一种正反转钻杆的制作方法

1.本发明属于钻具技术领域，涉及一种正反转钻杆。


背景技术：

2.目前，在煤矿井下煤层钻孔作业中所使用的钻杆普遍为圆锥螺纹连接，只能单向转动。钻孔施工工程中出现塌孔、抱钻时，需要频繁正反转进行缓冲松动解抱，而普通螺纹连接的钻杆反转会出现钻杆脱扣，发生掉钻事故。
3.近年来，相继开发了一些可正反转运行的钻杆解决钻孔施工问题，主要有以下几种类型：(1)插接式钻杆，利用插接配合面传递扭矩，用键销或螺钉进行轴向定位连接，以传递轴向载荷；(2)花键套联接式钻杆，螺纹旋接后，利用前后钻杆均与花键配合传递正反转扭矩；(3)浮动轴向限位钻杆，利用冲洗液压力自动完成轴向限位，实现防转动功能。
4.现有钻杆主要存在以下缺陷：(1)插接式连接间隙大，传递扭矩小；(2)花键套钻杆中，螺纹旋接后，相邻钻杆的花键相位精度控制困难，螺纹加工误差以及磨损都会严重影响钻杆的连接；(3)浮动轴向限位钻杆的浮动卡位元件强度较弱，尤其是抗扭强度差，冲洗液也会严重的影响连接的稳定性。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种正反转钻杆，以防止钻杆反转时掉钻，提高钻杆的连接强度。
6.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种正反转钻杆，包括具有中心孔的钻杆本体，钻杆本体的一端为公头，且该端套设有与钻杆本体滑动连接的反向螺纹套，反向螺纹套靠近公头一侧设有旋向与钻杆公母头螺纹相反的内反螺纹，内反螺纹与设置在钻杆另一端的外反螺纹匹配，且在外力的作用下反向螺纹套能够通过内反螺纹与位于另一钻杆上的外反螺纹连接，并通过设置在钻杆本体上的顶推机构限制其转动；钻杆本体上还设有防止反向螺纹套从公头端滑脱的限位套，限位套与钻杆本体螺纹连接。
8.可选地，所述顶推机构包括位于反向螺纹套远离公头端一侧的滑套，滑套套设在钻杆本体上并通过传动件能够与位于钻杆本体内的限位内管沿钻杆轴向联动，且利用后一根钻杆的公头顶推前一根钻杆的限位内管实现前移，当两相邻钻杆螺纹旋紧时，钻杆本体的公头前端面与另一钻杆的限位内管接触。
9.可选地，所述限位内管连接有复位机构以使钻杆卸扣后滑套自动复位。
10.可选地，所述复位机构为弹性伸缩机构，包括位于钻杆本体和限位内管之间的弹簧，弹簧套设在限位内管上，且靠近滑套的一端通过设置在钻杆本体上的弹簧限位块限位，另一端通过设置在限位内管上的台阶面限位。
11.可选地，所述限位内管的周向开设有弹簧限位槽，弹簧位于弹簧限位槽内。
12.可选地，所述传动件包括至少一个传动销，一端与滑套固定连接，另一端穿过开设
在钻杆本体上的导向槽伸入绕限位内管周向开设的呈环形的传动销限位槽内。
13.可选地，所述传动件包括多个传动销，传动销均布在钻杆本体的周向。
14.可选地，所述限位套先与钻杆本体螺纹连接，再与其焊接成一体。
15.可选地，所述内反螺纹和外反螺纹的螺距大于钻杆公母头的螺纹螺距。
16.本发明的有益效果在于：
17.1.实现了螺纹的无间隙连接，且相邻钻杆不需要严格控制相位精度，钻杆螺纹磨损后也能有效的保证钻杆连接，钻杆连接强度高、可靠性高。
18.2.不仅解决了插接式钻杆的间隙大、扭矩小的问题，还解决了花键套钻杆相位误差大、连接稳定性差的问题，以及反转钻杆强度差的问题。
19.3.钻杆连接采用内外双层螺纹连接结构，避免了现有插接结构中钻杆公母头螺纹连接时因施加扭矩差异和螺纹自身磨损引起钻杆连接错位的问题，且对加工要求相对较低，结构也相对简单，易于加工制造，降低了生产制造成本。
20.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
21.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
22.图1为本发明一种正反转钻杆的结构示意图；
23.图2为钻杆本体的结构示意图；
24.图3为滑套的结构示意图；
25.图4为限位内管的结构示意图。
26.附图标记：钻杆本体1、限位套2、反向螺纹套3、传动销4、滑套5、限位内管6、弹簧限位块7、弹簧8、公头螺纹11、限位螺纹12、导向槽13、弹簧限位槽14、外反螺纹15、母头螺纹16、方槽51、内孔61、传动销限位槽62、台阶面63。
具体实施方式
27.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
29.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
30.参阅图1～图4，一种正反转钻杆，包括具有中心孔的钻杆本体1，钻杆本体1的一端为公头，且该端套设有与钻杆本体1滑动连接的反向螺纹套3，反向螺纹套3靠近公头一侧设有旋向与钻杆公母头螺纹相反的内反螺纹，内反螺纹与设置在钻杆另一端的外反螺纹15匹配，且在外力的作用下反向螺纹套3能够通过内反螺纹与位于另一钻杆上的外反螺纹15连接，并通过设置在钻杆本体1上的顶推机构限制其转动；钻杆本体1上还设有防止反向螺纹套3从公头端滑脱的限位套2。
