地质勘探钻探杆快接结构的制作方法

1.本发明属于地址勘探钻具设备技术领域，具体涉及一种地质勘探钻探杆快接结构。


背景技术：

2.地质勘探或岩土基础工程施工过程中，往往需要一种中空式地质钻机，现有的地质钻机由于塔架高度有限, 特别是有些施工场所的限高可能只能在10m以下，此时如若需要加工超过十米以上深桩, 必须采用接钻杆方法。通过首尾相连的钻杆来对地下的岩芯来取样时，目前钻杆的首尾连接方式大多是采用的螺纹旋接的方式进行固定的，此种办法能够有效的提高相邻两个钻杆之间的连接需要，但是在实际的应用过程中存在着易滑丝，逐级旋接安装工作效率较低的情况，现有的钻杆连接方式几乎均是采用螺杆连接方式，其不足之处是：现场的钻杆对接比较困难，特别当杆径大时，对接过程中劳动强度大、耗时费力、效率低下，因此导致施工成本高。提起钻杆拆卸时亦是如此。
3.另外，对于不同地质条件往往使用不同型号的适配钻具，例如煤矿井下瓦斯抽采，抽采石油，地质勘探，深层地下岩石取样主要通过钻杆打孔来实现，在正常钻进过程中，每两根钻杆之间通过公母插销式或锥螺纹式联接。
4.现有技术中，煤矿坑道钻探用常规外平圆钻杆，通常采用锥度螺纹形式连接，在使用过程中由于机械疲劳和生产工艺原因，经常出现螺纹卡死、钻杆母接头胀口致使钻杆滑扣和公螺纹扭断等现象，造成钻杆、钻头损坏丢失和重复施工，严重浪费钻探材料和施工费用。因钻杆结构设计的局限性，在使用时需要人工用扳手拆卸更换钻杆，费时费力。
5.为了解决上述技术性问题，首先需要提供一种能够提高两个钻杆之间可以快速对接的连接结构，同时还要对整个钻探系统针对新的快接连接结构进行针对性的改进。


技术实现要素：

6.针对现有钻探杆有多段对接组合形成，各段之间通过螺纹连接时需要在吊装条件下多人反复旋拧共同完成，存在费时费力的问题，本发明提供一种地质勘探钻探杆快接结构，不需要人工反复旋拧，实现一步对接固定。
7.本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种地质勘探钻探杆快接结构,包括中空的钻杆主体和弹性支撑组件，位于钻杆主体一端有杆套件，另一端有杆插件，所述的杆插件包括中空的插件主体、插件内环凹槽和插件挡台，其中，插件主体外侧有插件挡台，插件挡台下端部分为插接端，该插接端的中部有插件内环凹槽，所述的杆套件包括套件主体和外环凹槽，套件主体的中部有外环凹槽，套接后，所述的插件内环凹槽与外环凹槽位置对应，且组合形成环形容纳区，所述的弹性支撑组件包括顶柱和环形连接带，该环形连接带串联多个顶柱形成组合体，该组合体套装于所述环形容纳区内，在杆套件与杆插件之间设置固定的转动约束机构或者设置活动安装的转动约束机构。
8.所述固定的转动约束机构，分别包括在杆插件内腔设置插件凸凹嵌槽，在杆套件
外侧设置套件凸凹嵌槽，所述杆插件的插件主体外侧有插件挡台，插件挡台下端部分为插接端，该插接端的中部有插件内环凹槽，插接端外侧有插件凸凹嵌槽，所述杆套件的套件主体中部有外环凹槽，套件主体的内壁有套件凸凹嵌槽，所述的插件凸凹嵌槽能够与套件凸凹嵌槽匹配套接在一起。
9.顶柱的直径大于插件内环凹槽的深度，但不大于套件外环凹槽的深度，从而，当顶柱位于插件内环凹槽内侧时，有一半位于插件内环凹槽内，另一半位于套件外环凹槽内，能够将杆套件与杆插件牢固地轴向锁定在一起，但当所有顶柱都同时位于套件外环凹槽内侧时，能够解除对杆套件与杆插件的轴向锁定。
10.所述的环形连接带为弹性收敛圆环连接带，其整体为不封闭的圆环状，即连接带两端具有两个自由端，弹性收敛圆环连接带具有弹性，且为向内收敛状，多个顶柱等间距固定在弹性收敛圆环连接带的中部和两端，在连接带的弹性作用下，使得各顶柱也分别处于收敛状，从而在装配后的自然状态下，弹性收敛圆环连接带及多个顶柱都向内收缩套装于插件内环凹槽内。
