CN202081835U - 瓦斯抽放钻杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种瓦斯抽放钻杆，其包括钻杆体，钻杆体具有一沿轴向贯穿的中空孔，钻杆体的外形为多边棱柱形状，钻杆体的两端部分别具有外螺纹接头和用于收容外螺纹接头的螺母接头，钻杆体的各个侧面在紧邻外螺纹接头的一段具有第一弧形凸起，第一弧形凸起的弧顶相对于钻杆体轴线的径向高度低于钻杆体棱角相对于钻杆体轴线的径向高度；以及钻杆体的各个侧面在对应螺母接头的一段具有第二弧形凸起，第二弧形凸起的弧顶相对于钻杆体轴线的径向高度低于钻杆体棱角相对于钻杆体轴线的径向高度。上述钻杆有第一、第二弧形凸起，允许两端部的接头具有更大直径，增加了钻杆体在接头连接时的强度，在其应用于钻孔时，能有效避免钻杆折断、丢钻现象。

Description

瓦斯抽放钻杆

技术领域

本实用新型涉及钻杆技术，尤其涉及深孔钻机用的瓦斯抽放钻杆。

背景技术

为了达到安全生产的目的，在突出和高瓦斯煤矿的开采中，首先要进行瓦斯抽放。目前的煤矿在采煤区排放瓦斯，通常采用钻孔、压气、抽取方法，效果较好。所使用的钻机上的钻杆轴线部位有压气孔，它与前部的钻头上的压气孔相通。在工作时，钻杆与钻头同转，在软煤层打孔，压气从压气孔进入，从钻头前压出，然后压气将煤层孔中的瓦斯从软煤层孔与钻头、钻杆的缝隙中排出，以达到安全作业的目的，而后在钻好的孔端加装瓦斯排放管，把所有的瓦斯排放管的瓦斯统一回收。一方面保证采区作业安全，另方面可将瓦斯集中再利用。

瓦斯抽放的难度在于钻瓦斯抽放孔。钻瓦斯抽放孔的工具之一就是瓦斯抽放钻杆，目前普遍使用的钻杆有：

圆形钻杆：优点是使用方便。缺点是在钻进的过程中，由于不能有效地将煤渣排出孔外，尤其是遇到软煤层、高瓦斯的地质条件，就会出现夹钻、顶钻杆现象，使钻杆弯曲、断裂、卡死，导致打不进、打不深、打不直的现象出现。由此产生能耗高、存在安全隐患，严重影响煤矿开采效率。

三角形钻杆：比圆形钻杆在打软煤层瓦斯抽放孔时有明显优势，但弯曲、折断现象仍然频繁发生。

目前使用较多的是三角形钻杆，然而，由于其截面为三角形，使用一段时间后很容易在接头的根部折断，从而限制了螺纹接头，丢钻现象时有发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能有效解决钻杆折断、丢钻现象的瓦斯抽放钻杆。

为实现上述目的，提供一种瓦斯抽放钻杆，其包括钻杆体，所述钻杆体具有一沿轴向贯穿的中空孔，所述钻杆体的外形为多边棱柱形状，所述钻杆体的两个端部分别具有外螺纹接头和用于收容所述外螺纹接头的螺母接头，所述钻杆体的各个侧面在紧邻外螺纹接头的一段具有第一弧形凸起，所述第一弧形凸起的弧顶相对于钻杆体轴线的径向高度低于钻杆体棱角相对于钻杆体轴线的径向高度；以及所述钻杆体的各个侧面在对应螺母接头的一段具有第二弧形凸起，所述第二弧形凸起的弧顶相对于钻杆体轴线的径向高度低于钻杆体棱角相对于钻杆体轴线的径向高度。

