[發(fā)明專利]用于煤礦井下鉆機(jī)的鉆桿正反轉(zhuǎn)連接裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210321375.9
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN103628826A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘鳴遠(yuǎn);王秀金;常平剛
• 申請（專利權(quán)）人: 鐘鳴遠(yuǎn);淮南市名翔機(jī)電設(shè)備有限公司
• 主分類號: E21B17/02
• 分類號: E21B17/02;F16B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于煤礦井下鉆機(jī)的鉆桿正反轉(zhuǎn)連接裝置，屬鉆機(jī)附件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，煤礦井下小型地質(zhì)鉆機(jī)所用的鉆桿，普遍采用陰、陽圓錐螺紋連接的方式，用螺紋的緊固力量來傳遞鉆進(jìn)扭矩并連接各節(jié)鉆桿。在煤層中鉆孔的鉆桿桿體外壁還通常設(shè)有正向螺旋導(dǎo)葉，正向旋進(jìn)向孔外排渣。由于螺紋的連接性質(zhì)所致，各節(jié)鉆桿連接只能單向旋緊，鉆機(jī)只能單向鉆進(jìn)。當(dāng)在夾矸煤層和較軟煤層中鉆孔時(shí)，會經(jīng)常出現(xiàn)碎矸石卡鉆頭或軟煤層塌孔抱卡鉆桿現(xiàn)象。一旦這種現(xiàn)象發(fā)生，便會將鉆頭或鉆桿卡死，不僅鉆孔無法繼續(xù)鉆進(jìn)，鉆桿也很難以鉆孔中抽出。若想讓鉆機(jī)反轉(zhuǎn)，使鉆桿和鉆頭能得到緩沖進(jìn)行處理，便會在鉆孔的內(nèi)部產(chǎn)生鉆桿陰、陽圓錐螺紋退扣而脫離連接的現(xiàn)象，致使上百米的鉆桿和鉆頭丟棄在煤層中，不僅使已鉆進(jìn)的鉆孔報(bào)廢，還損失了大量的鉆桿和鉆頭，少則幾萬元，多則數(shù)十萬元，從而既造成了工程損失和材料損失，又影響了工程的進(jìn)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠使鉆桿和鉆頭在鉆孔中既能正向鉆進(jìn)，又能反方向緩沖并具有足夠抗扭轉(zhuǎn)能力的用于煤礦井下鉆機(jī)的鉆桿正反轉(zhuǎn)連接裝置。

其技術(shù)方案是：一種用于煤礦井下鉆機(jī)的鉆桿正反轉(zhuǎn)連接裝置，其特征在于：由第一、第二外花鍵和內(nèi)花鍵套及彈簧圓柱銷組成。第一、第二外花鍵的外壁上均設(shè)有漸開線外花鍵，內(nèi)花鍵套的內(nèi)腔軸向通長加工有漸開線內(nèi)花鍵。第一、第二外花鍵的漸開線外花鍵部分，套裝在內(nèi)花鍵套的內(nèi)腔軸向通長加工有漸開線內(nèi)花鍵內(nèi)。第一外花鍵的一端連接鉆桿，另一端設(shè)有圓錐陽螺紋，與第二外花鍵一端內(nèi)腔開設(shè)的圓錐陰螺紋匹配連接；第一外花鍵的漸開線外花鍵上徑向設(shè)有花鍵軸向定位孔，與內(nèi)花鍵套上徑向開設(shè)的花鍵軸向定位孔相對應(yīng)，由彈簧圓柱銷連接固定；第二外花鍵的另一端與鉆頭桿連接。

