专利名称：一种煤矿巷道钻探用三棱锥型钻杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及某矿钻探设施，尤其涉及巷道钻探用钻杆。
背景技术：
目前国内的煤矿井下用的防突钻探和抽放瓦斯的钻杆有以下几种地质钻杆；螺旋钻杆；三角圆弧钻杆。地质钻杆一般为圆钻杆，由于排渣性能不好，在钻进过程中经常出现钻杆卡死、弯曲、拔不动的现象，甚至会将钻杆拧断，使钻孔报废，造成损失，严重影响生产。螺旋钻杆是在圆钻杆的基础上加上螺旋叶片，虽然提高了排渣能力，但阻力较大，使钻进时的钻压过大，进度较慢，频繁更换钻杆会降低效率，不能适应复杂地质条件，生产效率较低。三棱圆弧钻杆是由三角钢管与圆接头焊接而成，结构简单、成本低，但受主体结构强度所限，扭矩较低，钻杆易断裂，不能满足钻深孔、防突和抽放瓦斯的安全需求，而采用整体厚壁钢管铣成三棱结构，虽能提高扭矩，但制造成本过高，经济效益差，不适合广泛应用。
实用新型内容本实用新型的目的，就是提供一种强度高、连接牢固、排渣流畅、拆装方便的高效节能钻杆，适应深孔钻探高瓦斯松软煤层的地质条件，保证使用安全，改善配套性能，提高生产效率。本实用新型的任务是这样完成的设计一种煤矿巷道钻探用三棱锥型钻杆，由杆体与两端的管接头连接而成，杆体为三棱形截面的中空管，两端呈锥形延伸过渡为圆管状的杆体端部，一端固定连接母接头，另一端固定连接公接头，杆体内孔为通孔，母接头为圆柱体管接头，中心开有锥螺孔，公接头为台阶式管接头，中心开有台阶孔，大端圆管连接杆体，小端为锥螺管，可与另一节杆体的母接头的锥螺孔配装套接。杆体两端的杆体端部与母接头、公接头的端面直径相同，分别与公接头、母接头焊接连为一体。母接头的外端中心开有锥螺孔，内端中心开有母接头大孔，通过母接头小孔连通锥螺孔，母接头大孔与杆体端部的端面孔孔径相同，母接头内端面与杆体端部焊接固定，与杆体连为一体。公接头的外端为锥螺管，连接大端圆管形成台阶式管接头，锥螺管中心内通孔连接大端圆管内的公接头大孔。公接头大孔的孔径与杆体端部内的端面孔孔径相同，公接头的大端圆管端面与杆体端部的端面焊接固定，与杆体连为一体。钻杆的杆体采用三棱中空管，端部锥形延伸过渡成圆形管，与母接头、公接头端面进行过盈高温摩擦焊接固定装配，提高了钻杆的强度，结构设计保证了钻杆连接面积大，达到了同等钢材材质条件下的扭矩最大化，更有效地适应煤矿大功率钻机钻探深孔的需要。若干节杆体通过公接头、母接头前后连接构成铝杆，前端连接钻头，后端连接钻机。三棱杆体在钻杆钻进过程中，对煤渣进行差径搅拌，煤渣不致沉淀堆积，在高压风力或水力的作用下及时顺利排出，故障少，进度快，效率高。按照上述技术方案进行试制、试验，证明本实用新型结构合理，制造方便，连接牢固，强度高，扭矩大，排渣顺畅，使用安全，拆装方便，故障率低，配套性能好，生产效率高，适应性广泛，经济效益和社会效益好，较好地达到了预定目的。
图1是本实用新型的装配外型结构示意图；图2是图1的A-A剖面结构示意图；图3是本实用新型的杆体2的半剖结构示意图；图4是图3的N-N截面结构示意图；图5是图3的K-K截面结构示意图。图中，1 一公接头，2—杆体，3—母接头；A_剖面符号，G—锥螺管，T一内通孔，J-公接头大孔，Y—杆体端部，D—端面孔，H—杆体内孔，X—母接头小孔，M—锥螺孔，N—剖面符号，W—母接头大孔，K一剖面符号。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施加以说明。参阅图1、图2，杆体2的两端分别固定连接公接头1、母接头3，构成一节钻杆。公接头1的外端为锥螺管G，内端为短圆管体，中心开有台阶孔，锥螺管G的中心孔为内通孔 T，短圆管体的内孔为公接头大孔J。杆体2的主体部分为三棱型管体，两端为短圆管形杆体端部Y，中心开有端面孔D，主体与端部之间连接部位由三棱体呈锥形延伸圆滑过渡为圆管形杆体端部Y，一端与公接头1的端面焊接牢固成为一体，另一端与母接头3焊接固定。母接头3为圆柱体管接头，内端中心开有母接头大孔W，外端中心开有锥螺孔M，中间由母接头小孔X连通。母接头3的管径与杆体2的圆管形杆体端部Y的管径相同，杆体端部Y中心的端面孔D与母接头大孔M的孔径相同，将杆体端部Y的端面与母接头3的内端面通过摩擦焊接固定连接成为一体。