CN207761585U - 一种钻杆 - Google Patents

Abstract

一种钻杆，包括钻杆本体，钻杆本体前端一体连接有公接头，钻杆本体的后端称为钻杆尾部，钻杆尾部对应设有母接头，钻杆本体及公接头内设有中空的中间通道，钻杆本体沿钻杆长度方向设有夹持段，夹持段的长度小于等于钻杆本体的长度，夹持段的外侧面包括两个夹持弧面和两个排渣面，两个夹持弧面之间设一个排渣面，排渣面到钻杆本体轴线的距离小于两个夹持弧面的半径，两个夹持弧面的中心线与钻杆本体的轴线重合，钻杆本体上均设有螺旋，其中位于夹持段上的螺旋沿排渣面以及夹持弧面连续设置。本实用新型为螺旋形高压密封单向钻，设置的排渣面可以增加排渣的空间，加强钻孔时产生的碎渣从钻孔的排出。采用的单向截止阀可以在取下一节钻杆时，及时封闭钻杆。

Description

一种钻杆

技术领域

本实用新型涉及煤矿钻探领域，适应于探测钻孔、抽采钻孔、措施钻孔，具体是一种钻杆。

背景技术

目前，在煤矿钻探领域中应用最广泛的钻杆结构形式有圆柱型、螺旋型、三棱型等，其结构形式不同决定其适用的环境不同，以及其适用的局限性，如，圆柱型钻杆适用于岩石类型的钻探及排渣介质为液体的钻进方式；螺旋型钻杆适用于较软的本煤层钻进尤其是风排作业，钻进过程中螺旋叶片能有效帮助介质排渣；三棱型是在圆柱型和螺旋形基础上衍生而来，针对更软煤层螺旋钻杆的螺旋叶片阻力更大，容易抱死钻杆造成事故作业，三棱型钻杆是在其基础上出现的既比圆柱型钻杆排粉效果好，又比螺旋型钻杆阻力小减小被抱死的作业事故。

近年来国家安全生产对开采技术及安全要求越来越高，且随着煤层地质开采的深度增加，相应的地质条件越来越差，煤层的“三软”特性越来越明显，钻探施工的难度和效率随之增加，现有的钻具在施工过程中也暴露不同程度的缺点。如：圆柱型钻杆，在施工煤孔时容易发热、产生CO、排粉困难、压死钻杆等；三棱钻杆搅动大、阻力大，需要大扭矩钻机驱动，通体三棱的钻杆的接头处较小承受扭矩较小，容易出现接头处断裂，并且，三棱钻杆采用的是等边三角形结构，对于双边型夹持器作业时夹持力不对称，对钻机回转器卡瓦和夹持器卡瓦损伤较大。

近年来“水力压裂”“水利冲孔”增透技术的实施及推广，也对介质压力的要求从之前0~3Mpa提高到10~50Mpa最高求达到80Mpa，现有钻杆技术的密封及普通高压密封钻杆技术不能满足现有工艺要求。

长距离大角度深钻孔的作业，钻工在施工过程中都有一个返水的过程，即，从钻杆尾部供水待钻孔孔口返水才能实现正常钻进，该过程需要较多的时间，而且，随着钻孔深度的增加，需要的时间也较长，占用了大量的正常钻进时间，从而降低钻孔施工的工效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钻杆，高压密封输送、防喷孔、高效钻进。

本实用新型的技术方案是：

一种钻杆，包括钻杆本体，钻杆本体前端一体连接有公接头，钻杆本体的后端称为钻杆尾部，钻杆尾部对应设有母接头，钻杆本体及公接头内设有中空的中间通道，钻杆本体沿钻杆长度方向设有夹持段，夹持段的长度小于等于钻杆本体的长度，夹持段的外侧面包括两个夹持弧面和两个排渣面，两个夹持弧面之间设一个排渣面，排渣面到钻杆本体轴线的距离小于两个夹持弧面的半径，两个夹持弧面的中心线与钻杆本体的轴线重合，钻杆本体上均设有螺旋，其中位于夹持段上的螺旋沿排渣面以及夹持弧面连续设置。

