CN212958499U - 一种用于钻杆的连接结构及钻杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于钻机技术领域，具体涉及一种用于钻杆的连接结构及钻杆，包括公接头和母接头，公接头转动连接母接头，公接头和母接头侧面连接有罩壳密封圈和限位条，限位条内侧套装有蛇形弹簧，公接头和母接头另一端安装有接头密封圈且开设有内螺纹孔，内螺纹孔底面开设的连接槽滑动连接钻杆两端的连接柱，钻杆外侧的连接套管上开设有内螺纹通孔，连接套管一端连接的螺母内安装有螺母密封圈，连接槽与连接柱之间可提供正反向扭矩，有效防止钻机反转时钻杆与公接头、母接头之间发生脱落，蛇形弹簧可吸收冲击力、补偿偏差，有效保护钻杆与钻杆的连接结构，罩壳密封圈、接头密封圈、螺母密封圈可起到密封作用，避免泥浆进入钻杆的连接结构内部。

Description

一种用于钻杆的连接结构及钻杆

技术领域

本实用新型属于钻机技术领域，具体涉及一种用于钻杆的连接结构及钻杆。

背景技术

现阶段地下工程和隧道工程使用得最多的开挖方法为钻爆法。钻爆法是通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法，其中钻孔是其中的一个重要过程，钻孔质量的好坏直接影响到最终的爆破效果，在楔形掏槽爆破钻孔过程中由于受巷道断面的限制或者在其他掏槽方式爆破钻孔过程中考虑到钻孔速度，会选择先以短钻杆钻孔，接着在短钻杆末端连接另一钻杆，从而加长钻杆长度，完成炮孔的后续钻孔工作，其中，连接短钻杆与另一钻杆的部分，称为钻杆连接结构。

目前，现有钻杆连接结构主要以螺纹型为主，但钻杆连接螺纹是钻杆柱中最薄弱的地方，当高速旋转的钻头遇到岩性不均的地层时会造成蹩跳现象，由此产生巨大的附加振动荷载和剪切应力，极易造成钻杆连接部位的螺纹失效或螺丝松动，导致钻杆脱离、掉落，掉落的钻杆及钻头不仅价格昂贵，且极易诱发塞孔等工程事故，必须运用专业打捞设备加以打捞清理，因此大大延误钻孔施工工期，增加巨大的人力、物力、财力耗费，另外，普通螺纹的公母接头连接只能提供正向扭矩，钻杆只能正向旋转，反向旋转则下方杆及钻具会脱落，因此钻具旋转钻入土体的深度受到了限制，如遇状态好的土体，每次钻入深度稍有增加，则上提非常困难；且公母接头的螺纹在施工现场拆卸及使用时极易被泥土添堵，泥土干燥后变硬，下次使用时，接头安装时螺纹拧动不便。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种用于钻杆的连接结构及钻杆，连接槽与连接柱之间的配合关系可提供正反向扭矩，有效防止钻机反转时钻杆与公接头、母接头之间发生脱落，蛇形弹簧可吸收冲击力、补偿偏差，有效保护钻杆与钻杆的连接结构，罩壳密封圈、接头密封圈、螺母密封圈可起到密封作用，避免泥浆进入钻杆的连接结构内部。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于钻杆的连接结构及钻杆，包括公接头和母接头，所述公接头的一端通过连接块转动连接母接头一端开设的转动槽，所述公接头和母接头的侧面分别固定连接有多个限位条，所述限位条的内侧固定套装有蛇形弹簧，所述蛇形弹簧上下两端的公接头和母接头的侧面上开设有固定安装罩壳密封圈的环形槽，所述蛇形弹簧的外侧固定套装有罩壳，所述罩壳上开设有连接孔，所述公接头和母接头的另一端开设有内螺纹孔和固定安装接头密封圈的环形槽，所述内螺纹孔的底面开设有连接槽，所述连接槽的内侧滑动连接钻杆两端的连接柱，所述钻杆外侧活动安装有连接套管，所述连接套管上开设有贯通连接套管上下两端面的内螺纹通孔，所述连接套管的一端固定连接有螺母，所述螺母的内侧面的一端开设有固定安装螺母密封圈的环形槽。

