一种平插式钻杆接头的制造和使用方法与流程

一种平插式钻杆接头的制造和使用方法，属于矿山设备技术领域。

背景技术：

目前国内三角圆弧凸棱钻杆由于瓦斯助排放能力强，旋转阻力小，钻进速度快等特点已在国内各大矿区广泛使用，由于三角圆弧凸棱钻杆管体截面为三角形管环状，接头为带有锥度的管螺纹，据此形成了该钻杆的特殊结构特征；以往的三角圆弧凸棱钻杆在技术结构特征上普遍采用的是：利用带有锥度的管螺纹接头（包括内螺纹、外螺纹公、母两种管螺纹接头）与一段钻杆型材的两端进行插接后焊接相连成一体的制造方法；利用该制造方法生产的上述钻杆，全面的保留了传统圆形钻杆所具有的管螺纹接头特征（形式），如专利号201721774499.7中图12所显示的技术结构特征；就是最具有代表性的传统制造方法所具有的结构形式；因此，在现有技术中使用的钻杆杆体虽然有了将圆形变成三角形的形状变化，钻杆的管螺纹接头仍然没有改变；

但是，采用上述带有锥度的管螺纹接头所生产出的钻杆，无论是采用摩擦焊还是采敦压成型的一体式生产技术，所制造出的钻杆都不同程度的存在着需要原材料较多，车床加工量大，制造工艺复杂、生产周期长、制造成本高的共同缺陷，因此，要想消除上述的技术缺陷（弊端），就必须要另辟蹊径，改变传统的管螺纹接头的设计思路，对现有技术中的管螺纹接头进行彻底的颠覆弃之不用，然后采用一种全新的设计方案（技术手段），才能够从根本上消除上述的技术缺陷（弊端）。

技术实现要素：

本申请的目的是要提供一种平插式钻杆接头的制造和使用方法，通过对钻杆接头方式的彻底改变，消除上述钻杆制造中的技术缺陷；该制作方法的钻杆接头采用了相互插接的技术手段，因此，就形成了由钻杆的杆体插接段、密封垫圈、连接钻杆的紧固装置三部分组成的结构特征；

所述插接段的制作方法是：插接段采用与上述三角圆弧凸棱钻杆材质相同的型材经切割截取一段做成，插接段所用型材的规格截面小于制作钻杆杆体所用型材的规格截面的一个厚度级（即插接段的外截面等于钻杆型材的内截面），这样的设计配套正好能够使插接段插入到钻杆的杆体内一截；一般插接段插入钻杆杆体内的长度在10—30厘米之间；做成后的插接段的总长度在20—60厘米之间，插接段的壁厚等于上述钻杆杆体的厚度（一般8—16毫米厚，根据钻杆所需扭矩的大小而定）；

在上述钻杆的杆体一端的插接重合段上钻有若干个焊孔，插接段的一半长度插入上述钻杆的杆体一端后，采用平焊的方式将插接段和钻杆的杆体一端侧壁焊接相连成一体；平焊后的焊液冷却后正好把焊孔填平；

在插接段伸出在钻杆的杆体外的一端打外坡口，外坡口方便外露的插接段插入到另一根钻杆的一端杆体内（指插入到没有焊接插接段的一端钻杆的杆体内）；

所述密封垫圈的制造方法是：密封垫圈做成和钻杆截面大小相同的三角形；密封垫圈放置在两根通过插接段相对接的钻杆的杆体接头之间，密封垫圈的放置方法是：两根钻杆的杆体对接时先将密封垫圈套装在外露的一段插接段上，然后再将两根钻杆的杆体相对接；这样对接后的密封垫圈正好处在两根钻杆的杆体接头截面之间；密封垫圈的作用是密封钻杆内的高压水不能够从钻杆的接头处向外流出；所以密封垫圈需要选配高压密封垫圈（一般是委托生产垫圈的厂家定制）；

