CN115929216B - 一种长度可调的水锁式钻杆的钻机及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钻杆技术领域，具体为一种长度可调的水锁式钻杆的钻机及调节方法，本发明设计的水锁式钻杆，通过设置第一调控杆、第二调控杆与调控定位组件之间的配合使用，实现其长度可调工作，使其工作灵活性优良，且通过设置的第一对接组件与第二对接组件保证其长度调节后的工作稳定性，即钻杆连接具有很好的稳固性，对于第一调控杆和第二调控杆的调节工作，主要是通过限位滑块在限位滑槽中的滑动进行调整，到达目标长度位置后，旋动螺纹凸环上的锁紧环即可，之后再通过第一对接组件与第二对接组件的配合连接，能够增强连接的稳固性，保证其工作强度，满足实际工作需求。

Description

一种长度可调的水锁式钻杆的钻机及调节方法

技术领域

本发明涉及钻杆技术领域，具体为一种长度可调的水锁式钻杆的钻机及调节方法。

背景技术

对于现有公告号为CN210067993U的中国专利文件公开了一种水锁式钻具，其提出了钻探是地质勘探、环境土壤采样工作获取实物地质资料的重要手段，钻探工作不仅要求提高钻进效率，更重要的是保证其采取样品的质量，这些样品的质量直接影响对地质及环境土壤的分析，因此如何从钻孔中取全、取准可靠的实物地质资料是钻探工作的关键技术之一；且其解决技术方案为在压力作用下土壤进入钻杆内，并推动橡胶活塞将水自注水口或平衡器上端出水通道排出，直至橡胶活塞自钻杆内最下端运行到最上端为止，完成取样工作，再卸掉钻头，水自注水孔注入推动橡胶活塞，进而将土样排出，取样及卸样方便，土样保真性高；设置的平衡器结构简单，拆装方便，需要水自平衡器上端出水通道排出时施力在螺杆门芯上，压缩弹簧Ⅰ压缩，螺杆门芯下移，出水通道与进水通道连通。

上述方案以及现有技术下钻探工作中的钻杆为定长，且规格不同，其长度不同，对于需要钻探较深位置时，需要将多段钻杆进行拼接使用，即钻杆的一端内侧壁设置有连接螺纹，另一端设置有外螺纹对接管；在实际使用过程中，当前一个钻杆快完全进入地下时，再将下一个钻杆进行连接固定；对于不同型号长度的钻杆所使用的辅助钻探设备不同，即需要根据实际钻探工作需求选用不用规格型号长度的钻杆，较为麻烦，适用范围较低；再一个，对于拼接的位置仅仅依靠螺纹连接，稳定性不能得到很好的保证，现有的钻杆不能满足实际使用需求，需要进一步改进和优化。

为此，本发明提出一种长度可调的水锁式钻杆的钻机及调节方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长度可调的水锁式钻杆的钻机及调节方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种长度可调的水锁式钻杆的钻机，包括钻杆主体、第一调控杆和第二调控杆，所述钻杆主体的一侧活动连接设置有第一调控杆，另一侧活动设置有第二调控杆，且第二调控杆与第一调控杆通过设置的调控定位组件进行定位，所述第一调控杆的端部连接设置有第一对接组件，第二调控杆的端部连接设置有第二对接组件；

所述第一对接组件包含有外螺纹对接环、内压环、活动卡头、第一连接弹簧；

所述第二对接组件包含有内螺纹对接环、固定环、锁定圆槽、弧形压块、推压块、第二连接弹簧、第一定位卡槽、传动块、载板、第三连接弹簧、传动柱、锁定卡销、第四连接弹簧；

所述调控定位组件包含有限位滑槽、第二定位卡槽、限位滑块、螺纹凸环、锁紧环、环形斜面、活动压头、定位卡柱、第五连接弹簧。

优选的，所述外螺纹对接环固定设置在第一调控杆的一端，且在第一调控杆的杆口位置固定设置有内压环，所述外螺纹对接环的外侧壁对称设置有活动槽，活动槽中活动设置有活动卡头，所述活动卡头的一端延伸至活动槽外侧，且另一端固定设置有第一连接弹簧，第一连接弹簧的一端固定设置在活动槽中。

