专利名称：地质钻探铝合金钻杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用在地质钻探领域中的钻杆，尤其涉及一种地质钻探铝合 金钻杆。
背景技术：
我国西部地区是新一轮国土资源大调查中地质调查的主要区域，该地区多是海拔 高、山势险峻、地形复杂、自然条件恶劣、地理位置偏远、交通不便的特殊地带，地质钻探施 工作业困难，甚至有些勘查区域无法进行施钻。现有的钻杆一般为钢钻杆，其密度大、重量 重，对于这些难进入地区来说有明显的不足，主要表现在钢钻杆不易于搬运且使工人劳动 强度大，增加施工难度，降低钻探效率，增加钻机的动力消耗等。
实用新型内容本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种轻便且具有较高综合性能的地 质钻探铝合金钻杆。本实用新型采用的技术方案为一种地质钻探铝合金钻杆，包括铝合金钻杆、防磨 钢套、母钢接头和公钢接头，所述铝合金钻杆的外壁，其两端的直径大于中间部分的直径， 所述铝合金钻杆的内腔，其两端的直径小于中间部分的直径；所述铝合金钻杆的左端插入 母钢接头的右端内，并与其螺纹连接，所述铝合金钻杆的右端插入公钢接头的左端内，并与 其螺纹连接；所述防磨钢套紧夹于铝合金钻杆的外壁的中间部分外。优选地，所述铝合金钻杆的外壁从左至右顺次为左外墩粗段、左外过渡段、外中间 段、右外过渡段和右外墩粗段，其中，外中间段为所述外壁的中间部分，左外墩粗段和左外 过渡段为所述外壁的一端，而右外墩粗段和右外过渡段为所述外壁的另一端；所述铝合金 钻杆的内腔从左至右顺次为左内墩粗段、左内过渡段、内中间段、右内过渡段和右内墩粗 段，其中，所述内中间段为所述内腔的中间部分，所述左内墩粗段和左内过渡段为所述内腔 的以端，而所述右内墩粗段和右内过渡段为所述内腔的另一端；所述左外墩粗段和右外墩 粗段分别经左外过渡段和右外过渡段过渡至外中间段；所述左内墩粗段和右内墩粗段分别 经左内过渡段和右内过渡段过渡至内中间段。优选地，所述左外墩粗段的直径从左端至与左外过渡段相连接处逐渐增大，而左 外过渡段的直径从与左外墩粗段的相连接处至与外中间段的相连接处逐渐减小。优选地，所述右外墩粗段的直径从右端至与右外过渡段相连接处逐渐增大，而右 外过渡段的直径从与右外墩粗段的相连接处至与外中间段的相连接处逐渐减小。优选地，所述左内过渡段的直径从与左内墩粗段的相连接处至与内中间段的相连 接处逐渐增大。优选地，所述右内过渡段的直径从与右内墩粗段的相连接处至与内中间段的相连 接处逐渐增大。优选地，所述左内墩粗段的长度小于左外墩粗段的长度。[0011]优选地，所述左内墩粗段和左内过渡段的长度之和等于左外墩粗段的长度。优选地，所述右内墩粗段的长度小于右外墩粗段的长度。 优选地，所述右内墩粗段和右内过渡段的长度之和等于右外墩粗段的长度。优选地，所述防磨钢套包括压紧套、耐磨套、挡环、卡套和锥套，所述锥套位于耐磨 套的右端中，所述卡套位于锥套中，所述压紧套与耐磨套的左端螺纹连接，所述挡环挤压在 压紧套与锥套和卡套之间；所述耐磨套的右端头向内凸设有锥套挡环，所述锥套的左端的 外壁上设有与圆锥挡环卡合的轴肩；所述锥套具有右端头直径小于左端头直径的圆台形内 表面，所述卡套具有与锥套的内表面相贴合的外表面；所述压紧套和挡环均与铝合金钻杆 的外壁的中间部分间隙配合，所述卡套与外壁的中间部分紧配合。本实用新型的有益效果为(1)与传统的钢钻杆相比，本实用新型的地质钻探铝合金钻杆重量轻，对于钻探设 备的钻进能力及其升降作业有关的工作有着良好的影响；(2)地质钻探铝合金钻杆在腐蚀环境中的稳定性好，其表面覆盖一层稳定的氧化 膜阻止与环境的进一步反应，可用于任何浓度的硫化氢和二氧化碳环境，而且其抗腐蚀能 力与温度无关；(3)地质钻探铝合金钻杆与孔壁的磨阻小，可减轻起下钻的阻卡；(4)地质钻探铝合金钻杆在低温环境下能够保持自身优良工作特性，其弹性模量 小，可在曲率大的定向井和水平井中使用铝合金钻杆，而且铝合金钻杆具有良好的抗弯曲 性能；(5)地质钻探铝合金钻杆具有和镍钴合金相似的无磁特性，方便随钻测量仪器的 使用。(6)通过对钻杆两端进行墩粗，且增加防磨钻套不仅可增强钻杆的钻进能力，而且 可以有效增加钻杆的使用寿命。
