[發明專利]一種鉆桿公接頭、自動插接式螺旋鉆桿及其施工方法

有效

• 申請號: 202010117284.8
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111119753B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 陳彥宇;董萌萌;牟培英;吳智峰;范運林;楊虎偉;李鵬;馬宇
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21B17/046
• 分類號: E21B17/046;E21B17/04
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷;趙中霞

本發明公開了一種鉆桿公接頭、自動插接式螺旋鉆桿及其施工方法，自動插接式螺旋鉆桿包括鉆桿公接頭，還包括鉆桿母接頭和桿體；鉆桿公接頭和鉆桿母接頭分別焊接在桿體兩端；鉆桿公接頭包括公接頭本體、兩個均貫穿公接頭本體側壁且相對的矩形銷、連接件以及位于公接頭本體內且與公接頭本體同軸的活塞桿；活塞桿軸向移動能帶動矩形銷沿公接頭本體徑向移動。鉆桿母接頭的內壁設有兩個相對的矩形槽，鉆桿公接頭能伸進前一根鉆桿的鉆桿母接頭內且矩形銷與矩形槽對應配合，實現兩個鉆桿的連接或拆卸。本發明能實現在碎軟煤層鉆孔施工過程中螺旋鉆桿的自動裝卸，能夠減輕勞動強度，確保人身安全，提高鉆孔施工效率。

技術領域

本發明涉及鉆探、鉆井機械技術領域，具體涉及一種鉆桿公接頭、自動插接式螺旋鉆桿及其施工方法。

背景技術

螺旋鉆桿具有鉆進速度快，鉆孔成型好，鉆進效率高等特點，其廣泛應用于碎軟煤層鉆孔施工中。目前螺旋鉆桿的連接方式主要通過插銷實現聯接，在施工過程中，兩根鉆桿連接或拆卸需要依靠人工來實現，勞動強度大且存在安全隱患。發明專利CN 104612598 A公布了一種自動插接式螺旋鉆桿，其借助外部裝置擠壓彈簧銷實現兩根鉆桿的拆卸。由于在鉆桿拆卸過程中需要人力，因此該螺旋鉆桿不便于在鉆孔施工中實現自動化鉆進。隨著煤礦高效開采、無人化或少人化步伐加快，急需研究一種自動插接式螺旋鉆桿在碎軟煤層鉆孔施工中實現自動化鉆進。

發明內容

針對現有技術中的缺陷和不足，本發明提供了一種鉆桿公接頭、自動插接式螺旋鉆桿及其施工方法，用于在碎軟煤層鉆孔施工中實現自動化鉆進。

為達到上述目的，本發明采取如下的技術方案：

一種鉆桿公接頭，包括公接頭本體、兩個均貫穿公接頭本體側壁且相對的矩形銷、連接件以及位于公接頭本體內且與公接頭本體同軸的活塞桿；

所述矩形銷能沿公接頭本體徑向移動，兩個矩形銷相對的端面均為內端面，兩個內端面相互平行且與活塞桿平行；每個矩形銷的內端面上均安裝有一個所述連接件；

所述連接件為角鋼形結構，包括相互垂直的固定板和連接板，固定板平行緊貼安裝在內端面上，兩個連接件的固定板平行相對且位于活塞桿兩側并與活塞桿平行；所述連接板上設有腰型孔，腰型孔與固定板存在夾角；

在活塞桿上設有垂直貫穿活塞桿的銷軸，銷軸垂直于兩個連接板并穿過兩個連接板上的腰型孔；所述活塞桿的軸向移動能帶動銷軸沿腰型孔移動進而通過斜面作用使連接件帶動矩形銷沿公接頭本體徑向移動。

本發明還包括如下技術特征：

具體的，所述公接頭本體一端為桿體連接端，另一端為母接頭連接端，公接頭本體的內壁為臺階狀筒形結構；

所述腰型孔的兩個半圓圓心中，靠近桿體連接端的半圓圓心到該腰型孔所在連接件的固定板的距離大于該腰型孔另一個半圓圓心到固定板的距離，以使活塞桿沿桿體連接端至母接頭連接端方向軸向移動時，連接件帶動矩形銷向公接頭本體內收縮。

具體的，所述活塞桿從左到右依次為安裝端、環形限位凸臺、活塞桿體以及連接端；

所述安裝端緊貼公接頭本體內壁布設，所述環形限位凸臺兩側分別為公接頭本體內壁環形臺階面和套在活塞桿體上的壓縮彈簧；所述壓縮彈簧兩端分別通過環形限位凸臺和套在活塞桿體外的螺紋擋環限位；所述螺紋擋環緊貼并固定在公接頭本體的內壁上；所述連接端上設置所述銷軸。

具體的，在所述公接頭本體內壁設有限位套筒，限位套筒位于所述環形限位凸臺與螺紋擋環之間，限位套筒與公接頭本體內壁環形臺階面對活塞桿進行軸向限位。

具體的，所述矩形銷能伸出公接頭本體外壁的長度不大于矩形銷能沿公接頭本體的徑向移動的距離，以通過活塞桿驅動矩形銷沿公接頭本體的徑向移動能將矩形銷收縮進公接頭本體內。

具體的，所述腰型孔的兩個半圓圓心連線與固定板夾角為45°。