优选的，所述内螺纹对接环和固定环固定设置在第二调控杆的端部，且固定环设置在内螺纹对接环的内侧，所述锁定圆槽对称设置在第二调控杆的端部，且设置在固定环的内侧，所述弧形压块对称活动设置在内螺纹对接环中，且弧形压块的一侧固定设置有推压块，且弧形压块在与推压块相连接侧对称固定设置有第二连接弹簧，第二连接弹簧的一端固定设置在内螺纹对接环中，所述推压块活动插接设置在第一定位卡槽中，所述传动块对称活动设置在固定环中，且传动块的一端延伸至固定环外侧，端部设置有辅助斜坡，传动块的另一端固定设置有载板，所述载板在与传动块相连接侧固定设置有第三连接弹簧，第三连接弹簧的一端固定设置在固定环中，所述载板中活动设置有传动柱，所述传动柱的一端延伸至载板外侧，另一端固定设置有锁定卡销，所述锁定卡销在与传动柱相连接端固定设置有第四连接弹簧，第四连接弹簧的一端固定设置在载板中。

优选的，所述内螺纹对接环与外螺纹对接环设置位置相对应、设置组数相同，两者相适配螺纹连接。

优选的，所述锁定卡销与锁定圆槽设置位置相对应、设置组数相同，两者相适配卡接；所述第一定位卡槽与活动卡头设置位置相对应、设置组数相同。

优选的，所述限位滑槽对称设置在钻杆主体的两侧，且限位滑槽中等距设置有第二定位卡槽，限位滑槽中活动设置有限位滑块，所述限位滑块对称固定设置在螺纹凸环内侧壁，所述螺纹凸环中对称活动设置有活动压头，所述活动压头的一端固定设置有定位卡柱，且活动压头在与定位卡柱相连接端固定设置有第五连接弹簧，第五连接弹簧的一端固定设置在螺纹凸环中，所述锁紧环螺纹连接设置在螺纹凸环上，且锁紧环的一端内侧壁设置有环形斜面。

优选的，所述环形斜面与活动压头设置位置相对应；所述螺纹凸环在第一调控杆和第二调控杆的端部进行固定设置；所述定位卡柱与第二定位卡槽设置位置相对应，两者相适配卡接。

优选的，提高其长度调节工作适用性，且便于其内部清洁工作，将钻杆主体设置成多段拼接的形式，通过设置的拼接组件来实现，其包含有外螺纹连接环、封环、螺纹连接槽、固定套筒、活动杆、连接圆块、紧固弹簧、活动滚珠；所述外螺纹连接环和封环固定设置在钻杆主体的一端，且封环设置在外侧，外螺纹连接环设置在内侧，钻杆主体的另一端设置有螺纹连接槽，所述固定套筒等距固定设置在钻杆主体一端的端面上，且固定套筒中活动设置有活动杆，所述活动杆的一端固定设置有连接圆块，所述连接圆块在与活动杆相连接端固定设置有紧固弹簧，紧固弹簧的一端固定设置在钻杆主体的端面上，所述活动滚珠嵌接设置在连接圆块上。

优选的，所述外螺纹连接环与螺纹连接槽设置位置相对应、设置组数相同。

一种长度可调的水锁式钻杆的钻机的调节方法，该调节方法为：

通过设置第一调控杆、第二调控杆与调控定位组件之间的配合使用，实现其长度可调工作，使其工作灵活性优良，且通过设置的第一对接组件与第二对接组件保证其长度调节后的工作稳定性，即钻杆连接具有很好的稳固性，满足实际工作需求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明设计的水锁式钻杆，通过设置第一调控杆、第二调控杆与调控定位组件之间的配合使用，实现其长度可调工作，使其工作灵活性优良，且通过设置的第一对接组件与第二对接组件保证其长度调节后的工作稳定性，即钻杆连接具有很好的稳固性，对于第一调控杆和第二调控杆的调节工作，主要是通过限位滑块在限位滑槽中的滑动进行调整，到达目标长度位置后，旋动螺纹凸环上的锁紧环即可，之后再通过第一对接组件与第二对接组件的配合连接，能够增强连接的稳固性，保证其工作强度，满足实际工作需求。

