专利名称：用于水力化措施的螺旋辅助排渣高压钻杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种辅助排渣钻杆，特别涉及一种用于水力化措施的螺旋辅助排渣高压钻杆。
背景技术：
我国煤矿的瓦斯灾害十分严重，国有重点煤矿70%以上是高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井，且大部分为低透气性煤层。通过水射流割缝、水力扩孔、水力冲孔、水力化钻进等水力化措施来改善煤层透气性实现强化抽采已成为低透煤层瓦斯抽采的有效途径，但是水力化措施过程中的排渣和高压密封成为制约该项技术发展的主要因素。当前水力化措施中最常用的水射流钻杆主要为光面钻杆和高压胶管，其排渣原理以流体排渣为主，多数情况下仅靠水流不能完全解决排渣问题，在出现堵孔、塌孔及夹钻等 钻孔事故时处置费时费力。在松软煤层和突出煤层进行水力化措施时，煤层在地应力、瓦斯压力以及高压水射流扰动的作用下极易发生出冲出煤量过大或诱导小型煤与瓦斯突出造成排渣困难或堵孔，存在一定的安全隐患。螺旋辅助排渣钻杆用于水力钻进、水力化增透措施等煤岩钻孔作业中，其作用是传输钻机的旋转动力和给进动力，并作为高压水、高压空气等介质的输送通道。一般矿用钻杆大多采用锥螺纹的过盈配合或钻杆公接头和母接头连接的端面进行密封。仅靠锥螺纹的钻杆能承受水压低，且钻杆重复使用后其密封能力随磨损的增加而降低。钻杆公接头和母接头连接的端面放入密封圈或者组合垫片通过挤压使密封能力得到显著提高，但密封圈或者组合垫片在挤压下容易变形失效，频繁更换密封圈等使施工效率降低，成本增加。且两种密封方式在钻杆旋转钻进时容易失效，造成钻杆泄漏高压水。严重制约水力化增透措施的应用推广。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供用于水力化措施的螺旋辅助排渣高压钻杆，在提高耐压能力和延长密封圈寿命的同时通过钻杆外壁上的螺旋旋转辅助排渣，减少钻孔堵孔现象的发生，有效处理钻孔事故。为了解决现有技术存在的问题，本实用新型采用的技术方案是用于水力化措施的螺旋辅助排渣高压钻杆，由公接头、钻杆杆体、母接头依次摩擦焊接而成；所述的公接头与下一钻杆的母接头的连接端依次由外锥密封螺纹、直轴段和公接头大直径直轴段连接组成，母接头与上一钻杆公接头连接的连接端由母接头大直径直轴段、内锥密封螺纹和母接头直轴段依次组成，公接头直轴段置有密封胶圈，公接头大直径直轴段上有一环形凹槽，槽内置有O型密封圈,钻杆杆体轴向面上布置螺旋。钻杆连接后公接头的外锥密封螺纹段端面与下一钻杆的母接头内锥密封螺纹段端面挤压密封胶圈形成轴向密封；公接头的外锥密封螺纹与下一钻杆的母接头内锥密封螺纹旋紧连接形成螺纹密封；母接头的大直径直轴段外轴面与上一钻杆的大直径直轴段的内周面挤压公接头大直径直轴段上的环形凹槽内的O型密封圈形成径向密封。所述的钻杆杆体横截面为圆环形。所述的钻杆杆体的横截面的内表面为圆形，横截面的外表面是由间隔设置的直线段和弧线段组成的。所述的螺旋是外螺旋、内螺旋、单螺旋、多螺旋、全螺旋、部分螺旋中的任意一种或者其组合。所述的螺旋的截面形状为圆形、三角形、梯形、四边形中的任意一种。本实用新型的有益效果是I、本实用新型螺旋辅助排渣高压钻杆通过用密封螺纹段端面挤压密封胶圈形成
的轴向密封、锥密封螺纹旋紧形成的螺纹密封和挤压公接头大直径直轴段上的环形凹槽内的O型密封圈形成径向密封，三者共同作用下实现杆体输送63Mpa高压水而不泄漏。2、本实用新型螺旋辅助排渣高压钻杆可以在输送高压水的同时沿钻杆轴向旋转，回返水携带煤屑形成流体排渣，钻杆螺旋旋转不断将煤屑扬起形成机械排渣，在流体排渣和机械排渣的协同作用下有效地解决钻孔排渣问题。3、本实用新型通过螺旋辅助排渣钻杆旋转，螺旋通道可以切割输送大块煤屑、煤泥，从而可以处理孔内事故。4、本实用新型结构简单、加工容易、操作简便。5、本实用新型适应性强，也适应于突出煤层风排钻孔作业。
