CN214091772U - 自锁式防喷接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了自锁式防喷接头，属于钻井钻探设备领域，包括阀芯、上阀座和下阀座，上阀座固定在钻杆的下端，下阀座设在管钻的上端，阀芯包括从上而下设置的螺纹段、光轴段、锥形段和配合段，配合段的截面小于锥形段的最小截面；阀芯上设有泥浆孔，泥浆孔通过导通孔与钻杆的内部连通；配合段与下阀座配合设置且二者上下滑动连接，螺纹段向上穿过上阀座设置且二者上下滑动连接，上阀座内设有与锥形段配合的锥形限位段，锥形段的最大直径大于锥形限位段的最小直径。本实用新型在提升过程中实现钻杆与管钻自动封闭断开泥浆循环系统，使钻杆与管钻形成两个互不联通的空间，操作更加简单，效率更高。

Description

自锁式防喷接头

技术领域

本实用新型属于工程勘察岩体原位测试技术领域，涉及工程勘察类钻探机械设备，尤其涉及自锁式防喷接头。

背景技术

随着我国工程建设事业的不断发展，各类高层、大型建筑工程不断涌现，随之而来的工程勘察钻孔施工量也越来越大，随着钻探深度的加深，就必须使用冲水钻进的方法进行钻探，现在普遍用于冲水钻进的是“投弹”式管钻，管钻的顶端为中通的固定结构，使用时将管钻接在钻杆上，钻至回次深度，提取土样时，需先将钻机主动杆顶端的泥浆龙头卸下，然后将一金属堵头，投入到钻杆中，堵在管钻顶端接头处，使管钻内形成一个密闭的空间，在上提土样的过程中利用气压及水压使管钻内的土样不掉出来，完成取样过程，单“投弹”式管钻接头存在着不足之处是显而易见的：

1、如果回次钻进完成时，主动杆露出地面较高，还需要工人爬到钻架上进行操作，费时费力，并存在较大的安全隐患。

2、随着钻孔深度的增加，钻杆越来越长，加之有时泥浆较稠，或泥浆中可能含有一些大颗粒物，这个过程需金属堵头准确的堵在管钻接头处，单靠重力准确投送堵头无法保证，造成管钻内无法封闭，形成掉样，对勘察施工影响极大，甚至使整个钻孔作废。

3、由于泥浆被金属堵头封闭在钻杆中，故每根钻杆中都充满泥浆，每卸开一节钻杆时，都会有泥浆从钻杆接口处不可控制的喷射出来，轻则喷溅施工人员一身，重则影响施工安全。

4、由于每节钻杆中都有泥浆，所以必须单节钻杆拆卸，大大影响了施工速度。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是在于提供自锁式防喷接头，在提升过程中实现钻杆与管钻自动封闭断开泥浆循环系统，使钻杆与管钻形成两个互不联通的空间，实现提升管钻时无需工人爬到钻杆顶部人工投放金属堵头，操作更加简单，效率更高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：自锁式防喷接头，包括阀芯、上阀座和下阀座，所述上阀座固定在钻杆的下端，所述下阀座设在管钻的上端，所述阀芯包括从上而下设置的螺纹段、光轴段、锥形段和配合段，所述螺纹段的下端直径与所述光轴段的直径相同，所述锥形段上端的直径与所述光轴段的直径相同，所述锥形段下端的直径大于上端的直径，所述配合段的截面小于所述锥形段的最小截面；

所述阀芯上设有泥浆孔，所述泥浆孔通过导通孔与钻杆的内部连通；

所述配合段与所述下阀座配合设置且二者上下滑动连接，所述螺纹段向上穿过所述上阀座设置且二者上下滑动连接，所述上阀座内设有与所述锥形段配合的锥形限位段，所述锥形段的最大直径大于所述锥形限位段的最小直径。

进一步的，所述螺纹段为锥螺纹结构。

进一步的，所述配合段的截面为正四边形结构，且四角处均设有倒角，对角设置的为一组倒角，分别为第一倒角和第二倒角，第一倒角和第二倒角的规格不同。

进一步的，所述锥形段的锥形角度为8-10度。

进一步的，所述导通孔的直径是所述光轴段外径的1/3-2/3，所述泥浆孔的直径小于所述导通孔的直径，所述导通孔的下端位于所述光轴段的上方，所述泥浆孔设在所述导通孔的下端。

进一步的，所述阀芯、上阀座和下阀座均由45号碳钢制作而成。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果如下。

1、本实用新型在钻进过程中联通钻杆与管钻，实现反循环水冲钻进。在提升过程中实现钻杆与管钻自动封闭断开泥浆循环系统，使钻杆与管钻形成两个互不联通的空间。从而实现提升管钻时无需工人爬到钻杆顶部人工投放金属堵头，自动封闭管钻，得到同样效果的泥浆冲孔，钻进，土样提升，土样排出之功能；

2、本实用新型在工程勘察钻探过程中，无需爬到钻杆顶部人工投放金属堵头，避免了冲水和钻进切换时提升和拆卸钻杆过程，靠锥形阀芯的作用实现管钻在钻探过程中开闭自如，既节省了人力，又提高了效率；

3、本实用新型自锁式防喷接头由45号碳钢制成，结构坚固，操作简单，方便耐用，可靠性高。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型自锁式防喷接头的结构示意图；