11.还包括启动工具，该工具由两个半圆形的环套相扣形成组合圆环形状，每个环套的端部分别连接有手柄，两个的端部通过销轴铰接在一起，从而按压两侧手柄时，能够驱动两个环套展开或者闭合，同时，在两个环套的凹弧面的嵌槽内分别固定有电磁体，两侧电磁体通过开关与电源连接，开关位于手柄部。使用时，将该启动工具的两环套展开，然后环抱于所述环形容纳区的外侧，按压开关启动电磁体，电磁体为强磁体，能够吸引环形容纳区内侧的多个顶柱，使得各顶柱向外膨胀分别进入套件外环凹槽内侧，从而能够解除对杆套件与杆插件的锁定。但自然状态下，顶柱位于插件内环凹槽内侧时，能够将杆套件与杆插件牢固地锁定在一起。
12.所述的弹性支撑组件是将多个顶柱依次串联在同一根弹性收敛圆环连接带的外侧，在弹性收敛圆环连接带的两个端头分别有挡台，多个顶柱上分别设置贯穿孔，各顶柱分别套装在弹性收敛圆环连接带外侧能够相对滑动，又在各相邻顶柱之间的带体外侧套装有平衡弹簧，使得各顶柱在相应弹簧作用下保持等间距。
13.弹性支撑组件包括多个顶柱和两个弹性收敛半环连接带，每个弹性收敛半环连接带的中部与相应顶柱固定，每个弹性收敛半环连接带的一端固定有端部贯穿柱，另一端为贯穿自由端，该端部贯穿柱的中部含有贯穿孔且允许另一连接带的贯穿自由端的穿过，两个弹性收敛半环连接带首尾对接，即一个弹性收敛半环连接带的贯穿自由端套装于另一个弹性收敛半环连接带的贯穿柱内，从而两连接带的端部能够自由伸缩。
14.弹性支撑组件包括多个顶柱和两个弹性收敛半环连接带，每个弹性收敛半环连接带分别与多个顶柱固定，每个弹性收敛半环连接带的一端为固定端，该固定端与套件外环凹槽的内部固定，每个弹性收敛半环连接带的另一端为自由端，但弹性收敛半环连接带整体向圆心一侧有弹性，使得自由端一侧向圆心倾斜。
15.杆插件的下端具有倒角，当杆插件向下进入杆套件时，倒角压迫弹性收敛半环连接带的自由端，迫使自由端向外移动，但当插件内环凹槽向下移动至与套件外环凹槽位置对应时，自由端会嵌入插件内环凹槽内，使得至少有一部分顶柱位于插件内环凹槽和套件外环凹槽的交界位置，将杆套件与杆插件牢固地轴向锁定在一起。
16.插件凸凹嵌槽的底部分别设置前倒角和两侧倒角，或者同时在套件凸凹嵌槽的顶
部分别设置前倒角和两侧倒角，以利于内外两种凸凹嵌槽相互套装。
17.本发明的有益效果：多个顶柱位于插件内环凹槽内侧，由于顶柱的直径大于插件内环凹槽的深度，所以各顶柱有一半同时位于套件凸凹嵌槽的内侧，即各顶柱同时位于插件内环凹槽和套件外环凹槽，使得杆套件与杆插件不能轴向移动。同时，由于杆套件与杆插件套装时，杆套件外侧的插件凸凹嵌槽与杆插件外侧的套件凸凹嵌槽，相互匹配嵌套在一起，使得杆套件与杆插件之间的转动自由度被锁死。上述通过多个顶柱使杆套件与杆插件轴向自由度锁死，且通过插件凸凹嵌槽与套件凸凹嵌槽匹配套装将两者转动自由度锁死后，使得两根钻探杆能够被牢固地固定在一起。
18.本发明配合电磁启动工具的快接结构方案中，通过套接实现一步对接连接，连接后的上下钻杆杆具有高强度轴向约束关系，以及扭转约束关系，拆卸也非常方便，可实现一步拆除。
19.本发明配合锁母的快接结构方案中，通过套接实现对接后，仅需要小幅度转动（小于半周）即可牢固对接，然后通过调节锁母轻松锁定对接结构。连接牢固可靠，通过也方便拆除。
