CN113833410A - 一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆装置和工作方法 - Google Patents

一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆装置和工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆装置和工作方法,包括顺次连接的若干个钻杆单元,每个所述钻杆单元包括钻杆本体、卡件机构和套件机构;所述钻杆本体包括顺次同轴连接固定的底座钻杆、连接钻杆和顶部钻杆;所述底座钻杆包括顺次同轴连接的第一底座钻杆、第二底座钻杆和第三底座钻杆;所述连接钻杆包括顺次同轴连接的第一连接钻杆和第二连接钻杆;所述第三底座钻杆内同轴设有顶部钻杆槽孔和卡件底座槽孔;所述卡件机构包括呈圆柱环状的卡件底座和和卡件;所述套件机构包括呈圆柱环状的套件底座和套件。本发明利用左旋和右旋螺纹的连接特点进行两钻杆之间的锁定和解锁,实现钻杆的正转、反转和自动装卸。

Description

一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆装置和工作方法
技术领域
本发明涉及矿山机械技术领域,具体地说是一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆装置和工作方法。
背景技术
冲击地压是我国深部煤矿开采中最严重的动力灾害之一,钻孔卸压是防治冲击地压的重要方法,目前钻孔作业所采用的钻杆大多采用圆锥螺纹连接方式,此种连接方式的钻杆只能单向转动。在钻孔过程中会出现塌孔抱钻等情况,此时需要通过频繁的正向和反向转动使钻杆松动解抱,但是,对于单向螺纹连接的钻杆,反向转动会使螺纹扣脱开,钻杆与钻杆之间相互分离导致掉钻,致使上百米的钻杆和钻头丢弃在煤层中,不仅使已钻进的钻孔报废,还损失了大量钻杆钻头,既造成了工程损失和材料损失,又影响工程质量和工程进度。
目前可用于正反转的钻杆主要是通过销键或螺钉进行轴向定位,将前后两杆固定连接,实现正反转。然而,对于正反转钻杆,销键或螺钉的强度相对较差,并且需要人工装卸,不利于全自动装卸钻杆技术的实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,而提供一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆装置和工作方法,该钻杆利用左旋和右旋螺纹的连接特点进行两钻杆之间的锁定和解锁,实现钻杆的正转、反转和自动装卸。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆装置,包括顺次连接的若干个钻杆单元,每个所述钻杆单元包括钻杆本体、卡件机构和套件机构。
所述钻杆本体包括顺次同轴连接固定的底座钻杆、连接钻杆和顶部钻杆。
所述底座钻杆包括顺次同轴连接的第一底座钻杆、第二底座钻杆和第三底座钻杆;所述第一底座钻杆和第三底座钻杆呈圆柱体状,且第一底座钻杆的直径小于第三底座钻杆的直径;第二底座钻杆的两端分别与第一底座钻杆和第三底座钻杆连接。
所述连接钻杆包括顺次同轴连接的第一连接钻杆和第二连接钻杆,所述第一连接钻杆和第二连接钻杆呈圆柱体状,且第一连接钻杆的直径小于第二连接钻杆的直径。
所述顶部钻杆与第一连接钻杆连接固定。
所述第二连接钻杆的直径小于第一底座钻杆的直径;所述顶部钻杆的直径小于第一连接钻杆的直径。
所述第三底座钻杆远离第二底座钻杆一侧的端部内同轴设有顶部钻杆槽孔和卡件底座槽孔。
所述顶部钻杆侧面布设有右旋螺纹;所述第一连接钻杆侧面布设有左旋螺纹;所述顶部钻杆槽孔内布设有右旋螺纹。
所述卡件机构包括卡件底座和和与卡件底座一体化连接的卡件;所述卡件底座和卡件皆呈圆柱环状,所述卡件底座和卡件的小圆半径相等,卡件底座的大圆半径大于卡件的大圆半径;所述卡件内侧面布设有左旋螺纹,外侧面布设有右旋螺纹。