图2是本实用新型阀芯的结构示意图；

图3是本实用新型图2的A-A剖视图。

附图说明：

1、阀芯；11、螺纹段；12、光轴段；13、锥形段；14、配合段；15、导通孔；16、泥浆孔；17、第一倒角；18、第二倒角；2、密封圈；3、锁紧螺母；4、上阀座；41、锥形限位段；5、下阀座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1-图3所示，本实用新型为自锁式防喷接头，包括阀芯1、上阀座4和下阀座5，上阀座4固定在钻杆的下端，下阀座5设在管钻的上端，阀芯1包括从上而下设置的螺纹段11、光轴段12、锥形段13和配合段14，螺纹段11的下端直径与光轴段12的直径相同，锥形段13上端的直径与光轴段12的直径相同，锥形段13下端的直径大于上端的直径，配合段14的截面小于锥形段13的最小截面；

阀芯1上设有泥浆孔16，泥浆孔16通过导通孔15与钻杆的内部连通；

配合段与下阀座5配合设置且二者上下滑动连接，螺纹段11向上穿过上阀座4设置且二者上下滑动连接，上阀座4内设有与锥形段13配合的锥形限位段41，锥形段13的最大直径大于锥形限位段41的最小直径。

优选地，螺纹段11为锥螺纹结构，螺纹段11与钻杆的上端连接，锥螺纹的结构连接牢靠。

优选地，配合段14的截面为正四边形结构，且四角处均设有倒角，对角设置的为一组倒角，分别为第一倒角17和第二倒角18，第一倒角17和第二倒角18的规格不同，可保证配合段14相对下阀座5的位置闭关，避免在取样的过程中转动，提升整个结构的稳定性。

优选地，锥形段13的锥形角度为8-10度，优选地为9度，此锥度起到了限位的作用，同时保证了重力作用下，上下滑动的顺畅性，也不会出现卡顿锁死的问题。

优选地，导通孔15的直径是光轴段12外径的1/3-2/3，泥浆孔16的直径小于导通孔15的直径，导通孔15的下端位于光轴段12的上方，泥浆孔16设在导通孔15的下端，此结构参数可保证强度。

优选地，阀芯1、上阀座4和下阀座5均由45号碳钢制作而成，结构坚固，操作简单，方便耐用，可靠性高。

在实际使用的过程中，先通过钻杆将安装了自锁式防喷接头的管钻下到钻孔底部，通过钻机液压设备施加一个向下的作用力，使阀芯1进入到管钻内，通过阀芯1上的泥浆孔16与钻杆内相连通，通过水泵注入泥浆实现冲水钻进，挺注泥浆后即可直接进行土样钻取，钻取完成后，通过上提钻杆，使阀芯1向上拉伸，使阀芯1上的泥浆孔16露出管钻，使管钻内形成一个密闭空间，利用大气压力将土样压在管钻内，保证在上提管钻过程中土样不会掉落，直至将管钻提出钻孔口，需要冲出土样时，将阀芯1推入管钻，再使用锁紧螺母3将阀芯1固定，使管钻内外实现连通，接上低压龙头，通过压力注入泥浆的方式将管钻内的土样排出，之后卸下低压龙头和锁紧螺母3，管钻即可再次投入下一个回次作业，整个结构充分利用重力和锥面的配合作用，无需爬到钻杆顶部人工投放金属堵头，避免了冲水和钻进切换时提升和拆卸钻杆过程，靠锥形阀芯1的作用实现管钻在钻探过程中开闭自如，既节省了人力，又提高了效率。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.自锁式防喷接头，其特征在于：包括阀芯、上阀座和下阀座，所述上阀座固定在钻杆的下端，所述下阀座设在管钻的上端，所述阀芯包括从上而下设置的螺纹段、光轴段、锥形段和配合段，所述螺纹段的下端直径与所述光轴段的直径相同，所述锥形段上端的直径与所述光轴段的直径相同，所述锥形段下端的直径大于上端的直径，所述配合段的截面小于所述锥形段的最小截面；

所述阀芯上设有泥浆孔，所述泥浆孔通过导通孔与钻杆的内部连通；

所述配合段与所述下阀座配合设置且二者上下滑动连接，所述螺纹段向上穿过所述上阀座设置且二者上下滑动连接，所述上阀座内设有与所述锥形段配合的锥形限位段，所述锥形段的最大直径大于所述锥形限位段的最小直径。

2.根据权利要求1所述的自锁式防喷接头，其特征在于：所述螺纹段为锥螺纹结构。

3.根据权利要求1所述的自锁式防喷接头，其特征在于：所述配合段的截面为正四边形结构，且四角处均设有倒角，对角设置的为一组倒角，分别为第一倒角和第二倒角，第一倒角和第二倒角的规格不同。

4.根据权利要求1所述的自锁式防喷接头，其特征在于：所述锥形段的锥形角度为8-10度。

5.根据权利要求1所述的自锁式防喷接头，其特征在于：所述导通孔的直径是所述光轴段外径的1/3-2/3，所述泥浆孔的直径小于所述导通孔的直径，所述导通孔的下端位于所述光轴段的上方，所述泥浆孔设在所述导通孔的下端。

6.根据权利要求1-5任一项所述的自锁式防喷接头，其特征在于：所述阀芯、上阀座和下阀座均由45号碳钢制作而成。

Images