优选的，所述公接头和母接头均为圆柱体结构，所述连接块由上端直径较小的圆柱体和下端直径较大的圆柱体组成，所述转动槽的横截面为T形结构，所述连接块与转动槽之间为间隙配合；连接块和转动槽可使公接头与母接头配合转动，并限制公接头与母接头之间的相对位置。

优选的，所述螺母与连接套管为一体式结构，所述连接套管的外侧面开设有适配咬合内螺纹孔的外螺纹结构，所述钻杆的侧面开设有与连接柱相邻的适配咬合内螺纹通孔的外螺纹结构；钻杆可通过连接套管上的螺纹结构与公接头或母接头之间螺纹连接固定，且方便拆卸。

优选的，所述连接柱为正棱柱体，所述连接槽为与连接柱的形状相适配的多边形槽体，所述连接槽的深度不小于连接柱的高度，所述连接槽与连接柱之间为间隙配合；钻杆可通过两端的连接柱连接公接头或母接头，且连接槽与连接柱之间的配合关系既可以提供正向扭矩，又可以提供反向扭矩，可以有效的防止钻机反转时钻杆与公接头、母接头之间发生脱落。

优选的，所述限位条的两端向公接头、母接头的轴线方向平行延伸，所述限位条环形等序排列在公接头和母接头的外侧面上，所述公接头上的限位条和所述母接头上的限位条在水平面上的垂直投影位置形状相同，相邻的所述限位条之间形成的槽体适配卡装所述蛇形弹簧；当钻头发生蹩跳现象时，由此产生巨大的附加振动荷载和剪切应力传递两根通过公接头、母接头相连的钻杆，钻头端产生的巨大的附加振动荷载和剪切应力通过下端的钻杆传递给公接头或母接头，使公接头与母接头之间产生相对错位，此时限位条内固定卡装的蛇形弹簧受到公接头和母接头错位产生的剪切力发生弹性形变，通过蛇形弹簧的伸展来吸收冲击力、补偿偏差，有利于减少钻机工作时产生的冲击负荷和集中应力，有效保护钻杆与钻杆的连接结构。

优选的，所述罩壳的数量为两个，所述罩壳为弧形板结构，所述连接孔的数量为多个，所述连接孔的两端分别贯通罩壳的外侧面和罩壳的底面；两个通过连接孔和螺栓连接的罩壳可在公接头、母接头的外侧起到有效的隔离保护的作用。

优选的，所述罩壳密封圈在公接头和母接头侧面上开设的环形槽外的侧面紧贴罩壳两端的内侧面；罩壳密封圈可受到罩壳与公接头、母接头的挤压产生弹性形变，起到密封作用，避免孔洞中的泥浆杂质等通过罩壳与公接头、母接头之间的缝隙进入罩壳的内部。

优选的，所述接头密封圈在公接头和母接头端面上开设的环形槽外的侧面紧贴所述螺母连接连接套管的端面；接头密封圈可受到螺母与公接头、母接头的挤压产生弹性形变，起到密封作用，避免孔洞中的泥浆杂质等通过连接套管与公接头、母接头之间的缝隙进入内螺纹孔的内部。

