专利名称：旋挖钻机钻杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种旋挖钻机钻杆。
背景技术：
现有技术中所采用的旋挖钻机钻杆多为可伸缩钻杆，可调节钻杆长度以适应打孔深度。可伸缩钻杆由多节节杆管层层相套并卡接，内层节杆管的键条与外层节杆管的键槽相配合，通过动力头旋转传递动力进行钻进成孔。其中，内层节杆管上的键条可直接焊接，但外层节杆管的内键槽结构可由多种形式。如图1所示，一种常见的结构方式是在外层节杆管I的内壁上焊接由内键条4和圆弧板5拼焊而成的三个内键2，以在内壁上形成三等分键槽。这种结构的缺点是焊接性能差，焊缝多，容易产生焊接变形。内键条4通过键槽两侧的侧边焊缝固定焊接在节杆管I的内壁上，该侧边焊缝承受扭力较大，与内层节杆管的键条之间极易发生磨损，造成内键条4脱落，导致卡杆、带杆甚至砸杆事故。并且，由于外层节杆管I的管体底部作为加压工作面，其相对于内键条4的材质刚性不足，磨损比较快。这样，造成管体底部的磨损不均，容易出现凹凸不平的“牙口 ”，会造成机锁杆解锁困难，甚至造成带杆砸杆。为避免磨损产生“牙口”且形成内键槽结构，如图2所示，另一结构方式是采用整体式驱动套3，将该整体式驱动套3焊接于外层节杆管I的底端。授权公告号为CN2804361Y的专利中即公开了此种整体式驱动套直接在整体式驱动套内进行内表面切削加工以形成内键槽，而后将驱动套焊接到外层节杆管的一端。这种整体式驱动套3可采用高强度钢以加强耐磨性能，避免内键槽的受力面因疲劳损伤严重，耐磨损、防脱落，可延长使用寿命。在如图1所示的整体式驱动套中，一般采用高强钢调质处理，刚性大，能保证内键槽两侧的工作面(即图1中阴影部分)的耐磨性能。但是，对于钻杆的整体受力上，不但希望内键槽两侧的工作面具有足够的耐磨性，同时也希望驱动键套本身要有足够的弹性。整体式驱动键套整体刚度比较大，首先在钻杆的使用过程中内键板极易形成应力集中，过早地发生疲劳开裂，影响钻杆的使用寿命。同时，由于钻杆伸出量较大(例如40m以上)后，钻杆整体上会在钻孔时的轴向作用力的作用下产生轴向的一定弯曲变形量。此时，由于整体式驱动套3的刚性大，其与外层节杆管I (通常为相对刚性更低的16Mn材质)的端部之间的连接焊缝处成为受力薄弱环节。因而容易造成上述连接焊缝开裂，使得需要更换整个整体式驱动套3。而整体式驱动套3通常采用40Cr或40CrMo材质并经过调质处理，整体更换的价格昂贵。
实用新型内容针对上述现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型提供了一种旋挖钻机钻杆，该钻杆的节杆管的耐磨性能强，方便维护。为了实现上述目的，本实用新型提供一种旋挖钻机钻杆，该钻杆包括沿轴向套接的多节节杆管，相邻的两节节杆管中，外层的节杆管的底端内壁上形成有内键槽，内层的节杆管的外壁上形成有与所述内键槽相配合的外键条，其中，该钻杆还包括圆套筒形状的耐磨套，所述耐磨套固定连接于所述外层的节杆管的底端。优选地，所述外层的节杆管的底端的内壁上固定安装有均匀分布且间隔设置的多个内键板，相邻的所述内键板之间形成为所述内键槽，所述耐磨套的内壁上形成有与所述内键槽位置相对的耐磨套键槽和与所述内键板位置相对的台阶部，该台阶部支撑并固定连接于所述内键板的底端。优选地，所述耐磨套的顶端边缘焊接于所述外层的节杆管的底端边缘，所述台阶部形成于所述耐磨套的底端部分的内壁上，所述台阶部分别与内键板对齐，所述台阶部的顶端边缘焊接于所述内键板的底端边缘。优选地，所述内键板从所述外层的节杆管的底端伸出，所述耐磨套和所述内键板之间的连接部位与所述耐磨套和所述外层的节杆管之间的连接部位沿所述钻杆的轴向方向上相互错开。优选地，所述耐磨套设有所述台阶部处的壁厚等于所述外层的节杆管的壁厚与所述内键板的壁厚之和，所述耐磨套设有所述台阶部处的内表面与所述内键板的内表面平齐，所述耐磨套设有所述耐磨套键槽处的内表面与所述内键槽表面平齐。优选地,所述节杆管为16Mn钢管,所述内键板为40Cr钢板或40CrMo钢板。优选地，所述内键板的长度不小于700mm，所述耐磨套的长度不大于200mm。优选地，上述外层的节杆管的外壁上相应于所述内键板的安装位置处设置有贯穿孔，所述内键板通过所述贯穿孔与所述节杆管塞焊焊接。优选地，所述贯穿孔形成为沿所述外层的节杆管的周向的长孔形状，并且所述贯穿孔为多个且沿所述节杆管的轴向间隔排布。
