一种钻冲两用三翼螺旋高压密封钻杆的制作方法

文档序号：18338350发布日期：2019-08-03 16:01阅读：223来源：国知局

本实用新型涉及矿山安全技术领域，具体为一种钻冲两用三翼螺旋高压密封钻杆。

背景技术：

在矿山开采过程中，提高防突治理效率、提高探放水及瓦斯释放效率主要有两个关键因素，打钻设备及钻具。钻杆作为必要钻具之一，大部分情况下会成为提高打孔钻进效率的主要限制因素。

钻杆在打钻过程中负责传递扭矩以及排渣。然后随着打钻深度的不断加深，排渣成为一种重要问题。如果打钻过程中排渣不顺畅、排渣效率过低，很容易造成钻杆压死的情况，一旦钻杆压死，很容易造成钻杆断裂或者丢弃钻杆的情况，造成巨大的经济损失。通过增加钻杆本身杆体结构、优化加工工艺路线来提升钻杆强度及排渣效率是提高钻杆使用性能的主要手段。

现有的三棱钻杆、肋骨钻杆、高牙螺旋钻杆等不同类型的钻杆，虽然通过本身结构上的改变，在一定程度上提高了排渣效率，但是面对人们对效率更高的要求，钻杆的能力还远远不够。同时近几年，水力冲孔造穴也成为了煤矿防突治理的主要措施，如何进一步提高钻杆的功能和使用性能，成为了急需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种钻冲两用三翼螺旋高压密封钻杆，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种钻冲两用三翼螺旋高压密封钻杆，包括钻杆本体和钻头，所述钻杆本体包括外杆和内杆，所述外杆外壁设有螺旋叶片，外杆内壁内嵌有内杆，所述外杆固定连接母接头，所述母接头螺纹连接公接头，所述公接头前端设有与其一体成型的锥端头，所述母接头内壁设有环向槽，所述环形槽放置有密封圈，所述锥端头伸入密封圈内并与其抵接，所述钻头螺纹连接外杆，所述内杆的两端分别抵接钻头和母接头。

优选的，所述外杆和内杆均采用等级为135（S）级的钢材，外杆和内杆内径比为1：2，且其管厚比为1：1。

优选的，所述外杆外壁采用气焊的方式固定焊接螺旋叶片，所述螺旋叶片设有等螺距的三组，三组螺旋叶片焊接时的间隔角度均为一百二十度。

优选的，所述外杆内壁设有凹槽，所述凹槽内壁固定连接卡板，所述内杆外壁设有与其一体成型的凸块，所述凸块嵌入卡板中，所述卡板设有六个，六个所述卡板以内杆的中心轴呈环向均匀分布。

优选的，所述外杆和内杆之间设有保护装置，所述保护装置设于相邻两个卡板之间，所述保护装置包括顶板、底板、弹簧卡柱和弹簧，所述顶板固定连接外杆内壁，所述底板固定连接内杆外壁，顶板和底板均固定连接弹簧卡柱，所述弹簧卡柱固定连接弹簧。

优选的，所述母接头与外杆采用摩擦焊对焊成一体，并且母接头为右旋母螺纹接头，所述公接头为左旋母螺纹接头，公接头的螺纹形式为°密封管螺纹，其螺纹的牙顶和牙底均为圆弧形。

优选的，所述内杆管厚分别与钻头和母接头的螺纹区管厚相等。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过利用三组螺旋叶片可有效增加钻杆对煤岩渣的破碎能力，同时利用有三组螺旋叶片之间的三条排渣通道，大大提高排渣效率，相对于普通肋骨钻杆，本实用新型的钻杆叶片多、导程长，使得钻杆排渣通道更多、排渣速度更快，并通过在母接头和公接头上增加密封结构，实现钻杆的高密封性，满足冲孔时压力水对钻杆的需求；

2.本实用新型在外杆和内杆之间设有保护装置，通过保护装置中弹簧，使得顶板施力于外杆内壁，从而实现内杆给予外杆内壁一个强大的支撑力，避免外杆发生变形，延长外杆的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中外杆和内杆结构示意图；

