CN115538925B - 一种气液两用螺杆钻具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺杆钻具设备技术领域，具体公开了一种气液两用螺杆钻具，包括钻头和两用机构，两用机构包括介质连接管、延长管、钻杆、介质压缩柱、转换柱、增速板体、钻头柱和螺柱，多根延长管依次首尾相连，且每根延长管之间螺纹连接，介质连接管与首根延长管螺纹连接，并位于首根延长管的上端，钻杆与尾根延长管螺纹连接，介质压缩柱设置于钻杆的内部，转换柱与介质压缩柱固定连接，增速板体与转换柱固定连接，钻头柱与增速板体固定连接，并位于增速板体的下端，钻头通过螺柱与钻头柱拆卸连接。以上结构的设置，可以无需使用两套介质不同的钻具，通过在介质连接管的输入端输入不同的介质即可达到需求和使用效果。

Description

一种气液两用螺杆钻具

技术领域

本发明涉及螺杆钻具设备技术领域，尤其涉及一种气液两用螺杆钻具。

背景技术

目前，随着井下定向钻探工艺的不断发展，定向钻进技术已经成熟地应用于煤矿井下瓦斯抽采治理、地质异常探测、防治水方面，这种技术不仅可以提高煤矿瓦斯治理、防治水等方面的效率，而且为煤矿的安全开采提供了技术保障。

现有技术中，通过采用液动螺杆钻具对地层进行钻到，以达到开采钻探作业。

但是现有技术中，通常需要至少两套不同介质的螺杆钻具对不同底层进行施工，导致在不同地层钻取时需要对不同介质的螺杆钻具进行更换，在频繁更换的过程中会影响施工进程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气液两用螺杆钻具，旨在解决现有技术中的需要至少两套不同介质的螺杆钻具对不同底层进行施工，导致在不同地层钻取时需要对不同介质的螺杆钻具进行更换，在频繁更换的过程中会影响施工进程的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的一种气液两用螺杆钻具，包括钻头和两用机构，所述两用机构包括介质连接管、延长管、钻杆、介质压缩柱、转换柱、增速板体、钻头柱和螺柱，所述延长管的数量为多根，多根所述延长管依次首尾相连，且每根所述延长管之间螺纹连接，所述介质连接管与首根所述延长管螺纹连接，并位于首根所述延长管的上端，所述钻杆与尾根所述延长管螺纹连接，并位于尾根所述延长管的下端，所述介质压缩柱设置于所述钻杆的内部，所述转换柱与所述介质压缩柱固定连接，并位于所述介质压缩柱的下端，所述增速板体与所述转换柱固定连接，并位于所述转换柱的下端，所述钻头柱与所述增速板体固定连接，并位于所述增速板体的下端，所述螺柱的数量为多根，所述钻头通过所述螺柱与所述钻头柱拆卸连接。

其中，所述介质压缩柱具有介质槽，所述介质槽的数量为三条，且三条所述介质槽均匀设置于所述介质压缩柱的外表壁，所述介质压缩柱与所述钻杆贴合。

其中，所述转换柱具有螺纹导槽，所述螺纹导槽的数量为三条，且三条所述螺纹导槽均匀设置于所述转换柱的外表壁，且每条所述螺纹导槽分别与对应的所述介质槽连通。

其中，所述增速板体包括柱体和齿板，所述柱体与所述转换柱固定连接，并位于所述转换柱的下端，所述齿板与所述柱体固定连接，并位于所述柱体的下端，且所述齿板与所述钻杆贴合。

其中，所述齿板的具有增速槽，所述增速槽的数量为多条，多条所述增速槽均匀设置于所述齿板的外表壁。

其中，所述介质连接管具有气体连接管和液体连接管，所述气体连接管和所述液体连接管分别设置于所述介质连接管的外表壁。

其中，所述气液两用螺杆钻具还包括限位柱、弹簧和外齿盘，所述限位柱的数量为多根，每根所述限位柱分别与所述介质压缩柱固定连接，并分别位于所述介质压缩柱的外表壁，且所述限位柱设置于所述钻杆的内部，所述弹簧设置于所述钻杆的内部，并位于所述齿板的下端，所述外齿盘与所述钻头柱固定连接，并套设于所述钻头柱的外表壁。