优选的，所述螺母密封圈在螺母的内侧面上开设的环形槽外的侧面紧贴所述钻杆的侧面；螺母密封圈可受到螺母与钻杆的挤压产生弹性形变，起到密封作用，避免孔洞中的泥浆杂质等通过螺母与钻杆之间的缝隙进入螺母的内部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：连接块和转动槽可使公接头与母接头配合转动，并限制公接头与母接头之间的相对位置；钻杆可通过连接套管上的螺纹结构与公接头或母接头之间螺纹连接固定，且方便拆卸；钻杆可通过两端的连接柱连接公接头或母接头，且连接槽与连接柱之间的配合关系既可以提供正向扭矩，又可以提供反向扭矩，可以有效的防止钻机反转时钻杆与公接头、母接头之间发生脱落；当钻头发生蹩跳现象时，由此产生巨大的附加振动荷载和剪切应力传递两根通过公接头、母接头相连的钻杆，钻头端产生的巨大的附加振动荷载和剪切应力通过下端的钻杆传递给公接头或母接头，使公接头与母接头之间产生相对错位，此时限位条内固定卡装的蛇形弹簧受到公接头和母接头错位产生的剪切力发生弹性形变，通过蛇形弹簧的伸展来吸收冲击力、补偿偏差，有利于减少钻机工作时产生的冲击负荷和集中应力，有效保护钻杆与钻杆的连接结构；两个通过连接孔和螺栓连接的罩壳可在公接头、母接头的外侧起到有效的隔离保护的作用；罩壳密封圈可受到罩壳与公接头、母接头的挤压产生弹性形变，起到密封作用，避免孔洞中的泥浆杂质等通过罩壳与公接头、母接头之间的缝隙进入罩壳的内部；接头密封圈可受到螺母与公接头、母接头的挤压产生弹性形变，起到密封作用，避免孔洞中的泥浆杂质等通过连接套管与公接头、母接头之间的缝隙进入内螺纹孔的内部；螺母密封圈可受到螺母与钻杆的挤压产生弹性形变，起到密封作用，避免孔洞中的泥浆杂质等通过螺母与钻杆之间的缝隙进入螺母的内部。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的剖面结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型中A的放大图；

图4为本实用新型中B的放大图；

图5为本实用新型中罩壳的结构示意图；

图中：1、公接头；2、母接头；3、限位条；4、蛇形弹簧；5、罩壳；6、罩壳密封圈；7、连接孔；8、内螺纹孔；9、接头密封圈；10、螺母；11、内螺纹通孔；12、钻杆；13、螺母密封圈；14、连接套管；15、连接槽；16、连接柱；101、连接块；201、转动槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图5，本实用新型提供以下技术方案：一种用于钻杆的连接结构及钻杆，包括公接头1和母接头2，所述公接头1的一端通过连接块101转动连接母接头2一端开设的转动槽201，所述公接头1和母接头2的侧面分别固定连接有多个限位条3，所述限位条3的内侧固定套装有蛇形弹簧4，所述蛇形弹簧4上下两端的公接头1和母接头2的侧面上开设有固定安装罩壳密封圈6的环形槽，所述蛇形弹簧4的外侧固定套装有罩壳5，所述罩壳5上开设有连接孔7，所述公接头1和母接头2的另一端开设有内螺纹孔8和固定安装接头密封圈9的环形槽，所述内螺纹孔8的底面开设有连接槽15，所述连接槽15的内侧滑动连接钻杆12两端的连接柱16，所述钻杆12外侧活动安装有连接套管14，所述连接套管14上开设有贯通连接套管14上下两端面的内螺纹通孔11，所述连接套管14的一端固定连接有螺母10，所述螺母10的内侧面的一端开设有固定安装螺母密封圈13的环形槽。

具体的，所述公接头1和母接头2均为圆柱体结构，所述连接块101由上端直径较小的圆柱体和下端直径较大的圆柱体组成，所述转动槽201的横截面为T形结构，所述连接块101与转动槽201之间为间隙配合；连接块101和转动槽201可使公接头1与母接头2配合转动，并限制公接头1与母接头2之间的相对位置。

具体的，所述螺母10与连接套管14为一体式结构，所述连接套管14的外侧面开设有适配咬合内螺纹孔8的外螺纹结构，所述钻杆12的侧面开设有与连接柱16相邻的适配咬合内螺纹通孔11的外螺纹结构；钻杆12可通过连接套管14上的螺纹结构与公接头1或母接头2之间螺纹连接固定，且方便拆卸。