具体地，所述第一弧形凸起和第二弧形凸起的半径相同且分别与所述中空孔共轴。

所述外螺纹接头的根部半径与所述钻杆体未设有第一弧形凸起的侧面部分相对于钻杆体轴线的垂直距离相等。

所述钻杆体的各个侧面的第一弧形凸起的弧形共圆，以及所述钻杆体的各个侧面的第二弧形凸起的弧形共圆。

所述第一弧形凸起相对于外螺纹接头的根部具有厚度D，所述外螺纹接头的根部半径R与厚度D之比R/D的范围为6.0-8.0。

所述外螺纹接头的根部具有连接过渡段，所述螺母接头对应具有连接过渡段，所述过渡段呈现为圆弧过渡。

所述外螺纹接头为具有锥度的螺纹接头，所述外螺纹接头的外径大于中空孔的孔径。

所述钻杆体在各个侧面设有断续螺旋线。

所述断续螺旋线在长度方向上呈现弓形或弧形。

所述钻杆体的各侧面分别具有多个通孔，所述多个通孔分别与中空孔相贯通，所述多个通孔位于螺旋线的周围。

与现有技术相比，所述瓦斯抽放钻杆具有第一弧形凸起和第二弧形凸起，从而允许两端部的外螺纹接头和螺母接头具有相对更大直径，且钻杆体的侧面与两接头的螺纹面之间具有一定的保护厚度，有效地解决了应力集中的问题，增加了钻杆体在接头连接时的强度，使钻杆折断、丢钻现象得到了有效的解决，同时保持多边棱柱形状钻杆的钻孔效果。

附图说明

以下结合附图描述本实用新型的实施例，其中：

图1是本实用新型实施例提供的瓦斯抽放钻杆从螺母接头侧看的立体示意图；

图2是图1中的瓦斯抽放钻杆从外螺纹接头侧看的立体示意图；

图3是图2中的瓦斯抽放钻杆的主视图；

图4是图1中瓦斯抽放钻杆显示螺母接头侧的侧视图；

图5是图1中瓦斯抽放钻杆显示外螺纹接头侧的侧视图。

具体实施方式

以下基于附图对本实用新型的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅作为实例，并不用于限定本实用新型的保护范围。

请参阅图1-5，示出了本实用新型实施例的瓦斯抽放钻杆10，该瓦斯抽放钻杆10包括钻杆体1，钻杆体1具有一沿轴向贯穿的中空孔7，所述钻杆体1的外形为多边棱柱形状，钻杆体1的两个端部分别具有外螺纹接头4和用于收容外螺纹接头4的螺母接头8，钻杆体1的各个侧面11在紧邻外螺纹接头4的一段具有第一弧形凸起12，第一弧形凸起12的弧顶相对于钻杆体1轴线的径向高度低于钻杆体1棱角相对于钻杆体1轴线的径向高度；以及钻杆体1的各个侧面11在对应螺母接头4的一段具有第二弧形凸起14，第二弧形凸起14的弧顶相对于钻杆体1轴线的径向高度低于钻杆体1棱角相对于钻杆体1轴线的径向高度。

钻杆体1的外形可以为任意多边棱柱形状，如为图示的正三棱柱形，也可以是六棱柱等。钻杆体1的中空孔7与钻杆体1共轴，中空孔7的孔径小于螺母接头8的螺孔的孔径，即，外螺纹接头4的外径大于中空孔7的孔径。钻杆体1的每个棱角都经过倒圆，即为圆角。

外螺纹接头4为具有一定锥度的螺纹接头，相应地，螺母接头8为具有一定锥度的具有内螺纹的螺母形状，该锥度为由内至外渐缩。外螺纹接头4的根部具有连接过渡段5，螺母接头8对应具有连接过渡段5′，过渡段5、5′呈现为圆弧过渡。该过渡段5、5′的圆弧半径约为4-6毫米。其中，外螺纹接头4和螺母接头8的根部指的是靠内的螺纹端部。优选地，外螺纹接头4的根部半径与钻杆体1未设有第一弧形凸起12的侧面部分(即原有的侧面)相对于钻杆体1轴线的垂直距离相等，即从轴向投影上看，外螺纹接头4的根部与钻杆体1未设有第一弧形凸起12的侧面部分为相切关系。如果不设第一弧形凸起12，基本上不可能设置如此大外径(与侧面11内切的直径)的外螺纹接头4，即使采用稍小的直径，侧面11与螺纹面之间有个最小厚度且较薄，此处强度最弱，非常容易导致钻杆折断。因而，本发明实施例的钻杆10既能增大外螺纹接头4的外径，外径增大即能增强连接强度，且具有一定的保护厚度，有效地解决了应力集中的问题，增加了钻杆体在接头连接时的强度，使钻杆10折断、丢钻现象得到了有效的解决。

