一种带自锁的正反转螺纹连接钻杆的制作方法

1.本发明涉及煤矿钻杆领域，具体涉及一种带自锁的正反转螺纹连接钻杆。


背景技术：

2.煤矿多采用锥螺纹连接的钻杆进行钻孔，由于锥螺纹的连接性质所致，钻机只能正转钻进，不能反转，在冲击地压或是软煤层中钻孔时，会出现塌孔抱钻卡钻现象，一旦发生，煤就会将钻杆卡死，导致钻孔无法继续钻进，钻杆也很难从钻孔中抽出，通常处理方法是正反转钻杆，使钻杆和钻头得到缓冲处理，但是，由于钻杆是螺纹连接，在反转时，螺纹扣容易脱开，致使上百米的钻杆和钻头丢弃在煤层中，不仅使已钻进的钻孔报废，还损失了大量钻杆钻头，既造成了工程损失和材料损失，又影响工程质量和工程进度。
3.目前，能实现正反转的钻杆多是四方、六方或是异形插接连接螺旋钻杆，这种钻杆依靠四方、六方或是异形来传递扭矩和实现正反转，但是，也存在诸多缺点：其中钻杆和钻杆连接中需要u型卡、卡豆、销轴进行固定，当出现塌孔塌孔抱钻卡钻时，需要反复正反转抽拉钻杆来缓冲处理，此时煤层对u型卡、卡豆、销轴进行挤压，极易导致u型卡、卡豆、销轴脱落失效，进而导致钻杆脱开丢失；另外随着煤矿智能化设备发展，越来越趋向于智能化、无人化，这种四方、六方或是异形插接连接的钻杆，需要在续接钻杆时要求方方对正，这就需要高精度的钻机来实现，由于受钻杆连接方式、固定方式及工作环境的限制，这种钻杆很难实现智能化、无人化，为此，我们提出一种带自锁的正反转螺纹连接钻杆。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种带自锁的正反转螺纹连接钻杆，可以有效解决背景技术中的问题。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种带自锁的正反转螺纹连接钻杆，包括外花键钻杆体，所述外花键钻杆体的中部设置有第一弹簧，所述外花键钻杆体的一端外表面设置有内花键滑动牙嵌，所述内花键滑动牙嵌的中部设置有锁销与第二弹簧，所述锁销位于第二弹簧的一侧，所述外花键钻杆体和内花键滑动牙嵌的中部均设置有芯轴。
6.优选的，所述外花键钻杆体由外螺纹接头、窄螺旋钢带、中间杆、第一宽螺旋钢带与内螺纹接头组成。
7.优选的，所述外螺纹接头位于中间杆的一端外表面，所述内螺纹接头位于中间杆的另一端外表面，所述窄螺旋钢带位于中间杆的外壁，所述第一宽螺旋钢带位于内螺纹接头的外壁。
8.优选的，所述外螺纹接头的一端外表面与中间杆的一端外表面焊接连接，所述中间杆的另一端外表面与内螺纹接头的一端外表面焊接连接，所述内螺纹接头的外壁与第一宽螺旋钢带的一端外表面焊接连接，所述中间杆的外壁与窄螺旋钢带的一端外表面焊接连接。
9.优选的，所述内花键滑动牙嵌由内花键滑动牙嵌套和第二宽螺旋钢带组成，所述
第二宽螺旋钢带位于内花键滑动牙嵌套的外壁，所述内花键滑动牙嵌套的外壁与第二宽螺旋钢带的一端外表面焊接连接。
10.优选的，所述芯轴的外壁开设有凹槽，所述外花键钻杆体与第一弹簧之间设置有固定槽，所述外花键钻杆体的内壁通过固定槽与第一弹簧的外壁可拆卸连接。
11.优选的，所述外花键钻杆体和内花键滑动牙嵌与芯轴之间均设置有滑槽，所述外花键钻杆体和内花键滑动牙嵌的内壁均通过滑槽与芯轴的外壁活动连接。
12.优选的，所述外螺纹接头可分为带外花键或单键结构，所述内螺纹接头具有四个均分牙嵌，且均分牙嵌呈棘轮形结构。
13.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该一种带自锁的正反转螺纹连接钻杆，通过螺纹连接形式，可以快速续接、拆卸钻杆，且连接牢靠，反转功能可靠，另外利于实现钻车智能化、无人化，结构新颖，加工简单，性能可靠，保证钻孔质量，提高工程进度，使用的效果相对于传统方式更好。
附图说明
14.图1为本发明一种带自锁的正反转螺纹连接钻杆的整体结构示意图；
15.图2为本发明一种带自锁的正反转螺纹连接钻杆外花键钻杆体1的结构图；
16.图3为本发明一种带自锁的正反转螺纹连接钻杆齿形展开示意图；
17.图4为本发明一种带自锁的正反转螺纹连接钻杆锁死示意图。
18.图中：1、外花键钻杆体；2、第一弹簧；3、内花键滑动牙嵌；4、锁销；5、第二弹簧；6、芯轴；101、外螺纹接头；102、窄螺旋钢带；103、中间杆；104、第一宽螺旋钢带；105、内螺纹接头；301、内花键滑动牙嵌套；302、第二宽螺旋钢带。