图3为图2中A部放大结构示意图；

图4为本实用新型中母接头和公接头结构示意图。

图中：1外杆、2内杆、3钻头、4螺旋叶片、5母接头、6公接头、7锥端头、8环形槽、9密封圈、10凹槽、11卡板、12凸块、13顶板、14底板、15弹簧卡柱、16弹簧。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种钻冲两用三翼螺旋高压密封钻杆，包括钻杆本体和钻头3，钻杆本体包括外杆1和内杆2，外杆1外壁设有螺旋叶片4，外杆1内壁内嵌有内杆2，外杆1固定连接母接头5，母接头4螺纹连接公接头6，公接头6前端设有与其一体成型的锥端头7，母接头7内壁设有环向槽8，环形槽8放置有密封圈9，锥端头7伸入密封圈内9并与其抵接。

钻头3螺纹连接外杆1，内杆2的两端分别抵接钻头3和母接头4，并且内杆2管厚分别与钻头3和母接头5的螺纹区管厚相等，使得内杆2被限制在钻头3和母接头5之间。

进一步的，外杆1和内杆2内径比为1：2，且其管厚比为1：1。外杆1和内杆2均采用无逢钢管制成，无逢钢管采用等级为135（S）级的钢材，使得外杆1和内杆2具有很强屈服强度，从而提高钻杆本体的结构强度。

如图2所示，在本实施例中，外杆1外壁采用气焊的方式固定焊接螺旋叶片4，螺旋叶片4设有等螺距的三组，三组螺旋叶片4焊接时的间隔角度均为一百二十度，提高三组螺旋叶片4可有效增加钻杆本体对煤岩渣的破碎能力，同时利用有三组螺旋叶片4之间的三条排渣通道，大大提高排渣效率。

如图3所示，在本实施例中，外杆1内壁设有凹槽10，凹槽10内壁固定连接卡板11，内杆2外壁设有与其一体成型的凸块12，凸块12嵌入卡板12中，卡板11设有六个，六个卡板11以内杆2的中心轴呈环向均匀分布。外杆1和内杆2之间设有保护装置，保护装置设于相邻两个卡板11之间，保护装置包括顶板13、底板14、弹簧卡柱15和弹簧16，顶板13固定连接外杆1内壁，底板14固定连接内杆2外壁，顶板13和底板14均固定连接弹簧卡柱15，弹簧卡柱15固定连接弹簧16。

组装外杆1和内杆2时，将卡板11对齐卡板12，在外杆1中向下塞入内杆2，塞入的过程中需要紧压顶板1，使得弹簧16被压缩，从而便于内杆2套入外杆1中。安装完成后，被压缩后的弹簧16向顶板13提供作用力，从而保护外杆1在受到外力挤压时，外杆1不会发生变形。

如图4所示，在本实施例中，母接头5与外杆1采用摩擦焊对焊成一体，并且母接头5为右旋母螺纹接头，公接头6为左旋母螺纹接头，公接头6的螺纹形式为55°密封管螺纹，其螺纹的牙顶和牙底均为圆弧形，螺纹旋紧后，母接头5和公接头6具有密封能力。

通过在外杆1上焊接三道同样螺距的螺旋叶片4，使普通钻杆变成三翼螺旋钻杆，螺旋叶片4焊接时的间隔角度120度，使排渣槽之间的间隙均匀。通过加工在钻杆本体的公接头6前端增加锥端头7，在钻杆本体的母接头5末端增加可以固定密封圈9的环形槽8，使公接头6前端1锥端头7与母接头5末端沟槽中密封圈9紧密接触。公接头6外接水泵，水泵输送水流给钻杆本体，在钻杆本体内部水压作用下，将橡胶材质的密封圈9从内侧紧压在锥端头7上，防止钻杆本体内部高压水从母接头5和公接头6的螺纹处发生泄露。

实施例1

一种钻冲两用三翼螺旋高压密封钻杆，包括钻杆本体和钻头3，所述钻杆本体包括外杆1和内杆2，所述外杆1外壁设有螺旋叶片4，外杆1内壁内嵌有内杆2，所述外杆1固定连接母接头5，所述母接头4螺纹连接公接头6，所述公接头6前端设有与其一体成型的锥端头7，所述母接头7内壁设有环向槽8，所述环形槽8放置有密封圈9，所述锥端头7伸入密封圈内9并与其抵接，所述钻头3螺纹连接外杆1，所述内杆2的两端分别抵接钻头3和母接头4。

实施例2