20.本发明采用的弹性支撑组件包括顶柱和环形连接带，环形连接带串联多个顶柱形成组合体，且套装于所述环形容纳区内。连接带具有弹性，且被设计为向内收敛状，多个顶柱等间距固定在弹性收敛圆环连接带的中部和两端。在连接带的弹性作用下，使得各顶柱也分别处于收敛状，从而在装配后的自然状态下，弹性收敛圆环连接带及多个顶柱都向内收缩套装于插件内环凹槽内。
21.顶柱的直径大于插件内环凹槽的深度，但不大于套件外环凹槽的深度。从而，当顶柱位于插件内环凹槽内侧时，有一半位于插件内环凹槽内，另一半位于套件外环凹槽内，能够将杆套件与杆插件牢固地轴向锁定在一起。但当所有顶柱都同时位于套件外环凹槽内侧时，能够解除对杆套件与杆插件的轴向锁定。
附图说明
22.图1是本发明应用于上下钻探杆之间的装配关系图之一。
23.图2是图1装配后结构图。
24.图3是图2纵b-b剖面图。
25.图4是图3中c-c剖面图。
26.图5是图4中删除弹性支撑组件后的环形容纳区示意图。
27.图6是第一种弹性支撑组件的结构图。
28.图7是图6的俯视图。
29.图8是第二种弹性支撑组件的结构图。
30.图9是自由顶柱约束结构示意图。
31.图10是杆插件的各侧视图。
32.图11是杆插件的侧视图及剖面图。
33.图12是杆套件的侧视图及剖面图。
34.图13是第三种弹性支撑组件的结构图。
35.图14是第四种弹性支撑组件的结构图。
36.图15是一种启动工具结构图。
37.图16是本发明应用于上下钻探杆之间的装配关系图之二。
38.图17是第五种弹性支撑组件的结构图。
39.图18是图17中弹性支撑组件的单体放大图。
40.图19是图16的立体图。
41.图20是本发明应用于上下钻探杆之间的装配关系图之三。
42.图21是图20的侧视图。
43.图22是图20的装配后示意图。图23是一种启动工具结构示意图。图24是图23的控制电路图。
44.图中标号：钻杆主体1，杆套件2，杆插件3，插件主体4，插件内环凹槽5，插件凸凹嵌槽6，插件挡台7，套件主体8，套件外环凹槽9，套件凸凹嵌槽10，顶柱11，弹性收敛圆环连接带12，穿孔13，挡台14，限位销15，弹性收敛半环连接带16，固定端17，端部贯穿柱18，贯穿自由端19，定位穿孔20，穿杆座21，穿杆22，螺纹段23，压紧螺母24，套件挡台25，弹性膨胀半环连接带26，端部弹性杆27，挂接端部28，插件环嵌槽29，嵌杆固定环30，嵌杆31，环套32，手柄33，电磁体34，开关35，环形容纳区36，挂接槽37，固定架38，横轨道39，横滑块40，弧形电磁支架41，斜向导套42，斜向滑杆43，横杆44，纵轨道45，纵滑块46，凸块47，压触开关一48，拉簧49，压触开关二50。
具体实施方式
45.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
46.实施例1：一种如图2所示的应用于地质勘探用钻探杆的快接结构,主要是针对现有钻探杆多段对接过程需要在吊装状态下多人使用大型扳手反复旋拧才能完成对接，存在费时费力的问题而设计，该快接结构的组装过程如图1所示，装配后的结构关系如图2所示。该设计通过改进钻杆接头结构，实现快速联接，提高设备的使用性能和工作效率。
47.具体地，钻杆主体1为细长且中空的杆件，其上端设置有杆套件2，其下端设置有杆插件3。相邻两根钻探杆对接时，如图1所示，将上杆的杆套件2与下杆的杆插件3套接固定连接在一起。
48.两钻杆连接后的内部结构如图3所示，可以看出，在两套件套接部位的中部，存在一个环形容纳区36，在该环形容纳区36内套装有如图6或图8所示的弹性支撑组件，通过该处的弹性支撑组件，能够将杆套件2与杆插件3牢固地锁定在一起。