具体的，所述连接柱16为正棱柱体，所述连接槽15为与连接柱16的形状相适配的多边形槽体，所述连接槽15的深度不小于连接柱16的高度，所述连接槽15与连接柱16之间为间隙配合；钻杆12可通过两端的连接柱16连接公接头1或母接头2，且连接槽15与连接柱16之间的配合关系既可以提供正向扭矩，又可以提供反向扭矩，可以有效的防止钻机反转时钻杆12与公接头1、母接头2之间发生脱落。

具体的，所述限位条3的两端向公接头1、母接头2的轴线方向平行延伸，所述限位条3环形等序排列在公接头1和母接头2的外侧面上，所述公接头1上的限位条3和所述母接头2上的限位条3在水平面上的垂直投影位置形状相同，相邻的所述限位条3之间形成的槽体适配卡装所述蛇形弹簧4；当钻头发生蹩跳现象时，由此产生巨大的附加振动荷载和剪切应力传递两根通过公接头1、母接头2相连的钻杆12，钻头端产生的巨大的附加振动荷载和剪切应力通过下端的钻杆12传递给公接头1或母接头2，使公接头1与母接头2之间产生相对错位，此时限位条3内固定卡装的蛇形弹簧4受到公接头1和母接头2错位产生的剪切力发生弹性形变，通过蛇形弹簧4的伸展来吸收冲击力、补偿偏差，有利于减少钻机工作时产生的冲击负荷和集中应力，有效保护钻杆12与钻杆12的连接结构。

具体的，所述罩壳5的数量为两个，所述罩壳5为弧形板结构，所述连接孔7的数量为多个，所述连接孔7的两端分别贯通罩壳5的外侧面和罩壳5的底面；两个通过连接孔7和螺栓连接的罩壳5可在公接头1、母接头2的外侧起到有效的隔离保护的作用。

具体的，所述罩壳密封圈6在公接头1和母接头2侧面上开设的环形槽外的侧面紧贴罩壳5两端的内侧面；罩壳密封圈6可受到罩壳5与公接头1、母接头2的挤压产生弹性形变，起到密封作用，避免孔洞中的泥浆杂质等通过罩壳5与公接头1、母接头2之间的缝隙进入罩壳5的内部。

具体的，所述接头密封圈9在公接头1和母接头2端面上开设的环形槽外的侧面紧贴所述螺母10连接连接套管14的端面；接头密封圈9可受到螺母10与公接头1、母接头2的挤压产生弹性形变，起到密封作用，避免孔洞中的泥浆杂质等通过连接套管14与公接头1、母接头2之间的缝隙进入内螺纹孔8的内部。

具体的，所述螺母密封圈13在螺母10的内侧面上开设的环形槽外的侧面紧贴所述钻杆12的侧面；螺母密封圈13可受到螺母10与钻杆12的挤压产生弹性形变，起到密封作用，避免孔洞中的泥浆杂质等通过螺母10与钻杆12之间的缝隙进入螺母10的内部。