钻杆体1上的第一弧形凸起12和第二弧形凸起14的半径相同且分别与中空孔7共轴，同时也与外螺纹接头4、螺母接头8共轴。钻杆体1的各个侧面11的第一弧形凸起12的弧形共圆，以及钻杆体1的各个侧面11的第二弧形凸起14的弧形共圆。共圆时，第一、第二弧形凸起12、14的弧顶相对于钻杆体1轴线的径向高度即为其弧半径。具体应用时，各第一弧形凸起12的弧形可以是不共圆的，但是各第一弧形凸起12的回转轴线与钻杆体1的轴线平行，第二弧形凸起14的弧形结构和尺寸与此相对应，此时，第一、第二弧形凸起12、14的弧顶相对于钻杆体1轴线的径向高度即为其相对于钻杆体1轴线的最大距离。

在一个具体应用实施例中，第一弧形凸起12相对于外螺纹接头4的根部具有厚度D，如图4所示，为使接头连接时较为牢固，外螺纹接头4的根部半径R与该厚度D之比的范围优选为6.0-8.0，优选为7.0。具体地，第一弧形凸起12的弧顶相对于钻杆体1轴线的径向高度低于钻杆体1棱角相对于钻杆体1轴线的径向高度约5.0±0.5mm，即图示中的d＝5.0±0.5mm。具体地，第一弧形凸起12沿轴向延伸的宽度优选为5.0mm到8.0mm。第二弧形凸起14沿轴向延伸的宽度则等于或略大于螺母接头8的轴向长度。

如图1所示，钻杆体1在各侧面11设有断续螺旋线2。断续螺旋线2在长度方向上呈现弓形或弧形。优选地，断续螺旋线2至少设置在钻杆体1侧面11的中间部分。而且，当将各侧面11的螺旋线2依次连接时形成一个单一的螺旋线。优选地，沿着钻杆体1的中心轴的投影，各个侧面11上的螺旋线2在同一个圆周。钻杆体1的各侧面11还分别具有多个通孔3，多个通孔3分别与中空孔7相贯通。多个通孔3位于螺旋线2的周围，并且，多个通孔3可以是均匀间隔地设置在螺旋线2的周围。进一步，如图所示，每个螺旋线2的周围都分布有多个通孔3，如六个通孔3，且沿着螺旋线2的延伸方向均匀分布。根据实际需求，每个螺旋线2周围的通孔3的数量可少于或多于六个，并不限于此。

在实际使用中，多个上述钻杆10相互连接形成瓦斯抽放钻杆互连组件，多个钻杆10通过外螺纹接头4和螺母接头8互连在一起。并且，多个瓦斯抽放钻杆10中全部或部分钻杆体1在相邻接的周边侧面11设有断续螺旋线，多个瓦斯抽放钻杆10中全部或部分钻杆体1的周边侧面11有多个通孔3，多个通孔3分别与中空孔7相贯通。例如，钻入较深的钻杆10的钻杆体1可设有断续螺旋线2和通孔3，钻入较浅的钻杆10的钻杆体1可不设有断续螺旋线2和通孔3，当然，实际应用中可根据需要设置，并不限于此。

上述瓦斯抽放钻杆1具有第一弧形凸起12和第二弧形凸起14，从而允许两端部的外螺纹接头4和螺母接头8具有相对更大直径，钻杆体1的侧面11与两接头的螺纹面之间具有一定的保护厚度，有效地解决了应力集中的问题，并增加了钻杆体1在接头连接时的强度，使钻杆折断、丢钻现象得到了有效的解决，同时仍能保持多边棱柱形状钻杆的钻孔效果，即能利用圆棱角进行钻孔，弧形凸起不会产生不利影响。