具体实施方式
19.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
20.如图1-4所示，一种带自锁的正反转螺纹连接钻杆，包括外花键钻杆体1，外花键钻杆体1的中部设置有第一弹簧2，外花键钻杆体1的一端外表面设置有内花键滑动牙嵌3，内花键滑动牙嵌3的中部设置有锁销4与第二弹簧5，锁销4位于第二弹簧5的一侧，外花键钻杆体1和内花键滑动牙嵌3的中部均设置有芯轴6。
21.进一步的，外花键钻杆体1由外螺纹接头101、窄螺旋钢带102、中间杆103、第一宽螺旋钢带104与内螺纹接头105组成，窄螺旋钢带102和第一宽螺旋钢带104用于正向钻进过程中将煤粉持续推出孔外，达到自排粉目的。
22.进一步的，外螺纹接头101位于中间杆103的一端外表面，内螺纹接头105位于中间杆103的另一端外表面，窄螺旋钢带102位于中间杆103的外壁，第一宽螺旋钢带104位于内螺纹接头105的外壁，内螺纹接头105具有四个均分牙嵌。
23.进一步的，外螺纹接头101的一端外表面与中间杆103的一端外表面焊接连接，中间杆103的另一端外表面与内螺纹接头105的一端外表面焊接连接，内螺纹接头105的外壁与第一宽螺旋钢带104的一端外表面焊接连接，中间杆103的外壁与窄螺旋钢带102的一端外表面焊接连接，采用摩擦焊接方式连接，焊接强度高。
24.进一步的，内花键滑动牙嵌3由内花键滑动牙嵌套301和第二宽螺旋钢带302组成，第二宽螺旋钢带302位于内花键滑动牙嵌套301的外壁，内花键滑动牙嵌套301的外壁与第二宽螺旋钢带302的一端外表面焊接连接，第二宽螺旋钢带302在具备排粉功能的前提下更有利于钻车夹持器夹持。
25.进一步的，芯轴6的外壁开设有凹槽，外花键钻杆体1与第一弹簧2之间设置有固定槽，外花键钻杆体1的内壁通过固定槽与第一弹簧2的外壁可拆卸连接，凹槽用于对芯轴6位置的限定。
26.进一步的，外花键钻杆体1和内花键滑动牙嵌3与芯轴6之间均设置有滑槽，外花键钻杆体1和内花键滑动牙嵌3的内壁均通过滑槽与芯轴6的外壁活动连接，锁销4、第一弹簧2、芯轴6、第二弹簧5配合动作，用于锁紧和松开内花键滑动牙嵌3和内花键钻杆体1之间的前后滑动。
27.进一步的，外螺纹接头101可分为带外花键或单键结构，内螺纹接头105具有四个均分牙嵌，且均分牙嵌呈棘轮形结构，此外螺纹接头101为带外花键结构。
28.需要说明的是，本发明为一种带自锁的正反转螺纹连接钻杆，在使用时，当进行续接钻杆时，钻车夹持器夹紧内花键滑动牙嵌3，回转器携主轴向前正转给进认螺纹扣，使外螺纹接头101(带外花键)和内螺纹接头105(4个均分牙嵌)拧紧，芯轴6在主轴前端的顶销的作用下，向前运动指定距离，钻杆内部第一弹簧2被压缩，芯轴6上凹槽结构移动到和锁销4正下方，此时夹持器夹紧内花键滑动牙嵌3，回转器携钻杆回退，锁销4下端第二弹簧5受挤压压缩，锁销4移动至外花键钻杆体1内部，内花键滑动牙嵌3相对钻杆体向前移动，与前端外花键钻杆体1内螺纹接头105(4个均分牙嵌)啮合，停止回退，主轴前端顶轴撤回，芯轴6在弹簧力前端弹簧力作用下回位，此时芯轴6上凹槽结构与锁销6位置错位，锁销4下端面被芯轴6外圆所顶住，内花键滑动牙嵌和钻杆体之间不能相对运动，至此完成续接钻杆动作，前后两根钻杆进入锁死状态(见图4)，钻进过程中若发生卡钻抱钻情况，可通过反转来解决此类情况，此时反转，螺纹之间的啮合因芯轴6和锁芯之间的位置关系，内花键滑动牙嵌和外花键钻杆体之间不可相对滑动，螺纹扣之间不会脱开，故可完成反转动作，当拆卸钻杆时，回转器携主轴与外花键钻杆体1内螺纹牙嵌接头拧紧，主轴前端顶销伸出，芯轴6克服前端弹簧力向前移动一小段距离，芯轴6上凹槽处结构移动到锁销4正下方，此时夹持器夹紧内花键滑动牙嵌3，回转器向前推进，内花键滑动牙嵌3和外花键钻杆体1恢复到初始状态，撤去主轴前端顶销,回转器主轴前端牙嵌伸出，主轴前段牙嵌和前端内螺纹接头105(4个均分牙嵌)位置锁死，夹持器夹紧前端钻杆，此时打反转，两根钻杆螺纹连接处脱开，撤去主轴牙嵌，夹持器夹紧退扣完成的钻杆，主轴反转，主轴前端螺纹和钻杆螺纹脱开，卸杆完成，较为实用。
29.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。