座第二油道，且油道连接座第一油道和油道连接座第二油道能够分别与油道连接头第一油道和油道连接头第二油道连接以形成通路；油道连接头和油道连接座的油道内均设有封口机构以封堵对应油道，且钻杆连接时触发封口机构打开对应油道以使相邻钻杆的相应油道连通。本发明避免了钻杆连接和拆卸过程对油路循环的影响，提高了钻孔效率。

Description

一种自闭式双油道钻杆连接结构
技术领域
本发明属于钻杆技术领域，涉及一种自闭式双油道钻杆连接结构。
背景技术
煤矿巷道液动锤钻孔技术是依靠冷却水作为工作介质驱动液动锤中的冲锤活塞高频往复运动，将冲击力施加在钻头上进而破碎岩石，液动锤凭借其较高的钻孔效率、较好的成孔质量，被认为是目前最适合硬岩钻孔的工艺。然而，在煤矿钻孔施工中冷却水采用地下水，地下水中含有腐蚀物质和微小颗粒，液动锤的活塞因长期处于地下水的冲击、腐蚀和磨粒环境下，磨损非常严重，使用寿命非常短，严重影响了钻孔效率，同时也造成了大量的经济损失。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种自闭式双油道钻杆连接结构，以避免钻杆连接和拆卸过程对油路循环的影响。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自闭式双油道钻杆连接结构，包括分别设置在公接头和母接头内的油道连接头和油道连接座；油道连接头上设有分别与钻杆第一油道和钻杆第二油道连通的油道连接头第一油道和油道连接头第二油道；油道连接座上设有分别与钻杆第一油道和钻杆第二油道连通的油道连接座第一油道和油道连接座第二油道，且油道连接座第一油道和油道连接座第二油道能够分别与油道连接头第一油道和油道连接头第二油道连接以形成通路；油道连接头第一油道、油道连接头第二油道、油道连接座第一油道和油道连接座第二油道内均设有封口机构以封堵对应油道，且公接头和母接头连接时触发封口机构打开对应油道以使相邻钻杆的相应油道连通。
可选地，公接头或母接头内设有能够随二者连接而被压缩的触发机构以借助其弹力触发封口机构。
可选地，所述封口机构为弹性伸缩机构，且在公接头与母接头分离后自动复位。
可选地，所述油道连接头包括第一外筒，第一外筒的中部设有第一横向隔板以将第一外筒分为呈上下布置的油道连接头上腔和油道连接头下腔；油道连接头上腔内设有第一纵向隔板以将油道连接头上腔分为呈左右布置的连接头过油道a和连接头过油道b；油道连接头下腔内设有与第一外筒同轴的第一内筒以将第一外筒分为呈环形布置的第一外腔和第一内腔；第一外腔和第一内腔分别通过开设在第一横向隔板上的连接头过油孔a和连接头过油孔b与连接头过油道a和连接头过油道b连通。
可选地，所述油道连接座包括第二外筒，第二外筒的中部设有第二横向隔板以将第二外筒分为呈上下布置的油道连接座上腔和油道连接座下腔；油道连接座下腔内设有第二纵向隔板以将油道连接座下腔分为呈左右布置的连接座过油道a和连接座过油道b；油道连接座上腔内设有与第二外筒同轴的第二内筒以将第二外筒分为呈环形布置的第二外腔和第二内腔；第二外腔和第二内腔分别通过开设在第二横向隔板上的连接座过油孔a和连接座过油孔b与连接座过油道a和连接座过油道b连通。
可选地，所述第二外腔内设有外端面密封环，与第二外腔可插接连接的第一外筒端面设有外端面密封斜面；第一内腔内设有内端面密封环，与第一内腔可插接连接的第二内筒端面设有内端面密封斜面。
可选地，所述封口机构包括与对应过油道匹配且开设有若干过流孔的滑动块，滑动块朝向对应横向隔板的一侧设有与位于对应横向隔板上的密封槽匹配的密封凸台，另一侧设有复位弹簧，复位弹簧的另一端设有其上开设有若干过流孔的支撑滤板以限制复位弹簧的位置。
可选地，所述密封凸台与密封槽之间设有密封圈，密封圈套设在密封凸台的中部或端部。
可选地，所述支撑滤板与滑动块之间设有弹簧保持架，弹簧保持架固定在支撑滤板或滑动块上。