本发明的工作原理及使用流程：连接两个钻杆12时，将两个钻杆12的端部上的连接柱16分别插入公接头1和母接头2内的连接槽15内，然后使用工具卡主螺母10，将连接套管14转旋紧拧入内螺纹孔8内，连接套管14的外螺纹结构与内螺纹孔8完全啮合后，螺母密封圈13受到螺母10与钻杆12的挤压产生弹性形变，起到密封作用，接头密封圈9受到螺母10与公接头1、母接头2的挤压产生弹性形变，起到密封作用；钻机工作时，钻杆12带动公接头1或母接头2转动，公接头1与母接头2之间产生相对错位，此时限位条3内固定卡装的蛇形弹簧4受到公接头1和母接头2错位产生的剪切力发生弹性形变，带动两根钻杆12同步转动，并吸收冲击力、补偿偏差，减少钻机工作时产生的冲击负荷和集中应力，钻机反转时，连接槽15与连接柱16提供的反向扭矩可保证钻杆12与公接头1、母接头2之间不会发生脱落。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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、改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于钻杆的连接结构及钻杆，其特征在于：包括公接头（1）和母接头（2），所述公接头（1）的一端通过连接块（101）转动连接母接头（2）一端开设的转动槽（201），所述公接头（1）和母接头（2）的侧面分别固定连接有多个限位条（3），所述限位条（3）的内侧固定套装有蛇形弹簧（4），所述蛇形弹簧（4）上下两端的公接头（1）和母接头（2）的侧面上开设有固定安装罩壳密封圈（6）的环形槽，所述蛇形弹簧（4）的外侧固定套装有罩壳（5），所述罩壳（5）上开设有连接孔（7），所述公接头（1）和母接头（2）的另一端开设有内螺纹孔（8）和固定安装接头密封圈（9）的环形槽，所述内螺纹孔（8）的底面开设有连接槽（15），所述连接槽（15）的内侧滑动连接钻杆（12）两端的连接柱（16），所述钻杆（12）外侧活动安装有连接套管（14），所述连接套管（14）上开设有贯通连接套管（14）上下两端面的内螺纹通孔（11），所述连接套管（14）的一端固定连接有螺母（10），所述螺母（10）的内侧面的一端开设有固定安装螺母密封圈（13）的环形槽。

2.根据权利要求1所述的一种用于钻杆的连接结构及钻杆，其特征在于：所述公接头（1）和母接头（2）均为圆柱体结构，所述连接块（101）由上端直径较小的圆柱体和下端直径较大的圆柱体组成，所述转动槽（201）的横截面为T形结构，所述连接块（101）与转动槽（201）之间为间隙配合。

3.根据权利要求1所述的一种用于钻杆的连接结构及钻杆，其特征在于：所述螺母（10）与连接套管（14）为一体式结构，所述连接套管（14）的外侧面开设有适配咬合内螺纹孔（8）的外螺纹结构，所述钻杆（12）的侧面开设有与连接柱（16）相邻的适配咬合内螺纹通孔（11）的外螺纹结构。

4.根据权利要求1所述的一种用于钻杆的连接结构及钻杆，其特征在于：所述连接柱（16）为正棱柱体，所述连接槽（15）为与连接柱（16）的形状相适配的多边形槽体，所述连接槽（15）的深度不小于连接柱（16）的高度，所述连接槽（15）与连接柱（16）之间为间隙配合。

5.根据权利要求1所述的一种用于钻杆的连接结构及钻杆，其特征在于：所述限位条（3）的两端向公接头（1）、母接头（2）的轴线方向平行延伸，所述限位条（3）环形等序排列在公接头（1）和母接头（2）的外侧面上，所述公接头（1）上的限位条（3）和所述母接头（2）上的限位条（3）在水平面上的垂直投影位置形状相同，相邻的所述限位条（3）之间形成的槽体适配卡装所述蛇形弹簧（4）。

6.根据权利要求1所述的一种用于钻杆的连接结构及钻杆，其特征在于：所述罩壳（5）的数量为两个，所述罩壳（5）为弧形板结构，所述连接孔（7）的数量为多个，所述连接孔（7）的两端分别贯通罩壳（5）的外侧面和罩壳（5）的底面。

7.根据权利要求1所述的一种用于钻杆的连接结构及钻杆，其特征在于：所述罩壳密封圈（6）在公接头（1）和母接头（2）侧面上开设的环形槽外的侧面紧贴罩壳（5）两端的内侧面。

8.根据权利要求1所述的一种用于钻杆的连接结构及钻杆，其特征在于：所述接头密封圈（9）在公接头（1）和母接头（2）端面上开设的环形槽外的侧面紧贴所述螺母（10）连接连接套管（14）的端面。

9.根据权利要求1所述的一种用于钻杆的连接结构及钻杆，其特征在于：所述螺母密封圈（13）在螺母（10）的内侧面上开设的环形槽外的侧面紧贴所述钻杆（12）的侧面。

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