[發明專利]一種串聯控制自動裝卸正反轉鉆桿

在審

• 申請號: 202011147026.0
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112145093A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 潘小葉;李彥明;王清峰;張俞;徐樹斌;郭昆明;趙志強;杜坤;李稱心;梅安平
• 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: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 陰知見

本發明屬于鉆具領域，涉及一種串聯控制自動裝卸正反轉鉆桿，包括順次連接的2個以上的鉆桿單元，鉆桿單元包括依次連接的母接頭、管體與公接頭，每個鉆桿單元內部還設置有閥芯卡鎖機構；相鄰兩個鉆桿單元的公接頭與母接頭連接，并通過擠壓閥芯卡鎖機構使相鄰兩個鉆桿單元軸向卡接固定。本發明是普通單向螺紋連接鉆桿內部增設簡易機構，鉆桿間先通過螺紋連接到位后，再通過簡易機構利用鉆桿間連接時的擠壓力實現鉆桿間鎖定或解鎖，實現鉆桿正反轉進行緩沖松動處理抱鉆事故同時，鉆機也可自動裝卸鉆桿，為真正實現現場全程無人化鉆孔施工提供技術支撐；脫離了人工輔助操作，減低了工人的勞動強度。

技術領域

本發明屬于鉆具領域，涉及一種串聯控制自動裝卸正反轉鉆桿。

背景技術

目前，在煤礦井下煤層鉆孔作業中所使用的鉆桿普遍為圓錐螺紋連接，只能單向轉動。鉆孔施工工程中出現塌孔抱鉆現象時，需要頻繁正反轉進行緩沖松動解抱，而普通單向轉動的鉆桿反轉會出現鉆桿脫扣，發生掉鉆事故。近年來，相繼開發了一些可正反轉運行的鉆桿解決鉆孔施工問題，主要為以下幾種類型：一類是采用三棱、六方等多面體形式的柱與孔進行插接對接，以傳遞正反轉扭矩，用鍵銷或螺釘進行軸向定位連接，以傳遞軸向載荷；另一類采用花鍵套聯接；還有一些其它形式的正反扣螺紋組合聯接及內部用花鍵承插聯接。上述正反轉鉆桿，要么聯接接頭強度差，要么不穩定，且都需要人工現場輔助裝卸鉆桿，還不能實現機器自動裝卸，使遠控鉆機及智能鉆機不具有采用正反轉處理卡埋鉆事故及其他問題的功能。

鑒于遠控鉆機及智能鉆機處理卡抱鉆事故時，同樣需要頻繁正反轉進行緩沖松動解抱，因此，其配套鉆桿應具有正反轉功能，且鉆機可以對鉆桿進行自動裝卸。本發明通過對現有普通單向螺紋鉆桿接頭內部增設簡易機構，利用閥芯卡鎖機構實現鉆桿間鎖定和解鎖，實現鉆桿正反轉進行緩沖松動處理抱鉆事故同時，鉆機也可自動裝卸鉆桿，為真正實現現場全程無人化鉆孔施工提供技術支撐。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種串聯控制自動裝卸正反轉鉆桿，實現鉆桿鉆進時卡鎖和裝卸時解鎖，實現全鉆機裝卸可正反轉鉆桿，脫離了人工輔助作業，為遠控鉆進及智能鉆機鉆孔時事故處理提供裝備支撐。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種串聯控制自動裝卸正反轉鉆桿，包括順次連接的2個以上的鉆桿單元，鉆桿單元包括依次連接的母接頭、管體與公接頭，每個鉆桿單元內部還設置有閥芯卡鎖機構；

相鄰兩個鉆桿單元的公接頭與母接頭連接，并通過擠壓閥芯卡鎖機構使相鄰兩個鉆桿單元軸向卡接固定。

可選的，閥芯卡鎖機構包括順次連接的閥芯加長桿、閥芯以及卡銷，閥芯加長桿設置在母接頭端并貫穿管體與設置在公接頭端的閥芯螺紋連接。

可選的，閥芯按外徑設置為閥芯大徑段、閥芯小徑段及彈簧段，彈簧段與閥芯加長桿連接，閥芯小徑段與卡銷配合連接，該彈簧段上設置有彈簧。

可選的，公接頭內部在彈簧段的中間部位加工有用于彈簧壓縮距離控制的限位臺肩以及用于與該限位臺肩匹配的限位螺母；

閥芯的彈簧段兩側設置有限位塊，限位塊設置在限位臺肩與限位螺母之間，彈簧設置位置在限位塊與限位臺肩之間。

可選的，公接頭上開設有多個卡銷孔，卡銷孔上通過緊固件設置有卡銷擋環，卡銷設置有卡銷大徑段與卡銷小徑段，卡銷擋環的尺寸大于卡銷小徑段的尺寸并小于卡銷大徑段的尺寸。

可選的，卡銷大徑段設置在卡銷孔內，底部設置在閥芯小徑段的外表面上，閥芯大徑段與閥芯小徑段之間還設置有用于推動卡銷的斜坡。

可選的，母接頭內設置有用于卡接卡銷的環形溝槽，環形溝槽在遠離閥芯加長桿的一端在還設置有密封圈。

可選的，母接頭內設置有用于與公接頭螺接的螺紋孔，公接頭的長度長于母接頭的螺紋孔深度，確保公接頭上的卡銷能進入環形溝槽內。