可选地，所述触发机构包括设置在第一外腔或第二外腔内的对顶弹簧，对顶弹簧通过推动固定在滑动块上的顶针使位于滑动块上的密封凸台脱离位于对应横向隔板上的密封槽。
本发明的有益效果在于：采用自顶式开启设计，钻杆连接时双油道自动打开，保障了双油道内液压油流动循环的有效实施；在钻杆拆卸后，液压油封存于双油道中，为下一次钻杆连接时的油路循环做准备；避免了钻杆连接和拆卸过程对油路循环的影响，保证了驱动油路循环的连续进行，从而极大地提高了液动锤钻孔的效率。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明一种自闭式双油道钻杆连接结构的结构示意图；
图2为封口机构的结构示意图；
图3为油道连接座的结构示意图；
图4为油道连接头的结构示意图；
图5为支撑滤板的结构示意图；
图6为滑动块的结构示意图。
附图标记：钻杆1、油道连接头2、滑动块3、对顶弹簧4、复位弹簧5、支撑滤板6、油道连接座7、销钉8、外端面密封环9、内端面密封环10、顶针11、密封圈12、钻杆第二油道101、钻杆第一油道102、连接头过油孔b201、连接头过油孔a202、外端面密封斜面203、密封凸台301、滑动块过流孔302、顶针固定孔303、固定孔601、弹簧保持架602、支撑滤板过流孔603、连接座过油孔b701、连接座过油孔a702、内端面密封斜面703、顶针避让孔704。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员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与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参阅图1~图6，一种自闭式双油道钻杆连接结构，包括分别设置在公接头和母接头内的油道连接头2和油道连接座7；油道连接头2上设有分别与钻杆第一油道102和钻杆第二油道101连通的油道连接头第一油道和油道连接头第二油道；油道连接座7上设有分别与钻杆第一油道102和钻杆第二油道101连通的油道连接座第一油道和油道连接座第二油道，且油道连接座第一油道和油道连接座第二油道能够分别与油道连接头第一油道和油道连接头第二油道连接以形成通路；油道连接头第一油道、油道连接头第二油道、油道连接座第一油道和油道连接座第二油道内均设有封口机构以封堵对应油道，且公接头和母接头连接时触发封口机构打开对应油道以使相邻钻杆的相应油道连通。
可选地，公接头或母接头内设有能够随二者连接而被压缩的触发机构以借助其弹力触发封口机构。
可选地，封口机构为弹性伸缩机构，且在公接头与母接头分离后自动复位。
可选地，油道连接头2包括第一外筒，第一外筒的中部设有第一横向隔板以将第一外筒分为呈上下布置的油道连接头上腔和油道连接头下腔；油道连接头上腔内设有第一纵向隔板以将油道连接头上腔分为呈左右布置的连接头过油道a和连接头过油道b；油道连接头下腔内设有与第一外筒同轴的第一内筒以将第一外筒分为呈环形布置的第一外腔和第一内腔；第一外腔和第一内腔分别通过开设在第一横向隔板上的连接头过油孔a202和连接头过油孔b201与连接头过油道a和连接头过油道b连通。
可选地，油道连接座7包括第二外筒，第二外筒的中部设有第二横向隔板以将第二外筒分为呈上下布置的油道连接座上腔和油道连接座下腔；油道连接座下腔内设有第二纵向隔板以将油道连接座下腔分为呈左右布置的连接座过油道a和连接座过油道b；油道连接座上腔内设有与第二外筒同轴的第二内筒以将第二外筒分为呈环形布置的第二外腔和第二内腔；第二外腔和第二内腔分别通过开设在第二横向隔板上的连接座过油孔a702和连接座过油孔b701与连接座过油道a和连接座过油道b连通。
可选地，封口机构包括与对应过油道匹配且开设有若干过流孔的滑动块3，滑动块3朝向对应横向隔板的一侧设有与位于对应横向隔板上的密封槽匹配的密封凸台301，另一侧设有复位弹簧5，复位弹簧5的另一端设有其上开设有若干过流孔的支撑滤板6以限制复位弹簧5的位置。支撑滤板6通过销钉8与第一外筒或第二外筒固定连接，销钉8一端位于开设在支撑滤板6周向的固定孔601内，另一端位于开设在第一外筒或第二外筒上的定位孔内。
