[發(fā)明專利]自鎖式可正反轉(zhuǎn)鉆桿

有效

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• 申請日: 2020-10-18
• 公開（公告）號: CN112576203B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛德忠;萬軍;陳航;唐敏;呂晉軍;王清峰;劉小華;張始齋;馬振綱;蒲劍;雷萬年;萬園;周富佳;王興;龍威;張世濤;秦怡;陳魚
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21B17/043
• 分類號: E21B17/043
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

本發(fā)明公開了一種自鎖式可正反轉(zhuǎn)鉆桿，包括桿體、公接頭、母接頭、芯軸和滑動(dòng)套，所述芯軸內(nèi)套于桿體內(nèi)并具有軸向向后滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，所述滑動(dòng)套軸向密封滑動(dòng)外套于公接頭上并與公接頭傳動(dòng)配合，所述滑動(dòng)套前端與母接頭后端具有嚙合齒，后鉆桿公接頭與中間鉆桿母接頭螺紋連接時(shí)，所述后鉆桿公接頭軸向推動(dòng)中間鉆桿內(nèi)的芯軸連同滑動(dòng)套軸向向前滑動(dòng)，使得中間鉆桿的滑動(dòng)套與前鉆桿母接頭的嚙合齒嚙合；本發(fā)明通過相鄰鉆桿之間的配合關(guān)系即可實(shí)現(xiàn)上鉆自動(dòng)鎖定下鉆自動(dòng)解鎖，可實(shí)現(xiàn)正反交替旋轉(zhuǎn)和往復(fù)掃孔以增強(qiáng)排渣和解卡卸壓，從而避免卡鉆、抱鉆的發(fā)生；少了人工輔助拆卸裝配的環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)裝拆鉆桿，可大大提高鉆機(jī)的自動(dòng)化施工效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自鎖式可正反轉(zhuǎn)鉆桿。

背景技術(shù)

瓦斯災(zāi)害是影響煤礦安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一，當(dāng)前治理瓦斯災(zāi)害的主要技術(shù)手段是使用鉆機(jī)施工瓦斯抽放鉆孔。鉆桿作為鉆機(jī)的配套工具，是直接關(guān)系成孔質(zhì)量、施工效率以及抽放效果的重要因素。

在目前的抽放孔鉆孔作業(yè)中，前、后兩根鉆桿之間普遍采用圓錐螺紋連接。因而，在鉆孔施工過程中，鉆桿只能正向旋轉(zhuǎn)。受復(fù)雜地質(zhì)條件影響，若發(fā)生垮孔、排渣不暢等情況，極易發(fā)生卡鉆、抱鉆等事故。此時(shí)，若試圖通過鉆桿正反轉(zhuǎn)交替緩解卡鉆、抱鉆，則會(huì)發(fā)生鉆桿脫扣，導(dǎo)致丟鉆。另一方面，在松軟煤層鉆孔和沖擊地壓鉆孔施工過程中，也極易發(fā)生卡鉆等事故。從鉆探工藝角度出發(fā)，通過鉆桿正反交替旋轉(zhuǎn)和往復(fù)掃孔可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)排渣和解卡卸壓，從而避免卡鉆、抱鉆的發(fā)生。

為解決鉆桿反轉(zhuǎn)的問題，先后出現(xiàn)了形聯(lián)接和花鍵副聯(lián)接等兩大類結(jié)構(gòu)形式。形聯(lián)接大都采用“三棱”、“六方”等多面體柱形面結(jié)構(gòu)插裝對接，用以傳遞正、反雙向轉(zhuǎn)矩，同時(shí)結(jié)合銷釘定位，承擔(dān)鉆桿軸向載荷；花鍵副聯(lián)接采用內(nèi)、外花鍵配合，傳遞周向轉(zhuǎn)矩，軸向載荷依然采用銷釘連接定位。上述聯(lián)接方式雖然能實(shí)現(xiàn)鉆桿正、反雙向旋轉(zhuǎn)，但裝卸過程繁瑣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鉆桿對接時(shí)，需要人工安裝或拆卸銷釘，難以用自動(dòng)化方式實(shí)現(xiàn)裝卸，嚴(yán)重降低了鉆機(jī)的自動(dòng)化施工效率。

有鑒于上述技術(shù)問題，需要一種自鎖式可正反轉(zhuǎn)鉆桿，在可實(shí)現(xiàn)鉆桿正反轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，夠?qū)崿F(xiàn)鉆桿的自動(dòng)裝卸，提高鉆機(jī)的自動(dòng)化施工效率。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種自鎖式可正反轉(zhuǎn)鉆桿，在可實(shí)現(xiàn)鉆桿正反轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，夠?qū)崿F(xiàn)鉆桿的自動(dòng)裝卸，提高鉆機(jī)的自動(dòng)化施工效率。

本發(fā)明的自鎖式可正反轉(zhuǎn)鉆桿，包括桿體、連接于桿體兩端的公接頭和用于與公接頭螺紋連接的母接頭以及芯軸和滑動(dòng)套，所述桿體、公接頭和母接頭為中空結(jié)構(gòu)形成軸向相互貫通且與外界連通的流體通道，所述芯軸內(nèi)套于桿體內(nèi)并具有軸向向后滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，所述滑動(dòng)套軸向密封滑動(dòng)外套于公接頭上并與公接頭傳動(dòng)配合，所述芯軸與滑動(dòng)套以軸向聯(lián)動(dòng)的方式設(shè)置，所述滑動(dòng)套前端與母接頭后端具有相互配合用于周向鎖定的嚙合齒，后鉆桿公接頭與中間鉆桿母接頭螺紋連接時(shí)，所述后鉆桿公接頭軸向推動(dòng)中間鉆桿內(nèi)的芯軸連同滑動(dòng)套軸向向前滑動(dòng)，使得中間鉆桿的滑動(dòng)套與前鉆桿母接頭的嚙合齒嚙合。

進(jìn)一步，所述公接頭上開設(shè)有徑向貫通的一對聯(lián)動(dòng)孔，該對聯(lián)動(dòng)孔內(nèi)徑向貫穿有聯(lián)動(dòng)塊，所述聯(lián)動(dòng)塊與芯軸以及滑動(dòng)套連接，所述聯(lián)動(dòng)塊以可軸向滑動(dòng)的方式設(shè)置于聯(lián)動(dòng)孔內(nèi)。

進(jìn)一步，所述母接頭和公接頭內(nèi)具有與芯軸外圓適配的導(dǎo)向孔。

進(jìn)一步，所述母接頭內(nèi)設(shè)置有彈性件，所述彈性件具有使芯軸軸向向后滑動(dòng)的彈性力。

進(jìn)一步，所述母接頭內(nèi)徑向向內(nèi)凸出形成階梯狀的導(dǎo)向孔，所述芯軸后端呈前小后大的階梯軸，所述彈性件套于芯軸后端的小徑段，所述彈性件前端抵在導(dǎo)向孔軸肩處、后端抵在階梯軸軸肩處。

進(jìn)一步，所述滑動(dòng)套與公接頭通過花鍵傳動(dòng)配合。

進(jìn)一步，所述芯軸上開設(shè)有使導(dǎo)向孔軸向兩側(cè)腔體貫通的導(dǎo)流孔。

進(jìn)一步，所述聯(lián)動(dòng)塊和滑動(dòng)套通過銷釘形成軸向聯(lián)動(dòng)配合。