所述套件机构包括套件底座和与套件底座一体化连接的套件;所述套件底座和套件皆呈圆柱环状,所述套件底座和套件的大圆半径相等,套件底座的小圆半径大于套件的小圆半径;所述套件内侧面布设有右旋螺纹。
作为本发明的进一步优选地,所述卡件和套件通过右旋螺纹相互配合。
作为本发明的进一步优选地,所述套件的大圆直径和所述第三底座钻杆的外径相等。
作为本发明的进一步优选地,所述卡件底座的大圆半径小于底座钻杆的外径。
作为本发明的进一步优选地,所述第三底座钻杆的卡件底座槽孔与卡件底座过渡配合。
作为本发明的进一步优选地,所述顶部钻杆与所述顶部钻杆槽孔的尺寸、布置方向相同,且顶部钻杆侧面布设的右旋螺纹与顶部钻杆槽孔内布设的右旋螺纹可相互配合。
作为本发明的进一步优选地,所述第一底座钻杆的长度与套件底座的高相等。
作为本发明的进一步优选地,所述卡件的长度大于第一连接钻杆的长度。
一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆的工作方法,具体包括以下步骤:
定义钻杆单元呈水平方向放置,相对于连接钻杆,顶部钻杆位于连接钻杆左侧,底座钻杆位于连接钻杆右侧。
步骤S1、组装钻杆:
S1-1、卡件机构外侧面布设有右旋螺纹,套件内侧面也布设有右旋螺纹,对齐卡件机构和套件机构,将卡件机构右旋旋入套件机构内;
S1-2、将套件与第三底座钻杆对齐并固定连接,同时卡件底座与卡件底座槽孔也呈对齐状态,此时钻杆本体、卡件机构和套件机构构成一个钻杆单元;
S1-3、取相同设置的两组钻杆单元,将第二钻杆单元的顶部钻杆和第一钻杆单元的顶部钻杆槽孔对齐,并且将卡件底座和卡件底座槽孔也保持对齐;
S1-4、固定住第一钻杆单元,将第二钻杆单元的第一连接钻杆左旋向左旋入第一钻杆单元的卡件机构内;由于第一钻杆单元中的卡件机构通过右旋螺纹配合已旋入第一钻杆单元中的套件机构内,故而在第二钻杆单元的第一连接钻杆左旋向左旋入的过程中,第一钻杆单元中的卡件机构与套件机构形成螺纹锁,卡件机构相对于套件机构保持相对静止;由于第二钻杆单元的第一连接钻杆外侧面布设有左旋螺纹,第一钻杆单元中的卡件内侧面也布设有左旋螺纹,故而第二钻杆单元得以左旋旋入第一钻杆单元中的卡件机构内,继续旋入直至第二钻杆单元的顶部钻杆抵达第一钻杆单元的第三底座钻杆的右侧端部位置时停止旋入;
S1-5、固定住第一钻杆单元,将第二钻杆单元的顶部钻杆右旋向左旋入第一钻杆单元的顶部钻杆槽孔;由于第一钻杆单元中的卡件内侧面布设有左旋螺纹,第二钻杆单元中的第一连接钻杆的外侧面也布设有左旋螺纹,当仅有第一钻杆单元中的卡件机构和第二钻杆单元中的第一连接钻杆时,第二钻杆单元中的第一连接钻杆会带动第一钻杆单元中的卡件机构相对静止的正转前进;仅就第一钻杆单元的卡件机构和套件机构而言,套件机构固定时,卡件机构右旋正转向左前进时,其与套件机构为右旋螺纹配合,卡件机构会相对于套件机构右旋向左旋进,同时,第二钻杆单元中的顶部钻杆外侧面布设有右旋螺纹,第一钻杆单元的顶部钻杆槽孔内侧面布设有右旋螺纹,第二钻杆单元的第一连接钻杆带动第一钻杆单元的卡件机构相对于第一钻杆单元的套件机构右旋向左旋入时,第二钻杆单元的的顶部钻杆外侧面布设的右旋螺纹与第一钻杆单元的第三底座钻杆的顶部钻杆槽孔的右旋螺纹发生右旋配合,故而第二钻杆单元的顶部钻杆得以右旋向左旋入第一钻杆单元中的顶部钻杆槽孔内;
S1-6、重复步骤S1-3至S1-5,若干个钻杆单元得以顺次连接,钻杆组装完成;
步骤S2、钻杆的右旋钻进和退钻:
S2-1、钻机驱动钻杆,右旋正转向左前进,即可实现钻杆的右旋钻进工作;
S2-2、钻机驱动钻杆,右旋正转向右前进,此时若干个钻杆单元之间通过卡件机构和套件机构、顶部钻杆和顶部钻杆槽孔之间的右旋螺纹连接固定;在钻杆右旋正转向右运动时,钻杆单元之间保持相对固定,从而实现右旋正转退钻;
步骤S3、钻杆的左旋钻进和退钻:
S3-1、钻机驱动钻杆,钻杆左旋反转向左前进,实现左旋反转钻进;