所述紧固装置的制造方法是：在相互接头的两根钻杆的杆体端部的三面侧壁中部，分别焊接有连接钻杆的紧固装置，所述的紧固装置采用由螺母、螺栓和套管相连组成的连接形式；螺母、螺栓采用相配套的内六角螺丝（三角、四角、五角或者不规则的内角螺丝也行），所述螺母用一段钢管车制而成，制造好的螺母长度大于1厘米；

所述的套管用一段钢管切割而成，套管的内径能够插入所述的螺栓的丝柱，套管的外径等于所述螺母的外径，套管与另一根钻杆的杆体端头侧壁的外面中部横向焊接相连成一体；即上述螺母、套管分别焊接在两根钻杆的杆体端头侧壁外面中部，焊接好的螺母、套管的一端距离两根对接钻杆的杆体截面距离大于2毫米，以此确保二者之间的距离大于密封垫圈的自然厚度；焊接好的螺母、套管在同一条水平线上；焊接好的螺母、套管均在三角形钻杆的外接圆的直径范围之内；以此减少钻杆的紧固装置对于钻头出渣所形成的阻力；鉴于上述紧固装置所占用的空间限制，本紧固装置的螺母、螺栓、套管均采用高强材质做成，以此确保其具有足够的强度（普通材质的螺母、螺栓、套管不行）；

作为本申请连接钻杆的紧固装置的另一技术方案的制造方法是：在插接段（指打坡口的那一段）插入到另一根钻杆杆体的三角形截面的洞孔内后，在两根钻杆挤紧密封垫圈的状况下，在另一根钻杆杆体的三角形的三个斜面的中部分别钻有通孔，即该通孔垂直穿透另一根钻杆杆体的侧壁和插接段的侧壁中部；所述的通孔是带有锥度的圆孔，在通孔内车制螺纹；车制与该螺纹配套的锥形螺栓，螺栓分别紧固在三个通孔后，螺栓穿过钻杆接头段的内壁后伸出2—3毫米（螺栓在图中没有画出）；从而使两根钻杆在保持密封状态的前提下固定相连成一体；这样的结构更有利于钻头的出渣；

为了使本钻杆接头和现有技术中的管螺纹钻头配套使用，需要在上述一根钻杆的杆体一端密封焊接管螺纹接头的一段母丝（螺母,即一段与钻头接头的公丝相配套的母螺纹套管），这样就可以与本钻杆的接头进行连接使用了；

本技术方案的使用方法是：

需要增加钻杆时，在一根钻杆的插接段上套上密封垫圈，然后将插接段插入到另一根钻杆杆体的三角形截面的洞孔内，即插入到不带插接段的钻杆的杆体一端洞孔内；通过上述两根钻杆的接头对接后，利用内六角扳手将三颗螺栓分别穿入三个套管后与各自相对应的螺母均匀旋紧，两根钻杆就完成连接作业了；

需要减少钻杆时，利用内六角扳手将三颗螺栓分别卸掉，稍作钻杆的敲击震动，就可以将钻杆的插接段拔出了；

作为本申请连接钻杆的紧固装置另一技术方案的使用方法是：需要增加钻杆时，在一根钻杆的插接段上套上密封垫圈，然后将插接段露出的部分插入到另一根钻杆杆体的三角形截面的洞孔内，即插入到不带插接段的钻杆的杆体的一端洞孔内；通过上述两根钻杆的接头对接后，此时的通孔必然出现部分重合的状态（即两个通孔出现错位状态），利用三个尖锥（是一种带有锥度的撬棍，形状如锥子的头部）分别插入到上述的通孔内，利用尖锥在通孔内的左右摆动使尖锥不断的向通孔内深入，两根钻杆接头处的间隙随着钻杆杆体的向内移动逐步缩小，直至尖锥全部到位后（在往里插不动了），这时的通孔完全重合在一根轴线上，此时两根钻杆的杆体的接头处已将密封垫圈压实密封（即恢复了钻孔时的挤压密封状态），然后依次拔出尖锥后分别拧紧带有锥度的螺栓，两根钻杆就密封相连一体了；