两个排渣面均为平面，两个排渣面互相平行并与钻杆本体的轴线平行。

两个排渣面关于钻杆本体轴线对称设置，两个排渣面的宽度相同；排渣面与夹持弧面的连接处称为钻杆棱，同一个排渣面上的两个钻杆棱与钻杆轴线的连线的夹角为60-70度。

所述螺旋为双螺旋。

螺旋的螺距P=50~300mm。

形成螺旋的凹槽的截面形状为矩形、梯形或者圆弧形中的其中一种。

凹槽深度H=5~10mm；凹槽宽度L=10~50mm，当凹槽形状为梯形时凹槽宽度指梯形的最大边宽度。

钻杆尾部内母接头的前侧安装有单向止回阀，相邻两根钻杆连接在一起时，单向止回阀被公接头顶开。

单向止回阀包括阀芯和套设在阀芯上的阀体，阀芯的前端设有阻挡装置，阀芯后端和阀体之间设有复位弹簧，阀芯的前部设有阀口，阀芯向前运动阀口被打开时与中间通道连通。

所述阀体的内侧面为圆柱形面，在阀体内侧面的后端沿圆周方向设有向内凹陷的台阶面，复位弹簧穿设在阀芯上且复位弹簧的前部位于台阶面和阀体的外圆面之间。

本实用新型为螺旋形高压密封单向钻，设置的排渣面可以增加排渣的空间，加强钻孔时产生的碎渣从钻孔的排出。采用的单向截止阀可以在取下一节钻杆时，及时封闭钻杆。

单根钻杆采用常闭式单向止回结构，当两根以上连续首尾相连接时，锥形螺纹前端（袋密封结构延伸段）在锥形螺纹的作用下向前进入前一根钻杆尾部，推动前端钻杆尾部的单向止回发阀芯向里运动，从而实现连接螺纹处单向阀处于打开状态，保证排渣介质正常流通。

当连续施工作业时，连续的首尾相连后，连接处的单向阀均处于打开状态，当进行加接钻杆时，拆开尾部供水装置，钻杆单向阀处于关闭状态，从而更好的防止瓦斯喷孔等带来的人身伤害，另外保证钻杆内部水流不会流出，减少供循环水时间，增加工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1中凹槽的三种形式，从左到右依次为矩形、梯形和圆弧形；

图4是单项截止阀的结构示意图；

图5是公接头的结构示意图。

具体实施方式

如图1-5所示，本实用新型为一种钻杆，钻杆采用整体式结构，包括钻杆本体1，钻杆本体1前端一体连接有公接头2，钻杆本体1的后端称为钻杆尾部4，钻杆尾部4对应设有母接头3，钻杆本体1及公接头2内设有中空的中间通道5，钻杆本体1沿钻杆长度方向设有夹持段6，夹持段6的长度小于等于钻杆本体1的长度，本实施例为小于，钻杆本体1的尾部-钻杆尾部4为设有螺旋的圆柱形。钻杆本体1外侧面的截面形状为圆形，钻杆尾部4一段为圆柱形。

夹持段6的外侧面包括两个夹持弧面7和两个排渣面8，两个夹持弧面7之间设一个排渣面8，两个夹持弧面7的中心线与钻杆本体1的轴线重合，即两个两个夹持弧面7位于同一圆柱面上，排渣面8到钻杆本体1轴线的距离小于两个夹持弧面7的半径，钻杆本体1上均设有螺旋9，其中位于夹持段6上的螺旋9沿排渣面8以及夹持弧面7连续设置。

两个排渣面8均为平面，两个排渣面8互相平行并与钻杆本体1的轴线平行。本实施例中，两个排渣面8关于钻杆本体1轴线对称设置，两个排渣面8的宽度相同；排渣面8与夹持弧面7的连接处称为钻杆棱10，同一个排渣面8上的两个钻杆棱10与钻杆轴线的连线的夹角α为60-70度。螺旋9的螺距P=50~300mm。

如图3所示，形成螺旋9的凹槽11的截面形状为矩形、梯形或者圆弧形中的其中一种，本实施例为矩形。

凹槽9深度H=5~10mm；凹槽9宽度L=10~50mm，当凹槽9形状为梯形时凹槽宽度指梯形的最大边宽度。凹槽9采用铣削加工而成。

钻杆尾部4内母接头3的前侧安装有单向止回阀12（简称单向阀），相邻两根钻杆连接在一起时，单向止回阀12被公接头2顶开。

单向止回阀12包括阀芯13和套设在阀芯13上的阀体14，阀芯13的前端设有阻挡装置，阻挡装置为挡圈20以及卡簧，阀芯13后端和阀体14之间设有复位弹簧15，阀芯13的前部设有阀口16，阀芯13向前运动阀口16被打开时与中间通道5连通。

阀体14后端的内侧面为圆柱形面，在阀体的后端内侧面沿周向设有台阶面17，复位弹簧15穿设在阀芯13上且复位弹簧15的前部位于台阶面17与阀体14的外圆面之间。阀体14后端设有凸沿18，用于阻挡复位弹簧15的左端，防止其脱出，但凸沿18的高度小于台阶面17的高度，这样阀芯13的后端可以滑动进入到阀体14内，增加阀芯13的前后运动距离。