S3-2、钻机驱动钻杆,钻杆左旋反转向右前进,此时第一钻杆单元的卡件机构与第一钻杆单元中的套件机构通过右旋螺纹配合,第二钻杆单元的第一连接钻杆带动第一钻杆单元的卡件机构左旋反转向右前进,直至第一钻杆单元的卡件机构的卡件底座受到第一钻杆单元的套件机构的阻挡,此时第一钻杆单元的卡件机构和套件机构保持相对静止,同时,由于第二钻杆单元的第一连接钻杆与第一钻杆单元的卡件机构是通过左旋螺纹配合,故而第二钻杆单元左旋反转向右前进时,第二钻杆单元的第一连接钻杆与第一钻杆单元的卡件机构保持相对静止,从而实现第一钻杆单元与第二钻杆单元的相对固定,进而实现若干个钻杆单元的相对固定,最终实现钻杆左旋反转退钻;
步骤S4、钻杆的拆卸分离:
S4-1、固定住第一钻杆单元,将第二钻杆单元反转左旋向右前进,继续旋出直至第二钻杆单元的顶部钻杆抵达第一钻杆单元的第三底座钻杆的右侧端部位置时停止旋出;
S4-2、固定住第一钻杆单元,将第二钻杆单元正转右旋向右旋出,即可分离第一钻杆单元和第二钻杆单元;
S4-3、重复步骤S4-1和S4-2,若干个钻杆单元得以顺次分离,钻杆拆卸完成。
本发明具有如下有益效果:
1.本发明钻杆之间的锁定和解锁可通过装配自动实现,简单省力。
2.本发明利用利用左旋和右旋螺纹的连接特点,实现两钻杆单元之间的相互连接固定,连接稳定不掉钻,固定强度高。
3. 本发明钻杆可实现钻杆的右旋钻进和退钻,钻杆的左旋钻进和退钻,自由钻进与退钻,可为未来煤矿井下实现卸压钻孔无人化作业提供技术支撑。
附图说明
图1是本发明一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆的结构示意图。
图2是本发明一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆的钻杆本体结构示意图。
图3是本发明一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆的卡件机构示意图。
图4是本发明一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆的套件机构示意图。
图5是本发明一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆的卡件机构和套件机构的配合示意图。
图6是本发明一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆左旋反转示意图。
图7是本发明一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆右旋正转示意图。
其中有:
10.钻杆本体;11.底座钻杆;111.第一底座钻杆;112.第二底座钻杆;113.第三底座钻杆; 12.连接钻杆;121. 第一连接钻杆;122.第二连接钻杆;13.顶部钻杆;
20.卡件机构;21.卡件底座;22.卡件;
30.套件机构;31.套件底座;32.套件;
40.顶部钻杆槽孔;41.卡件底座槽孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的描述中,需要理解的是,术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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,“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度,因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案,并不限制本发明的保护范围。
下面结合附图和和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
优选实施例1
如图1所示,一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆,其特征在于:包括顺次连接的若干个钻杆单元,每个所述钻杆单元包括钻杆本体10、卡件机构20和套件机构30。
如图2所示,所述钻杆本体10包括顺次同轴连接固定的底座钻杆11、连接钻杆12和顶部钻杆13。