以下结合附图
和具体实施方式
对本实用新型做进一步说明。本实用新型的保护范围不仅局限于下列内容的表述。图I.螺旋辅助排渣高压钻杆轴向剖面图；图2.公接头轴向剖面图；图3.母接头轴向剖面图；图4.螺旋辅助排渣高压钻杆外螺旋示意图；图5.螺旋辅助排渣高压钻杆内螺旋示意图；图6.螺旋辅助排渣高压钻杆圆形截面图；图7.螺旋辅助排渣高压钻杆异型截面图。附图编号I.公接头，2.钻杆杆体，3.母接头，4.摩擦焊接区域，5.外螺旋，
6.内螺旋，7.圆弧段，8.直线段，1-1.外锥密封螺纹，1-2.密封胶圈，1-3. O型密封圈，1-4.公接头大直径直轴段，1-5.直轴段，3-1.母接头直轴段，3-2.内锥密封螺纹，3-3.母接头大直径直轴段。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。实施例I :如图I、图2、图3、图4、图6所示，用于水力化措施的螺旋辅助排渣高压钻杆由公接头I、钻杆杆体2、母接头3依次摩擦焊接而成，钻杆杆体2是空心的，钻杆杆体2的横截面为圆环形。公接头I与下一钻杆的母接头3的连接端依次由外锥密封螺纹1-1、直轴段1-5和公接头大直径直轴段1-4连接组成，在直轴段1-5上置有密封胶圈1-2，公接头大直径直轴段1-4上有一环形凹槽，槽内置有O型密封圈1-3,在钻杆杆体2轴向面上布置外螺旋5。所述的外螺旋5既可以是单螺旋也可以是多螺旋，既可以是全螺旋也可以是部分螺旋，所述的外螺旋5的截面形状为圆形、三角形、梯形、四边形中的任意一种。钻杆连接后公接头I的外锥密封螺纹1-1段端面与下一钻杆的母接头3内锥密封螺纹段端面适度挤压密封胶圈1-2形成轴向密封；公接头I的外锥密封螺纹1-1与下一钻杆的母接头3内锥密封螺纹3-2旋紧连接形成螺纹密封；母接头大直径直轴段3-3外轴面与上一钻杆的公接头大直径直轴段1-4的内周面适度挤压公接头大直径直轴段上的环形凹槽内的O型密封圈1-3形成径向密封，三者共同作用下可以承受63MPa的高压水而不泄漏。螺旋辅助排渣高压钻杆可以在输送高压水的同时沿钻杆轴向旋转，回返水携带煤屑形成流体排渣，外螺旋5旋转不断将煤屑扬起形成机械排渣，在流体排渣和机械排渣的协同作用下有效地解决钻孔排渣问题。实施例2 如图I、图2、图3、图5、图6所示，用于水力化措施的螺旋辅助排渣高压钻杆由公接头I、钻杆杆体2、母接头3依次摩擦焊接而成，钻杆杆体2是空心的，钻杆杆体2的横截面为圆环形。公接头I与下一钻杆的母接头3的连接端依次由外锥密封螺纹1-1、直轴段1-5和公接头大直径直轴段1-4连接组成，在直轴段置有密封胶圈1-2，公接头大直径直轴段1-4上有一环形凹槽,槽内置有O型密封圈1-3,在钻杆杆体2轴向面上布置内螺旋6。所述的内螺旋6既可以是单螺旋也可以是多螺旋，既可以是全螺旋也可以是部分螺旋，所述的内螺旋6的截面形状为圆形、三角形、梯形、四边形中的任意一种。钻杆连接后公接头I的外锥密封螺纹1-1段端面与下一钻杆的母接头3内锥密封螺纹3-2段端面适度挤压密封胶圈1-2形成轴向密封；公接头I的外锥密封螺纹1-1与下一钻杆的母接头3内锥密封螺纹3-2旋紧连接形成螺纹密封；母接头大直径直轴段3-3外轴面与上一钻杆的大直径直轴段1-4的内周面适度挤压公接头大直径直轴段上的环形凹槽内的O型密封圈1-3形成径向密封，三者共同作用下可以承受63MPa的高压水而不泄漏。螺旋辅助排渣高压钻杆可以在输送高压水的同时沿钻杆轴向旋转，回返水携带煤屑形成流体排渣，内螺旋6旋转不断将煤屑扬起形成机械排渣，在流体排渣和机械排渣的协同作用下有效地解决钻孔排渣问题。