公接头1的锥螺管G可与另一节杆体2的母接头3的锥螺孔M 配装套接，将两节杆体2连为一体。若干节杆体2通过若干个公接头1、母接头3前后套接， 即可连接成为长钻杆。最前面的杆体2与钻头连接，最后面的杆体2与钻机连接，中间可以根据需要任意增添杆体2的数量，确定整个钻杆的长度。参阅图3、图4、图5，杆体2是中心开有三棱形杆体内孔H的三棱管，在端部呈锥形延伸，圆滑过渡到圆管状杆体端部Y，三棱形的杆体内孔H在端部扩展为圆形的端面孔D。 N-N剖面显示杆体端部Y的截面是圆管形，端面孔D的孔径与公接头1内端面的公接头大孔J、母接头3内端面的母接头大孔W的孔径相同，端面的壁厚相同，便于在端面进行焊接固定。K-K剖面显示杆体2是三棱管形，杆体内孔H为三棱孔，杆体2与圆管形杆体端部Y 呈平滑过渡锥形连接，杆体端部Y的圆管截面是三棱杆体2的外接圆，杆体内孔H同样呈锥形延伸过渡为圆形的端面孔D。采用这种结构形式，杆体2由锥形延伸至圆管形杆体端部 Y，端面与公接头1、母接头3焊接面积大，强度高，受力均勻，同等材质条件下扭矩大，更适应旋转受力的工作环境。而且三棱形杆体2与圆管形杆体端部Y的截面之间形成了三段空隙，旋转时便于排渣，防止钻杆卡住，保证钻孔进度，有利于提高生产效率。杆体内孔H通过两端的端面孔D分别与公接头1的公接头大孔J、母接头3的母接头大孔W连通，若干节杆体2通过公接头1、母接头3前后连接构成整体钻杆，钻机输出的高压风或水从中心通孔中到达钻头，保证钻探顺利进行。采用本实用新型与钻机配套，提高了煤矿内的高突矿井的超前探测水平，为矿井的探水和瓦斯抽放提供了保证，有效地解决了在松软煤层和较粘性煤层条件下钻孔的难题，拆装连接方便，使用安全，配套性能好，适应范围广，生产效率高。
权利要求1.一种煤矿巷道钻探用三棱锥型钻杆，由杆体(2)与两端的管接头连接而成，其特征在于杆体(2)为三棱形截面的中空管，两端呈锥形延伸过渡为圆管状的杆体端部(Y)，一端固定连接母接头(3)，另一端固定连接公接头(1)，杆体内孔(H)为通孔，母接头(3)为圆柱体管接头，中心开有锥螺孔(M)，公接头(1)为台阶式管接头，中心开有台阶孔，大端圆管连接杆体(2)，小端为锥螺管(G)，可与另一节杆体(2)的母接头(3)的锥螺孔(M)配装套接。
2.按照权利要求1所述的煤矿巷道钻探用三棱锥型钻杆，其特征在于所述的杆体(2) 两端的杆体端部(Y)与母接头(3)、公接头(1)的端面直径相同，分别与公接头(1)、母接头 (3)焊接连为一体。
3.按照权利要求1所述的煤矿巷道钻探用三棱锥型钻杆，其特征在于所述的母接头 (3)的外端中心开有锥螺孔(M)，内端中心开有母接头大孔(W)，通过母接头小孔(X)连通锥螺孔(M)，母接头大孔(W)与杆体端部(Y)的端面孔(D)孔径相同，母接头(3)内端面与杆体端部(Y)焊接固定，与杆体( 连为一体。
4.按照权利要求1所述的煤矿巷道钻探用三棱锥型钻杆，其特征在于所述的公接头 (1)的外端为锥螺管(G)，连接大端圆管形成台阶式管接头，锥螺管(G)中心的内通孔(T)连接大端圆管内的公接头大孔(J)，公接头大孔(J)的孔径与杆体端部(Y)内的端面孔(D)孔径相同，公接头(1)的大端圆管端面与杆体端部(Y)焊接固定，与杆体(2)连为一体。
专利摘要一种煤矿巷道钻探用三棱锥型钻杆，杆体(2)为三棱形截面的中空管，两端呈锥形延伸过渡为圆管状的杆体端部(Y)，分别连接母接头(3)和公接头(1)，杆体内孔(H)为通孔。母接头(3)为圆柱体管接头，中心开有锥螺孔(M)，公接头(1)为台阶式管接头，中心开有台阶孔，大端连接杆体(2)，小端为锥螺管(G)，可与另一节母接头(3)的锥螺孔(M)配套连接。若干节杆体(2)由若干节公接头(1)、母接头(3)前后套接，连成钻杆，前端的杆体(2)连接钻头，后端的杆体(2)连接钻机。钻机输出的高压风或水由钻杆的中心通孔直达钻头，保证钻探顺利进行。本实用新型的焊接面积大，强度高、扭矩大，排渣顺畅，拆装安全，使用方便，配套性能好，适应范围广，生产效率高。
文档编号E21B17/00GK202215157SQ20112035976
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者王海峰 申请人:王海峰