所述底座钻杆11包括顺次同轴连接的第一底座钻杆111、第二底座钻杆112和第三底座钻杆113。
所述第一底座钻杆111和第三底座钻杆113呈圆柱体状,第二底座钻杆112呈圆台状。
所述第二底座钻杆112的圆台顶面连接第一底座钻杆111,且圆台顶面直径与第一底座钻杆111的直径相等;所述第二底座钻杆112的圆台底面连接第三底座钻杆113,且圆台底面直径与第三底座钻杆113的直径相等。
所述第三底座钻杆113远离第二底座钻杆112一侧的端部内同轴设有顶部钻杆槽孔40和卡件底座槽孔41,所述顶部钻杆槽孔40呈圆台状,所述卡件底座槽孔41呈圆柱环状。
所述连接钻杆12包括顺次同轴连接的第一连接钻杆121和第二连接钻杆122,所述第一连接钻杆121和第二连接钻杆122呈圆柱体状,且第一连接钻杆121的直径小于第二连接钻杆122的直径。
所述第二连接钻杆122的直径小于第一底座钻杆111的直径;
所述顶部钻杆13呈圆台状,顶部钻杆13的圆台底面与第一连接钻杆121连接固定,所述顶部钻杆13的圆台底面直径小于第一连接钻杆121的直径。
所述第三底座钻杆113的卡件底座槽孔41与卡件底座21过渡配合。
所述顶部钻杆13与所述顶部钻杆槽孔40的尺寸、布置方向相同,且顶部钻杆13侧面布设的右旋螺纹与顶部钻杆槽孔40内布设的右旋螺纹可相互配合。
所述顶部钻杆13侧面布设有右旋螺纹;所述第一连接钻杆121侧面布设有左旋螺纹;所述顶部钻杆槽孔40内布设有右旋螺纹。
如图3所示,所述卡件机构20包括卡件底座21和和与卡件底座21一体化连接的卡件22;所述卡件底座21和卡件22皆呈圆柱环状,所述卡件底座21和卡件22的小圆半径相等,卡件底座21的大圆半径大于卡件22的大圆半径;所述卡件22内侧面布设有左旋螺纹,外侧面布设有右旋螺纹。
所述卡件22大圆直径与套件32的小圆直径相等,且卡件22的长度与套件32的长度相等;所述卡件22和套件32通过右旋螺纹相互配合。
所述卡件底座21的大圆半径小于第三底座钻杆113的外径。
所述卡件22的长度大于第一连接钻杆121的长度。
如图4所示,所述套件机构30包括套件底座31和与套件底座31一体化连接的套件32;所述套件底座31和套件32皆呈圆柱环状,所述套件底座31和套件32的大圆半径相等,套件底座31的小圆半径大于套件32的小圆半径;所述套件32内侧面布设有右旋螺纹。
所述套件底座31的高与第一底座钻杆111的长度相等。
所述套件32的大圆直径和所述第三底座钻杆113的外径相等。
一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆的工作方法,具体包括以下步骤:
定义钻杆单元呈水平方向放置,顶部钻杆13相对于连接钻杆12位于左侧,底座钻杆11相对于连接钻杆12位于右侧。
步骤S1、组装钻杆:
S1-1、如图5所示,卡件机构20外侧面布设有右旋螺纹,套件32内侧面也布设有右旋螺纹,对齐卡件机构20和套件机构30,将卡件机构20右旋旋入套件机构30内;
S1-2、将套件32与第三底座钻杆113对齐并固定连接,同时卡件底座21与卡件底座槽孔41也呈对齐状态,此时钻杆本体10、卡件机构20和套件机构30构成一个钻杆单元;
S1-3、取相同设置的两组钻杆单元,将第二钻杆单元的顶部钻杆13和第一钻杆单元的顶部钻杆槽孔40对齐,并且将卡件底座21和卡件底座槽孔41也保持对齐;
S1-4、如图6所示,固定住第一钻杆单元,将第二钻杆单元的第一连接钻杆121左旋向左旋入第一钻杆单元的卡件机构20内;由于第一钻杆单元中的卡件机构20通过右旋螺纹配合已旋入第一钻杆单元中的套件机构30内,故而在第二钻杆单元的第一连接钻杆121左旋向左旋入的过程中,第一钻杆单元中的卡件机构20与套件机构30形成螺纹锁,卡件机构20相对于套件机构30保持相对静止;由于第二钻杆单元的第一连接钻杆121外侧面布设有左旋螺纹,第一钻杆单元中的卡件22内侧面也布设有左旋螺纹,故而第二钻杆单元得以左旋旋入第一钻杆单元中的卡件机构20内,继续旋入直至第二钻杆单元的顶部钻杆13抵达第一钻杆单元的第三底座钻杆113的右侧端部位置时停止旋入;