附图说明

图1为本发明水锁式钻杆结构连接右侧示意图；

图2为本发明图1中结构连接局部放大示意图；

图3为本发明水锁式钻杆结构连接左侧示意图；

图4为本发明图3中结构连接局部放大示意图；

图5为本发明钻杆主体与第一调控杆、调控定位组件结构连接示意图；

图6为本发明图5中结构连接局部放大示意图；

图7为本发明第一调控杆结构连接局部剖视图；

图8为本发明图7中第一对接组件结构连接局部放大示意图；

图9为本发明图7中调控定位组件结构连接局部放大示意图；

图10为本发明第二调控杆结构连接局部剖视图；

图11为本发明图10中结构连接局部放大示意图；

图12为本发明第二对接组件结构连接示意图；

图13为本发明钻杆主体与拼接组件结构连接示意图；

图14为本发明钻杆主体结构连接左侧示意图；

图15为本发明钻杆主体结构连接右侧示意图；

图16为本发明图15中结构连接局部放大示意图。

图中：钻杆主体1、第一调控杆2、第二调控杆3、第一对接组件4、外螺纹对接环401、内压环402、活动卡头403、第一连接弹簧404、第二对接组件5、内螺纹对接环501、固定环502、锁定圆槽503、弧形压块504、推压块505、第二连接弹簧506、第一定位卡槽507、传动块508、载板509、第三连接弹簧510、传动柱511、锁定卡销512、第四连接弹簧513、调控定位组件6、限位滑槽601、第二定位卡槽602、限位滑块603、螺纹凸环604、锁紧环605、环形斜面606、活动压头607、定位卡柱608、第五连接弹簧609、拼接组件7、外螺纹连接环701、封环702、螺纹连接槽703、固定套筒704、活动杆705、连接圆块706、紧固弹簧707、活动滚珠708。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：请参阅图1-图11，一种长度可调的水锁式钻杆的钻机，包括钻杆主体1、第一调控杆2和第二调控杆3，钻杆主体1的一侧活动连接设置有第一调控杆2，另一侧活动设置有第二调控杆3，且第二调控杆3与第一调控杆2通过设置的调控定位组件6进行定位，第一调控杆2的端部连接设置有第一对接组件4，第二调控杆3的端部连接设置有第二对接组件5；

第一对接组件4包含有外螺纹对接环401、内压环402、活动卡头403、第一连接弹簧404；外螺纹对接环401固定设置在第一调控杆2的一端，且在第一调控杆2的杆口位置固定设置有内压环402，外螺纹对接环401的外侧壁对称设置有活动槽，活动槽中活动设置有活动卡头403，活动卡头403的一端延伸至活动槽外侧，且另一端固定设置有第一连接弹簧404，第一连接弹簧404的一端固定设置在活动槽中。

第二对接组件5包含有内螺纹对接环501、固定环502、锁定圆槽503、弧形压块504、推压块505、第二连接弹簧506、第一定位卡槽507、传动块508、载板509、第三连接弹簧510、传动柱511、锁定卡销512、第四连接弹簧513；内螺纹对接环501和固定环502固定设置在第二调控杆3的端部，且固定环502设置在内螺纹对接环501的内侧，锁定圆槽503对称设置在第二调控杆3的端部，且设置在固定环502的内侧，弧形压块504对称活动设置在内螺纹对接环501中，且弧形压块504的一侧固定设置有推压块505，且弧形压块504在与推压块505相连接侧对称固定设置有第二连接弹簧506，第二连接弹簧506的一端固定设置在内螺纹对接环501中，推压块505活动插接设置在第一定位卡槽507中，传动块508对称活动设置在固定环502中，且传动块508的一端延伸至固定环502外侧，端部设置有辅助斜坡，传动块508的另一端固定设置有载板509，载板509在与传动块508相连接侧固定设置有第三连接弹簧510，第三连接弹簧510的一端固定设置在固定环502中，载板509中活动设置有传动柱511，传动柱511的一端延伸至载板509外侧，另一端固定设置有锁定卡销512，锁定卡销512在与传动柱511相连接端固定设置有第四连接弹簧513，第四连接弹簧513的一端固定设置在载板509中；内螺纹对接环501与外螺纹对接环401设置位置相对应、设置组数相同，两者相适配螺纹连接；锁定卡销512与锁定圆槽503设置位置相对应、设置组数相同，两者相适配卡接；第一定位卡槽507与活动卡头403设置位置相对应、设置组数相同。