可选地，第二外腔内设有外端面密封环9，以使第二外腔与第一外腔能够密封连接；第一内腔内设有内端面密封环10，以使第一内腔与第二内腔能够密封连接，进而实现油道连接座7和油道连接头2密封连接。
可选地，第一外筒设有外端面密封斜面203，以增大与外端面密封环9的接触面积；第二内筒设有内端面密封斜面703，以增大与内端面密封环10的接触面积，提高密封的可靠性。
可选地，密封凸台301与密封槽之间设有密封圈12，密封圈12为O型密封圈；密封圈12套设在密封凸台301上，可位于密封凸台301的端部或中部，优选中部以减少复位弹簧5因弹力不足造成密封圈密封不严的问题。
可选地，密封圈12为两个，间隔套设在密封凸台301上，以提高密封的稳定性。
可选地，支撑滤板6与滑动块3之间设有弹簧保持架602，弹簧保持架602固定在支撑滤板6或滑动块3上。
可选地，触发机构包括设置在第一外腔或第二外腔内的对顶弹簧4，对顶弹簧4通过推动固定在滑动块3上的顶针11使位于滑动块3上的密封凸台301脱离位于对应横向隔板上的密封槽，以实现油道的打开。第一横向隔板上设有顶针避让孔704，第二横向隔板上也设有顶针避让孔。
本发明中的钻杆为双层钻杆，包括位于内层的两个液压油通道和位于外层的一个冷却水通道，两个液压油通道分别为送油通道和回油通道；两个液压油通道与冷却水通道具有共同的旋转中心，以保证外部螺纹旋转连接时不干涉。在钻杆连接时，相邻钻杆的两个液压油通道联通；在钻杆拆卸后，相邻钻杆的两个液压油通道关闭。本发明实现了通过高压油驱动液动锤，由于液压油对液动锤活塞具有很好的润滑和保护作用，因此极大地提高了液动锤的使用寿命。
本发明采用自顶式开启设计，钻杆连接时双油道自动打开，保障了双油道内液压油流动循环的有效实施；在钻杆拆卸后，液压油封存于双油道中，为下一次钻杆连接时的油路循环做准备；避免了钻杆连接和拆卸过程对油路循环的影响，保证了驱动油路循环的连续进行，从而极大地提高了液动锤钻孔的效率。
本发明中的钻杆采用多通道设计，钻杆连接时双油道自动打开，通过外层的环形空间输送冷却液，内层的双油道输送高压油，实现了液动锤驱动油和冷却液的同时输送，并且在钻杆卸扣时，实现了液压油道的自动关闭，极大地提高了液动锤的使用寿命。
实施例
一种自闭式双油道钻杆连接结构，钻杆1为双层钻杆，外层的环形空间为冷却水通道，内层的内孔沿钻杆的轴心线设有隔板以将内孔分为两个液压通道，即钻杆第一油道102和钻杆第二油道101；钻杆连接结构采用对顶式密封设计，包括分别设置在公接头和母接头内的油道连接头2和油道连接座7，油道连接头2可插入油道连接座7内部，通过对顶弹簧4推动滑动块3，实现密封凸台301和密封槽的分离，实现油道的联通和封堵。具体地：
油道连接头2和油道连接座7与钻杆同心，钻杆连接和卸扣可带动油道连接头2和油道连接座7插接和脱开。油道连接头和油道连接座外端均采用圆形设计，内端采用半圆形密封腔体。
封口机构，主要由顶针11、滑动块3、复位弹簧5、支撑滤板6组成，钻杆连接时，对顶弹簧4通过顶针11施加推力给滑动块3，滑动块3移动一定距离，密封凸台301离开密封槽，上下油道联通，钻杆卸扣后，对顶弹簧4对顶针11的弹力消失，滑动块3由于受复位弹簧5的作用，使得密封凸台301被推入密封槽中，进而实现上下油道的自动关闭。
油道连接头2，一端设有两个同心的圆筒，另一端设有两个半圆形腔室，两个圆环形流道与另一端相应腔室联通。
油道连接座7，一端设有两个同心的圆筒，另一端设有两个半圆形腔室，两个圆环形流道与另一端相应腔室联通。
滑动块3，在两边设有顶针固定孔303，在中间设有密封凸台301，密封凸台301上设置两道密封圈12，在密封凸台周边设有多个滑动块过流孔302。