钻杆尾部供水可以快速沿着中间通道5到达钻孔的孔洞前端，从钻杆头部涌出钻杆外侧，然后沿着螺旋和排渣面回到钻孔的孔口，随着钻孔深度的增加，返水需要的时间缩短，不再占用大量的正常钻进时间，从而提高钻孔施工的工效。

公接头2的前后位置均设有密封槽19，密封槽19内均设有O型密封圈或者O型圈加挡圈形式密封。

通体螺旋或者局部螺旋，螺旋包括单螺旋或者双螺旋，螺距P=50~300mm；

钻杆本体1的外圆直径为ΦR，R为50mm、63 mm、63.5 mm、73 mm、89 mm等，对称面距离为S，R-S=10~20mm；

母接头3位置采用槽式O型圈密封或者O型圈加挡圈结构密封。

单根钻杆采用常闭式单向止回结构，当两根以上连续首尾相连接时，锥形螺纹前端（袋密封结构延伸段）在锥形螺纹的作用下向前进入前一根钻杆尾部，推动前端钻杆尾部的单向止回发阀芯向里运动，从而实现连接螺纹处单向阀处于打开状态，保证排渣介质正常流通。

当连续施工作业时，连续的首尾相连后，连接处的单向阀均处于打开状态，当进行加接钻杆时，拆开尾部供水装置，钻杆单向阀处于关闭状态，从而更好的防止瓦斯喷孔等带来的人身伤害，另外保证钻杆内部水流不会流出，减少供循环水时间增加工作效率。

需要说明的是：螺旋9也可以为双螺旋。排渣面8不一定为平面，也可以为弧形面或者曲面，只要排渣面8的回转半径最大处小于该处的夹持弧面7的半径即可，排渣面8距离钻孔内壁间距大于夹持弧面7到钻孔内壁的距离，产生的矿渣有更大的空间，更方便从排渣面。这样的近似变化均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钻杆，包括钻杆本体，钻杆本体前端一体连接有公接头，钻杆本体的后端称为钻杆尾部，钻杆尾部对应设有母接头，钻杆本体及公接头内设有中空的中间通道，其特征在于：钻杆本体沿钻杆长度方向设有夹持段，夹持段的长度小于等于钻杆本体的长度，夹持段的外侧面包括两个夹持弧面和两个排渣面，两个夹持弧面之间设一个排渣面，排渣面到钻杆本体轴线的距离小于两个夹持弧面的半径，两个夹持弧面的中心线与钻杆本体的轴线重合，钻杆本体上均设有螺旋，其中位于夹持段上的螺旋沿排渣面以及夹持弧面连续设置。

2.根据权利要求1所述的一种钻杆，其特征在于：两个排渣面均为平面，两个排渣面互相平行并与钻杆本体的轴线平行。

3.根据权利要求2所述的一种钻杆，其特征在于：两个排渣面关于钻杆本体轴线对称设置，两个排渣面的宽度相同；排渣面与夹持弧面的连接处称为钻杆棱，同一个排渣面上的两个钻杆棱与钻杆轴线的连线的夹角为60-70度。

4.根据权利要求1所述的一种钻杆，其特征在于：所述螺旋为双螺旋。

5.根据权利要求1-4任一条所述的一种钻杆，其特征在于：螺旋的螺距P=50~300mm。

6.根据权利要求1-4任一条所述的一种钻杆，其特征在于：形成螺旋的凹槽的截面形状为矩形、梯形或者圆弧形中的其中一种。

7.根据权利要求6所述的一种钻杆，其特征在于：凹槽深度H=5~10mm；凹槽宽度L=10~50mm，当凹槽形状为梯形时凹槽宽度指梯形的最大边宽度。

8.根据权利要求1-4任一条所述的一种钻杆，其特征在于：钻杆尾部内母接头的前侧安装有单向止回阀，相邻两根钻杆连接在一起时，单向止回阀被公接头顶开。

9.根据权利要求1-4任一条所述的一种钻杆，其特征在于：单向止回阀包括阀芯和套设在阀芯上的阀体，阀芯的前端设有阻挡装置，阀芯后端和阀体之间设有复位弹簧，阀芯的前部设有阀口，阀芯向前运动阀口被打开时与中间通道连通。

10.根据权利要求9所述的一种钻杆，其特征在于：所述阀体的内侧面为圆柱形面，在阀体内侧面的后端沿圆周方向设有向内凹陷的台阶面，复位弹簧穿设在阀芯上且复位弹簧的前部位于台阶面和阀体的外圆面之间。