S1-5、如图7所示,固定住第一钻杆单元,将第二钻杆单元的顶部钻杆13右旋向左旋入第一钻杆单元的顶部钻杆槽孔40;由于第一钻杆单元中的卡件22内侧面布设有左旋螺纹,第二钻杆单元中的第一连接钻杆121的外侧面也布设有左旋螺纹,当仅有第一钻杆单元中的卡件机构20和第二钻杆单元中的第一连接钻杆121时,第二钻杆单元中的第一连接钻杆121会带动第一钻杆单元中的卡件机构20相对静止的正转前进;仅就第一钻杆单元的卡件机构20和套件机构30而言,套件机构30固定时,卡件机构20右旋正转向左前进时,其与套件机构30为右旋螺纹配合,卡件机构20会相对于套件机构30右旋向左旋进;同时,第二钻杆单元中的顶部钻杆13外侧面布设有右旋螺纹,第一钻杆单元的顶部钻杆槽孔40内侧面布设有右旋螺纹,第二钻杆单元的第一连接钻杆121带动第一钻杆单元的卡件机构20相对于第一钻杆单元的套件机构30右旋向左旋入时,第二钻杆单元的的顶部钻杆13外侧面布设的右旋螺纹与第一钻杆单元的第三底座钻杆113的顶部钻杆槽孔40的右旋螺纹发生右旋配合,故而第二钻杆单元的顶部钻杆13得以右旋向左旋入第一钻杆单元中的顶部钻杆槽孔40内;
S1-6、重复步骤S1-3至S1-5,若干个钻杆单元得以顺次连接,钻杆组装完成。
步骤S2、钻杆的右旋钻进和退钻:
S2-1、钻机驱动钻杆,右旋正转向左前进,即可实现钻杆的右旋钻进工作;
S2-2、钻机驱动钻杆,右旋正转向右前进,此时若干个钻杆单元之间通过卡件机构20和套件机构30、顶部钻杆13和顶部钻杆槽孔40之间的右旋螺纹连接固定;在钻杆右旋正转向右运动时,钻杆单元之间保持相对固定,从而实现右旋正转退钻。
步骤S3、钻杆的左旋钻进和退钻:
S3-1、钻机驱动钻杆,钻杆左旋反转向左前进,实现左旋反转钻进;
S3-2、钻机驱动钻杆,钻杆左旋反转向右前进,此时第一钻杆单元的卡件机构20与第一钻杆单元中的套件机构30通过右旋螺纹配合,第二钻杆单元的第一连接钻杆121带动第一钻杆单元的卡件机构20左旋反转向右前进,直至第一钻杆单元的卡件机构20的卡件底座21受到第一钻杆单元的套件机构30的阻挡,此时第一钻杆单元的卡件机构20和套件机构30保持相对静止,同时,由于第二钻杆单元的第一连接钻杆121与第一钻杆单元的卡件机构20是通过左旋螺纹配合,故而第二钻杆单元左旋反转向右前进时,第二钻杆单元的第一连接钻杆121与第一钻杆单元的卡件机构20保持相对静止,从而实现第一钻杆单元与第二钻杆单元的相对固定,进而实现若干个钻杆单元的相对固定,最终实现钻杆左旋反转退钻;
步骤S4、钻杆的拆卸分离:
S4-1、固定住第一钻杆单元,将第二钻杆单元反转左旋向右前进,继续旋出直至第二钻杆单元的顶部钻杆13抵达第一钻杆单元的第三底座钻杆113的右侧端部位置时停止旋出;
S4-2、固定住第一钻杆单元,将第二钻杆单元正转右旋向右旋出,即可分离第一钻杆单元和第二钻杆单元;
S4-3、重复步骤S4-1和S4-2,若干个钻杆单元得以顺次分离,钻杆拆卸完成。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆,其特征在于:包括顺次连接的若干个钻杆单元,每个所述钻杆单元包括钻杆本体(10)、卡件机构(20)和套件机构(30);
所述钻杆本体(10)包括顺次同轴连接固定的底座钻杆(11)、连接钻杆(12)和顶部钻杆(13);
所述底座钻杆(11)包括顺次同轴连接的第一底座钻杆(111)、第二底座钻杆(112)和第三底座钻杆(113);所述第一底座钻杆(111)和第三底座钻杆(113)呈圆柱体状,且第一底座钻杆(111)的直径小于第三底座钻杆(113)的直径;第二底座钻杆(112)的两端分别与第一底座钻杆(111)和第三底座钻杆(113)连接;
所述连接钻杆(12)包括顺次同轴连接的第一连接钻杆(121)和第二连接钻杆(122),所述第一连接钻杆(121)和第二连接钻杆(122)呈圆柱体状,且第一连接钻杆(121)的直径小于第二连接钻杆(122)的直径;
