一种双动力快速接头螺旋钻杆的制作方法

本发明涉及一种双动力快速接头螺旋钻杆，主要适用于松软煤层瓦斯抽采钻孔技术领域。

背景技术：

对高瓦斯以及煤和瓦斯突出的松软煤层，瓦斯抽采可防治瓦斯灾害，保证采煤安全，因此，抽采煤层中的瓦斯具有重要意义。抽采过程中，一个难题是成孔技术，成孔技术决定着抽采效率，及时地将煤屑排出孔外，防止孔内煤粒堆积造成钻孔堵塞。目前应用较多的是钻机提供动力，螺旋钻杆排渣的单一动力机械排渣方式，这种排渣方式极易出现卡钻、吸钻等问题，钻进效率很低。双动力螺旋钻杆是指钻杆螺旋部分旋转向孔外排渣和压缩空气由钻杆内部通向钻头切削部分，不仅起到冷却钻头作用，还能将切下的细小煤渣带出孔外，提高排渣效率；另一个难题是钻杆连接，目前应用较多的是锥螺纹连接或六方销钉锁紧连接，这种连接方式需靠人工来实现，劳动强度大，工作效率低，难以实现自动化和智能化。针对以上问题，本发明将所有连接元件放置在公接头和母接头上，连接时只需对中插入即可，故能缩短螺旋钻杆的连接操作时间，便于实现瓦斯钻机的自动化和无人值守的智能化操作，通过实现螺旋钻杆（机械排渣）和高压空气（流体排渣）双动力排渣，提高排粉效率。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种双动力快速接头螺旋钻杆，针对单一机械排渣效率低下、劳动强度高，螺纹连接钻杆只能单向旋转等缺点，提供了一种风力排渣和机械排渣相结合的排渣方式。本发明提供的排渣方式和自动快速连接方式，将大大提高钻杆的使用性能和工作效率，便于朝着自动化和智能化方向发展。

本发明提供了一种双动力快速接头螺旋钻杆，包括钻杆主体，钻杆主体上设有螺旋叶片，钻杆主体两端分别设有公接头和母接头；所述公接头主体为六棱柱，端部各棱边设有倒圆角，公接头轴向设有第一通孔，公接头中部上下对称设有第一盲孔和第二盲孔，用于安装锁舌，第一盲孔和第二盲孔的轴线垂直于公接头的中心线，公接头端部设有第三盲孔和第四盲孔，用于安装螺钉；所述母接头外部为圆柱形，内部中心设有孔，该通孔与公接头的内部通孔相对应，母接头的端部设有正六边形孔，且各棱边均设倒圆角，与公接头配合，母接头中部垂直于轴线设有第二通孔，该孔内安装锁舌，与公接头安装锁舌的盲孔对应；锁舌分为上锁舌和下锁舌，分别位于公接头的第一盲孔和第二盲孔内，上锁舌的上端面为弧形，上锁舌底部设有压缩弹簧，压缩弹簧位于第一盲孔的底部；下锁舌与上锁舌为轴对称设置，二者结构相同；上、下锁舌侧面分别设有导槽，该导槽与公接头端部的第三盲孔和第四盲孔对应设置，第三、第四盲孔用于安装螺钉，螺钉穿过锁舌侧面的导槽，导槽的高度决定了锁舌上下移动的范围。

公接头和母接头分别焊接在螺旋钻杆的端部，通过公接头和母接头连接实现钻进的目的；横截面为四边形的螺旋叶片焊接在钻杆的外表面上。

上述方案中，所述螺旋叶片横截面为四边形，且焊接在钻杆主体外侧。

上述方案中，所述上锁舌的下端面开有盲孔，下锁舌的上端面开有盲孔，在盲孔内分别安装压缩弹簧。

上述方案中，所述上锁舌和下锁舌主体为圆柱体结构，圆柱体的上端部有一段是弧形，便于钻头自动安装时的插入和自动拆卸时的退出，所述公接头的第一盲孔和第二盲孔、母接头的第二通孔均为圆形。

上述方案中，所述公接头的第三、第四盲孔形状为阶梯形，且该盲孔第二段设有内螺纹，与沉头螺钉的外螺纹配合使用，沉头螺钉端部高度小于阶梯形盲孔第一段高度，以便使公接头端面与母接头底部接触良好，保证密封性良好。

上述方案中，所述公接头前端面伸出一横截面为圆形的直轴端，母接头底部加工一圆柱形凹槽，凹槽底部设有退刀槽，退刀槽中安装有标准件O型密封圈，与公接头直轴端实现径向密封。

上述方案中，公接头的第一通孔和母接头内部中心孔的孔径为10~15mm，用于高压空气通过。

本发明的有益效果：

（1）本发明与一般的单一机械排渣钻杆相比，实现了双动力排渣，排渣效率更高；本发明与其他双动力排渣相比，密封圈置于母接头底部退刀槽中，减少了与外界的摩擦，钻杆正反转时密封圈都不容易掉下。