进一步，外螺纹接头4和螺母接头8都具有连接过渡段，也能避免螺纹与杆体连接处应力集中的问题，并增加了钻杆体1与外螺纹接头4连接处的强度，使钻杆10折断、丢钻现象得到了更有效的解决。

此外，钻杆体1的周边侧面11设有断续螺旋线2，可增强深孔排渣能力。当钻杆体1的截面为三角形时，其既能够进行螺旋钻孔，又兼具三角钻杆的能力，有效地解决了排渣不好和堵钻的问题。另外，钻杆体1本身周边侧面11的通孔3与中空孔7贯通，解决了煤渣和钻杆体1本身的沾积、沾连问题，更进一步地解决了深孔排渣的功能，从而有效地提高了钻孔深度和钻机效率，节约成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种瓦斯抽放钻杆，其包括钻杆体(1)，所述钻杆体(1)具有一沿轴向贯穿的中空孔(7)，所述钻杆体(1)的外形为多边棱柱形状，所述钻杆体(1)的两个端部分别具有外螺纹接头(4)和用于收容所述外螺纹接头(4)的螺母接头(8)，其特征在于，所述钻杆体(1)的各个侧面(11)在紧邻外螺纹接头(4)的一段具有第一弧形凸起(12)，所述第一弧形凸起(12)的弧顶相对于钻杆体(1)轴线的径向高度低于钻杆体(1)棱角相对于钻杆体(1)轴线的径向高度；以及所述钻杆体(1)的各个侧面(11)在对应螺母接头(8)的一段具有第二弧形凸起(14)，所述第二弧形凸起(14)的弧顶相对于钻杆体(1)轴线的径向高度低于钻杆体(1)棱角相对于钻杆体(1)轴线的径向高度。

2.如权利要求1所述的瓦斯抽放钻杆，其特征在于，所述第一弧形凸起(12)和第二弧形凸起(14)的半径相同且分别与所述中空孔(7)共轴。

3.如权利要求1所述的瓦斯抽放钻杆，其特征在于，所述外螺纹接头(4)的根部半径与所述钻杆体(1)未设有第一弧形凸起(12)的侧面部分相对于钻杆体轴线的垂直距离相等。

4.如权利要求1所述的瓦斯抽放钻杆，其特征在于，所述钻杆体(1)的各个侧面(11)的第一弧形凸起(12)的弧形共圆，以及所述钻杆体(1)的各个侧面(11)的第二弧形凸起(14)的弧形共圆。

5.如权利要求1所述的瓦斯抽放钻杆，其特征在于，所述第一弧形凸起(12)相对于外螺纹接头的根部具有厚度D，所述外螺纹接头的根部半径R与厚度D之比R/D的范围为6.0-8.0。

6.如权利要求1所述的瓦斯抽放钻杆，其特征在于，所述外螺纹接头(4)的根部具有连接过渡段(5)，所述螺母接头(8)对应具有连接过渡段(5′)，所述过渡段(5、5′)呈现为圆弧过渡。

7.如权利要求1所述的瓦斯抽放钻杆，其特征在于，所述外螺纹接头(4)为具有锥度的螺纹接头，所述外螺纹接头(4)的外径大于中空孔(7)的孔径。

8.如权利要求1所述的瓦斯抽放钻杆，其特征在于，所述钻杆体(1)在各个侧面(11)设有断续螺旋线(2)。

9.如权利要求8所述的瓦斯抽放钻杆，其特征在于，所述断续螺旋线(2)在长度方向上呈现弓形或弧形。

10.如权利要求8所述的瓦斯抽放钻杆，其特征在于，所述钻杆体(1)的各侧面(11)分别具有多个通孔(3)，所述多个通孔(3)分别与中空孔(7)相贯通，所述多个通孔(3)位于螺旋线(2)的周围。

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