专利名称：冻结管钻杆专用连接器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及井筒或地下工程冻结法挖砌工艺，特别是一种在水平冻结工程中把冻结管直接作钻杆与钻机连接使用的冻结管钻杆专用连接器。
背景技术：
冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水冻结，把天然岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下工程的联系，以便在冻结壁的保护下进行井筒或地下工程挖砌施工的特殊施工技术。其实质是利用人工制冷临时改变岩土性质以固结地层。为达到冻结土体的目的，在需要冻结的地层中预先打好钻孔，在钻孔中放入专用冻结管，通常称冻结器，在冻结器中循环冷媒剂——盐水或液氮，大量带走冻结器周围土层中的热量，使得土层快速冻结，使冻结土体具有防渗高强等特点。
目前，在水平冻结工程施工中，打钻孔和在钻孔放入冻结管分两步工序完成。如果能把冻结管直接作为钻杆，与钻机连接，使打钻孔和放入冻结管一次完成，将省去一步工序。但钻机不能直接与冻结管连接。
发明内容
为了克服现有水平冻结工程施工中打钻和在钻孔放入冻结管分两步而非一次完成的不足，本实用新型提供一种冻结管钻杆专用连接器，它可以把连接钻机的普通钻杆和冻结管连接，使钻孔和放入冻结管两道工序一次完成。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是冻结管钻杆专用连接器主要由冻结管抱紧部分、钻机连接部分、二者之间的弹性止水垫片构成。
冻结管抱紧部分由2～5片瓣形夹片、大螺母构成。各瓣形夹片拼合在一起、构成抱紧在冻结管外圆周且有圆周间隙的圆筒状结构。各瓣形夹片的外表面有锥螺纹，内表面有径向和环向防滑凹槽。各瓣形夹片的后端、即靠钻机连接部分的一端有拨爪，拨爪上有螺栓或销钉的安装孔。大螺母套装在各瓣形夹片拼合的圆筒状结构上，其内螺纹与各夹片外表的锥螺纹相配合。
钻机连接部分的圆形前端圆周上有定位连接块，其轴心有排水孔，后端心部位有锥孔，锥孔内壁有与普通钻杆配套的锥螺纹。其前端的定位连接块是成对的，每一对定位连接块夹在拨爪的两侧且配合。定位连接块上有与拨爪相对应的螺栓或销钉的安装孔。弹性止水垫片为带中心孔的圆形垫片。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案还可以是冻结管钻杆专用连接器的瓣形夹片数采用优选值三片。
本实用新型的有益效果是①该连接器可以把连接钻机的普通钻杆和冻结管连接，使打钻和在钻孔内放入冻结管两步工序一次完成。亦即，它使冻结管直接作为钻杆，通过连接钻机的普通钻杆传动，由冻结管完成钻进，省去一步工序，节省大量时间。
②结构简单，制造方便，制造成本低。
图1本实用新型冻结管钻杆专用连接器的装配拆解图图2本实用新型的三瓣形抱紧夹片的结构示意图主视图图3图2的仰视图图4本实用新型的钻机连接部分的结构示意图主视图图5图4的仰视图图中1-三瓣形抱紧夹片、2-大螺母、3-钻机连接部分、4-橡胶止水垫片、5-拨爪、6-排水孔、7-大螺母锥螺纹、8-抱紧部分锥螺纹、9-钻杆配套锥螺纹、10-定位连接块、11-径向环向防滑凹槽、12-螺栓或销钉安装孔具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详述在图1中示出本实用新型冻结管钻杆专用连接器的总体结构。它主要由冻结管抱紧部分、钻机连接部分3、二者之间的橡胶止水垫片4三部分构成。
在图1～3中示出冻结管抱紧部分的结构。该部分由三片瓣形夹片1和六角形大螺母2组成。故夹片和该部又称为三瓣形夹片1、三瓣形冻结管抱紧部分。三片瓣形夹片1拼合在一起，构成抱紧在冻结管外圆周、夹片1之间圆周间隙大于10mm的圆筒状结构。三片瓣形夹片1的外表面有锥螺纹8。大螺母2套装在夹片1拼合的圆筒状结构上，其内螺纹、即锥螺纹7，与夹片1外表的锥螺纹8相配合。三瓣形夹片1的内表面有径向的和环向的防滑凹槽11。三瓣形夹片1的后端、即靠钻机连接部分3的一端，带有拨爪5。拨爪5上有供安装螺栓或销钉用的安装孔12。