`[0015]在根据本实用新型的旋挖钻机钻杆中，通过在节杆管的底端设置圆套筒形状的耐磨套，大大增强了耐磨性能。耐磨套可采用焊接连接等方式，在需要更换的时候采用熔焊更换即可，方便维护且维护成本低。采用耐磨套后，节杆管的底端不会再磨损成“牙口”形状，保护了内键槽结构的结构牢靠性。本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是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，与下面的具体实施方式
一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:图1是现有技术的采用内键条和圆弧板构成内键槽结构的节杆管的结构示意图；图2是现有技术中采用整体式驱动套的节杆管的结构示意图；图3为根据本实用新型的优选实施方式的旋挖钻机钻杆的结构示意图；图4为图3所示的旋挖钻机钻杆中的节杆管的局部剖视示意图；图5为图4所示的节杆管的主视图；图6为图4中的圆圈部分的放大图；图7为图4所示的节杆管的仰视图。附图标记说明I节杆管2键槽3整体式驱动套4内键条[0028]5圆弧板6耐磨套7外键条8贯穿孔9内键板10焊缝20提引器连接头30缓冲支撑40压缩弹簧50内杆方头11节杆管的底端61耐磨套键槽62台阶部91内键槽
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。如图3至图7所示，本实用新型提供了一种旋挖钻机钻杆，该钻杆从上至下包括提引器连接头20、缓冲支撑30、层层相套的多节节杆管I以及下方的压缩弹簧40和内杆方头50。其中，相邻的内层节杆管与 外层节杆管之间设有耐磨套，即如图4所示的圆套筒形状的耐磨套6，该耐磨套6固定连接于外层的节杆管I的底端11，该底端11内形成有如图4所示的内键槽91，该内键槽91用于与相邻的内层节杆管I外壁上的外键条7配合传动。本实用新型通过设置耐磨套6，能够使得外层节杆管I的底端11不再产生前述的“牙口”现象，在产生一定的磨损后可整体更换。耐磨套6可简单地焊接到外层的节杆管I的底端11，在需要更换时，通过熔焊方式拆卸下来即可，当然，本领域技术人员可理解的是可采用更多种的其他可拆卸固定连接方式，例如通过中间连接板的螺接方式等。耐磨套6可由耐磨材料制成以加强磨损性能，耐磨套6在具有一定刚性的基础上还可具有一定的抗弯曲性能，从而在钻杆伸出较长而在轴向力作用下产生一定弯曲时不会影响耐磨套6与外层节杆管I之间的连接结构的牢靠性，而且耐磨套6可设计成在轴向的长度小，以进一步削弱此弯曲变形对连接结构的影响。另外，通过设置耐磨6也保护了形成所述内键槽91的内键槽结构，便于其结构的牢靠性设计，以下将详述。如前所述，采用如图1或图2所示的内键槽结构具有相应的结构缺陷。另外，授权公告号为CN201687401U的专利中还公开了另一种结构方式，即在外层节杆管的内壁上直接加工出三个内键槽。然而，由于这种加工出的内键槽需要沿外层节杆管的整个轴向长度加工，以形成纵向键槽，因而加工难、生产周期长、加工成本较高。因此，为保证内键槽结构的刚性和结构牢靠性，适应于安装耐磨套6后的节杆管I的结构特点，便于加工制造、安装和更换，如图4所示，本实施方式中优选地采用多个内键板9以形成所述内键槽结构。内键板9可设计成具有较强刚性以耐磨损和抗扭矩，并且可加强内键板9与外层节杆管I之间的连接强度，以防止内键板9与相邻的内层节杆管的外键条7之间键合受力时的连接结构不牢靠情形产生。