49.其中，杆套件2如图10和图11所示，在中空的插件主体4上依次设置插件内环凹槽5，插件凸凹嵌槽6和插件挡台7。插件主体4外侧的上部有插件挡台7，插件挡台7的下端部分为插接端，该插接端的中部有向内凹陷的插件内环凹槽5，插接端的外侧表面有插件凸凹嵌槽6。
50.杆插件3如图12所示，在中空的套件主体8上设置外环凹槽9和套件凸凹嵌槽10，具体是在套件主体8的中部有向外凸出的外环凹槽9，套件主体8的内壁有套件凸凹嵌槽10。
51.如图3和图10所示，插件凸凹嵌槽6能够与套件凸凹嵌槽10匹配套接在一起，套接后，所述的插件内环凹槽5与外环凹槽9位置对应，且组合形成环形容纳区36，如图5所示。插
件凸凹嵌槽6的底部分别设置前倒角和两侧倒角，或者同时在套件凸凹嵌槽10的顶部分别设置前倒角和两侧倒角，以利于内外两种凸凹嵌槽相互套装。
52.本实施例采用一种如图6和图7所示的弹性支撑组件，该组件包括顶柱11和环形连接带，该环形连接带串联多个顶柱11形成组合体，且套装于所述环形容纳区36内。具体的，本实施例所采用的环形连接带为弹性收敛圆环连接带12，其整体为不封闭的圆环状，即连接带两端具有两个自由端。弹性收敛圆环连接带12具有弹性，且被设计为向内收敛状，多个顶柱11等间距固定在弹性收敛圆环连接带12的中部和两端。在连接带的弹性作用下，使得各顶柱11也分别处于收敛状，从而在装配后的自然状态下，弹性收敛圆环连接带12及多个顶柱11都向内收缩套装于插件内环凹槽5内。
53.顶柱11的直径大于插件内环凹槽5的深度，但不大于套件外环凹槽9的深度。从而，当顶柱11位于插件内环凹槽5内侧时，有一半位于插件内环凹槽5内，另一半位于套件外环凹槽9内，能够将杆套件2与杆插件3牢固地轴向锁定在一起。但当所有顶柱11都同时位于套件外环凹槽9内侧时，能够解除对杆套件2与杆插件3的轴向锁定。
54.本实施例采用上述方案时，还需要借助于如图15所示的启动工具。从图15可以看出，该工具由两个半圆形的环套32相扣形成组合圆环形状，每个环套32的端部分别连接有手柄33，两个的端部通过销轴铰接在一起，从而按压两侧手柄33时，能够驱动两个环套32展开或者闭合。同时，在两个环套32的凹弧面的嵌槽内分别固定有电磁体34，两侧电磁体34通过开关35与电源连接，开关35位于手柄部。使用时，将该启动工具的两环套32展开，然后环抱于所述环形容纳区36的外侧，按压开关启动电磁体，电磁体为强磁体，能够吸引环形容纳区36内侧的多个顶柱11，使得各顶柱向外膨胀分别进入套件外环凹槽9内侧，从而能够解除对杆套件2与杆插件3的锁定。但自然状态下，顶柱11位于插件内环凹槽5内侧时，能够将杆套件2与杆插件3牢固地锁定在一起。
55.可见，本实施例上述方案中，不使用启动工具时，多个顶柱11位于插件内环凹槽5内侧，由于顶柱的直径大于插件内环凹槽5的深度，所以各顶柱11有一部分（最好有一半）同时位于套件凸凹嵌槽9的内侧，即各顶柱同时位于插件内环凹槽5和套件外环凹槽9，使得杆套件2与杆插件3不能轴向移动。同时，由于杆套件2与杆插件3套装时，杆套件2外侧的插件凸凹嵌槽6与杆插件3外侧的套件凸凹嵌槽10，相互匹配嵌套在一起，使得杆套件2与杆插件3之间的转动自由度被锁死。上述通过多个顶柱使杆套件2与杆插件3轴向自由度锁死，且通过插件凸凹嵌槽6与套件凸凹嵌槽10匹配套装将两者转动自由度锁死后，使得两根钻探杆能够被牢固地固定在一起。
56.这种将两根钻探杆插接固定的方式，操作非常方便，将所述弹性支撑组件装配于套件外环凹槽9内侧（此时弹性支撑组件处于收敛状态，为防止其掉落，可通过一根木质或塑料的内撑杆，底部带有圆托盘作为支撑，将弹性支撑组件套装在内撑杆外侧且圆托盘上侧，随内撑杆插入套件外环凹槽9对应位置），再将启动工具环抱在套件外环凹槽9的外侧并接通电源，使得电磁体具有强磁性，将弹性支撑组件展开位于套件外环凹槽9内侧，然后（拔出内撑杆后）只需将上钻杆的杆套件2与下钻杆的杆插件3匹配对接，关闭电源即可，操作简单方便，连接牢固可靠。
