一种大通径密封内藏式外刻槽耐高压密封钻杆论文和设计-施伟兴

全文摘要

本实用新型公开了一种大通径密封内藏式外刻槽耐高压密封钻杆，包括公接头、钻杆本体和密封圈；所述公接头定在钻杆本体的一端；所述公接头包括外锥螺纹、外圆柱面和前端锥体；所述外锥螺纹固定在外圆柱面的外侧；所述前端锥体固定在外圆柱面的前端；所述外圆柱面的内部开设有大通径内孔；所述钻杆本体外侧开设有螺旋刻槽，内部开设有通孔，且在远离公接头的一端内部开设有密封圈槽；所述密封圈固定在密封圈槽内；本实用新型密封圈为内置模式，延长了使用寿命，增强其耐用性；公接头锥面的锥度设计的较小，使得过水孔的通径更大，增大了水流量大大提高了瓦斯抽采施工效果及效率；钻杆外圆柱面上有螺旋刻槽，提高钻杆的排渣效果。

主设计要求

1.一种大通径密封内藏式外刻槽耐高压密封钻杆，包括公接头（1）、钻杆本体（2）和密封圈（3）；其特征在于：所述公接头（1）定在钻杆本体（2）的一端；所述公接头（1）包括外锥螺纹（101）、外圆柱面（102）和前端锥体（103）；所述外锥螺纹（101）固定在外圆柱面（102）的外侧；所述前端锥体（103）固定在外圆柱面（102）的前端；所述外圆柱面（102）的内部开设有大通径内孔（104）；所述钻杆本体（2）外侧开设有螺旋刻槽（201），内部开设有通孔（203），且在远离公接头（1）的一端内部开设有密封圈槽（204）；所述密封圈（3）固定在密封圈槽（204）内。

设计方案

所述钻杆本体（2）外侧开设有螺旋刻槽（201），内部开设有通孔（203），且在远离公接头（1）的一端内部开设有密封圈槽（204）；所述密封圈（3）固定在密封圈槽（204）内。

2.根据权利要求1所述的一种大通径密封内藏式外刻槽耐高压密封钻杆，其特征在于：所述大通径内孔（104）的直径小于通孔（203）的直径。

3.根据权利要求1所述的一种大通径密封内藏式外刻槽耐高压密封钻杆，其特征在于：所述大通径内孔（104）和通孔（203）相通。

4.根据权利要求1所述的一种大通径密封内藏式外刻槽耐高压密封钻杆，其特征在于：所述公接头（1）和钻杆本体（2）的连接关系为固定连接或一体成型的一种。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及钻杆技术领域，具体为一种大通径密封内藏式外刻槽耐高压密封钻杆。

背景技术

在煤矿开采过程中，为了保证安全开采，需要打瓦斯抽采孔，通常需要多根钻杆连接以达到瓦斯抽采孔要求的深度，钻杆是穿过钻机机动力头，前端连接钻头或水力切割装置，后端连接高压水辫。工作时，通过钻杆将钻机转速和转矩传递到钻头，同时，进入高压水辫的高压水，通过钻杆流向钻头，进行冷却、排渣或切煤作业。由于钻杆在工作时，其承受的外部及内部载荷比较复杂，有作用在钻杆两端螺纹上的扭矩，又有钻机沿钻杆轴向施加的拉、压力，还有钻杆内部高压水产生的压应力，还有因地质条件不同而产生的弯曲应力等，使得钻杆折断，脱扣，弯曲，撕裂等失效形式。目前虽然普遍使用的有密封钻杆，三棱钻杆，圆钻杆，浅螺旋钻杆，外圆刻槽钻杆，但也存在不同的问题，两种常用的密封钻杆：一种是在公接头前端外圆周安装密封圈进行密封，通常由于井下工况环境恶劣，密封圈易损耗，使用寿命短，不耐用；另一种是公接头前端接有锥面，并将密封圈安装在母接头，解决上述密封圈易损耗问题，但由于母接头的锥面部分无法测量，加工需要专用设备进行操作，较复杂，且工期长，无法满足供应需求，而且这两种钻杆在深部地层瓦斯压力大的情况下，钻杆强度不足，工作时经常会发发生压死钻杆，造成钻杆丢失、钻孔失败的事故。三棱钻杆打钻时排渣效果好，但其强度低，且三棱一旦发生压钻现象，是难以处理的。圆钻杆排渣困难，目前已很少使用。浅螺旋钻杆杆体直径小，造成两端接头直径小，易发生滑扣等。外刻槽钻杆密封效果差，不能满足目前煤矿新工艺（水力冲孔）的需要。