调控定位组件6包含有限位滑槽601、第二定位卡槽602、限位滑块603、螺纹凸环604、锁紧环605、环形斜面606、活动压头607、定位卡柱608、第五连接弹簧609；限位滑槽601对称设置在钻杆主体1的两侧，且限位滑槽601中等距设置有第二定位卡槽602，限位滑槽601中活动设置有限位滑块603，限位滑块603对称固定设置在螺纹凸环604内侧壁，螺纹凸环604中对称活动设置有活动压头607，活动压头607的一端固定设置有定位卡柱608，且活动压头607在与定位卡柱608相连接端固定设置有第五连接弹簧609，第五连接弹簧609的一端固定设置在螺纹凸环604中，锁紧环605螺纹连接设置在螺纹凸环604上，且锁紧环605的一端内侧壁设置有环形斜面606；环形斜面606与活动压头607设置位置相对应；螺纹凸环604在第一调控杆2和第二调控杆3的端部进行固定设置；定位卡柱608与第二定位卡槽602设置位置相对应，两者相适配卡接。

本发明设计的水锁式钻杆，通过设置第一调控杆2、第二调控杆3与调控定位组件6之间的配合使用，实现其长度可调工作，使其工作灵活性优良，且通过设置的第一对接组件4与第二对接组件5保证其长度调节后的工作稳定性，即钻杆连接具有很好的稳固性，满足实际工作需求；对于第一调控杆2和第二调控杆3的调节工作，主要是通过限位滑块603在限位滑槽601中的滑动进行调整，到达目标长度位置后，旋动螺纹凸环604上的锁紧环605，使得锁紧环605一端内侧的环形斜面606对活动压头607进行挤压，活动压头607再对定位卡柱608进行挤压，使得定位卡柱608与限位滑槽601中相应的第二定位卡槽602卡接，进而快速实现第一调控杆2和第二调控杆3的定位工作，操作简单；当需要进行钻杆的续接工作时，将第一调控杆2端部的第一对接组件4与第二调控杆3端部的第二对接组件5进行对接连接即可，外螺纹对接环401与内螺纹对接环501进行螺纹连接，与此同时，设置在外螺纹对接环401外侧的活动卡头403首先受到挤压，压缩进入到活动槽中，且使得第一连接弹簧404处于压缩状态，当活动卡头403到达内螺纹对接环501内侧壁上的第一定位卡槽507位置时，活动卡头403在第一连接弹簧404的回弹作用下卡入到第一定位卡槽507中；与此同时，内螺纹对接环501的端面也会对固定环502外侧的传动块508进行挤压，使得传动块508推动载板509，使得载板509中的锁定卡销512与锁定圆槽503对齐，且设置的传动块508对传动柱511进行挤压，传动柱511再推动锁定卡销512卡入到锁定圆槽503中，进而实现钻杆之间的快速连接、稳定连接，确保其工作稳定性。

实施例二：在实施例一的基础上，请参阅图1-图11，

对于钻杆的连接固定解除工作，直接反向旋转即可，且对于第一调控杆2与第二调控杆3的复位工作，首先旋松锁紧环605，使得环形斜面606对于活动压头607的挤压解除，与此同时，定位卡柱608在第五连接弹簧609的回弹作用下回到初始位置，即定位卡柱608与第二定位卡槽602的卡接解除，即可将第一调控杆2与第二调控杆3进行复位，之后再旋紧锁紧环605将两者进行定位即可。