设置耐磨套6后，可加强内键板9的牢靠性。具体地，如图4至图7所示，外层节杆管I的底端11的内壁上优选地固定安装有均匀分布且间隔设置的多个内键板9(通常为三个内键板以形成三个内键槽),相邻的内键板9之间形成为上述的内键槽91。耐磨套6的内壁上相应地形成有与内键槽91位置相对的耐磨套键槽61和与内键板9位置相对的台阶部62，该台阶部62支撑并固定连接于内键板9的底端。这样，内键板9不仅可与外层节杆管I的内壁固定连接，还可承压连接在耐磨套6上，使得安装更为牢固。其中，如图5和图6所示，耐磨套6外壁面的顶端边缘可焊接于节杆管I的底端11边缘，耐磨套6内壁的台阶部62可形成于耐磨套6的底端部分的内壁上，台阶部62分别与内键板9对齐，台阶部62的顶端边缘优选为焊接于内键板9的底端边缘。即内键板9从节杆管I的底端11伸出或耐磨套6的台阶部62伸入节杆管I内，而后进行内外两道圆环焊接，即图6所示的两道焊缝10。总之，使得耐磨套6和内键板9之间的连接部位与耐磨套6和外层节杆管I之间的连接部位沿钻杆的轴向方向上相互错开。耐磨套6的这种形状和焊接结构，可加强内键板9的连接强度，耐磨套6通过内外两道焊缝10，连接牢靠且方便以熔焊方式更换。如图4所示，本实施方式中，内键板9优选为从外层节杆管I的底端11伸出，台阶部62的高度小于耐磨套6外壁的顶端边缘。这是由于内键板9的相对刚性更大，在此结构下可起到加强板的作用，增加结构强度。此外，耐磨套6设有台阶部62处的壁厚等于外层节杆管I的壁厚与内键板9的壁厚之和，耐磨套6设有台阶部62处的内表面与内键板9的内表面平齐，耐磨套6设有耐磨套键槽61处的内表面与内键槽91表面平齐。这种厚度设计便于耐磨套6与内键板9之间的焊接操作，更能起到支撑内键板9的作用。在内层节杆管与外层节杆管之间连接时，耐磨套6的台阶部62与内层节杆管相配合，可起到导向作用，并且在工作时的轴向受力面最大，单位面积受力最小。另外，内层和外层的节杆管I通常均为具有一定弹性形变能力的16Mn钢管，相应地，内键板9优选地采用经过调质处理的40Cr钢板或40CrMo钢板，以增强耐磨性和刚性。采用刚性大且连接牢靠的内键板9后，内键板9与外键条7之间的扭力传递效果更好，更不易磨损。如图3所示，处于中间部分的节杆管I对于上端连接的节杆管而言是内层节杆管，对于下端连接的节杆管而言是外层节杆管。因此，如图5或图7所示，内层节杆管I的外壁上相应于内键槽91的位置处还可固定安装有外键条7，该外键条7设置为能够于相邻的外层节杆管I内的内键槽相配合以传导扭力。如图7所示，因为相邻的外层节杆管I管径更大，其内键槽91的宽度也更大，因此内层节杆管I的外壁上的外键条7的宽度比该内层节杆管I的内壁上的内键槽91宽度设计得更大，并且为节省材料减轻重量，夕卜键条7可由两条间隔设置的键条构成。为进一步增强内键板9的连接牢靠性，参见图5，外层节杆管I的外壁上相应于内键板9的安装位置处可设置有贯穿孔8，内键板9通过贯穿孔8与外层节杆管I塞焊焊接。优选地，贯穿孔8形成为沿外层节杆管I的周向的长孔形状，并且贯穿孔8为多个且沿外层节杆管I的轴向间隔排布。这样，通过多道塞焊焊接，每个内键板9都更牢固地连接到外层节杆管I的内壁上。相较于在外层节杆管I内沿纵向整个加工出纵向槽，本实施方式中的内键板9的长度设计为不小于700mm，整个节杆管I内安装三个内键板9即可，方便加工制造且能与外键条7配合传动。相对于整体式驱动套3而言节省了高强钢材料，即使内键板9脱落，相对于整体式驱动套也成本更低。耐磨套6的长度优选为不大于200_即可，而在图2中的整体式驱动套3的长度远大于200mm，这不仅节省材料而且在长度较小的情况下，钻杆伸出过长时的钻杆弯曲变形对耐磨套6与外层节杆管I之间的连接结构的牢靠性影响更小。综上，在采用耐磨套6的基础上，用多个内键板9代替整体式驱动套3，能够使得内键槽结构牢固可靠，可防止使用整体式驱动套3的情况下由于钻杆伸出量较长时的弯曲变形作用下而使得驱动套与外层节杆管I之间的焊接连接脆弱、容易脱落的情形发生。以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式
