一种牙嵌止动型正反转钻杆制造技术

本实用新型专利技术涉及一种牙嵌止动型正反转钻杆，属于煤矿钻探技术领域，包括杆体，杆体的前端设有公接头，后端设有可与公接头螺纹连接的母接头，杆体、公接头和母接头均为中空结构以形成轴向相互贯通的中心孔，中心孔内设有与其滑动连接的传动杆，传动杆的前端与套设在公接头上的滑动套以轴向联动的方式连接，滑动套前端具有可与母接头后端相互配合用于周向锁定的多个牙嵌齿，包括一个长齿和若干短齿，长齿的啮合长度比短齿的啮合长度长h，h小于公接头与母接头配合的螺距p。本实用新型专利技术通过设置渐次啮合的长短齿，易于实现钻杆连接时啮合齿的准确啮合，解决了钻杆连接时啮合齿易错位的问题，提高了钻杆连接的可靠性。提高了钻杆连接的可靠性。提高了钻杆连接的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种牙嵌止动型正反转钻杆


[0001]本技术属于煤矿钻探
，涉及一种牙嵌止动型正反转钻杆。

技术介绍

[0002]在目前井下各类工程孔钻孔作业中，前、后两根钻杆之间普遍采用螺纹连接。钻孔施工过程中，钻杆只能正向旋转，反转则会松脱。钻孔过程中，极易发生卡钻、抱钻等事故，此时若试图通过钻杆正反转交替缓解卡钻、抱钻，则会发生钻杆脱扣，导致丢钻。从钻探工艺角度出发，通过钻杆正反交替旋转和往复扫孔可以实现增强排渣和解卡卸压，从而避免卡钻、抱钻的发生。
[0003]为解决钻杆反转的问题，先后出现了形联接和花键副联接等两大类结构形式。形联接大都采用“三棱”、“六方”等多面体柱形面结构插装对接，用以传递正、反双向转矩，同时结合销钉定位，承担钻杆轴向载荷；花键副联接采用内、外花键配合，传递周向转矩，轴向载荷依然采用销钉连接定位。上述联接方式虽然能实现钻杆正、反双向旋转，但装卸过程繁琐，需要人工安装或拆卸销钉，难以用自动化方式实现装卸，严重降低了钻机的自动化施工效率。
[0004]近年来，煤矿自动化钻机技术与装备日趋成熟，应用数量逐年增加，其自动化程度高、安全性好，已经成为煤矿钻机的发展趋势。在自动钻机施工过程中，若出现抱钻、卡钻等事故，自动钻机可通过智能防卡钻程序自动判别，并控制相关机构驱动钻杆正、反转，实现自动解卡。为此，需要研发一种可靠性高、具备自动上卸扣和正、反双向转动而不脱扣功能的钻杆。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种牙嵌止动型正反转钻杆，以提高钻杆连接的可靠性。
[0006]为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]一种牙嵌止动型正反转钻杆，包括杆体，杆体的前端设有公接头，后端设有可与公接头螺纹连接的母接头，杆体、公接头和母接头均为中空结构以形成轴向相互贯通的中心孔；中心孔内设有与其滑动连接的传动杆，传动杆的前端与套设在公接头上的滑动套以轴向联动的方式连接；滑动套前端具有可与母接头后端相互配合用于周向锁定的多个牙嵌齿，包括一个长齿和若干短齿，长齿的啮合长度比短齿的啮合长度长h，h小于公接头与母接头配合的螺距p；当滑动套位于设置在公接头上的轴向限位时，两相邻钻杆可旋紧且仅有一对长齿接触，接触长度为h1，0＜h1≤h；滑动套可沿公接头的轴向由轴向限位向公接头的前端移动以使相邻两钻杆牙嵌齿全齿啮合。
[0008]可选地，所述母接头的后端面沿轴向向前设有内牙嵌齿，内牙嵌齿包括第一长齿和若干短齿；所述滑动套的前端面沿轴向向后设有外牙嵌齿，外牙嵌齿包括第二长齿和若干短齿。
[0009]可选地，还包括可将传动杆锁定在全齿啮合和仅有长齿接触状态的锁紧机构.
[0010]可选地，所述锁紧机构为位于开设在母接头上的限位孔内的弹性伸缩机构，包括可伸入开设在传动杆后端的锁紧槽内的定位部，在锁紧机构与锁紧槽的位置对应时，锁紧机构的定位部能够伸入锁紧槽内以实现传动杆相对于母接头的轴向限位；锁紧槽包括沿传动杆轴向设置的前锁紧槽和后锁紧槽，当滑动套位于轴向限位的位置时锁紧机构与前锁紧槽的位置对应，当滑动套与公接头全齿啮合时锁紧机构与后锁紧槽的位置对应。
[0011]可选地，所述前锁紧槽和后锁紧槽均为绕传动杆一周的弧形截面槽。
[0012]可选地，所述锁紧机构包括卡块、弹性件和定位件，定位件滑动连接在限位孔靠近中心孔的一端，卡块固定在限位孔远离中心孔的一端，弹性件位于卡块和定位件之间。
[0013]可选地，所述限位孔为阶梯孔，且其孔径沿母接头径向自内向外依次增大，包括沿母接头径向自内向外依次设置且孔径递增的导向段、限位段和固定段，固定段内固定有卡块，导向段内滑动连接有定位件；定位件为阶梯轴，包括与导向段滑动配合的导向轴段，导向轴段靠近中心孔的一端具有定位部，另一端设有限位轴段，限位轴段位于限位孔的限位段内，且限位轴段的轴径大于限位孔的导向段孔径。
[0014]可选地，当两相邻钻杆螺纹旋紧时，公接头的前端面与另一钻杆的传动杆接触。
