[其他]沖擊式鉆機零件

無效

• 申請號: 86100022
• 申請日: 1986-01-04
• 公開（公告）號: CN86100022A
• 公開（公告）日: 1986-12-03
• 發明（設計）人: 克吉爾·奧夫·蘭納通·詹森;拉斯·埃納·利扎布拉德;伯恩特·索倫·利扎克維斯特
• 申請（專利權）人: 桑特拉德有限公司
• 主分類號: E21B1/00
• 分類號: E21B1/00;E21B10/44;E21B17/22
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王彥斌,石小梅

本發明介紹一種沖擊式鉆機的零件，例如鉆桿、連接套管或者鉆頭，所述鉆機零件具有圓柱形的內螺紋或外螺紋，其所具有的螺紋外徑小于30毫米，小于25毫米則更好，并且是單頭螺紋。該鉆機零件是預計要連接到沖擊式鉆具組所包括的其它零件上使用的。

本發明主要涉及的是帶圓螺紋類型的鉆機零件。這些螺紋的頂部和底部都有自己固定的曲率半徑。為避免螺紋面跟鉆機零件的縱軸幾乎平行的螺紋部分被楔住，外螺紋頂部和內螺紋底部的曲率半徑，分別要比外螺紋底部和內螺紋頂部的曲率半徑稍大一些。然而，一般說來，本發明適用于帶單頭圓柱形螺紋的鉆機零件。

根據現有技術，已經證明，較大直徑的圓螺紋，用于低到中高功率的鉆巖機時，具有較好的功能。螺紋的牙型在這種情況下保持不變，而與螺紋的直徑無關。可是，已經證明對于比較小的螺紋直徑來說，主要是22毫米和25毫米的公稱直徑，圓螺紋被證明是螺紋壽命和旋出（unscrew）特性都不是令人滿意的。假如鉆巖設備是用在低工作壓力的狀況下，即工作壓力小于正常工作壓力7巴時，這種消極特性就突出起來。造成螺紋迅速磨損的主要原因是螺紋過份容易旋出，以致在鉆巖時每隔一定時間就要被震松。于是就引起螺紋肩部形成所謂“點腐蝕”（Pittings）。

本發明的目的在于提供一種鉆機零件，對于比較小的螺紋直徑來說，它比標準型圓螺紋具有更長的壽命以及改進了的旋出特性。

本發明的另外一個目的是，提供一種還能夠在低工作壓力狀況下具有長壽命以及良好的旋出特性的鉆機零件。

本發明所有這些以及其它一些目的，是通過具有所附權利要求中闡明的那些特征的鉆機零件來達到的。

在附圖中，圖1表示沖擊式鉆具中的連接情況。這里的連接是由兩個鉆桿端部及一個連接套管構成的，所有這些鉆機零件都帶有本發明提供的螺紋。

圖2表示帶有本發明提供的螺紋的鉆桿的一端。

圖3表示圖1所示連接部分的局部放大。

圖4表示圖3所示的放大零件之一。

直徑處在22毫米至51毫米范圍內的標準型圓螺紋，它們都有相同的螺紋牙型。此螺紋牙型的螺距是12.7毫米;螺紋深度是1.6毫米;螺旋角在11.3°左右;螺紋肩角大約為21°;螺紋頂部及底部的曲率半徑分別是6.0毫米及5.5毫米。如上所述，在螺紋直徑比較小的情況下，特別是當工作壓力低時，這種標準螺紋被證明具有無法令人滿意的壽命及旋出特性。

對于旋出螺紋時的旋轉力矩來說，以下的公式是成立的：

（1）M＝F· (Dm)/2 (μ-cosβ·tgα)/(cosβ+μ·tgα) +F·μ·r_m

其中，M-旋出螺旋的旋轉力矩;

F-作用力;

Dm-螺紋的有效直徑或平均直徑;

β-如圖4中所定義的螺紋肩角;

α-螺旋角

μ-摩擦系數;

r_m-端面的平均半徑。

螺紋的肩角β，是由以下兩個公式計算的：

（2）cos(β- r )=r + R(S2 )2 +(R+r-h)2;]]>

（3）tgr＝ (r+R-h)/(S/2)

其中，r-螺紋底部的曲率半徑;

R-螺紋頂部的曲率半徑;

S-螺距;

h-螺紋的牙型高度或深度。

螺紋的平均直徑Dm是由下述公式進行計算的：

（4）Dm＝Dy-h±（R-r）〔 1/(cos（90°-β）) -1〕

其中Dy為螺紋的外徑;正號所涉及的是外螺紋，負號所涉及的是內螺紋。

螺旋角α是由下述公式進行計算的：

（5）tgα＝ (S)/(Dm·π)