本申请有益的技术效果是：采用了全新的设计思路设计出了新的钻杆接头，彻底解决了目前三角圆弧凸棱钻杆采用管螺纹接头所带来的一系列技术缺陷（弊端）；从而大大简化了钻杆的制造工序，缩短了生产周期，降低了钻杆的制造成本；本申请所采用的平插式钻杆接头，相对于现有技术中普遍采用的管螺纹接头在技术特征上具有突出的实质性特点和显著的技术进步；且本钻杆接头结构新颖，简单好用，因此，是较为理想的钻杆接头。

附图说明

在附图中：

图1为一种平插式钻杆接头的主视图；

图2为一种平插式钻杆接头不带连接段的侧视图；

图3为一种平插式钻杆接头连接段的侧视图；

图4为一种平插式钻杆接头相互插接后的主视图；

图5为尖锥的主视图。

附图标记说明：

图中，1、插接段；2、密封垫圈；3、紧固装置；4、杆体；5、焊孔；6、坡口；7、螺母；8、螺栓；9、套管；10、外接圆；11、通孔；12、尖锥。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种平插式钻杆接头的制造和使用方法，通过对钻杆接头方式的彻底改变，消除上述钻杆制造中的技术缺陷；该制造方法的钻杆接头采用了相互插接的技术手段，因此，就形成了由钻杆的杆体插接段1、密封垫圈2、连接钻杆的紧固装置3三部分组成的结构特征；

所述插接段1的制作方法是：插接段1采用与上述三角圆弧凸棱钻杆材质相同的型材经切割截取一段做成，插接段1所用型材的规格截面小于制作钻杆杆体4所用型材的规格截面的一个厚度级（即插接段的外截面等于钻杆型材的内截面），这样的设计配套正好能够使插接段1插入到钻杆的杆体4内一截；一般插接段1插入钻杆杆体4内的长度在10—30厘米之间；做成后的插接段1的总长度在20—60厘米之间，插接段1的壁厚等于上述钻杆杆体4的厚度（一般8—16毫米厚，根据钻杆所需扭矩的大小而定）；

在上述钻杆的杆体4一端的插接重合段上钻有若干个焊孔5，插接段1的一半长度插入上述钻杆的杆体4的一端后，采用平焊的方式将插接段1和钻杆的杆体4的一端侧壁焊接相连成一体；平焊后的焊液冷却后正好把焊孔5填平；

在插接段1伸出在钻杆的杆体4外的一端打外坡口6，外坡口6方便外露的插接段1插入到另一根钻杆的一端杆体4内（指插入到没有焊接插接段的一端钻杆的杆体内）；

所述密封垫圈2的制造方法是：密封垫圈2做成和钻杆的杆体4的截面大小相同的三角形；密封垫圈2放置在两根通过插接段1相对接的钻杆的杆体4的接头之间，密封垫圈2的放置方法是：两根钻杆的杆体4对接时先将密封垫圈2套装在外露的一段插接段1上，然后再将两根钻杆的杆体4相对接；这样对接后的密封垫圈2正好处在两根钻杆的杆体4的接头截面之间；密封垫圈2的作用是密封钻杆内的高压水不能够从钻杆的接头处向外流出；所以密封垫圈2需要选配高压密封垫圈（一般是委托生产垫圈的厂家定制）；

所述紧固装置3的制造方法是：在相互接头的两根钻杆的杆体4端部的三面侧壁中部，分别焊接有连接钻杆的紧固装置3，所述的紧固装置3采用由螺母7、螺栓8和套管9相连组成的连接形式；螺母7、螺栓8采用相配套的内六角螺丝（三角、四角、五角或者不规则的内角螺丝也行），所述螺母7用一段钢管车制而成，制造好的螺母7的长度大于1厘米；鉴于上述紧固装置所占用的空间限制，本紧固装置3的螺母7、螺栓8、套管9均采用高强材质做成，以此确保其具有足够的强度（普通材质的螺母、螺栓、套管不行）；

