【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钻探钻井，具体涉及一种螺旋钻杆体、可正反转排粉螺旋钻杆及钻杆组。
技术介绍
1、螺旋钻杆具有钻进速度快，钻孔成型好，钻进效率高等特点，其广泛应用于各类煤层钻孔施工中。目前螺旋钻杆的螺旋槽主要分为两种结构，一种为窄叶片螺旋槽，该类结构主要用于软媒等松软地层钻孔施工；另一种为宽叶片螺旋槽，适用于软媒及中硬煤层等地层钻孔。由于宽叶片螺旋槽槽宽较小，且受限于加工设备性能限制，螺旋槽截面为矩形或半圆弧形，在钻孔施工过程中，螺旋钻杆搅粉、排粉效果不佳。此外，常规钻杆大多采用螺纹连接方式进行连接，由于螺纹连接的局限性，钻杆在钻孔施工过程中，只能单向旋转。为解决常规钻杆不能反转这一难点，近年来，一些企业开发了插接式钻杆，采用六棱柱的插接方式，配合销轴固定的连接方式实现钻杆的可正反转，但是六棱柱的连接方式满足钻杆大通孔面积的要求，因此这类钻杆只能用于常规的回转钻进。
2、随着“以孔代巷”瓦斯治理技术的发展，在煤矿井下瓦斯治理中，大直径的定向长钻孔施工越来越多。钻杆除传递钻机的扭矩至孔底，钻杆的中心通孔为碎岩煤屑的流出提供冲洗介质和信息传输通道。同时在钻孔施工过程中，往往会遇到抱钻、卡钻等孔内事故的发生，往往需要通过钻杆正反方向的旋转配合解卡钻具进行孔内事故的处理。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种螺旋钻杆体、可正反转排粉螺旋钻杆及钻杆组，解决了传统钻杆在钻孔过程中的搅粉和排粉效果差，避免井下作业中抱钻、卡钻等孔内事故的发生。
2、为实现
3、一种螺旋钻杆体，包括钻杆体，还包括开设在钻杆体侧壁且同时沿钻杆体轴向及周向延伸的异形螺旋槽，异形螺旋槽沿钻杆体的轴截面自钻杆体进粉端至出粉端依次包括进粉边、搅动边和出粉边，进粉边与搅动边之间、搅动边和出粉边之间均由圆弧过渡；进粉边到钻杆体轴线的垂直距离自钻杆体进粉端至出粉端逐渐减小，搅动边到钻杆体轴线的垂直距离自钻杆体进粉端至出粉端逐渐减小，出粉边到钻杆体轴线的垂直距离自钻杆体进粉端至出粉端逐渐增大。
4、优选的，异形螺旋槽槽宽比p＝l2/l1，p取值为1：1.5～2.5；其中l1表示异形螺旋槽槽肩沿轴向的长度，l2示异形螺旋槽槽宽沿轴向的长度。
5、优选的，p取值为1：2.2。
6、优选的，异形螺旋槽槽深t取值为2-8mm；进粉边与钻杆体轴线的夹角为入倾角γ，γ取值为20°至90°；搅动边与钻杆体轴线的夹角为水平倾角β，β取值为0°至5°、且不包括0°；出粉边与垂直于钻杆体轴线的截面的夹角为反推角α，α取值为90°至120°。
7、优选的，t取值为5mm，γ取值为30°，β取值为3°，α取值为100°。
8、一种可正反转排粉螺旋钻杆，包括钻杆体，钻杆体为本申请公开的螺旋钻杆体；还包括同轴设在钻杆体进粉端的公接头、以及同轴设在钻杆体出粉端的母接头。
9、优选的，公接头整体为圆柱结构，公接头自其自由端起包括依次同轴设置的第一正向锥螺纹和反向直螺纹，反向直螺纹外周同轴螺纹连设逆向传扭机构；母接头整体为两端开口的环形结构，母接头内壁自其自由端起包括依次同轴设置的斜向异型环槽和第二正向锥螺纹；斜向异型环槽同轴套设在逆向传扭机构上且与逆向传扭机构结构相匹配，第二正向锥螺纹内周与第一正向锥螺纹外周结构相匹配。
10、优选的，逆向传扭机构包括整体为环形结构的传扭基体，传扭基体同轴套设在反向直螺纹外周并与反向直螺纹螺纹连接；传扭基体外周设有多个外弹翼齿，各外弹翼齿一侧边固设在传扭基体上且与传扭基体轴线平行，外弹翼齿另一侧边与传扭基体间连设弹性构件；斜向异型环槽包括在母接头内壁周向均匀布设的多个齿槽，各齿槽的斜向方向与第二正向锥螺纹的上紧方向一致，各外弹翼齿与斜向异型环槽的任一齿槽结构相匹配。
11、优选的，各外弹翼齿周向均匀布设在传扭基体外周。
12、一种可正反转排粉螺旋钻杆组，包括本申请公开的可正反转排粉螺旋钻杆，相邻两个可正反转排粉螺旋钻杆的公接头同轴插入母接头内腔并固定。
13、与现有技术相比，本专利技术的优点为：
14、(1)本专利技术的一种螺旋钻杆体，通过对部件结构的合理设置，将其应用到可正反转排粉螺旋钻杆在井下钻孔时，通过流体力学的原理对钻杆的流场进行数值模拟，在钻杆体外周设计的异形螺旋槽的进粉边、搅动边和出粉边，在钻孔施工过程中对螺旋钻杆体正反转，其搅粉、排粉效果均优于传统钻杆。
