[發明專利]棘輪式可正反轉鉆桿

有效

• 申請號: 202011114203.5
• 申請日: 2020-10-18
• 公開（公告）號: CN112576204B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 辛德忠;唐敏;萬軍;馬振綱;呂晉軍;陳航;王清峰;劉小華;張始齋;蒲劍;雷萬年;萬園;周富佳;王興;龍威;張世濤;陳魚
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團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權代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

本發明公開了一種棘輪式可正反轉鉆桿，包括桿體、連接于桿體兩端的公接頭和母接頭以及芯軸和滑動套，所述芯軸內套于桿體內并具有軸向向前滑動的驅動力，所述滑動套軸向滑動外套于公接頭上并與公接頭傳動配合，所述滑動套前端與母接頭后端具有棘輪式嚙合齒，后鉆桿公接頭與前鉆桿母接頭螺紋連接時，所述后鉆桿內芯軸被驅動力驅動連同滑動套軸向向前滑動，使得后鉆桿的滑動套與前鉆桿母接頭的棘輪式嚙合齒嚙合并單向鎖止；本發明通過相鄰鉆桿之間的配合關系即可實現上鉆自動鎖定，可實現正反交替旋轉和往復掃孔以增強排渣和解卡卸壓，從而避免卡鉆、抱鉆的發生；少了人工輔助上鉆裝配的環節，實現機械自動裝鉆桿，可大大提高鉆機的自動化施工效率。

技術領域

本發明涉及礦山機械技術領域，特別涉及一種棘輪式可正反轉鉆桿。

背景技術

瓦斯災害是影響煤礦安全生產的主要災害之一，當前治理瓦斯災害的主要技術手段是使用鉆機施工瓦斯抽放鉆孔。鉆桿作為鉆機的配套工具，是直接關系成孔質量、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。受復雜地質條件影響，若發生垮孔、排渣不暢等情況，極易發生卡鉆、抱鉆等事故。此時，若試圖通過鉆桿正反轉交替緩解卡鉆、抱鉆，則會發生鉆桿脫扣，導致丟鉆。另一方面，在松軟煤層鉆孔和沖擊地壓鉆孔施工過程中，也極易發生卡鉆等事故。從鉆探工藝角度出發，通過鉆桿正反交替旋轉和往復掃孔可以實現增強排渣和解卡卸壓，從而避免卡鉆、抱鉆的發生。

為解決鉆桿反轉的問題，先后出現了形聯接和花鍵副聯接等兩大類結構形式。形聯接大都采用“三棱”、“六方”等多面體柱形面結構插裝對接，用以傳遞正、反雙向轉矩，同時結合銷釘定位，承擔鉆桿軸向載荷；花鍵副聯接采用內、外花鍵配合，傳遞周向轉矩，軸向載荷依然采用銷釘連接定位。上述聯接方式雖然能實現鉆桿正、反雙向旋轉，但裝卸過程繁瑣，結構復雜，鉆桿對接時，需要人工安裝或拆卸銷釘，難以用自動化方式實現上鉆，嚴重降低了鉆機的自動化施工效率。

有鑒于上述技術問題，需要一種棘輪式可正反轉鉆桿，在可實現鉆桿正反轉的基礎上，夠實現鉆桿的自動上鉆，提高鉆機的自動化施工效率。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種棘輪式可正反轉鉆桿，在可實現鉆桿正反轉的基礎上，夠實現鉆桿的自動上鉆，提高鉆機的自動化施工效率。

本發明的棘輪式可正反轉鉆桿，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套，所述桿體、公接頭和母接頭為中空結構形成軸向相互貫通且與外界連通的流體通道，所述芯軸內套于桿體內并具有軸向向前滑動的驅動力，所述滑動套軸向密封滑動外套于公接頭上并與公接頭傳動配合，所述芯軸與滑動套以軸向聯動的方式設置，所述滑動套前端與母接頭后端具有相互配合用于周向鎖定的棘輪式嚙合齒，后鉆桿公接頭與前鉆桿母接頭螺紋連接時，所述后鉆桿內芯軸被驅動力驅動連同滑動套軸向向前滑動，使得后鉆桿的滑動套與前鉆桿母接頭的棘輪式嚙合齒嚙合并單向鎖止。

進一步，所述公接頭上開設有徑向貫通的一對聯動孔，該對聯動孔內徑向貫穿有聯動塊，所述聯動塊與芯軸以及滑動套連接，所述聯動塊以可軸向滑動的方式設置于聯動孔內。

進一步，所述母接頭和公接頭內具有與芯軸外圓適配的導向孔。

進一步，所述母接頭內設置有彈性件，所述彈性件具有使芯軸軸向向前滑動的彈性力。

進一步，所述母接頭內螺紋連接有軸套，所述芯軸后端呈前大后小的階梯軸，芯軸后端的小徑段軸向滑動內套于軸套內，所述彈性件套于芯軸后端的小徑段，所述彈性件前端抵在芯軸軸肩處、后端抵在軸套前端處。

進一步，所述滑動套與公接頭通過花鍵傳動配合。

進一步，所述芯軸上開設有使導向孔軸向兩側腔體貫通的導流孔。

進一步，所述聯動塊和滑動套通過銷釘形成軸向聯動配合。