57.实施例2：在实施例1基础上，弹性支撑组件采用如图9所示的结构形式。从图9可以看出，将多个顶柱11依次串联在同一根弹性收敛圆环连接带12的外侧，在弹性收敛圆环连
接带12的两个端头分别有挡台14。本实施例中，多个顶柱上分别设置贯穿孔13，可见，各顶柱分别套装在弹性收敛圆环连接带12外侧，能够相对滑动。进一步又在各相邻顶柱之间的带体外侧套装有平衡弹簧，使得各顶柱在相应弹簧作用下保持等间距。
58.实施例1中弹性支撑组件的各顶柱，完全依赖于弹性收敛圆环连接带12的弹性实现展开和收敛。本实施例中的弹性支撑组件中的各顶柱能够分别独立滑动，从而对启动工具要求不再必须是整圆环的电磁体结构。本实施例可以配置半圆环电磁体启动工具，将启动工具匹配贴合于套件凸凹嵌槽9的外圆周面并通电后，各顶柱会分别压缩相应弹簧而向电磁体一侧靠近，从而使得整个弹性支撑组件完全位于套件外环凹槽9内侧且处于展开状态，以利于上钻杆的杆插件3向下进入下钻杆的杆套件2，以及顺利取出，单人即可操作对接和解锁过程。
59.实施例3：在实施例1基础上，采用一种如图13所示的弹性支撑组件。图中可以看出，该弹性支撑组件包括多个顶柱11和两个弹性收敛半环连接带16，每个弹性收敛半环连接带16的中部与相应顶柱11固定，每个弹性收敛半环连接带16的一端固定有端部贯穿柱18，另一端为贯穿自由端19，该端部贯穿柱18的中部含有贯穿孔且允许另一连接带的贯穿自由端19的穿过。
60.由此，两个弹性收敛半环连接带16首尾对接，即一个弹性收敛半环连接带16的贯穿自由端19套装于另一个弹性收敛半环连接带16的贯穿柱18内，从而两连接带的端部能够自由伸缩。从图13中左侧（a）视图可以看出，套装后的自然状态下两个弹性收敛半环连接带16处于收敛状态，携带相应的顶柱分别包裹于套杆内环凹槽5内。从图13中右侧（b）视图可以看出，在电磁体作用下，各顶柱向外弹出，使得两个弹性收敛半环连接带16分别携带相应的顶柱位于套件凸凹嵌槽9内，从而处于解锁状态。
61.分别设计贯穿自由端19的长度或端部贯穿柱18的贯穿孔深度，使得两根连接带16在膨胀状态下也不会彼此分离，在收敛状态下具有充足的压缩空间。
62.实施例4：在实施例1基础上，弹性支撑组件采用如图14所示的结构形式。具体地，图中可以看出，该弹性支撑组件包括多个顶柱11和两个弹性收敛半环连接带16，每个弹性收敛半环连接带16分别与多个顶柱11固定，每个弹性收敛半环连接带16的一端为固定端17，该固定端17与套件外环凹槽9的内部固定，每个弹性收敛半环连接带16的另一端为自由端。但弹性收敛半环连接带16整体（除了固定端17之外）向圆心一侧有弹性，使得自由端一侧向圆心倾斜。
63.杆插件3的下端具有倒角，当杆插件3向下进入杆套件2时，倒角压迫弹性收敛半环连接带16的自由端，迫使自由端向外移动（即向套件外环凹槽9内侧移动），但当插件内环凹槽5向下移动至与套件外环凹槽9位置对应时，自由端会嵌入插件内环凹槽5内，使得至少有一部分顶柱位于插件内环凹槽5和套件外环凹槽9的交界位置，将杆套件2与杆插件3牢固地轴向锁定在一起。
64.本实施例与实施例1的区别在于，将上钻杆向下钻杆插接过程中，不需要使用启动工具。但拆除上下钻杆时，仍需要使用启动工具。从而本实施例能够更加简化钻杆之间的装配过程，只需对准插接一步完成。虽然本实施例在实施时可能仅有一部分顶柱连接于杆套件2与杆插件3之间，强度略低于实施例1，但在地质硬度较低或钻探深度要求不高的情况下，仍然能够将杆套件2与杆插件3牢固地轴向锁定在一起，使用更加方便。
