[發明專利]一種嵌入式正反轉鉆桿

在審

• 申請號: 202110983868.8
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113482547A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 潘小葉;李彥明;王清峰;徐樹斌;孫利海;郭昆明;杜坤;李稱心
• 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;E21B17/046;E21B17/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明屬于礦用鉆具技術領域。涉及一種嵌入式正反轉鉆桿，包括若干個串接的鉆桿單元，所述鉆桿單元包括管體、連接于管體兩端的公接頭和母接頭，所述管體內軸向滑動設有卡鎖機構，所述卡鎖機構上連接有用于使卡鎖機構向所述母接頭側滑動復位的彈性件；鉆桿單元串接時，后鉆桿單元的公接頭與中間鉆桿單元的卡鎖機構接觸，推動中間鉆桿單元的卡鎖機構向前鉆桿單元方向滑動，并部分伸至前鉆桿單元的母接頭內，使中間鉆桿單元的公接頭與前鉆桿單元的母接頭周向鎖定。本發明通過在現有普通單向螺紋鉆桿內部增設卡鎖機構，利用鉆桿連接的自身功能實現鉆桿間鎖定和解鎖，實現鉆機對正反轉鉆桿的自動裝卸，為實現全程無人化鉆孔施工提供技術支撐。

技術領域

本發明屬于礦用鉆具技術領域，涉及一種嵌入式正反轉鉆桿。

背景技術

目前，在煤礦或其它礦業井下鉆孔作業中所使用的鉆桿普遍為圓錐螺紋連接，單向傳遞扭矩載荷。而鉆孔施工過程中，正常鉆進時常需要正反轉沖擊切削解決鉆進緩慢的問題，以及出現塌孔抱鉆現象時需要頻繁正反轉進行緩沖松動解抱，而普通單向轉動的圓錐螺鉆桿反轉會出現鉆桿脫扣，無法實現正反轉切削。近年來，相繼出現了一些正反轉鉆桿，但多數正反轉鉆桿在上下鉆桿時存在傳遞反扭矩小，使用過程中經常出現卡鎖機構卡頓、變形等問題，穩定性差，同時無法滿足自動鉆機自動裝卸鉆桿的要求。無法向自動鉆機提供可靠性高的正反轉鉆桿。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于解決現有正反轉鉆桿在打鉆時存在傳遞反轉扭矩小，且卡鎖機構在使用過程中容易卡頓變形等導致穩定性差和可靠性不高的問題，提出一種可實現全機器自動裝卸的嵌入式正反轉鉆桿。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種嵌入式正反轉鉆桿，包括若干個串接的鉆桿單元，所述鉆桿單元包括管體、連接于管體兩端的公接頭和用于與公接頭螺紋連接的母接頭，所述管體內軸向滑動設有卡鎖機構，所述卡鎖機構上連接有用于使卡鎖機構向所述母接頭側滑動復位的彈性件；鉆桿單元串接時，后鉆桿單元的公接頭與中間鉆桿單元的卡鎖機構接觸，推動中間鉆桿單元的卡鎖機構向前鉆桿單元方向滑動，并部分伸至前鉆桿單元的母接頭內，使中間鉆桿單元的公接頭與前鉆桿單元的母接頭周向鎖定。

進一步，所述公接頭上設有限位槽，所述母接頭上設有內花鍵；所述卡鎖機構包括嵌入芯軸、頂桿，所述頂桿與母接頭滑動連接；所述嵌入芯軸的一端設有與所述內花鍵相匹配的外花鍵，另一端與頂桿連接；所述嵌入芯軸上還設有中間鍵，所述中間鍵位于所述限位槽內。嵌入芯軸通過中間鍵與限位槽配合，實現與公接頭周向卡鎖，再通過花鍵配合與母接頭進行周向卡鎖，從而實現正反轉扭矩的傳遞。

進一步，所述母接頭上還固定設有支撐環；所述支撐環套設于所述嵌入芯軸上，并與嵌入芯軸滑動配合；所述嵌入芯軸上還設有限位臺階面，所述嵌入芯軸復位時，限位臺階面與支撐環接觸，對嵌入芯軸進行移動限位。嵌入芯軸在彈性件作用下復位移動，限位臺階面與支撐環接觸，從而限制了嵌入芯軸的軸向位移，使嵌入芯軸軸向初始位置保持不變。

進一步，所述限位槽的寬度大于中間鍵的寬度。

進一步，所述限位槽的一側設有復位鍵，所述嵌入芯軸復位時，中間鍵的一側與復位鍵接觸，使嵌入芯軸復位至遠離復位鍵的一側。

進一步，所述復位鍵與嵌入芯軸接觸的一端與所述中間鍵遠離所述公接頭的一端均設有導向面。

嵌入芯軸復位時通過導向面進行位置導向，使嵌入芯軸的周向初始位置保持不變。

進一步，所述限位槽的一側設有復位鍵槽，所述復位鍵固定設于所述復位鍵槽內。

進一步，所述外花鍵遠離所述公接頭的一端與所述內花鍵遠離所述嵌入芯軸的一端也均設有導向面。通過設置導向面，在外花鍵插入內花鍵時，對外花鍵進行導向，當外花鍵與內花鍵未完全正對時，通過導向面的導向作用，使嵌入芯軸在限位槽內作一定角度旋轉，使其外花鍵與內花鍵對正。