所述顶部钻杆(13)与第一连接钻杆(121)连接固定;
所述第二连接钻杆(122)的直径小于第一底座钻杆(111)的直径;所述顶部钻杆(13)的直径小于第一连接钻杆(121)的直径;
所述第三底座钻杆(113)远离第二底座钻杆(112)一侧的端部内同轴设有顶部钻杆槽孔(40)和卡件底座槽孔(41);所述顶部钻杆槽孔(40)的形状与顶部钻杆(13)相同;
所述顶部钻杆(13)侧面布设有右旋螺纹;所述第一连接钻杆(121)侧面布设有左旋螺纹;所述顶部钻杆槽孔(40)内侧面布设有右旋螺纹;
所述卡件机构(20)包括卡件底座(21)和与卡件底座(21)一体化连接的卡件(22);所述卡件底座(21)和卡件(22)皆呈圆柱环状,所述卡件底座(21)和卡件(22)的小圆半径相等,卡件底座(21)的大圆半径大于卡件(22)的大圆半径;所述卡件(22)内侧面布设有左旋螺纹,外侧面布设有右旋螺纹;
所述卡件底座槽孔(41)形状与卡件底座(21)相同;
所述套件机构(30)包括套件底座(31)和与套件底座(31)一体化连接的套件(32);所述套件底座(31)和套件(32)皆呈圆柱环状,所述套件底座(31)和套件(32)的大圆半径相等,套件底座(31)的小圆半径大于套件(32)的小圆半径;所述套件(32)内侧面布设有右旋螺纹。
2.根据权利要求1所述的一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆,其特征在于:所述卡件(22)和套件(32)通过右旋螺纹相互配合。
3.根据权利要求1所述的一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆,其特征在于:所述套件(32)的大圆直径和所述第三底座钻杆(113)的外径相等。
4.根据权利要求1所述的一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆,其特征在于:所述卡件底座(21)的大圆半径小于第三底座钻杆(113)的外径。
5.根据权利要求1所述的一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆,其特征在于:所述第三底座钻杆(113)的卡件底座槽孔(41)与卡件底座(21)过渡配合。
6.根据权利要求1所述的一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆,其特征在于:所述顶部钻杆(13)与所述顶部钻杆槽孔(40)的尺寸、布置方向相同,且顶部钻杆(13)侧面布设的右旋螺纹与顶部钻杆槽孔(40)内布设的右旋螺纹可相互配合。
7.根据权利要求1所述的一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆,其特征在于:所述第一底座钻杆(111)的长度与套件底座(31)的高相等。
8.根据权利要求1所述的一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆,其特征在于:所述卡件(22)的长度大于第一连接钻杆(121)的长度。
9.基于权利要求1-9任一所述的一种可正反转自动装卸的螺纹连接式钻杆的工作方法,具体包括以下步骤:
定义钻杆单元呈水平方向放置,相对于连接钻杆(12),顶部钻杆(13)位于连接钻杆(12)左侧,底座钻杆(11)位于连接钻杆(12)右侧;
步骤S1、组装钻杆:
S1-1、卡件机构(20)外侧面布设有右旋螺纹,套件(32)内侧面也布设有右旋螺纹,对齐卡件机构(20)和套件机构(30),将卡件机构(20)右旋旋入套件机构(30)内;
S1-2、将套件(32)与第三底座钻杆(113)对齐并固定连接,同时卡件底座(21)与卡件底座槽孔(41)也呈对齐状态,此时钻杆本体(10)、卡件机构(20)和套件机构(30)构成一个钻杆单元;
S1-3、取相同设置的两组钻杆单元,将第二钻杆单元的顶部钻杆(13)和第一钻杆单元的顶部钻杆槽孔(40)对齐,并且将卡件底座(21)和卡件底座槽孔(41)也保持对齐;