65.实施例5：在实施例1基础上，相同之处不重述，不同的是，杆套件2的内壁不再具有套件凸凹嵌槽10，杆插件3的外壁不再具有插件凸凹嵌槽6，使得两者套装有能够转动。
66.同时，弹性支撑组件采用如图17和图18所示的结构形式。具体地，该弹性支撑组件包括多个顶柱11和两个弹性膨胀半环连接带26，每个弹性膨胀半环连接带26具有向外的弹力且为近似半圆环状。每个弹性膨胀半环连接带26分别与多个顶柱11固定，每个弹性膨胀半环连接带26的一端为固定端17，该端与套件外环凹槽9的内部固定，每个弹性膨胀半环连接带26的另一端为自由端。
67.弹性膨胀半环连接带26整体向远离圆心一侧有弹性（即向套件外环凹槽9内侧有弹性），但其自由端（端部弹性杆27）一侧向圆心倾斜，露出套件外环凹槽9之外。
68.本实施例的弹性支撑组件与实施例4相比，实施例4是自然状态下向内收敛，本实施例是自然状态下向外膨胀。可见，非装配的自然状态下，该弹性支撑组件隐藏于套件外环凹槽9内侧。
69.如图18所示，在所述弹性膨胀半环连接带26的自由端，设置有端部弹性杆27，该端部弹性杆27末端有倒钩式的挂接端部28，其中端部弹性杆27自然状态下向圆心倾斜。从而在插入杆插件3之前，端部弹性杆27及其挂接端部28弹出套件外环凹槽9之外。但杆插件3底部具有倒角，当杆插件3插入杆套件2时，其底部倒角能够压迫所述挂接端部28使其向外膨胀（即向套件外环凹槽9内侧移动）。
70.如图17所示，在所述的插件内环凹槽5外侧壁上，设置有挂接槽37，当插件内环凹槽5向下移动至与套件外环凹槽9位置对应时，人工上钻杆的转动杆插件3，使得挂接端部28转至与挂接槽37对应时，挂接端部28会自动弹入挂接槽37内。进一步转动杆插件3，能够带动弹性膨胀半环连接带26向圆心一侧收缩如图17中由（a）至（b）的变化过程,使得部分或全部顶柱从套件外环凹槽9进入插件内环凹槽5，由于各顶柱的直径大于插件内环凹槽5的深度，从而各顶柱的一半位于插件内环凹槽5内，另一半位于套件外环凹槽9内，能够将杆套件2与杆插件3牢固地轴向锁定在一起。
71.关于杆套件2与杆插件3的转动锁定关系，在本实施中采用如图19所示的配合关系。具体是在杆插件3的插件挡台7的边缘，沿圆周方向均布有一系列穿孔，在杆套件2的上端设置有套件挡台25，且在该套件挡台25的边缘沿圆周方向均布有一系列定位穿孔20。
72.在位于挡台7的上侧，还有套装在杆插件3的穿杆座21，在穿杆座21的下侧面边缘，沿圆周分布固定有一系列穿杆22，各穿杆22分别于相应定位穿孔对应。将各穿杆22依次贯穿插件挡台7的穿孔和套件挡台25的穿孔，使得杆套件2与杆插件3锁定在一起不能转动，实现转动自由度的锁定。
73.进一步又在穿杆座21的外侧设置顶压部件，例如可以通过在杆插件3外侧增设卡簧或者锁母对穿杆座21进行固定。本实施例采用如图16所示的方式，在杆套件2上设置螺纹段23，并套装有压紧螺母24，通过压紧螺母24对穿杆座21进行压紧固定。
74.基于上述方案，本实施例在应用时，将杆插件3向下插入杆套件2后，还需要转动一个小的角度（小于半周），然后带动弹性支撑组件，将杆套件2与杆插件3的轴向自由度锁定，再通过向下平移穿杆座21，利用更多个穿杆将杆套件2与杆插件3的转动自由度锁定。本实施例相对于现有螺纹对接的钻杆方式，具有安装简单方便的特点。虽然需要通过穿杆座下移和锁母顶压的方式，但这些操作不需要消耗较大的人力，后续步骤可由单人配合操作。
75.本实施例与实施例1相比，不需要借助于启动工具。