在图1、4、5中示出钻机连接部分3的结构。该部分的主体为一前半部直径大、后半部直径小的圆柱体。其前端、大圆柱外圆周上有定位连接块10，其轴心有直径大于5mm的排水孔6，后端中心部位有锥孔，锥孔内壁有与普通钻杆联接配合的锥螺纹9。钻机连接部分3前部的定位连接块10是成对的，每一对定位连接块10夹在夹片1的拨爪5两侧、对应配合。定位连接块10上也有螺栓或销钉的安装孔12。该安装孔12与夹片拨爪5上的安装孔12相对应，供安装联接二者的螺栓或销钉用。
在图1中所示的橡胶止水垫片4是带中心孔的弹性圆形垫片，其厚度大于2mm。其中心孔直径大于5mm。
工作原理及加工三瓣形冻结管抱紧部分由圆钢车削，分成三瓣形可分开的夹片1，内径略大于用作钻杆的冻结管，内径表面车削出环向凹槽且加工出径向凹槽11，以防止冻结管钻进过程中打滑。
三瓣形抱紧部分外表面车成倾锥螺纹8，由与之配套的六角形大螺母2配合，当螺母拧紧时可使三瓣形钻杆抱紧部分内径变小，从而将冻结管夹紧。大螺母2由碳素钢或合金钢锻铸车削而成。
钻机连接部分3由圆钢车削加工。在连接钻机一面车出锥螺纹9用于和普通钻杆连接，螺纹底部钻出排水孔6。
三瓣形钻杆抱紧部分的拨爪5和钻机连接部分3的定位连接块10之间，由螺栓或销钉联接。两部分之间夹一层橡胶止水垫片4。钻进时冻结管顶住止水垫片4，防止清水向钻孔压入时泄漏。橡胶垫片4上的中心孔用于排水。
冻结管钻进过程中，通过以下顺序传递扭矩钻机——普通钻杆——钻机连接部分——三瓣形钻杆抱紧部分——冻结管。
除上述实施例外，冻结管抱紧部分的瓣形夹片除了采用3片外，也可以选择2、4、5片，以3片为优选。
本连接器在上海地铁M8线曲阳路站～虹口足球场站区间隧道联络通道冻结工程施工中使用本装置取得了很好的效果。
权利要求1.一种冻结管钻杆专用连接器，其特征在于包括冻结管抱紧部分、钻机连接部分(3)、二者之间的弹性止水垫片；冻结管抱紧部分包括2～5片瓣形夹片、大螺母(2)；各瓣形夹片拼合在一起，构成抱紧在冻结管外圆周、有圆周间隙的圆筒状结构；各瓣形夹片的外表面有锥螺纹(8)，内表面有径向和环向防滑凹槽(11)；各瓣形夹片的后端、即靠钻机连接部分(3)的一端有拨爪(5)，拨爪(5)上有螺栓或销钉的安装孔(12)；大螺母(2)套装在各瓣形夹片拼合的圆筒状结构上，其内螺纹为锥螺纹(7)、与各夹片外表的锥螺纹(8)相配合；钻机连接部分(3)的圆形前端圆周上有定位连接块(10)，其轴心有排水孔(6)，后端中心部位有锥孔，锥孔内壁有与普通钻杆联接配合的锥螺纹(9)；其前端的定位连接块(10)是成对的，每一对夹在拨爪(5)的两侧且配合；定位连接块(10)上有与拨爪(5)相对应的螺栓或销钉用的安装孔(12)；弹性止水垫片为带中心孔的圆形垫片。
2.根据权利要求1所述的冻结管钻杆专用连接器，其特征在于所说的瓣形夹片为三片，称为三瓣形冻结管抱紧夹片(1)。
3.根据权利要求1所述的冻结管钻杆专用连接器，其特征在于所说的弹性止水垫片为橡胶止水垫片(4)，其厚度大于2mm、中心孔直径大于5mm。
4.根据权利要求2所述的冻结管钻杆专用连接器，其特征在于所说的三瓣形夹片(1)拼合一起构成圆筒状结构的夹片(1)间的圆周间隙大于10mm。
专利摘要一种冻结法凿井或地下工程施工用的冻结管钻杆专用连接器，由冻结管抱紧部分、钻机连接部分、弹性止水垫片组成。冻结管抱紧部分由2～5片瓣形夹片、大螺母2组成。各夹片拼成抱紧冻结管圆筒结构。各夹片外表有锥螺纹8，内表面有防滑凹槽11，后端有拨爪5。拨爪5上有螺栓或销钉安装孔12。大螺母2套在夹片外，与夹片外表的锥螺纹8配合。钻机连接部分3的圆形前端圆周上有定位连接块10，轴心有排水孔6，后端中心有锥孔，锥孔内壁有联接普通钻杆的锥螺纹9。定位连接块10成对地夹在拨爪5两侧，有与拨爪5对应的螺栓销钉安装孔12。本连接器能把连接钻机的普通钻杆和冻结管连接，使钻孔和放入冻结管两工序一次完成，节省大量时间。适合水平冻结工程施工。
文档编号E21B17/02GK2886056SQ20062008357
公开日2007年4月4日 申请日期2006年4月30日 优先权日2006年4月30日
发明者戴华东, 岳丰田, 齐吉龙, 王素芬, 袁训涛 申请人:兖矿集团东华建设有限公司新陆冻结安装分公司