CN214944069U - 一种矿用快速拆装钻杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿用快速拆装钻杆，包括不少于一个可顺次连接的钻杆单元，钻杆单元的一端为公接头，另一端为母接头，沿着与钻杆轴线垂直的方向，公接头的一侧包含一个凸台，母接头的一侧有一个与所述凸台配合的沉孔；且公接头包含凸台的一侧到相对的另一侧有一个锥度，母接头包含沉孔的一侧到相对的另一侧有一个锥度，且母接头锥度大于公接头锥度。

Description

一种矿用快速拆装钻杆

技术领域

本实用新型属于一种矿用快速拆装钻杆。

背景技术

煤矿井下瓦斯抽采,地质勘探,深层地下岩石取样等，需要钻削的孔深一般在8～20米深，甚至更深。尤其在巷道横向截面上的钻探施工，受有限空间的限制，必须采用多段拼接式钻具。这种钻具往往是由多段钻杆和钻头组成，且钻杆需要正反方向的转动，承载传递大扭矩及顺利排渣等。在钻进时需要根据钻孔深度不断地进行逐段加长拼接鉆削，而钻出时需要逐段拆卸。施工时，钻头接长的关键是钻头与接杆的连接方式，它既要保证连接可靠及接杆对钻头的同轴度,又要保证拆装快捷、方便。

目前，煤矿井下钻孔施工等所使用的钻杆多数为圆锥螺纹连接，圆锥螺纹连接只能满足单向旋扭，而且在实际钻孔过程中，受复杂地层影响极易出现塌孔现象，进而引发卡钻和抱钻事故，因现用螺纹连接式钻杆无法实现反转，造成其解卡能力较弱。针对该问题，近年来相继开发了几种可满足正反转操作的钻杆结构，以提高钻杆的解卡能力，主要结构类型有：采用三棱、六方等多面体形式的柱与孔进行插接对接，以传递正反转扭矩，用键销或螺钉进行轴向定位连接，以传递轴向载荷；通过实际应用情况看，上述结构的正反转钻杆，虽然能实现正反转功能，且多数情况下连接接头强度差，性能不稳定；需要人工现场辅助拆装，且拆装费时费力，降低了作业效率。

发明内容

本实用新型目的是解决现有钻杆结构的不足，提供一种能解决上述背景技术中提出的扭矩传输不稳定，无法实现反转容易引发卡钻和抱钻事故和难以实现自动拆装等问题。提供一种矿用正反转快速拆装式钻杆，稳定传递扭矩，可正反转，且结构简单，容易实现钻机自动拆卸。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下的技术方案：

一种矿用快速拆装钻杆，包括不少于一个可顺次连接的钻杆单元，所述钻杆单元的一端为公接头，另一端为母接头，沿着与钻杆轴线垂直的方向，所述的公接头的一侧包含一个凸台，母接头的一侧有一个与所述凸台配合的沉孔；且公接头包含凸台的一侧到相对的另一侧有一个锥度，母接头包含沉孔的一侧到相对的另一侧有一个锥度，且母接头锥度大于公接头锥度。

作为进一步的技术方案，所述的公接头包括一段矩形锥，矩形锥的侧面A与钻杆单元的端面连接，与侧面A相平行的侧面B连接有半圆台，该半圆台的最小直径大于矩形锥的宽度；所述的半圆台的轴线与钻杆单元的轴线垂直，且半圆台的锥度方向与矩形锥相同，在矩形锥的其中一个端面设有所述凸台。

作为进一步的技术方案，所述母接头为内凹于钻杆单元端面的孔，所述孔包括三部分，第一部分为所述矩形锥配合的具有锥度的矩形锥孔，第二部分为与上述半圆台配合的半圆台孔，第三部分为所述的沉孔。

利用凹凸头结构保证钻杆的轴向连接，稳定传递扭矩并可实现正反转，公接头的一侧包含一个凸台，母接头的凹孔一侧有一个沉孔，凸台、沉孔结构保证了所连接两杆的同轴度。公接头包含凸台的一侧到另一侧有一个锥度，母接头包含沉孔的一侧到另一侧有一个锥度，且母接头锥度大于公接头锥度，凸头销与凹孔的锥度不同使两者过盈配合，限制了钻杆的轴向移动和轴向转动，且连接稳定，能完全防止钻杆工作过程中连接断开事故的发生，提高了项目实施过程中的安全性。