其中，所述外齿盘具有外齿槽，所述外齿槽的数量为多条，多条所述外齿槽均匀设置于所述外齿盘的外表壁。

本发明的一种气液两用螺杆钻具，通过所述介质连接管连接介质输入设备的输出端，对所述介质连接管输入空气或者清水，介质通过所述延长管进入至所述钻杆，并且通过所述介质压缩柱对介质进行压缩，使得介质通过所述介质压缩柱的导向进入至所述转换柱之中，以此通过压力使得所述转换柱进行转动，所述增速板体可以进一步对所述转换柱的转动进行增速，以此增强所述气液两用螺杆钻具的扭矩，所述钻头柱转动带动所述钻头进行转动，以此通过所述钻头对岩层进行转动，所述螺柱用于对所述钻头进行固定安装，以上结构的设置，可以无需使用两套介质不同的钻具，通过在所述介质连接管的输入端输入不同的介质即可达到需求和使用效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的第一实施例的结构示意图。

图2是本发明的第一实施例的局部结构剖视图。

图3是本发明的介质压缩柱的结构示意图。

图4是本发明的齿板的结构示意图。

图5是本发明的转换柱的结构示意图。

图6是本发明的第二实施例的局部结构示意图。

图7是本发明的外齿盘的结构示意图。

图8是本发明的第三实施例的内部结构剖视图。

图9是本发明的图8的A处局部结构放大图。

100-钻头、101-介质连接管、102-延长管、103-钻杆、104-介质压缩柱、105-转换柱、106-钻头柱、107-螺柱、108-柱体、109-齿板、110-介质槽、111-螺纹导槽、112-增速槽、113-气体连接管、114-液体连接管、201-限位柱、202-弹簧、203-外齿盘、204-外齿槽、301-密封圈、302-连接板体。

具体实施方式

本申请第一实施例为：

请参阅图1至图5，其中图1为第一实施例的结构示意图，图2为第一实施例的局部结构剖视图，图3为介质压缩柱的结构示意图，图4为齿板的结构示意图，图5为转换柱的结构示意图。

本发明提供一种气液两用螺杆钻具：包括钻头100和两用机构，所述两用机构包括介质连接管101、延长管102、钻杆103、介质压缩柱104、转换柱105、增速板体、钻头柱106和螺柱107，所述增速板体包括柱体108和齿板109。

针对本具体实施方式，通过介质在所述钻杆103的内部形成压力，使得所述介质压缩柱104和所述转换柱105将介质压力转换为转动动能，以此带动所述钻头100对岩层进行转动。

其中，所述延长管102的数量为多根，多根所述延长管102依次首尾相连，且每根所述延长管102之间螺纹连接，所述介质连接管101与首根所述延长管102螺纹连接，并位于首根所述延长管102的上端，所述钻杆103与尾根所述延长管102螺纹连接，并位于尾根所述延长管102的下端，所述介质压缩柱104设置于所述钻杆103的内部，所述转换柱105与所述介质压缩柱104固定连接，并位于所述介质压缩柱104的下端，所述增速板体与所述转换柱105固定连接，并位于所述转换柱105的下端，所述钻头柱106与所述增速板体固定连接，并位于所述增速板体的下端，所述螺柱107的数量为多根，所述钻头100通过所述螺柱107与所述钻头柱106拆卸连接，所述介质连接管101连接介质输入设备的输出端，对所述介质连接管101输入空气或者清水，介质通过所述延长管102进入至所述钻杆103，并且通过所述介质压缩柱104对介质进行压缩，使得介质通过所述介质压缩柱104的导向进入至所述转换柱105之中，以此通过压力使得所述转换柱105进行转动，所述增速板体可以进一步对所述转换柱105的转动进行增速，以此增强所述气液两用螺杆钻具的扭矩，所述钻头柱106转动带动所述钻头100进行转动，以此通过所述钻头100对岩层进行转动，所述螺柱107用于对所述钻头100进行固定安装。

其次，所述介质压缩柱104具有介质槽110，所述介质槽110的数量为三条，且三条所述介质槽110均匀设置于所述介质压缩柱104的外表壁，所述介质压缩柱104与所述钻杆103贴合，所述介质槽110可以使得介质进入所述钻杆103后，介质的轨迹得到固定，使得介质有序的进入至所述转换柱105之中，同时由于所述介质槽110的设置，可以对介质起到初步压缩作用，以便增强后续动能。

同时，所述转换柱105具有螺纹导槽111，所述螺纹导槽111的数量为三条，且三条所述螺纹导槽111均匀设置于所述转换柱105的外表壁，且每条所述螺纹导槽111分别与对应的所述介质槽110连通，通过所述介质槽110对介质的导流，使得进入至对应的所述螺纹导槽111之中，通过所述螺纹导槽111的旋转结构，使得所述转换柱105将压力转换为旋转的动能。

另外，所述柱体108与所述转换柱105固定连接，并位于所述转换柱105的下端，所述齿板109与所述柱体108固定连接，并位于所述柱体108的下端，且所述齿板109与所述钻杆103贴合，所述柱体108用于连接所述齿板109和所述转换柱105，通过所述齿板109可以进一步的对旋转的动能进行转动增速。