31.本发明通过设置螺纹旋向与钻杆公母头螺纹旋向相反的反向螺纹套3，不仅能够防止钻杆反转时掉钻，还提高了钻杆的连接强度。
32.可选地，顶推机构包括位于反向螺纹套3远离公头一侧的滑套5，滑套5套设在钻杆本体1上并通过传动件能够与位于钻杆本体1内的限位内管6沿钻杆轴向联动，且利用后一根钻杆的公头顶推前一根钻杆的限位内管6实现前移，当两相邻钻杆螺纹旋紧时，钻杆本体1的公头前端面与另一钻杆的限位内管6接触。
33.可选地，限位内管6连接有复位机构以使钻杆卸扣后滑套5自动复位。
34.可选地，复位机构为弹性伸缩机构，包括位于钻杆本体1和限位内管6之间的弹簧8，弹簧8套设在限位内管6上，且靠近滑套5的一端通过设置在钻杆本体1上的弹簧限位块7限位，另一端通过设置在限位内管6上的台阶面63限位。
35.可选地，限位内管6的周向开设有弹簧限位槽14，弹簧8位于弹簧限位槽14内。
36.可选地，传动件包括至少一个传动销4，一端与滑套5固定连接，另一端穿过开设在钻杆本体1上的导向槽13伸入绕限位内管6周向开设的呈环形的传动销限位槽62内；传动销4的横截面可呈矩形或圆形。
37.可选地，传动件包括多个传动销4，传动销4均布在钻杆本体1的周向。
38.可选地，钻杆本体1邻近钻杆公头螺纹11处设置有限位螺纹12，限位套2通过限位螺纹12与钻杆本体1螺纹连接，并与其焊接成一体。
39.可选地，内反螺纹和外反螺纹15的螺距大于钻杆公母头的螺纹螺距。
40.实施例
41.一种正反转钻杆，包括钻杆本体1、限位套2、反向螺纹套3、传动销4、滑套5、限位内管6、弹簧限位块7和弹簧8。各零部件的详细结构和相对位置关系如下：
42.钻杆本体1：为钻杆主体，承载钻进中的扭矩，同时也是螺纹连接的载体；两端分别设有公头螺纹11和母头螺纹16；相邻钻杆之间通过公头螺纹11与母头螺纹16的旋接，实现钻杆的连接和扭矩的传递。
43.钻杆本体1的前端邻近公头螺纹11处设有限位螺纹12，以与限位套2螺纹连接，在装入反向螺纹套3后，钻杆本体1与限位套2螺纹连接，然后焊接为一体。
44.钻杆本体1的尾端周向设有外反螺纹15，用于与相邻钻杆的反向螺纹套3旋接，为
避免轴向限位推力过大，外反螺纹15的螺距远大于钻杆公母头的螺纹螺距。
45.限位套2：内孔61为螺纹，与钻杆本体1旋接，并焊接成一体，完成反向螺纹套3的限位，避免反向螺纹套3滑出。
46.限位内管6：滑动连接在钻杆本体1的中心孔内，钻杆连接后，后一根钻杆的前端顶住限位内管6后端，并通过传动销4和滑套5限制反向螺纹套3后退，从而限制反向螺纹套3旋转。限位内管6的内孔61，为冲洗液通道。
47.反向螺纹套3：套设在钻杆本体1上，钻杆正向旋接后，反向螺纹套3与位于另一钻杆尾端的外反螺纹15旋接；钻杆反转时与钻杆本体1紧密连接，正转时在滑套5和限位内管6的作用下无法旋转，保持螺纹连接不松开。
48.传动销4：一端插入开设在滑套5上的方槽51内且与其焊接成整体，另一端穿过开设在钻杆本体1上的导向槽13伸入位于绕限位内管周向开设的呈环形的传动销限位槽62内。
49.滑套5：通过传动销4与限位内管6联动，在限位内管6的作用下，限制反向螺纹套3的轴向移动，从而限制反向螺纹套3转动，锁紧连接钻杆。
50.弹簧8：压缩后提供限位内管6复位的驱动力，后端钻杆松开时，限位内管6自动复位。
51.弹簧限位块7：用于弹簧8的限位，一端插入开设在钻杆本体1上的连接孔14内且与其固定连接：另一端伸入开设在钻杆本体1上的弹簧限位槽内。弹簧限位块7可焊接到钻杆本体1上。
52.本发明的使用方法如下：
53.钻杆连接：
54.(1)相邻钻杆的公头螺纹11与母头螺纹16对齐，并旋接牢固；
55.(2)将反向螺纹套3旋接到钻杆尾端的外反螺纹15，并旋接牢固；
56.(3)将相邻两钻杆中的后一根钻杆与下根钻杆旋接，下根钻杆的公头顶紧中间钻杆的限位内管6，确保反向螺纹套3无法旋转；
57.(4)按照步骤(2)～(3)依次连接钻杆。
58.钻杆拆卸：
59.(1)拆掉相邻钻杆的后一根钻杆，前一根钻杆的限位内管6在弹簧8的作用下向后移动复位，带动滑套5向后移动；
60.(2)旋出反向螺纹套3；
61.(3)反向转动钻杆本体1，实现相邻钻杆的拆卸；
62.(4)按照步骤(2)～(3)依次拆卸钻杆。
63.本发明采用两套且内外螺纹旋向相反的方式将两根钻杆进行连接，利用后一根钻杆的旋接带动前一根钻杆的限位内管6向前推移，限制位于外侧的反向螺纹套3轴向移动，防止正转时反向螺纹套3松动，从而实现了正转时钻杆本体公头螺纹11与母头螺纹16自动连接，反转时反向螺纹套3与钻杆本体1的外反螺纹15锁紧，具有钻杆螺纹连接传动扭矩大的优势。由于反向螺纹套3自动连接，避免了花键套式既要保证螺纹连接，还要保证花键相位配合的难点，同时螺纹连接具有自消除间隙的作用，保证了连接的紧密型，具有传递扭矩大，加工难度小，螺纹磨损不影响连接的紧密性的特点。
64.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。