所述的套管9用一段钢管切割而成，套管9的内径能够插入所述的螺栓8的丝柱，套管9的外径等于所述螺母7的外径，套管9与另一根钻杆的杆体4端头侧壁的外面中部横向焊接相连成一体；即上述螺母7、套管9分别焊接在两根钻杆的杆体4的端头侧壁外面中部，焊接好的螺母7、套管9的一端距离两根对接钻杆的杆体4的截面距离大于2毫米，以此确保二者之间的距离大于密封垫圈2的自然厚度；焊接好的螺母7、套管9在同一条水平线上；焊接好的螺母7、套管9均在三角形钻杆的外接圆10的直径范围之内；以此减少钻杆的紧固装置对于钻头出渣所形成的阻力；

作为本申请连接钻杆的紧固装置的另一技术方案的制造方法是：如图4所示；在插接段1（指打坡口的那一段）插入到另一根钻杆杆体4的三角形截面的洞孔内后，在两根钻杆挤紧密封垫圈2的状况下，在另一根钻杆杆体4的三角形的三个斜面的中部分别钻有通孔11，即该通孔11垂直穿透另一根钻杆杆体4的侧壁和插接段1的侧壁中部；所述的通孔11是带有锥度的圆孔，在通孔11内车制螺纹；车制与该螺纹配套的锥形螺栓，螺栓分别紧固在三个通孔11后，螺栓穿过钻杆接头段1的内壁后伸出2—3毫米（螺栓在图中没有画出）；从而使两根钻杆在保持密封状态的前提下固定相连成一体；这样的结构更有利于钻头的出渣；

为了使本钻杆接头和现有技术中的管螺纹钻头配套使用，需要在上述一根钻杆的杆体4一端密封焊接管螺纹接头的一段母丝（螺母,即一段与钻头接头的公丝相配套的母螺纹套管），这样就可以与本钻杆的接头进行连接使用了；

本技术方案的使用方法是：

需要增加钻杆时，在一根钻杆的插接段1上套上密封垫圈2，然后将插接段1插入到另一根钻杆的杆体4的三角形截面的洞孔内，即插入到不带插接段1的钻杆的杆体4一端的洞孔内；通过上述两根钻杆的接头对接后，利用内六角扳手将三颗螺栓8分别穿入三个套管9后与各自相对应的螺母7均匀旋紧，两根钻杆就完成连接作业了；

需要减少钻杆时，利用内六角扳手将三颗螺栓8分别卸掉，稍作钻杆的敲击震动，就可以将钻杆的插接段1拔出了；

作为本申请连接钻杆的紧固装置另一技术方案的使用方法是：需要增加钻杆时，在一根钻杆的插接段1上套上密封垫圈2，然后将插接段1的露出部分插入到另一根钻杆杆体4的三角形截面的洞孔内，即插入到不带插接段1的钻杆的杆体4的一端洞孔内；通过上述两根钻杆的接头对接后，此时的通孔11必然出现部分重合的状态（即两个通孔11出现错位状态），利用三个尖锥12（是一种带有锥度的撬棍，形状如锥子的头部）分别插入到上述的通孔11内，利用尖锥12在通孔11内的左右摆动使尖锥不断的向通孔11内深入，两根钻杆接头处的间隙随着钻杆杆体4的向内移动逐步缩小，直至尖锥12全部到位后（在往里插不动了），这时的通孔11完全重合在一根轴线上，此时两根钻杆的杆体4的接头处已将密封垫圈2压实密封（即恢复了钻孔时的挤压密封状态），然后依次拔出尖锥12后分别拧紧带有锥度的螺栓，两根钻杆就密封相连一体了；

本申请有益的技术效果是：采用了全新的设计思路设计出了新的钻杆接头，彻底解决了目前三角圆弧凸棱钻杆采用管螺纹接头所带来的一系列技术缺陷（弊端）；从而大大简化了钻杆的制造工序，缩短了生产周期，降低了钻杆的制造成本；本申请所采用的平插式钻杆接头，相对于现有技术中普遍采用的管螺纹接头在技术特征上具有突出的实质性特点和显著的技术进步；且本钻杆接头结构新颖，简单好用，因此，是较为理想的钻杆接头。