实施例三：在实施例二的基础上，请参阅图12-图16，提高其长度调节工作适用性，且便于其内部清洁工作，将钻杆主体1设置成多段拼接的形式，通过设置的拼接组件7来实现，其包含有外螺纹连接环701、封环702、螺纹连接槽703、固定套筒704、活动杆705、连接圆块706、紧固弹簧707、活动滚珠708；外螺纹连接环701和封环702固定设置在钻杆主体1的一端，且封环702设置在外侧，外螺纹连接环701设置在内侧，钻杆主体1的另一端设置有螺纹连接槽703，固定套筒704等距固定设置在钻杆主体1一端的端面上，且固定套筒704中活动设置有活动杆705，活动杆705的一端固定设置有连接圆块706，连接圆块706在与活动杆705相连接端固定设置有紧固弹簧707，紧固弹簧707的一端固定设置在钻杆主体1的端面上，活动滚珠708嵌接设置在连接圆块706上；外螺纹连接环701与螺纹连接槽703设置位置相对应、设置组数相同。

对于拼接组件7的设置，能够更进一步提高钻杆的使用灵活性，能够根据实际需求进行相应的调整钻杆主体1的长度，进而再通过第一调控杆2、第二调控杆3与调控定位组件6配合工作进行相适应的调节，对于钻杆主体1设置成多段拼接式，其连接过程时，其一端的外螺纹连接环701与另一个钻杆主体1一端的螺纹连接槽703进行螺纹连接，与此同时，设置在端部的连接圆块706会受到挤压，进而使得活动杆705和紧固弹簧707进行压缩，且在连接圆块706上设置的活动滚珠708便于其旋动连接，压缩的紧固弹簧707在其回弹压力作用下能够提高其螺纹连接稳固性，最后封环702将两个钻杆主体1的连接位置进行封挡，避免受到污泥的影响。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种长度可调的水锁式钻杆的钻机，其特征在于：包括钻杆主体（1）、第一调控杆（2）和第二调控杆（3），所述钻杆主体（1）的一侧活动连接设置有第一调控杆（2），另一侧活动设置有第二调控杆（3），且第二调控杆（3）与第一调控杆（2）通过设置的调控定位组件（6）进行定位，所述第一调控杆（2）的端部连接设置有第一对接组件（4），第二调控杆（3）的端部连接设置有第二对接组件（5）；

所述第一对接组件（4）包含有外螺纹对接环（401）、内压环（402）、活动卡头（403）、第一连接弹簧（404）；

所述第二对接组件（5）包含有内螺纹对接环（501）、固定环（502）、锁定圆槽（503）、弧形压块（504）、推压块（505）、第二连接弹簧（506）、第一定位卡槽（507）、传动块（508）、载板（509）、第三连接弹簧（510）、传动柱（511）、锁定卡销（512）、第四连接弹簧（513）；

所述调控定位组件（6）包含有限位滑槽（601）、第二定位卡槽（602）、限位滑块（603）、螺纹凸环（604）、锁紧环（605）、环形斜面（606）、活动压头（607）、定位卡柱（608）、第五连接弹簧（609）。

2.根据权利要求1所述的一种长度可调的水锁式钻杆的钻机，其特征在于：所述外螺纹对接环（401）固定设置在第一调控杆（2）的一端，且在第一调控杆（2）的杆口位置固定设置有内压环（402），所述外螺纹对接环（401）的外侧壁对称设置有活动槽，活动槽中活动设置有活动卡头（403），所述活动卡头（403）的一端延伸至活动槽外侧，且另一端固定设置有第一连接弹簧（404），第一连接弹簧（404）的一端固定设置在活动槽中。

3.根据权利要求1所述的一种长度可调的水锁式钻杆的钻机，其特征在于：所述内螺纹对接环（501）和固定环（502）固定设置在第二调控杆（3）的端部，且固定环（502）设置在内螺纹对接环（501）的内侧，所述锁定圆槽（503）对称设置在第二调控杆（3）的端部，且设置在固定环（502）的内侧，所述弧形压块（504）对称活动设置在内螺纹对接环（501）中，且弧形压块（504）的一侧固定设置有推压块（505），且弧形压块（504）在与推压块（505）相连接侧对称固定设置有第二连接弹簧（506），第二连接弹簧（506）的一端固定设置在内螺纹对接环（501）中，所述推压块（505）活动插接设置在第一定位卡槽（507）中，所述传动块（508）对称活动设置在固定环（502）中，且传动块（508）的一端延伸至固定环（502）外侧，端部设置有辅助斜坡，传动块（508）的另一端固定设置有载板（509），所述载板（509）在与传动块（508）相连接侧固定设置有第三连接弹簧（510），第三连接弹簧（510）的一端固定设置在固定环（502）中，所述载板（509）中活动设置有传动柱（511），所述传动柱（511）的一端延伸至载板（509）外侧，另一端固定设置有锁定卡销（512），所述锁定卡销（512）在与传动柱（511）相连接端固定设置有第四连接弹簧（513），第四连接弹簧（513）的一端固定设置在载板（509）中。

