[發(fā)明專利]棘輪自鎖式可正反轉(zhuǎn)鉆桿

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011116237.8
• 申請日: 2020-10-18
• 公開（公告）號: CN112343521B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 辛德忠;馬振綱;萬軍;唐敏;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
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21B17/05
• 分類號: E21B17/05;E21B17/042
• 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)明公開了一種棘輪自鎖式可正反轉(zhuǎn)鉆桿，包括桿體、連接于桿體兩端的公接頭和母接頭以及芯軸和滑動套，所述芯軸內(nèi)套于桿體內(nèi)并具有軸向向前滑動的驅(qū)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(nèi)芯軸被驅(qū)動力驅(qū)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，所述前鉆桿芯軸可被驅(qū)動軸向向后滑動并推動后鉆桿芯軸向后滑動，使得后鉆桿與前鉆桿解鎖；本發(fā)明通過相鄰鉆桿之間的配合關(guān)系即可實現(xiàn)上鉆自動鎖定，少了人工輔助上鉆裝配的環(huán)節(jié)，提高鉆機的自動化施工效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山機械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種棘輪自鎖式可正反轉(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)手段是使用鉆機施工瓦斯抽放鉆孔。鉆桿作為鉆機的配套工具，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，若試圖通過鉆桿正反轉(zhuǎn)交替緩解卡鉆、抱鉆，則會發(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)掃孔可以實現(xiàn)增強排渣和解卡卸壓，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，需要人工安裝或拆卸銷釘，難以用自動化方式實現(xiàn)上鉆，嚴重降低了鉆機的自動化施工效率。

有鑒于上述技術(shù)問題，需要一種棘輪自鎖式可正反轉(zhuǎn)鉆桿，在可實現(xiàn)鉆桿正反轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，夠?qū)崿F(xiàn)鉆桿的自動上鉆，提高鉆機的自動化施工效率。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種棘輪自鎖式可正反轉(zhuǎn)鉆桿，在可實現(xiàn)鉆桿正反轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，夠?qū)崿F(xiàn)鉆桿的自動上鉆，提高鉆機的自動化施工效率。

本發(fā)明的棘輪自鎖式可正反轉(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)并具有軸向向前滑動的驅(qū)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(lián)動的方式設(shè)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(nèi)芯軸被驅(qū)動力驅(qū)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，所述前鉆桿芯軸可被驅(qū)動軸向向后滑動并使其后端伸至后鉆桿內(nèi)并推動后鉆桿芯軸向后滑動，使得后鉆桿的滑動套與前鉆桿母接頭的棘輪式嚙合齒分離。

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

進一步，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前滑動的彈性力。

進一步，所述母接頭內(nèi)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(nèi)套于軸套內(nèi)，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。