并且，所述齿板109的具有增速槽112，所述增速槽112的数量为多条，多条所述增速槽112均匀设置于所述齿板109的外表壁，通过介质流入至所述齿板109的位置时，通过所述增速槽112将介质排出，并且由于所述增速槽112为斜面设置，使得可以在排出的过程中进一步增加动能。

进而，所述介质连接管101具有气体连接管113和液体连接管114，所述气体连接管113和所述液体连接管114分别设置于所述介质连接管101的外表壁，所述气体连接管113和所述液体连接管114分别用于连接不同介质的输入设备，同时由于具有两根连接管，可以使得所述气液两用螺杆钻具可以进行气液混合使用。

使用本实施例的一种气液两用螺杆钻具时，所述介质连接管101连接介质输入设备的输出端，对所述介质连接管101输入空气或者清水，介质通过所述延长管102进入至所述钻杆103，并且通过所述介质压缩柱104对介质进行压缩，使得介质通过所述介质压缩柱104的导向进入至所述转换柱105之中，以此通过压力使得所述转换柱105进行转动，所述增速板体可以进一步对所述转换柱105的转动进行增速，以此增强所述气液两用螺杆钻具的扭矩，所述钻头柱106转动带动所述钻头100进行转动，以此通过所述钻头100对岩层进行转动，所述螺柱107用于对所述钻头100进行固定安装，所述介质槽110可以使得介质进入所述钻杆103后，介质的轨迹得到固定，使得介质有序的进入至所述转换柱105之中，同时由于所述介质槽110的设置，可以对介质起到初步压缩作用，以便增强后续动能，通过所述介质槽110对介质的导流，使得进入至对应的所述螺纹导槽111之中，通过所述螺纹导槽111的旋转结构，使得所述转换柱105将压力转换为旋转的动能，所述柱体108用于连接所述齿板109和所述转换柱105，通过所述齿板109可以进一步的对旋转的动能进行转动增速，通过介质流入至所述齿板109的位置时，通过所述增速槽112将介质排出，并且由于所述增速槽112为斜面设置，使得可以在排出的过程中进一步增加动能，所述气体连接管113和所述液体连接管114分别用于连接不同介质的输入设备，同时由于具有两根连接管，可以使得所述气液两用螺杆钻具可以进行气液混合使用，所述气液两用螺杆钻具可以使用空气或者清水为介质单独进行使用，也能够在不同地层不更换工具的前提下变换介质，达到使用要求，使用清水为介质，级数虽然是2级，但扭矩和4级相当，对于硬岩钻进更有优势。

本申请第二实施例为：

在第一实施例的基础上，请参阅图6和图7，其中图6为第二实施例的局部结构示意图，图7为外齿盘的结构示意图。

本发明提供一种气液两用螺杆钻具：还包括限位柱201、弹簧202和外齿盘203。

针对本具体实施方式，通过所述限位柱201可以现在所述介质压缩柱104的转动范围，同时所述弹簧202可以使得所述钻杆103内部的压力保持一定的数值。

其中，所述限位柱201的数量为多根，每根所述限位柱201分别与所述介质压缩柱104固定连接，并分别位于所述介质压缩柱104的外表壁，且所述限位柱201设置于所述钻杆103的内部，所述弹簧202设置于所述钻杆103的内部，并位于所述齿板109的下端，所述外齿盘203与所述钻头柱106固定连接，并套设于所述钻头柱106的外表壁，所述限位柱201可以现在所述介质压缩柱104的转动范围，达到限位作用，所述弹簧202可以使得所述钻杆103内部的压力保持一定的数值当所述钻杆103内部压力小于所述弹簧202的弹力时，通过所述弹簧202的弹力推动将所述齿板109对所述钻杆103进行密封阻挡，当压力大于所述弹簧202后才能将所述齿板109下压排出介质，进而通过一定的压力带动所述齿板109进行旋转，所述外齿盘203具有增速作用，同时在转动的过程中还可以对岩层进行扩大，起到钻到岩层的辅助作用。

其次，所述外齿盘203具有外齿槽204，所述外齿槽204的数量为多条，多条所述外齿槽204均匀设置于所述外齿盘203的外表壁，所述外齿槽204可以对岩层的钻到起到辅助作用。

使用本实施例的一种气液两用螺杆钻具时，所述限位柱201可以现在所述介质压缩柱104的转动范围，达到限位作用，所述弹簧202可以使得所述钻杆103内部的压力保持一定的数值当所述钻杆103内部压力小于所述弹簧202的弹力时，通过所述弹簧202的弹力推动将所述齿板109对所述钻杆103进行密封阻挡，当压力大于所述弹簧202后才能将所述齿板109下压排出介质，进而通过一定的压力带动所述齿板109进行旋转，所述外齿盘203具有增速作用，同时在转动的过程中还可以对岩层进行扩大，起到钻到岩层的辅助作用，所述外齿槽204可以对岩层的钻到起到辅助作用。