支撑滤板6，中间设有弹簧保持架602，弹簧保持架602可为圆柱或套筒，在弹簧保持架602周边设有多个支撑滤板过流孔603。
装置连接：油道连接头2插入油道连接座7的过程中，油道连接头2和油道连接座7之间的距离减小，对顶弹簧4压缩变形，对顶弹簧4两端均设有顶针11，对顶弹簧4对顶针11施加弹力，顶针11推动滑动块3运动，对顶弹簧4通过顶针11施加推力给滑动块3，滑动块3移动一定距离，密封凸台301离开密封槽，实现了上下油道的自动连通。
装置分离：在油道连接头2退出油道连接座7的过程中，油道连接头2和油道连接座7之间的距离逐渐增大，使得对顶弹簧4对滑动块3的弹力小于复位弹簧5，使得滑动块3向横向隔板移动，进而使密封凸台301被推入密封槽，实现了上下油道的自动关闭。
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 (4)

1.一种自闭式双油道钻杆连接结构，其特征在于：包括分别设置在公接头和母接头内的油道连接头和油道连接座；油道连接头上设有分别与钻杆第一油道和钻杆第二油道连通的油道连接头第一油道和油道连接头第二油道；油道连接座上设有分别与钻杆第一油道和钻杆第二油道连通的油道连接座第一油道和油道连接座第二油道，且油道连接座第一油道和油道连接座第二油道能够分别与油道连接头第一油道和油道连接头第二油道连接以形成通路；油道连接头第一油道、油道连接头第二油道、油道连接座第一油道和油道连接座第二油道内均设有封口机构以封堵对应油道，且公接头和母接头连接时触发封口机构打开对应油道以使相邻钻杆的相应油道连通；
油道连接头包括第一外筒，第一外筒的中部设有第一横向隔板以将第一外筒分为呈上下布置的油道连接头上腔和油道连接头下腔；油道连接头上腔内设有第一纵向隔板以将油道连接头上腔分为呈左右布置的连接头过油道a和连接头过油道b；油道连接头下腔内设有与第一外筒同轴的第一内筒以将第一外筒分为呈环形布置的第一外腔和第一内腔；第一外腔和第一内腔分别通过开设在第一横向隔板上的连接头过油孔a和连接头过油孔b与连接头过油道a和连接头过油道b连通；
油道连接座包括第二外筒，第二外筒的中部设有第二横向隔板以将第二外筒分为呈上下布置的油道连接座上腔和油道连接座下腔；油道连接座下腔内设有第二纵向隔板以将油道连接座下腔分为呈左右布置的连接座过油道a和连接座过油道b；油道连接座上腔内设有与第二外筒同轴的第二内筒以将第二外筒分为呈环形布置的第二外腔和第二内腔；第二外腔和第二内腔分别通过开设在第二横向隔板上的连接座过油孔a和连接座过油孔b与连接座过油道a和连接座过油道b连通；
封口机构为弹性伸缩机构，且在公接头与母接头分离后自动复位；封口机构包括与对应过油道匹配且开设有若干过流孔的滑动块，滑动块朝向对应横向隔板的一侧设有与位于对应横向隔板上的密封槽匹配的密封凸台，另一侧设有复位弹簧，复位弹簧的另一端设有其上开设有若干过流孔的支撑滤板以限制复位弹簧的位置；
公接头或母接头内设有能够随二者连接而被压缩的触发机构以借助其弹力触发封口机构；触发机构包括设置在第一外腔或第二外腔内的对顶弹簧，对顶弹簧通过推动固定在滑动块上的顶针使位于滑动块上的密封凸台脱离位于对应横向隔板上的密封槽。
2.根据权利要求1所述的一种自闭式双油道钻杆连接结构，其特征在于：所述第二外腔内设有外端面密封环，与第二外腔可插接连接的第一外筒端面设有外端面密封斜面；第一内腔内设有内端面密封环，与第一内腔可插接连接的第二内筒端面设有内端面密封斜面。
3.根据权利要求1所述的一种自闭式双油道钻杆连接结构，其特征在于：所述密封凸台与密封槽之间设有密封圈，密封圈套设在密封凸台的中部或端部。
4.根据权利要求1所述的一种自闭式双油道钻杆连接结构，其特征在于：所述支撑滤板与滑动块之间设有弹簧保持架，弹簧保持架固定在支撑滤板或滑动块上。
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