公接头与母接头径向进行连接，公接头不含凸台的一侧自母接头含沉孔的一侧接入，凸台与沉孔完全配合时，即两钻杆同轴；拆卸时，只需从另一侧径向给力，两钻杆即分开。凹凸头连接方式结构简单，可实现钻机自动拆卸。

相对于现有的钻杆结构，本实用新型有以下几个优点：

1.所述钻杆在旋进过程中扭矩比较大,通过采用公、母接头为凹凸形面接触,确保钻杆工作时可以承受较大的扭矩,也减少了公、母接头之间的间隙,减小了在工作过程中公、母接头之间的冲击,延长钻杆的使用寿命。

2.利用凹凸头结构保证钻杆的轴向连接，稳定传递扭矩并可实现正反转，解决了卡钻和抱钻等问题。凸台、沉孔结构保证了所连接两杆的同轴度，凸头销与凹孔的锥度不同使两者过盈配合，限制了钻杆的轴向移动和轴向转动，且连接稳定，能完全防止钻杆工作过程中连接断开事故的发生，提高了项目实施过程中的安全性。

3.所述凹凸头接头连接牢固可靠,在本设计方案下通过实际计算其受最大扭矩、拉力、推进力等均可承受,没有发生破坏,可大量生产。

4.所述凹凸头连接方式结构简单，加工方便,安装与拆卸无需人工动手均由辅助装置操作完成,能实现即连即用方便快捷。

因此，本实用新型可为未来煤矿井下实现钻机自动化拆装钻杆提供技术支撑。

附图说明

图1为钻杆主视局部剖示意图；

图2为钻杆俯视图；

图3为钻杆装配图；

图4为钻杆的结构示意图；

图5为钻头的结构示意图；

其中，1.有锥度的凹孔；2有锥度的圆台孔；3.沉孔；4.钻杆；5.有锥度的凸形柱；6.有锥度的圆台；7.凸台；8.公接头9.母接头；10.螺旋叶片。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本实用新型另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

名词解释部分：本专利中定义的“半圆台”的形状与数学中定义的半圆台形状相似，其代表的仅仅是圆台的一部分，但是不一定是严格的一半。

本专利中定义的“矩形锥”的形状与数学中定义的矩形锥的形状相同。

本实施例公开了一种矿用快速拆装钻杆，包括不少于一个可顺次连接的钻杆单元，位于头部的钻杆单元的结构为钻头，其形状如图4所示，剩余的钻杆单元的形状如图1、图2所示，钻杆单元一端为公接头，另一端为母接头，所述相邻连接的两钻杆单元通过公接头和母接头的配合可拆卸连接。

上述的公接头的结构如图1、图2、图4所示的钻杆的右接头的示意图，所述的公接头包括一段具有锥度的矩形锥5，矩形锥的侧面A与钻杆单元的端面连接，与侧面A相平行的侧面B连接有一个小的半圆台6，该半圆台的直径大于矩形锥的宽度(此处定义的宽度为矩形锥横截面边长的尺寸)；所述的半圆台的轴线与钻杆单元的轴线垂直，且该半圆台具有一定的锥度；且在半圆台的其中一个端面设有凸台7，在本实施例中，以图1所示的方位为例，凸台设置在圆台的前端面。需要说明的是，此处的矩形锥、圆台以及凸台三者可以一体成型后与钻杆相连，也可以直接与钻杆单元一体成型。

上述的母接头的结构如图1、图2、图4所示的钻杆的左接头的示意图，所述的公接头为内凹于钻杆单元端面的孔，所述孔包括三部分，第一部分为上述矩形锥配合的具有锥度的矩形锥孔1，第二部分为与上述圆台配合的具有锥度的半圆台孔2，第三部分为与上述凸台配合的沉孔3，圆台孔的轴线与钻杆的轴线垂直，沿着轴线方向，沉孔位于圆台孔的前端。