本申请第三实施例为：

在第二实施例的基础上，请参阅图8和图9，其中图8为第三实施例的内部结构剖视图，图9为图8的A处局部结构放大图。

本发明提供一种气液两用螺杆钻具：还包括密封圈301和连接板体302。

针对本具体实施方式，所述密封圈301对所述介质连接管101、所述延长管102和所述钻杆103的连接端起到密封作用，同时所述连接板体302在连接所述延长管102时起到辅助作用。

其中，所述密封圈301的数量为多个，每根所述延长管102的上端均设置有所述密封圈301，所述转杆的上端设置有所述密封圈301，所述连接板体302的数量为多块，每块所述连接板体302分别位于所述介质连接管101、所述延长管102和所述钻杆103的外表壁，且每块所述连接板体302的两侧呈扁平状，所述密封圈301对每根所述延长管102的连接处起到密封作用，防止因压力过大导致介质泄漏的可能，所述连接板体302便于多根所述延长管102之间进行连接。

使用本实施例的一种气液两用螺杆钻具时，所述密封圈301对每根所述延长管102的连接处起到密封作用，防止因压力过大导致介质泄漏的可能，从而导致所述钻杆103内部压力不足，影响所述气液两用螺杆钻具的使用，所述连接板体302便于多根所述延长管102之间进行连接，在连接时，便于通过工具夹持进行拧紧。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种气液两用螺杆钻具，包括钻头，其特征在于，

还包括两用机构；

所述两用机构包括介质连接管、延长管、钻杆、介质压缩柱、转换柱、增速板体、钻头柱和螺柱，所述延长管的数量为多根，多根所述延长管依次首尾相连，且每根所述延长管之间螺纹连接，所述介质连接管与首根所述延长管螺纹连接，并位于首根所述延长管的上端，所述钻杆与尾根所述延长管螺纹连接，并位于尾根所述延长管的下端，所述介质压缩柱设置于所述钻杆的内部，所述转换柱与所述介质压缩柱固定连接，并位于所述介质压缩柱的下端，所述增速板体与所述转换柱固定连接，并位于所述转换柱的下端，所述钻头柱与所述增速板体固定连接，并位于所述增速板体的下端，所述螺柱的数量为多根，所述钻头通过所述螺柱与所述钻头柱拆卸连接。

2.如权利要求1所述的一种气液两用螺杆钻具，其特征在于，

所述介质压缩柱具有介质槽，所述介质槽的数量为三条，且三条所述介质槽均匀设置于所述介质压缩柱的外表壁，所述介质压缩柱与所述钻杆贴合。

3.如权利要求2所述的一种气液两用螺杆钻具，其特征在于，

所述转换柱具有螺纹导槽，所述螺纹导槽的数量为三条，且三条所述螺纹导槽均匀设置于所述转换柱的外表壁，且每条所述螺纹导槽分别与对应的所述介质槽连通。

4.如权利要求3所述的一种气液两用螺杆钻具，其特征在于，

所述增速板体包括柱体和齿板，所述柱体与所述转换柱固定连接，并位于所述转换柱的下端，所述齿板与所述柱体固定连接，并位于所述柱体的下端，且所述齿板与所述钻杆贴合。

5.如权利要求4所述的一种气液两用螺杆钻具，其特征在于，

所述齿板的具有增速槽，所述增速槽的数量为多条，多条所述增速槽均匀设置于所述齿板的外表壁。

6.如权利要求5所述的一种气液两用螺杆钻具，其特征在于，

所述介质连接管具有气体连接管和液体连接管，所述气体连接管和所述液体连接管分别设置于所述介质连接管的外表壁。

7.如权利要求6所述的一种气液两用螺杆钻具，其特征在于，

所述气液两用螺杆钻具还包括限位柱、弹簧和外齿盘，所述限位柱的数量为多根，每根所述限位柱分别与所述介质压缩柱固定连接，并分别位于所述介质压缩柱的外表壁，且所述限位柱设置于所述钻杆的内部，所述弹簧设置于所述钻杆的内部，并位于所述齿板的下端，所述外齿盘与所述钻头柱固定连接，并套设于所述钻头柱的外表壁。

8.如权利要求7所述的一种气液两用螺杆钻具，其特征在于，

所述外齿盘具有外齿槽，所述外齿槽的数量为多条，多条所述外齿槽均匀设置于所述外齿盘的外表壁。

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