现有技术中，钻杆两端接头螺纹锥度大，造成中心通水孔直径有限，从钻杆内部通过的水流量也有限，且在进行水力冲孔时难以由于钻杆内部水流在连接处经常出现泄露现象，不仅会造成水流的损失，还降低了水压，从而影响水力冲孔抽放瓦斯的效果。消耗大量人力物力，使得巷道掘进缓慢，不利于煤矿高效开采要求。

实用新型内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种大通径密封内藏式外刻槽耐高压密封钻杆，解决了以往钻杆钻杆强度低、密封性能差、加工难、排渣性能差以及通过水流量小的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种大通径密封内藏式外刻槽耐高压密封钻杆，包括公接头、钻杆本体和密封圈；所述公接头定在钻杆本体的一端；所述公接头包括外锥螺纹、外圆柱面和前端锥体；所述外锥螺纹固定在外圆柱面的外侧；所述前端锥体固定在外圆柱面的前端；所述外圆柱面的内部开设有大通径内孔；

所述钻杆本体外侧开设有螺旋刻槽，内部开设有通孔，且在远离公接头的一端内部开设有密封圈槽；所述密封圈固定在密封圈槽内。

进一步，所述大通径内孔的直径小于通孔的直径。

进一步，所述大通径内孔和通孔相通。

进一步，所述公接头和钻杆本体的连接关系为固定连接或一体成型的一种。

（三）有益效果

本实用新型提供了一种大通径密封内藏式外刻槽耐高压密封钻杆，具备以下有益效果：

1、本实用新型的钻杆采用内藏式密封圈与圆柱面配合，外锥螺纹与内锥螺纹旋合后，公接头前端圆柱面与轴孔内的密封圈贴合，可达到密封高压水的效果。密封圈为内置模式，避免了因密封圈外置导致的易磨损情况的发生，延长了使用寿命，增强其耐用性。

2、公接头锥面的锥度设计的较小，使得过水孔的通径更大，增大了水流量，便于打钻和水力冲孔作业，大大提高了瓦斯抽采施工效果及效率。

3、公接头前端的圆柱面及母接头内部的圆柱面，易测量，制作简单，加工工期短。

4、钻杆本体采用厚壁地质管材料，其强度高，韧性好，能够传递极大的扭矩而不会破坏。

5、钻杆外圆柱面上有螺旋刻槽，提高钻杆的排渣效果，减少了压钻事故的机率，保证了钻孔的成功率，节省了大量人力物力，提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图中附图标记为：1.公接头； 101.外锥螺纹；102.外圆柱面；103.前端锥体；104.大通径内孔；2.钻杆本体；201.螺旋刻槽；202.内锥螺纹；203.通孔；204.密封圈槽；3.密封圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1所示，本实用新型提供一种实施例：一种大通径密封内藏式外刻槽耐高压密封钻杆，包括公接头1、钻杆本体2和密封圈3；所述公接头1定在钻杆本体2的一端；所述公接头1包括外锥螺纹101、外圆柱面102和前端锥体103；所述外锥螺纹101固定在外圆柱面102的外侧；所述前端锥体103固定在外圆柱面102的前端；所述外圆柱面102的内部开设有大通径内孔104；

所述钻杆本体2外侧开设有螺旋刻槽201，内部开设有通孔203，且在远离公接头1的一端内部开设有密封圈槽204；所述密封圈3固定在密封圈槽204内；所述大通径内孔104的直径小于通孔203的直径；所述大通径内孔104和通孔203相通；所述公接头1和钻杆本体2的连接关系为固定连接或一体成型的一种。

工作原理：

为保证钻杆的连接强度，外锥螺纹101的锥度较小，便于钻杆之间的连接，又可保证大通径内孔104的直径足够大；在钻杆本体2外圆上设置有顺时针螺旋刻槽201，在钻杆工作时，高速旋转的钻杆上的螺旋刻槽2可推动煤屑向钻孔外部动动，提高钻孔排渣效果；钻杆本体2采用优质地质管材料，强度高，韧性好，具有优良的记忆性，即使外力使其变形，但在外力消失后会立刻恢复原状；钻杆本体2另一端内孔设有内锥螺纹202，用于钻杆之间的连接，还设有密封圈槽204；密封圈3安装在密封圈槽204内，在煤矿井下不会因磕碰而造成密封圈损坏，确保了密封圈的可靠性；钻杆本体2内部设有通孔203，与大通径内孔104，用于压缩空气的流通。

工作时，任意两根钻杆通过外锥螺纹101与内锥螺纹202旋合后连接在一起，外圆柱面102与通孔203相配合，密封圈紧紧地套在外圆柱面102上起到密封作用；密封处采用圆柱体配合，其中工难度小，普通设备即可加工，便于测量，其质量可有效保证；外锥螺纹101与内锥螺纹202在加工前进行热处理，其强度高，质量可靠。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

设计图

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