S1-4、固定住第一钻杆单元,将第二钻杆单元的第一连接钻杆(121)左旋向左旋入第一钻杆单元的卡件机构(20)内;由于第一钻杆单元中的卡件机构(20)通过右旋螺纹配合已旋入第一钻杆单元中的套件机构(30)内,故而在第二钻杆单元的第一连接钻杆(121)左旋向左旋入的过程中,第一钻杆单元中的卡件机构(20)与套件机构(30)形成螺纹锁,卡件机构(20)相对于套件机构(30)保持相对静止;由于第二钻杆单元的第一连接钻杆(121)外侧面布设有左旋螺纹,第一钻杆单元中的卡件(22)内侧面也布设有左旋螺纹,故而第二钻杆单元得以左旋旋入第一钻杆单元中的卡件机构(20)内,继续旋入直至第二钻杆单元的顶部钻杆(13)抵达第一钻杆单元的第三底座钻杆(113)的右侧端部位置时停止旋入;
S1-5、固定住第一钻杆单元,将第二钻杆单元的顶部钻杆(13)右旋向左旋入第一钻杆单元的顶部钻杆槽孔(40);由于第一钻杆单元中的卡件(22)内侧面布设有左旋螺纹,第二钻杆单元中的第一连接钻杆(121)的外侧面也布设有左旋螺纹,当仅有第一钻杆单元中的卡件机构(20)和第二钻杆单元中的第一连接钻杆(121)时,第二钻杆单元中的第一连接钻杆(121)会带动第一钻杆单元中的卡件机构(20)相对静止的正转前进;仅就第一钻杆单元的卡件机构(20)和套件机构(30)而言,套件机构(30)固定时,卡件机构(20)右旋正转向左前进时,其与套件机构(30)为右旋螺纹配合,卡件机构(20)会相对于套件机构(30)右旋向左旋进;同时,第二钻杆单元中的顶部钻杆(13)外侧面布设有右旋螺纹,第一钻杆单元的顶部钻杆槽孔(40)内侧面布设有右旋螺纹,第二钻杆单元的第一连接钻杆(121)带动第一钻杆单元的卡件机构(20)相对于第一钻杆单元的套件机构(30)右旋向左旋入时,第二钻杆单元的顶部钻杆(13)外侧面布设的右旋螺纹与第一钻杆单元的第三底座钻杆(113)的顶部钻杆槽孔(40)的右旋螺纹发生右旋配合,故而第二钻杆单元的顶部钻杆(13)得以右旋向左旋入第一钻杆单元中的顶部钻杆槽孔(40)内;
S1-6、重复步骤S1-3至S1-5,若干个钻杆单元得以顺次连接,钻杆组装完成;
步骤S2、钻杆的右旋钻进和退钻:
S2-1、钻机驱动钻杆,右旋正转向左前进,即可实现钻杆的右旋钻进工作;
S2-2、钻机驱动钻杆,右旋正转向右前进,此时若干个钻杆单元之间通过卡件机构(20)和套件机构(30)、顶部钻杆(13)和顶部钻杆槽孔(40)之间的右旋螺纹连接固定;在钻杆右旋正转向右运动时,钻杆单元之间保持相对固定,从而实现右旋正转退钻;
步骤S3、钻杆的左旋钻进和退钻:
S3-1、钻机驱动钻杆,钻杆左旋反转向左前进,实现左旋反转钻进;
S3-2、钻机驱动钻杆,钻杆左旋反转向右前进,此时第一钻杆单元的卡件机构(20)与第一钻杆单元中的套件机构(30)通过右旋螺纹配合,第二钻杆单元的第一连接钻杆(121)带动第一钻杆单元的卡件机构(20)左旋反转向右前进,直至第一钻杆单元的卡件机构(20)的卡件底座(21)受到第一钻杆单元的套件机构(30)的阻挡,此时第一钻杆单元的卡件机构(20)和套件机构(30)保持相对静止,同时,由于第二钻杆单元的第一连接钻杆(121)与第一钻杆单元的卡件机构(20)是通过左旋螺纹配合,故而第二钻杆单元左旋反转向右前进时,第二钻杆单元的第一连接钻杆(121)与第一钻杆单元的卡件机构(20)保持相对静止,从而实现第一钻杆单元与第二钻杆单元的相对固定,进而实现若干个钻杆单元的相对固定,最终实现钻杆左旋反转退钻;
步骤S4、钻杆的拆卸分离:
S4-1、固定住第一钻杆单元,将第二钻杆单元反转左旋向右前进,继续旋出直至第二钻杆单元的顶部钻杆(13)抵达第一钻杆单元的第三底座钻杆(113)的右侧端部位置时停止旋出;
S4-2、固定住第一钻杆单元,将第二钻杆单元正转右旋向右旋出,即可分离第一钻杆单元和第二钻杆单元;
S4-3、重复步骤S4-1和S4-2,若干个钻杆单元得以顺次分离,钻杆拆卸完成。
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