4.根据权利要求3所述的一种长度可调的水锁式钻杆的钻机，其特征在于：所述内螺纹对接环（501）与外螺纹对接环（401）设置位置相对应、设置组数相同，两者相适配螺纹连接。

5.根据权利要求3所述的一种长度可调的水锁式钻杆的钻机，其特征在于：所述锁定卡销（512）与锁定圆槽（503）设置位置相对应、设置组数相同，两者相适配卡接；所述第一定位卡槽（507）与活动卡头（403）设置位置相对应、设置组数相同。

6.根据权利要求1所述的一种长度可调的水锁式钻杆的钻机，其特征在于：所述限位滑槽（601）对称设置在钻杆主体（1）的两侧，且限位滑槽（601）中等距设置有第二定位卡槽（602），限位滑槽（601）中活动设置有限位滑块（603），所述限位滑块（603）对称固定设置在螺纹凸环（604）内侧壁，所述螺纹凸环（604）中对称活动设置有活动压头（607），所述活动压头（607）的一端固定设置有定位卡柱（608），且活动压头（607）在与定位卡柱（608）相连接端固定设置有第五连接弹簧（609），第五连接弹簧（609）的一端固定设置在螺纹凸环（604）中，所述锁紧环（605）螺纹连接设置在螺纹凸环（604）上，且锁紧环（605）的一端内侧壁设置有环形斜面（606）。

7.根据权利要求6所述的一种长度可调的水锁式钻杆的钻机，其特征在于：所述环形斜面（606）与活动压头（607）设置位置相对应；所述螺纹凸环（604）在第一调控杆（2）和第二调控杆（3）的端部进行固定设置；所述定位卡柱（608）与第二定位卡槽（602）设置位置相对应，两者相适配卡接。

8.根据权利要求1所述的一种长度可调的水锁式钻杆的钻机，其特征在于：将钻杆主体（1）设置成多段拼接的形式，通过设置的拼接组件（7）来实现，其包含有外螺纹连接环（701）、封环（702）、螺纹连接槽（703）、固定套筒（704）、活动杆（705）、连接圆块（706）、紧固弹簧（707）、活动滚珠（708）；所述外螺纹连接环（701）和封环（702）固定设置在钻杆主体（1）的一端，且封环（702）设置在外侧，外螺纹连接环（701）设置在内侧，钻杆主体（1）的另一端设置有螺纹连接槽（703），所述固定套筒（704）等距固定设置在钻杆主体（1）一端的端面上，且固定套筒（704）中活动设置有活动杆（705），所述活动杆（705）的一端固定设置有连接圆块（706），所述连接圆块（706）在与活动杆（705）相连接端固定设置有紧固弹簧（707），紧固弹簧（707）的一端固定设置在钻杆主体（1）的端面上，所述活动滚珠（708）嵌接设置在连接圆块（706）上。

9.根据权利要求8所述的一种长度可调的水锁式钻杆的钻机，其特征在于：所述外螺纹连接环（701）与螺纹连接槽（703）设置位置相对应、设置组数相同。

10.一种如权利要求1-9任意一项所述长度可调的水锁式钻杆的钻机的调节方法，其特征在于，该调节方法为：

通过设置第一调控杆（2）、第二调控杆（3）与调控定位组件（6）之间的配合使用，实现其长度可调工作，使其工作灵活性优良，且通过设置的第一对接组件（4）与第二对接组件（5）保证其长度调节后的工作稳定性。

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