76.实施例6：在实施例5基础上，由于实施例5通过多根穿杆22承载上下钻杆的扭力。考虑到配合密切度和强度问题，本实施例采用如图20-图22所示的结构方式，提高上下钻杆的连接强度。
77.图中可以看出，杆套件2的内壁有套件凸凹嵌槽10，杆插件3的外壁上有插件环嵌槽29，而且，套件凸凹嵌槽10的每个凹槽分别于插件环嵌槽29的每个凹槽位置对应，且槽口宽度一致。与实施例1相比，实施例1是将杆套件2与杆插件3之间凸凹匹配套装在一起，而本实施例将凹槽位置对应相互套装在一起。
78.杆插件3的上端不设置挡台，但在杆套件2的内腔底部设置内环台，当杆套件2与杆插件3相互套装后，杆插件3的底部支撑在杆套件2的内环台上如图21所示。
79.将嵌杆固定环30套装于杆插件3外侧，该嵌杆固定环30的底部的圆周边缘沿径向固定有一系列矩形的嵌杆31，各嵌杆31的内侧一半套装于插件环嵌槽29的各凹槽内，各嵌杆31的外侧一半套装于套件凸凹嵌槽10的各凹槽内，从而通过各嵌杆31，将杆套件2与杆插件3锁定在一起不能转动。
80.为防止嵌杆固定环30脱落，可以采用如实施例5所示的锁定方式，例如可以通过卡簧或者锁母进行固定。本实施例采用如图22所示的方式，在杆套件3上设置螺纹段23，并套装有压紧螺母24，通过压紧螺母24对嵌杆固定环30进行压紧固定。
81.实施例7：在实施例1基础上，采用一种如图23和图24所示的启动工具。图中可以看出，该启动工具包括固定架38、u型杆件和电磁支架组件等。其中，固定架38包括顶板和周边支撑腿，该顶板为u型结构，固定架38支撑在钻探杆的外围底面。
82.在固定架38的两侧对称设置有横轨道39，每个横轨道39内匹配套装有横滑块40，每个横滑块40的内端分别固定有弧形电磁支架41，弧形的电磁体34匹配套固于相应的弧形电磁支架41的凹弧面。
83.所述的u型杆件包括中部的横杆44和两侧的斜向滑杆43。
84.在每个横滑块40的上侧分别沿倾斜连接有斜向导套42，每个斜向导套42内侧匹配套装有对应的斜向滑杆43。
85.在所述固定架38的顶板中部设置有纵轨道45，在纵轨道45内匹配套装有纵滑块46，所述的横杆与纵滑块46固定在一起，从而横杆能够随纵滑块46一起沿纵向平移。
86.基于上述结构，当横杆44沿纵向平移时，能够带动两侧的斜向滑杆43沿纵向平移，从而驱动两侧的斜向导套42向内或向外移动。
87.同时在横杆的外侧与所述顶板之间，连接有拉簧49，使得横杆在自然状态下，处于顶板的外侧边缘。即自然状态下，两侧的弧形电磁支架41处于展开状态。
88.在横杆的内侧中部设置有凸块47，同时在顶板的内侧壁上固定有压触开关一48，用手驱动横杆沿纵向向内移动时，当横杆的凸块47顶触所述的压触开关一48时，如图24所示，此时两侧的电磁体34同时接通电源，产生吸合力，使得两侧的电磁体环抱于钻探杆的接头区域。在安装完成后，手动触压另一个压触开关二50，使得两侧电磁体同时断开电源，此时在拉簧作用下，横杆和两侧斜向滑杆都向后退缩，使得两侧的弧形电磁支架41处于展开状态。
89.本实施例只需要通过按压横杆向前移动，即可实现对两侧电磁体的同时环抱过程
和通电过程，通过按压压触开关二，即可接触环抱过程，操作简单方便。固定架能够保持各组件始终处于钻探杆的周边区域，随时配合装配和卸载多个钻探杆。
90.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。不排除在实施例2或实施例3基础上，针对能够滑动的顶柱，在其两端的带体上固定有如图9所示的限位销15，使得部分或全部顶柱能够被约束于相邻两个限位销15之间范围内滑动。