[0015]可选地，所述公接头包括顺次设置的顶紧段、螺纹段和连接段，其中，连接段与杆体固定连接，连接段的周向设有与设置在滑动套上的内花键匹配的外花键，螺纹段的周向设有与设置在母接头上的内螺纹匹配的外螺纹，当两相邻钻杆螺纹旋紧时，顶紧段的前端面与另一钻杆的传动杆后端面接触。
[0016]可选地，所述传动杆包括顺次设置的前段、中段和后段；前段内设有与中心孔连通的前通水孔，前通水孔包括从前段的前端面向内开设的前轴向水孔和与前轴向水孔连通且沿前段径向设置的前径向水孔；后段内设有与中心孔连通的后通水孔，后通水孔包括从后段的后端面向内开设的后轴向水孔和与后轴向水孔连通且沿后段径向设置的后径向水孔。
[0017]可选地，p
‑
h＝2～4mm。
[0018]本技术的有益效果在于：
[0019]1.本技术通过设置渐次啮合的长短齿，易于实现钻杆连接时啮合齿的准确啮合，解决了钻杆连接时啮合齿易错位的问题，进而提高了两钻杆连接时啮合的可靠性。
[0020]2.本技术在两钻杆螺纹旋紧后，公接头的前端面与另一钻杆的传动杆接触，避免了因钻进过程的振动而使两钻杆松脱。
[0021]3.本技术实现了螺纹连接钻杆的正、反双向转动螺纹都不脱扣的功能；同时，通过一个简单的滑动套前后平移，实现了牙嵌齿的锁紧与松开，有助于实现可反转钻杆的自动装卸，可为煤矿井下自动钻进提供技术支撑。
[0022]本技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本技术的实践中得到教导。本技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0023]为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用
新型作优选的详细描述，其中：
[0024]图1为本技术牙嵌止动型正反转钻杆的结构示意图一(止动状态)；
[0025]图2为本技术牙嵌止动型正反转钻杆的结构示意图二；
[0026]图3为钻杆本体的结构示意图；
[0027]图4为滑动套的结构示意图一；
[0028]图5为滑动套的结构示意图二；
[0029]图6为定位件的结构示意图；
[0030]图7为传动杆的结构示意图；
[0031]图8为螺纹完全旋入、长齿阻挡状态的示意图；
[0032]图9为图8的俯视图(牙嵌齿局部)；
[0033]图10为上钻杆完成状态(即下钻初始状态)的示意图；
[0034]图11为图10的俯视图(牙嵌齿局部)。
[0035]附图标记：母接头1、杆体2、公接头3、矩形销4、滑动套5、传动杆6、定位件7、弹性件8、卡块9、前端钻杆10、上钻钻杆11、下钻钻杆12、内牙嵌齿101、第一长齿101a、圆锥内螺纹102、滑孔103、限位孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种牙嵌止动型正反转钻杆，其特征在于：包括杆体，杆体的前端设有公接头，后端设有可与公接头螺纹连接的母接头，杆体、公接头和母接头均为中空结构以形成轴向相互贯通的中心孔；中心孔内设有与其滑动连接的传动杆，传动杆的前端与套设在公接头上的滑动套以轴向联动的方式连接；滑动套前端具有可与母接头后端相互配合用于周向锁定的多个牙嵌齿，包括一个长齿和若干短齿，长齿的啮合长度比短齿的啮合长度长h，h小于公接头与母接头配合的螺距p；当滑动套位于设置在公接头上的轴向限位时，两相邻钻杆可旋紧且仅有一对长齿接触，接触长度为h1，0＜h1≤h；滑动套可沿公接头的轴向由轴向限位向公接头的前端移动以使相邻两钻杆牙嵌齿全齿啮合。2.根据权利要求1所述的一种牙嵌止动型正反转钻杆，其特征在于：所述母接头的后端面沿轴向向前设有内牙嵌齿，内牙嵌齿包括第一长齿和若干短齿；所述滑动套的前端面沿轴向向后设有外牙嵌齿，外牙嵌齿包括第二长齿和若干短齿。3.根据权利要求1所述的一种牙嵌止动型正反转钻杆，其特征在于：还包括可将传动杆锁定在全齿啮合和仅有长齿接触状态的锁紧机构。4.根据权利要求3所述的一种牙嵌止动型正反转钻杆，其特征在于：所述锁紧机构为位于开设在母接头上的限位孔内的弹性伸缩机构，包括可伸入开设在传动杆后端的锁紧槽内的定位部，在锁紧机构与锁紧槽的位置对应时，锁紧机构的定位部能够伸入锁紧槽内以实现传动杆相对于母接头的轴向限位；锁紧槽包括沿传动杆轴向设置的前锁紧槽和后锁紧槽，当滑动套位于轴向限位的位置时锁紧机构与前锁紧槽的位置对应，当滑动套与公接头全齿啮合时锁紧机构与后锁紧槽的位置对应。5.根据权利要求4所述的一种牙嵌止动型正反转钻杆，其特征在于：所述前锁紧槽和后锁紧槽均为绕传动...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛德忠，陈航，万军，蒲剑，王清峰，唐敏，吕晋军，刘小华，杨林，张始斋，马振纲，雷万年，万园，梅安平，周富佳，秦怡，李淑健，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：