图1为本实用新型所述地质钻探铝合金钻杆的其中一部分的半剖结构示意图，图 中采用了细长件的截断画法；图2为本实用新型所述地质钻探铝合金钻杆的另一部分的半剖结构示意图，其 中，图2的左端与图1的右端承接，形成地质钻探铝合金钻杆的完整的装配图；图3为图1所示防磨钢套的半剖结构示意图。
具体实施方式
如图1和2所示，本实用新型的地质钻探铝合金钻杆包括铝合金钻杆3、防磨钢套 4、母钢接头2和公钢接头5，该铝合金钻杆3的两端内外墩粗，即该铝合金钻杆3的外壁从 左至右顺次为左外墩粗段31a、左外过渡段34a、外中间段33a、右外过渡段35a和右外墩粗 段32a，该铝合金钻杆3的内腔，即铝合金钻杆3的内壁，从左至右顺次为左内墩粗段31b、 左内过渡段34b、内中间段33b、右内过渡段35b和右内墩粗段32b;其中，该左外墩粗段31a 和右外墩粗段32a分别经左外过渡段34a和右外过渡段35a过渡至外中间段33a，且左外墩 粗段31a和右外墩粗段32a的直径均大于外中间段33a的直径；该左内墩粗段31b和右内墩粗段32b分别经左内过渡段34b和右内过渡段35b过渡至内中间段33b，且左外墩粗段31b和右外墩粗段32b的直径均小于外中间段33a的直径。在此，所提及的关于外壁的直径 均为该铝合金钻杆3的壁体的外径，关于内腔的直径均为该铝合金钻杆3的壁体的内径。所述铝合金钻杆3的左外墩粗段31a插入母钢接头2的右端内，并与其螺纹连接， 右外墩粗段32a插入公钢接头5的左端内，并与其螺纹连接。所述防磨钢套4套于铝合金钻杆3的外中间段33a外，如图3所示，其包括压紧套 41、耐磨套42、挡环43、卡套44和锥套45，该锥套45位于耐磨套42的右端中，该卡套44位 于锥套45中，该压紧套41与耐磨套42的左端螺纹连接，该挡环43挤压在压紧套41与锥套 45和卡套44之间。该耐磨套42的右端头向内凸设一圈锥套挡环421，该锥套45的左端的 外壁上设有一圈与圆锥挡环421卡合的轴肩，该锥套45具有右端头直径小于左端头直径的 圆台形内表面，该卡套44具有可与锥套45的内表面相贴合的外表面。安装防磨钢套4的 步骤为，通过将压紧套41逐渐旋入耐磨套42中，使压紧套41在与圆锥挡环421的配合下， 经挡环43推动锥套45压紧卡套44，最终使防磨钢套4夹粘于外中间段33a上。安装后，压 紧套41和挡环43均与外中间段33a间隙配合，而卡套44与外中间段33a紧配合。如图1和2所示，该左外墩粗段31a的直径可从左端至与左外过渡段34a相连接 处逐渐增大，而左外过渡段34a的直径可从与左外墩粗段31a的相连接处至与外中间段33a 的相连接处逐渐减小；同理，该右外墩粗段32a的直径可从右端至与右外过渡段35a相连接 处逐渐增大，而右外过渡段35a的直径可从与右外墩粗段32a的相连接处至与外中间段33a 的相连接处逐渐减小；其中，该外中间段33a在各处的直径基本相等。如图1和2所示，该左内墩粗段31b在各处的直径基本相等，而该左内过渡段34b 的直径可从与左内墩粗段31b的相连接处至与内中间段33b的相连接处逐渐增大；同理，该 右内墩粗段32b在各处的直径基本相等，而该右内过渡段35b的直径可从与右内墩粗段32b 的相连接处至与内中间段33b的相连接处逐渐增大。在本实施例中，该左内墩粗段31b的长度小于左外墩粗段31a的长度，优选为，左 内墩粗段31b和左内过渡段34b的长度之和基本上等于左外墩粗段31a的长度。同理，该 右内墩粗段32b的长度小于右外墩粗段32a的长度，优选为，右内墩粗段32b和右内过渡段 35b的长度之和基本上等于右外墩粗段32a的长度。为了在未加接钻杆时能够有效地保护该钻杆，该地质钻探铝合金钻杆还包括公护 丝1和母护丝6，公护丝1插入母钢接头2的左端中，并与其螺纹连接；公钢接头5的右端 插入母护丝6中，并与其螺纹连接。所述公钢接头5的外壁上可以凸设有承接母钢接头的 外卡台52。综上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围。 即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本实用新型的技 术范畴。