其技術(shù)效果是：本發(fā)明在原有鉆桿采用圓錐陰、陽螺紋連接的的基礎(chǔ)上，又在鉆桿接頭部位的外壁增設(shè)了一套由第一、第二外花鍵和內(nèi)花鍵套構(gòu)成的漸開線花鍵聯(lián)接副。內(nèi)花鍵套內(nèi)的第二與第一外花鍵之間采取圓錐陰、陽螺紋連接，主要用來承擔(dān)鉆桿和鉆頭桿的軸向連接，內(nèi)花鍵套與第一外花鍵之間采取銷連接。正向鉆進(jìn)和反向緩沖的周向扭轉(zhuǎn)力矩主要由漸開線花鍵來承擔(dān)，從而實(shí)現(xiàn)了鉆桿接頭的周向和軸向雙重連接，使鉆桿具備了鉆孔時(shí)正向鉆進(jìn)，反向退桿緩沖或抽撤鉆桿的雙重功能，并使得鉆機(jī)鉆桿具有雙向傳遞扭矩的能力：當(dāng)在夾矸煤層或軟煤層中鉆孔施工，出現(xiàn)碎矸石卡鉆或軟煤層塌孔抱卡鉆桿現(xiàn)象時(shí)，可以通過反轉(zhuǎn)的方式在鉆桿螺旋導(dǎo)葉所產(chǎn)生的向孔外軸向推力和鉆機(jī)的外部拉力作用下，讓鉆頭脫離卡鉆碎矸或讓鉆桿在鉆孔中倒退一段距離，繼而再恢復(fù)正轉(zhuǎn)，運(yùn)用沖擊能量往復(fù)運(yùn)行，便會克服卡鉆和抱卡鉆桿現(xiàn)象，繼續(xù)進(jìn)行鉆孔施工；若要放棄原有鉆孔，重新選取孔位開鉆時(shí)，也可以通過反轉(zhuǎn)方式，在鉆桿外壁螺旋導(dǎo)葉反轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的向孔外軸向推力和鉆機(jī)的外部拉力作用下，安全地撤出鉆桿和鉆頭。這樣就可以在卡鉆不太嚴(yán)重時(shí)，安全方便地處理鉆孔故障，保證安全施工和工程進(jìn)度。當(dāng)卡鉆現(xiàn)象較嚴(yán)重或地質(zhì)條件較差時(shí)也可以方便合理地撤出鉆桿和鉆頭，避免大量工程的損失和材料的損失。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是第一外花鍵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2的A-A剖視圖；

圖4是第二外花鍵結(jié)構(gòu)示意圖

圖5是圖4的B-B剖視圖；

圖6是內(nèi)花鍵套結(jié)構(gòu)示意圖

圖7是圖6的C-C剖視圖；

圖8是帶正向螺旋導(dǎo)葉的內(nèi)花鍵套結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1～8所示，一種用于煤礦井下鉆機(jī)的鉆桿正反轉(zhuǎn)連接裝置，由第一、第二外花鍵和內(nèi)花鍵套及彈簧圓柱銷組成。第一、第二外花鍵1、2的外壁上均設(shè)有漸開線外花鍵11、21，內(nèi)花鍵套3的內(nèi)腔軸向通長加工有漸開線內(nèi)花鍵31。第一、第二外花鍵的漸開線外花鍵11、21部分，套裝在內(nèi)花鍵套3的內(nèi)腔軸向通長加工有漸開線內(nèi)花鍵31內(nèi)，第一外花鍵的一端連接鉆5桿，另一端設(shè)有圓錐陽螺紋12，與第二外花鍵2一端內(nèi)腔開設(shè)的圓錐陰螺紋22匹配連接。第一外花鍵的漸開線外花鍵11上徑向設(shè)有花鍵軸向定位孔13，與內(nèi)花鍵套3上徑向開設(shè)的花鍵軸向定位孔32相對應(yīng)，由彈簧圓柱銷4連接固定；第二外花鍵的另一端與鉆頭桿6連接。使鉆桿具備鉆孔時(shí)正向鉆進(jìn)，反向退桿緩沖或抽撤鉆桿的雙重功能，圓錐內(nèi)螺紋則主要用來承擔(dān)鉆桿的軸向連接。