[發明專利]高壓水密封雙動力螺旋鉆桿

有效

• 申請號: 201210298077.2
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102839927A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 夏彬偉;盧義玉;杜鵬;湯積仁;胡科;葛兆龍;劉承偉;趙彬欽
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E21B17/22
• 分類號: E21B17/22;E21B17/042
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明涉及一種應用在軟弱煤層中鉆孔作業和水力割縫的鉆桿，尤其是一種高壓水密封雙動力螺旋鉆桿。

背景技術

現有普通的螺旋鉆桿螺旋葉片厚而窄，雖然在鉆孔施工過程中具有良好的排渣效果，但螺旋鉆桿旋轉阻力大，容易發生鉆桿折斷的情況，只適用于比較簡單的地層，并且螺旋鉆桿擰卸比較麻煩，通常只能人工手動擰卸，難于采用快速擰卸裝置進行擰卸，從而使施工效率低、材料及人工投入大。

利用高壓水力割縫在低透氣性煤體中鉆深孔、割縫能夠增大煤層瓦斯涌出自由面，促使煤體大范圍快速卸壓，提高煤層透氣性。現有用于水力割縫的高壓水密封鉆桿為外平式，排渣方式為流體排渣。鉆桿在鉆進過程中，鉆頭在前方破煤打開通道，外平式鉆桿雖對煤渣沒有向外帶動作用，但是外平式鉆桿阻力小，對維護孔壁有很好的效果，排渣通道相對較大有利于煤渣排除，但以水為動力排渣的光面鉆桿在松軟煤層鉆進時，水使煤體產生軟化和膨脹，容易形成塌孔，流體排渣通道被塌孔聚集的煤渣封堵，流體排渣很快失效，繼續鉆進必然引起卡鉆夾鉆，旋轉退鉆時又容易引起鉆孔燃燒。可見單一動力排渣方式的高壓水密封鉆桿難以滿足松軟煤層高效深孔鉆進的要求。

發明內容

本發明目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種以流體動力排渣（風排或水排）為主、以鉆機旋轉動力為輔的雙動力螺旋鉆桿。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案為：

一種高壓水密封雙動力螺旋鉆桿，由公接頭、桿體、母接頭、螺旋葉片四部分依次連接組成，使用摩擦焊將其焊接成一體。

所述公接頭與下一鉆桿母接頭連接的連接端依次由直軸段和外錐螺紋連接組成，所述公接頭直軸段設置有一環形溝槽，溝槽內設置有O型密封圈。

所述鉆桿連接后公接頭直軸段軸面與下一鉆桿母接頭直軸孔段軸面適度擠壓O型密封圈形成徑向密封，公接頭的外錐螺紋和下一鉆桿母接頭的內錐螺紋旋緊連接。

所述公接頭和母接頭螺紋型式為正旋錐螺紋，錐度為1:8，螺距為5.08mm（每英寸5牙）；

所述螺旋葉片薄而寬，葉片厚度H在4mm到6.5mm之間，葉片寬度D在7mm到10mm之間，螺距S在80mm到90mm之間。

所述螺旋葉片截面形狀為由矩形倒直角而形成的五邊形，倒角長度在2mm到4mm之間。

所述螺旋葉片旋向為正螺旋。

本發明的有益效果是：

1．與一般的高壓水密封鉆桿相比，實現了雙動力排渣。

2．與一般的螺旋鉆桿相比，其螺旋葉片厚度較薄，一旦發生卡鉆，退鉆較容易。

3．與一般的螺旋鉆桿相比，其螺旋葉片寬度較寬，便于夾持器夾持，擰卸方便。

4．與一般的螺旋鉆桿相比，其螺旋葉片截面形狀為五邊形（矩形倒直角），在鉆孔時可實現對大顆粒煤渣的研磨作用。

5．與一般的僅靠錐螺紋密封的鉆桿相比，其承受水的壓力由原來的0.5~3MPa提高到現在的50MPa。

???因此，本發明的高壓水密封雙動力螺旋鉆桿設計合理、結構簡單、易于加工、成本低廉、安全可靠、排渣效果好、鉆孔深度深、作業效率高。

附圖說明

圖1為本發明鉆桿結構示意圖；

圖2為本發明公接頭軸向剖面圖；

圖3為本發明母接頭軸向剖面圖；

圖4為本發明螺旋葉片結構示意圖；

圖中：1.公接頭2.母接頭3.桿體4.螺旋葉片1-1.公接頭外錐螺紋1-2.公接頭直軸段1-3.公接頭環形溝槽2-1.母接頭內錐螺紋2-2.母接頭直孔段。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。