权利要求1.一种地质钻探铝合金钻杆，其特征在于包括铝合金钻杆、防磨钢套、母钢接头和公 钢接头，所述铝合金钻杆的外壁，其两端的直径大于中间部分的直径，所述铝合金钻杆的内 腔，其两端的直径小于中间部分的直径；所述铝合金钻杆的左端插入母钢接头的右端内，并 与其螺纹连接，所述铝合金钻杆的右端插入公钢接头的左端内，并与其螺纹连接；所述防磨 钢套紧夹于铝合金钻杆的外壁的中间部分外。
2.根据权利要求1所述的地质钻探铝合金钻杆，其特征在于所述铝合金钻杆的外壁 从左至右顺次为左外墩粗段、左外过渡段、外中间段、右外过渡段和右外墩粗段，其中，外中 间段为所述外壁的中间部分，左外墩粗段和左外过渡段为所述外壁的一端，而右外墩粗段 和右外过渡段为所述外壁的另一端；所述铝合金钻杆的内腔从左至右顺次为左内墩粗段、 左内过渡段、内中间段、右内过渡段和右内墩粗段，其中，所述内中间段为所述内腔的中间 部分，所述左内墩粗段和左内过渡段为所述内腔的一端，而所述右内墩粗段和右内过渡段 为所述内腔的另一端；所述左外墩粗段和右外墩粗段分别经左外过渡段和右外过渡段过渡 至外中间段；所述左内墩粗段和右内墩粗段分别经左内过渡段和右内过渡段过渡至内中间 段。
3.根据权利要求2所述的地质钻探铝合金钻杆，其特征在于所述左外墩粗段的直径 从左端至与左外过渡段相连接处逐渐增大，而左外过渡段的直径从与左外墩粗段的相连接 处至与外中间段的相连接处逐渐减小。
4.根据权利要求2所述的地质钻探铝合金钻杆，其特征在于所述右外墩粗段的直径 从右端至与右外过渡段相连接处逐渐增大，而右外过渡段的直径从与右外墩粗段的相连接 处至与外中间段的相连接处逐渐减小。
5.根据权利要求2所述的地质钻探铝合金钻杆，其特征在于所述左内过渡段的直径 从与左内墩粗段的相连接处至与内中间段的相连接处逐渐增大。
6.根据权利要求2所述的地质钻探铝合金钻杆，其特征在于所述右内过渡段的直径 从与右内墩粗段的相连接处至与内中间段的相连接处逐渐增大。
7.根据权利要求2所述的地质钻探铝合金钻杆，其特征在于所述左内墩粗段的长度 小于左外墩粗段的长度。
8.根据权利要求7所述的地质钻探铝合金钻杆，其特征在于所述左内墩粗段和左内 过渡段的长度之和等于左外墩粗段的长度。
9.根据权利要求2所述的地质钻探铝合金钻杆，其特征在于所述右内墩粗段和右内 过渡段的长度之和等于右外墩粗段的长度。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的地质钻探铝合金钻杆，其特征在于所述防磨 钢套包括压紧套、耐磨套、挡环、卡套和锥套，所述锥套位于耐磨套的右端中，所述卡套位于 锥套中，所述压紧套与耐磨套的左端螺纹连接，所述挡环挤压在压紧套与锥套和卡套之间； 所述耐磨套的右端头向内凸设有锥套挡环，所述锥套的左端的外壁上设有与圆锥挡环卡合 的轴肩；所述锥套具有右端头直径小于左端头直径的圆台形内表面，所述卡套具有与锥套 的内表面相贴合的外表面；所述压紧套和挡环均与铝合金钻杆的外壁的中间部分间隙配 合，所述卡套与外壁的中间部分紧配合。
专利摘要本实用新型公开了一种地质钻探铝合金钻杆，包括铝合金钻杆、防磨钢套、母钢接头和公钢接头，铝合金钻杆的外壁，其两端的直径大于中间部分的直径，铝合金钻杆的内腔，其两端的直径小于中间部分的直径；铝合金钻杆的左端插入母钢接头的右端内，并与其螺纹连接，铝合金钻杆的右端插入公钢接头的左端内，并与其螺纹连接；所述防磨钢套紧套于铝合金钻杆的外壁的中间部分外。与传统的钢钻杆相比，本实用新型的地质钻探铝合金钻杆重量轻，在钻机能力一定的条件下，用铝合金钻杆能钻达钢钻杆无法达到的深度；另外，通过对钻杆两端进行墩粗，且增加防磨钻套不仅可增强钻杆的钻进能力，而且可以有效增加钻杆的使用寿命。
文档编号E21B17/10GK201835757SQ20102056488
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者刘秀美, 孙建华, 张永勤, 梁健, 王汉宝 申请人:中国地质科学院勘探技术研究所, 地质矿产廊坊聚力岩土工程科技开发公司