（2）本发明与一般的以螺纹连接的单方向旋进的钻杆相比，实现了正反两个方向旋进，且发生卡钻时，退钻容易。

（3）本发明双动力螺旋钻杆快速接头结构简单，加工方便，安装与拆卸无需人工动手均可由辅助装置操作完成，能实现即插即用，方便快捷，有利于实现自动化和智能化。

（4）本发明实现了螺旋钻杆的自动安装和自动拆卸，可以减轻工人的劳动强度，使工人远离危险作业区，确保工人的人身安全，提高设备的工作效率和生产效益。

（5）所述钻杆在旋进过程中扭矩比较大，通过采用公母接头为六边形面接触，确保钻杆工作时可以承受较大的扭矩，提高钻杆工作效率。

附图说明

图1为本发明双动力螺旋钻杆的结构示意图；

图2为两个螺旋钻杆的公母接头装配的结构示意图；

图3为图1中母接头的右视图；

图4为本发明双动力快速接头螺旋钻杆的公接头示意图（含锁舌）；

图5为图4中沿A-A线的剖视图；

图6为本发明的两个双动力螺旋钻杆连接状态示意图。

图中，1为公接头，2为螺旋叶片，3为钻杆主体，4为母接头，5为O型密封圈，6为上锁舌，7为下锁舌，8为螺钉，9为第二公接头，10为第二母接头，11为第三盲孔，12为第一盲孔，13为第二盲孔，14为第一通孔。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1~6所示，一种双动力快速接头螺旋钻杆，包括钻杆主体3，钻杆主体3上设有螺旋叶片2，钻杆主体3两端分别设有公接头1和母接头4；所述公接头1主体为六棱柱，端部各棱边设有倒圆角，公接头1轴向设有第一通孔14，公接头1中部上下对称设有第一盲孔12和第二盲孔13，用于安装锁舌，第一盲孔12和第二盲孔13的轴线垂直于公接头的中心线，公接头端部设有第三盲孔11和第四盲孔（图中未示出，与第三盲孔以轴线为中心对称设置），用于安装螺钉；所述母接头4外部为圆柱形，内部中心设有孔，该通孔与公接头1的内部通孔相对应，母接头4的端部设有正六边形孔，且各棱边均设倒圆角，与公接头1配合，母接头4中部垂直于轴线设有第二通孔，该孔内安装锁舌，与公接头安装锁舌的盲孔对应；锁舌分为上锁舌6和下锁舌7，分别位于公接头1的第一盲孔12和第二盲孔13内，上锁舌6的上端面为弧形，上锁舌6底部设有压缩弹簧，压缩弹簧位于第一盲孔的底部；下锁舌7与上锁舌6为轴对称设置，二者结构相同；上、下锁舌侧面分别设有导槽，该导槽与公接头端部的第三盲孔11和第四盲孔对应设置，第三、第四盲孔用于安装螺钉，螺钉8穿过锁舌侧面的导槽，导槽的高度决定了锁舌上下移动的范围。

公接头1和母接头4分别焊接在螺旋钻杆的端部，通过公接头和母接头连接实现钻进的目的；横截面为四边形的螺旋叶片焊接在钻杆的外表面上。

上述方案中，所述螺旋叶片2横截面为四边形，且焊接在钻杆主体外侧。

上述方案中，所述上锁舌6的下端面开有盲孔，下锁舌7的上端面开有盲孔，在盲孔内分别安装压缩弹簧，如图5所示。

上述方案中，所述上锁舌6和下锁舌7主体为圆柱体结构，圆柱体的上端部有一段是弧形，便于钻头自动安装时的插入和自动拆卸时的退出，所述公接头的第一盲孔和第二盲孔、母接头的第二通孔均为圆形。

上述方案中，所述公接头1的第三、第四盲孔形状为阶梯形，且该盲孔第二段设有内螺纹，与沉头螺钉的外螺纹配合使用，沉头螺钉端部高度小于阶梯形盲孔第一段高度，以便使公接头端面与母接头底部接触良好，保证密封性良好。

上述方案中，所述公接头1前端面伸出一横截面为圆形的直轴端，母接头4底部加工一圆柱形凹槽，凹槽底部设有退刀槽，退刀槽中安装有标准件O型密封圈，与公接头直轴端实现径向密封。

上述方案中，公接头1的第一通孔和母接头2内部中心孔的孔径为10~15mm，用于高压空气通过，见图2中公母接头装配后的中心通孔。

图2为两个螺旋钻杆的公母接头装配的结构示意图，图中示出了上下对称的上、下锁舌，螺钉也是上下对称的，为了说明锁舌的结构设计，图中仅画出了下锁舌处的螺钉，省去了上锁舌处的螺钉，从图5也能看出螺钉的设置。