15、(2)本专利技术的一种螺旋钻杆体，基于多相流理论和欧拉多相流模型，对井下反推角α、水平倾角β、入倾角γ、槽宽l2、槽宽比p和槽深t的结构参数设计，在井下钻孔作业中搅粉、排粉效果俱佳。
16、(3)本专利技术的一种可正反转排粉螺旋钻杆，将其应用在可正反转排粉螺旋钻杆组时，在钻探过程中，当可正反转排粉螺旋钻杆组正转时，相邻的可正反转排粉螺旋钻杆组通过螺纹连接传递扭矩，不会发生松动，当可正反转排粉螺旋钻杆组反转时，由于连接在公接头的逆向传扭机构的各外弹翼齿与母接头的斜向异型环槽各齿槽卡紧，使得可正反转排粉螺旋钻杆组的反向旋转不松扣，以实现钻杆可正反转，避免抱钻、卡钻等孔内事故的发生。
17、(4)本专利技术的一种可正反转排粉螺旋钻杆组，在钻探过程中实现正反转，避免抱钻、卡钻等孔内事故的发生。
18、(5)本专利技术的一种可正反转排粉螺旋钻杆组，当钻探作业完成后，通过卸扣组件解除钻杆的逆向传扭功能，再由钻机夹持器与动力头的夹持和旋转配合完成钻杆的卸扣，完成提钻卸钻杆，整体结构易实施。
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1.一种螺旋钻杆体，包括钻杆体(1)，其特征在于，还包括开设在钻杆体(1)侧壁且同时沿钻杆体(1)轴向及周向延伸的异形螺旋槽(2)，所述异形螺旋槽(2)沿钻杆体(1)的轴截面自钻杆体(1)进粉端至出粉端依次包括进粉边(1-1)、搅动边(1-2)和出粉边(1-3)，所述进粉边(1-1)与搅动边(1-2)之间、搅动边(1-2)和出粉边(1-3)之间均由圆弧过渡；
2.如权利要求1所述的螺旋钻杆体，其特征在于，所述异形螺旋槽(2)槽宽比p＝L2/L1，p取值为1：1.5～2.5；
3.如权利要求2所述的螺旋钻杆体，其特征在于，所述p取值为1：2.2。
4.如权利要求1-3任一所述的螺旋钻杆体，其特征在于，所述异形螺旋槽(2)槽深t取值为2-8mm；
5.如权利要4所述的螺旋钻杆体，其特征在于，t取值为5mm，γ取值为30°，β取值为3°，α取值为100°。
6.一种可正反转排粉螺旋钻杆，其特征在于，包括钻杆体(1)，所述钻杆体(1)为权利要求1-5任一所述的螺旋钻杆体；
7.如权利要求6所述的可正反转排粉螺旋钻杆，
8.如权利要求7所述的可正反转排粉螺旋钻杆，其特征在于，所述逆向传扭机构(313)包括整体为环形结构的传扭基体(3131)，传扭基体(3131)同轴套设在反向直螺纹(312)外周并与反向直螺纹(312)螺纹连接；
9.如权利要求8所述的可正反转排粉螺旋钻杆，其特征在于，各所述外弹翼齿(3132)周向均匀布设在传扭基体(3131)外周。
10.一种可正反转排粉螺旋钻杆组，其特征在于，包括至少两个权利要求6-9任一所述的可正反转排粉螺旋钻杆，相邻两个可正反转排粉螺旋钻杆的公接头(31)同轴插入母接头(32)内腔并固定。
...【技术特征摘要】
1.一种螺旋钻杆体，包括钻杆体(1)，其特征在于，还包括开设在钻杆体(1)侧壁且同时沿钻杆体(1)轴向及周向延伸的异形螺旋槽(2)，所述异形螺旋槽(2)沿钻杆体(1)的轴截面自钻杆体(1)进粉端至出粉端依次包括进粉边(1-1)、搅动边(1-2)和出粉边(1-3)，所述进粉边(1-1)与搅动边(1-2)之间、搅动边(1-2)和出粉边(1-3)之间均由圆弧过渡；
2.如权利要求1所述的螺旋钻杆体，其特征在于，所述异形螺旋槽(2)槽宽比p＝l2/l1，p取值为1：1.5～2.5；
3.如权利要求2所述的螺旋钻杆体，其特征在于，所述p取值为1：2.2。
4.如权利要求1-3任一所述的螺旋钻杆体，其特征在于，所述异形螺旋槽(2)槽深t取值为2-8mm；
5.如权利要4所述的螺旋钻杆体，其特征在于，t取值为5mm，γ取值为30°，β取值为3°，α取值为100°。
6.一种可正反转排粉螺旋钻杆，其特征在于，包括钻杆体(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：田东庄，陈彦宇，田宏杰，孙保山，李晴，荣明达，杨虎伟，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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