实施例3 如图I、图2、图3、图4、图7所示，本实施例与实施例I不同之处在于，钻杆杆体2的横截面为异型，钻杆杆体2的横截面的内表面为圆形，横截面的外表面是由间隔设置的直线段8和弧线段7组成的。螺旋辅助排渣高压钻杆旋转时，直线段8所形成的面与外螺旋5将煤屑扬起形成机械排渣，在流体排渣和机械排渣的协同作用下有效地解决钻孔排渣问题。同时，圆弧段7可以保持钻孔完整性。实施例4 如图I、图2、图3、图5、图7所示，本实施例与实施例2不同之处在于，钻杆杆体2的横截面为异型，钻杆杆体2的横截面的内表面为圆形，横截面的外表面是由间隔设置的直线段8和弧线段7组成的。螺旋辅助排渣高压钻杆旋转时，直线段8所形成的面与内螺旋6将煤屑扬起形成机械排渣，在流体排渣和机械排渣的协同作用下有效地解决钻孔排渣问题。同时，圆弧段7可以保持钻孔完整性。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域技术人员对本技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的 精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权力要求范围内。
权利要求1.用于水力化措施的螺旋辅助排渣高压钻杆，由公接头、钻杆杆体、母接头依次摩擦焊接而成；其特征在于所述的公接头与下一钻杆的母接头的连接端依次由外锥密封螺纹、直轴段和公接头大直径直轴段连接组成，母接头与上一钻杆公接头连接的连接端由母接头大直径直轴段、内锥密封螺纹和母接头直轴段依次组成，公接头直轴段置有密封胶圈，公接头大直径直轴段上有一环形凹槽，槽内置有O型密封圈,钻杆杆体轴向面上布置螺旋。
2.根据权利要求I所述的用于水力化措施的螺旋辅助排渣高压钻杆，其特征在于钻杆连接后公接头的外锥密封螺纹段端面与下一钻杆的母接头内锥密封螺纹段端面挤压密封胶圈形成轴向密封；公接头的外锥密封螺纹与下一钻杆的母接头内锥密封螺纹旋紧连接形成螺纹密封；母接头的大直径直轴段外轴面与上一钻杆的大直径直轴段的内周面挤压公接头大直径直轴段上的环形凹槽内的O型密封圈形成径向密封。
3.根据权利要求I所述的用于水力化措施的螺旋辅助排渣高压钻杆，其特征在于所述的钻杆杆体横截面为圆环形。
4.根据权利要求I所述的用于水力化措施的螺旋辅助排渣高压钻杆，其特征在于所述的钻杆杆体的横截面的内表面为圆形，横截面的外表面是由间隔设置的直线段和弧线段组成的。
5.根据权利要求I所述的用于水力化措施的螺旋辅助排渣高压钻杆，其特征在于所述的螺旋是外螺旋、内螺旋、单螺旋、多螺旋、全螺旋、部分螺旋中的任意一种或者其组合。
6.根据权利要求I或5所述的用于水力化措施的螺旋辅助排渣高压钻杆，其特征在于所述的螺旋的截面形状为圆形、三角形、四边形中的任意一种。
专利摘要本实用新型公开了一种用于水力化措施的螺旋辅助排渣高压钻杆，由公接头、钻杆杆体、母接头依次连接而成，钻杆体轴向面上布置螺旋。本实用新型的密封螺纹段端面适度挤压密封胶圈形成轴向密封，密封螺纹旋紧连接形成螺纹密封，母接头大直径直轴段的内壁面适度挤压公接头大直径直轴段上的O型密封圈形成径向密封，三者共同作用下可以承受63MPa的高压水而不泄漏。在输送高压水的同时钻杆轴向旋转，回返水携带煤屑形成流体排渣，钻杆螺旋旋转不断将煤屑扬起形成机械排渣，在流体排渣和机械排渣的协同作用下不易出现堵孔现象。本实用新型设计合理，结构简单，安全可靠，极大地提高了输送的高压水压力，有效地解决水力化措施中的钻孔排渣问题。
文档编号E21B17/22GK202706945SQ20122027119
公开日2013年1月30日 申请日期2012年6月11日 优先权日2012年6月11日
发明者王耀锋, 王魁军, 李艳增, 姜文忠, 高中宁, 谢正红 申请人:煤炭科学研究总院沈阳研究院