本实用新型利用凹凸头结构保证钻杆的轴向连接，稳定传递扭矩并可实现正反转，公接头的一侧包含一个凸台，母接头的一侧有一个沉孔，凸台、沉孔结构保证了所连接两杆的同轴度。公接头包含凸台的一侧到另一侧有一个锥度，母接头包含沉孔的一侧到另一侧也有一个锥度，且母接头锥度大于公接头锥度，凸头销与凹孔的锥度不同使两者过盈配合，限制了钻杆的轴向移动和轴向转动，且连接稳定，能完全防止钻杆工作过程中连接断开事故的发生，提高了项目实施过程中的安全性。

公接头与母接头径向进行连接，公接头不含凸台的一侧自母接头含沉孔的一侧接入，凸台与沉孔完全配合时，即两钻杆同轴；拆卸时，只需从另一侧径向给力，两钻杆即分开。凹凸头连接方式结构简单，可实现钻机自动拆卸。

所述钻杆在旋进过程中扭矩比较大,通过采用公、母接头为凹凸形面接触,确保钻杆工作时可以承受较大的扭矩,也减少了公、母接头之间的间隙,减小了在工作过程中公、母接头之间的冲击,延长钻杆的使用寿命。

利用凹凸头结构保证钻杆的轴向连接，稳定传递扭矩并可实现正反转，解决了卡钻和抱钻等问题。凸台、沉孔结构保证了所连接两杆的同轴度，凸头销与凹孔的锥度不同使两者过盈配合，限制了钻杆的轴向移动和轴向转动，且连接稳定，能完全防止钻杆工作过程中连接断开事故的发生，提高了项目实施过程中的安全性。

所述凹凸头接头连接牢固可靠,在本设计方案下通过实际计算其受最大扭矩、拉力、推进力等均可承受,没有发生破坏,可大量生产。

所述凹凸头连接方式结构简单，加工方便,安装与拆卸无需人工动手均由辅助装置操作完成,能实现即连即用方便快捷。

因此，本实用新型可为未来煤矿井下实现钻机自动化拆装钻杆提供技术支撑。

以上所述仅为本专利的优选实施例，并不用于限制煤钻杆应用场景，且钻头样式不限制于所给样式，其他领域杆类零部件的连接方法亦在次专利保护范围之内。凡在本专利的工作原理之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

最后还需要说明的是，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

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，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种矿用快速拆装钻杆，其特征在于，包括不少于一个可顺次连接的钻杆单元，所述钻杆单元的一端为公接头，另一端为母接头，沿着与钻杆轴线垂直的方向，所述的公接头的一侧包含一个凸台，母接头的一侧有一个与所述凸台配合的沉孔；且公接头包含凸台的一侧到相对的另一侧有一个锥度，母接头包含沉孔的一侧到相对的另一侧有一个锥度，且母接头锥度大于公接头锥度。

2.如权利要求1所述的矿用快速拆装钻杆，其特征在于，所述的公接头包括一段矩形锥，矩形锥的侧面A与钻杆单元的端面连接，与侧面A相平行的侧面B连接有半圆台，该半圆台的最小直径大于矩形锥的宽度；所述的半圆台的轴线与钻杆单元的轴线垂直，且半圆台的锥度方向与矩形锥相同，在矩形锥的其中一个端面设有所述凸台。

3.如权利要求2所述的矿用快速拆装钻杆，其特征在于，所述的矩形锥、半圆台以及凸台三者一体成型后与钻杆相连。

4.如权利要求2所述的矿用快速拆装钻杆，其特征在于，所述的公接头直接与钻杆单元一体成型。

5.如权利要求2所述的矿用快速拆装钻杆，其特征在于，所述的半圆台的轴线与所述凸台的轴线在同一条直线上。

6.如权利要求2所述的矿用快速拆装钻杆，其特征在于，所述母接头为内凹于钻杆单元端面的孔，所述孔包括三部分，第一部分为所述矩形锥配合的具有锥度的矩形锥孔，第二部分为与上述半圆台配合的半圆台孔，第三部分为所述的沉孔。

7.如权利要求6所述的矿用快速拆装钻杆，其特征在于，所述半圆台孔的轴线与钻杆的轴线垂直。

8.如权利要求6所述的矿用快速拆装钻杆，其特征在于，所述沉孔的轴线与半圆台孔的轴线在同一条直线上。

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