中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
权利要求1.旋挖钻机钻杆，该钻杆包括沿轴向套接的多节节杆管(1)，相邻的两节节杆管(I)中，外层的节杆管(I)的底端(11)内壁上形成有内键槽(91)，内层的节杆管(I)的外壁上形成有与所述内键槽(91)相配合的外键条(7)，其特征在于，该钻杆还包括圆套筒形状的耐磨套(6)，所述耐磨套(6)固定连接于所述外层的节杆管(I)的底端(11)。
2.根据权利要求1所述的旋挖钻机钻杆，其特征在于，所述外层的节杆管(I)的底端(11)的内壁上固定安装有均匀分布且间隔设置的多个内键板(9)，相邻的所述内键板(9)之间形成为所述内键槽(91)，所述耐磨套(6)的内壁上形成有与所述内键槽(91)位置相对的耐磨套键槽(61)和与所述内键板(9)位置相对的台阶部(62)，该台阶部(62)支撑并固定连接于所述内键板(9)的底端。
3.根据权利要求2所述的旋挖钻机钻杆，其特征在于，所述耐磨套(6)的顶端边缘焊接于所述外层的节杆管(I)的底端(11)边缘，所述台阶部(62)形成于所述耐磨套(6)的底端部分的内壁上，所述台阶部(62)分别与内键板(9)对齐，所述台阶部(62)的顶端边缘焊接于所述内键板(9)的底端边缘。
4.根据权利要求3所述的旋挖钻机钻杆，其特征在于，所述内键板(9)从所述外层的节杆管(I)的底端(11)伸出，所述耐磨套(6)和所述内键板(9)之间的连接部位与所述耐磨套(6)和所述外层的节杆管(I)之间的连接部位沿所述钻杆的轴向方向上相互错开。
5.根据权利要求2所述的旋挖钻机钻杆，其特征在于，所述耐磨套(6)设有所述台阶部(62)处的壁厚等于所述外层的节杆管(I)的壁厚与所述内键板(9)的壁厚之和，所述耐磨套(6)设有所述台阶部(62)处的内表面与所述内键板(9)的内表面平齐，所述耐磨套(6)设有所述耐磨套键槽(61)处的内表面与所述内键槽(91)表面平齐。
6.根据权利要求2所述的旋挖钻机钻杆，其特征在于，所述节杆管(I)为16Mn钢管，所述内键板(9)为40Cr钢板或40CrMo钢板。
7.根据权利要求2所述的旋挖钻机钻杆，其特征在于，所述内键板(9)的长度不小于700mm,所述耐磨套(6)的长度不大于200mm。
8.根据权利要求2-7中任意一项所述的旋挖钻机钻杆，其特征在于，所述外层的节杆管(I)的外壁上相应于所述内键板(9 )的安装位置处设置有贯穿孔(8 )，所述内键板(9 )通过所述贯穿孔(8 )与所述节杆管(I)塞焊焊接。
9.根据权利要求8所述的旋挖钻机钻杆，其特征在于，所述贯穿孔(8)形成为沿所述外层的节杆管(I)的周向的长孔形状，并且所述贯穿孔(8 )为多个且沿所述节杆管(I)的轴向间隔排布。
专利摘要本实用新型公开了一种旋挖钻机钻杆，包括多节节杆管(1)和圆套筒形状的耐磨套(6)，耐磨套固定连接于节杆管(1)的底端(11)。底端的内壁上固定安装有均匀分布且间隔设置的多个内键板(9)，相邻的内键板之间形成为内键槽(91)，耐磨套(6)的内壁上形成有与内键槽位置相对的耐磨套键槽(61)和与内键板(9)位置相对的台阶部(62)，该台阶部支撑并固定连接于内键板(9)的底端。通过设置耐磨套，大大增强了耐磨性能。耐磨套可采用焊接连接等方式连接，在需要更换的时候采用熔焊方式更换即可，方便维护且维护成本低。节杆管的底端不会再磨损成“牙口”形状，保护了内键槽结构的结构牢靠性。
文档编号E21B17/00GK202970517SQ20122073084
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者杨涛, 张旭辉, 常延沛, 尚志红, 孔祥玉 申请人:上海中联重科桩工机械有限公司, 中联重科股份有限公司