冲击式钻机零件制造技术

本发明专利技术介绍一种冲击式钻机的零件（１０，１１，１２），所述钻机零件带有圆柱形的螺纹（１３，１４，１５），并且是单头螺纹．这种打算为３０毫米以下螺纹直径用的圆柱形螺纹，其所具有的螺距（Ｓ）都小于１２毫米；螺纹肩角（β）小于６９°；螺旋角（α）小于１１°．但大于５，６°．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术介绍一种冲击式钻机的零件，例如钻杆、连接套管或者钻头，所述钻机零件具有圆柱形的内螺纹或外螺纹，其所具有的螺纹外径小于30毫米，小于25毫米则更好，并且是单头螺纹。该钻机零件是预计要连接到冲击式钻具组所包括的其它零件上使用的。本专利技术主要涉及的是带圆螺纹类型的钻机零件。这些螺纹的顶部和底部都有自己固定的曲率半径。为避免螺纹面跟钻机零件的纵轴几乎平行的螺纹部分被楔住，外螺纹顶部和内螺纹底部的曲率半径，分别要比外螺纹底部和内螺纹顶部的曲率半径稍大一些。然而，一般说来，本专利技术适用于带单头圆柱形螺纹的钻机零件。根据现有技术，已经证明，较大直径的圆螺纹，用于低到中高功率的钻岩机时，具有较好的功能。螺纹的牙型在这种情况下保持不变，而与螺纹的直径无关。可是，已经证明对于比较小的螺纹直径来说，主要是22毫米和25毫米的公称直径，圆螺纹被证明是螺纹寿命和旋出(unscrew)特性都不是令人满意的。假如钻岩设备是用在低工作压力的状况下，即工作压力小于正常工作压力7巴时，这种消极特性就突出起来。造成螺纹迅速磨损的主要原因是螺纹过份容易旋出，以致在钻岩时每隔一定时间就要被震松。于是就引起螺纹肩部形成所谓“点腐蚀”(Pittings)。本专利技术的目的在于提供一种钻机零件，对于比较小的螺纹直径来说，它比标准型圆螺纹具有更长的寿命以及改进了的旋出特性。本专利技术的另外一个目的是，提供一种还能够在低工作压力状况下具有长寿命以及良好的旋出特性的钻机零件。本专利技术所有这些以及其它一些目的，是通过具有所附

【技术保护点】
一种冲击式钻机的零件，例如钻杆（１０；１１）、连接套管（１２）或者钻头，所述钻机零件（１０；１１；１２）具有圆柱形的内螺纹（１５）或外螺纹（１３；１４），其所具有的螺纹外径小于３０毫米，小于２５毫米则更好，并且是单头螺纹；这些钻机零件（１０；１１；１２）是预计要连接到冲击式钻具组所包括的其它零件上使用的，其特征在于：圆柱形的螺纹螺距（Ｓ），小于１２毫米；该螺纹的螺纹肩角（β），小于６９°；而且螺纹的螺旋角（α）小于１１°，但大于５．６°。

【技术特征摘要】
SE 1985-1-7 8500049-5中阐明的那些特征的钻机零件来达到的。在附图中，图1表示冲击式钻具中的连接情况。这里的连接是由两个钻杆端部及一个连接套管构成的，所有这些钻机零件都带有本发明提供的螺纹。图2表示带有本发明提供的螺纹的钻杆的一端。图3表示图1所示连接部分的局部放大。图4表示图3所示的放大零件之一。直径处在22毫米至51毫米范围内的标准型圆螺纹，它们都有相同的螺纹牙型。此螺纹牙型的螺距是12.7毫米;螺纹深度是1.6毫米;螺旋角在11.3°左右;螺纹肩角大约为21°;螺纹顶部及底部的曲率半径分别是6.0毫米及5.5毫米。如上所述，在螺纹直径比较小的情况下，特别是当工作压力低时，这种标准螺纹被证明具有无法令人满意的寿命及旋出特性。对于旋出螺纹时的旋转力矩来说，以下的公式是成立的(1)M＝F· (Dm)/2 (μ-cosβ·tgα)/(cosβ+μ·tgα) +F·μ·rm其中，M-旋出螺旋的旋转力矩;F-作用力;Dm-螺纹的有效直径或平均直径;β-如图4中所定义的螺纹肩角;α-螺旋角μ-摩擦系数;rm-端面的平均半径。螺纹的肩角β，是由以下两个公式计算的(2)cos(β- r )=r + R(S2)2+(R+r-h)2;]]>(3)tgr＝ (r+R-h)/(S/2)其中，r-螺纹底部的曲率半径;R-螺纹顶部的曲率半径;S-螺距;h-螺纹的牙型高度或深度。螺纹的平均直径Dm是由下述公式进行计算的(4)Dm＝Dy-h±(R-r)〔 1/(cos(90°-β)) -1〕其中Dy为螺纹的外径;正号所涉及的是外螺纹，负号所涉及的是内螺纹。螺旋角α是由下述公式进行计算的(5)tgα＝ (S)/(Dm·π)从公式(1)可以看出，旋出螺纹的旋转力矩，是螺旋角α和螺纹肩角β的函数。于是就可以说明，较小的螺角α和螺纹肩角β，要使螺纹旋出那是比较困难的。因而，假如螺旋角α被减小以致达到较为紧固的螺纹连接时，螺纹肩角β就要保持不变，而且一定不能再增大。在图1所揭示的连接中，两个冲击式钻杆(10和11)是靠连接套管(12)连接在一起的。钻杆(10和11)上都显露出圆柱形的外螺纹(13和14)。如从图4中看到的那样，螺纹肩角β，被定义为螺纹肩部对与钻机零件纵轴(17)垂直的平面的倾角。从图4中还可以知道，螺距S以及螺纹的牙型高度或深度是怎样确定的。根据本发明，意外地证明，如将标准型圆螺纹的螺旋角(α)减小，即令α＜11°，而与此同时将标准型圆螺纹的螺纹肩角(β)增大，即令β＞21°，那么比较小的螺纹直径的螺纹连接，却能够达到具有很长的寿命以及优良的旋出特性，不论是在正常的工作压力状况下(即大约为7巴)还是在更低的工作压力状况下(小于7巴)。根据本发明的螺旋角(α)大于5.6°，而螺纹的螺距(S)小于12毫米。在这种情况下，所谓比较小的螺纹直径，是指外径小于30毫米，其中主要是22毫米和25毫米的公称螺纹直径。根据本发明的螺纹为单头的。作为最佳实施例，螺旋角(α)取在5.6°至7.6°的范围内;螺距(S)小于9毫米;螺纹顶部的曲率半径(R)小于6毫米，小于4毫米则更好;螺纹牙型的深度(h)小于1.6毫米，小于1.5毫米则更好。曲率半径(R)与螺纹牙型深度(h)之间的比例关系小于3.75，小于2.6则更好。...

【专利技术属性】
技术研发人员：克吉尔奥夫兰纳通詹森，拉斯埃纳利扎布拉德，伯恩特索伦利扎克维斯特，
申请(专利权)人：桑特拉德有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]