CN102913144A - 一种双顶双锥连接形式的外平地质钻杆 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种能承受更大扭矩、使用寿命更长、密封效果更好的用于煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工的双顶双锥连接形式的外平钻杆。该钻杆特征为，在公螺纹接头及母螺纹接头上分别设置了两个台肩面和两个锥面，钻杆之间采用锥螺纹连接。大大提高了钻杆接头的抗扭强度和疲劳强度，降低了螺纹粘扣、母螺纹接头胀大和公螺纹接头断裂等风险。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿机械设备领域，特别涉及一种用于煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工的双顶双锥形式连接的外平地质钻杆。
背景技术
传统的钻杆一般是按照API SPEC7所规定的结构形式进行生产的，这种钻杆内螺纹和外螺纹之间没有形成配合的另一对台肩面，当钻柱接头旋转配合向下钻井时，接头部分会受到较大的扭矩作用，外加载荷产生的大部分的作用力都由螺纹部分的前几个牙承担，很容易发生失效事故，而且经过实际使用可知这种接头应力极值较大，应力集中现象十分严重，密封性也十分有限。
在煤矿井下瓦斯抽采钻孔的施工中，钻杆必须把钻机的给进力和转矩传递给钻头。由于钻杆与钻头直径相差较大，钻杆要产生弯曲变形，在给进力作用下钻杆弯曲更加严重。当发生卡钻、埋钻等孔内事故时，往往采取强力起拔、打吊锤、丝锥打捞等措施来处理，凡此种种，使钻杆受到拉、压、弯、扭等多种载荷的作用，并且经常伴随着震动和冲击。恶劣的工况条件，经常引起钻杆连接螺纹失效。
现有钻杆连接仅有公螺纹接头台肩平面与母螺纹接头端部平面顶紧，当受到较大转矩作用时，公螺纹和母螺纹的啮合齿面由于挤压产生过量变形，容易造成连接螺纹粘扣、母螺纹胀大和公螺纹接头断裂等失效现象。同时，由于只有一个密封面，密封效果不是很好，在钻进过程中，导致冲洗介质泄漏。
为了提高钻杆的抗扭强度，中国专利公开号为CN201705226U的，实用新型专利名称为“一种整体式双台肩抗硫钻杆”，公开了一种双台肩钻杆，虽然在一定程度上提高了钻杆的抗扭强度，但抗扭和密封效果一般。随着钻孔深度的增加，对钻杆的整体性能要求越来越高，而钻杆的连接形式直接影响钻孔施工的效果。因此亟需设计一种强度更高，寿命更长，密封效果更好的煤层瓦斯抽采钻孔施工用外平钻杆。
发明内容
本发明的目的是提供一种能承受更大扭矩、使用寿命更长、密封效果更好的用于煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工的双顶双锥连接形式的外平钻杆。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
双顶双锥连接形式的外平地质钻杆，主要由钻杆的管体、公螺纹接头1和母螺纹接头2组成，在公螺纹接头1及母螺纹接头2上分别设置了两个台肩面和两个锥面，钻杆之间采用锥螺纹连接。
其中，在所述公螺纹接头1的端部和根部分别设置了台肩面3和5，在所述母螺纹接头2的圆锥孔底部和端部也分别设置了台肩面6和8，两根钻杆连接后，公母螺纹接头在预紧力的作用下，四个台肩面形成了紧密接触的两个配合面9和12。
其中，钻杆采用锥螺纹连接，并在公螺纹接头前部和母螺纹接头底部分别设置配合锥面4和7，公母螺纹接头连接后，在预紧力的作用下，四个锥面形成两个配合面10和11。
其中，锥面4和7的锥度为1：A，公母螺纹的锥度为1：B，其中，0＜A＜100，0＜B＜100。
本发明相对于现有技术，具有以下优点：
在现有技术中，如图3，普通钻杆在公螺纹接头和母螺纹接头分别只设置了一个台肩面13和14。而本发明在公螺纹接头1的端部和螺纹根部分别设置了台肩面3和5，在母螺纹接头2的圆锥孔底部和端部也分别设置了台肩面6和8。两根钻杆连接后，公母螺纹接头在预紧力的作用下，四个台肩面形成了紧密接触的两个配合面9和12，即在钻杆公、母螺纹拧紧时母螺纹端部与公螺纹台肩处顶紧的同时，母螺纹的内台肩处也与公螺纹的端部顶紧，形成了双顶式结构，提供了两个抗扭台肩，其台肩总接触面积远大于普通钻杆，因而承受的扭矩也远大于普通钻杆，钻杆的使用寿命得到了提高。同时，双顶式结构使钻进冲洗介质由内向外泄漏需经两个密封面，泄漏阻力大，可以更有效的防止钻进冲洗介质的泄漏，密封效果好。大大提高了钻杆接头的抗扭强度和疲劳强度，降低了螺纹粘扣、母螺纹接头胀大和公螺纹接头断裂等风险。
并且，普通钻杆与本发明钻杆都是采用锥螺纹连接，本发明在公螺纹接头前部和母螺纹接头底部又分别设置了配合锥面4和7。公母接头连接后，在预紧力的作用下，四个锥面形成了双锥度面结构，提高了钻杆传递轴向压力的能力，钻杆的强度也大大增强。
附图说明
图1为本发明的钻杆的结构示意图；
图2为本发明的钻杆的公母螺纹接头连接示意图；
图3为普通钻杆的结构示意图。
图中，1为公螺纹接头；2为母螺纹接头；3为公螺纹接头端部台肩面；4为公螺纹接头前部的配合锥面；5为公螺纹接头螺纹根部台肩面；6为母螺纹接头底部台肩面；7为母螺纹接头底部的配合锥面；8为母螺纹接头端部台肩面；9为公螺纹接头端部台肩面与母螺纹接头底部台肩面紧密接触的配合面；10和11为公螺纹接头前部的配合锥面与母螺纹接头底部的配合锥面紧密接触的配合面；12为公螺纹接头螺纹根部台肩面与母螺纹接头端部台肩面紧密接触的配合面；13为普通钻杆公螺纹接头的台肩面；14为普通钻杆母螺纹接头的台肩面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种双顶双锥连接形式的外平地质钻杆，在公螺纹接头1及母螺纹接头2上分别设置了两个台肩面和两个锥面，钻杆之间采用锥螺纹连接。
在公螺纹接头1的端部和螺纹根部分别设置了台肩面3和5，在母螺纹接头2的底部和端部也分别设置了台肩面6和8。两根钻杆连接后，公母螺纹接头在预紧力的作用下，四个台肩面形成了紧密接触的两个配合面9和12。
钻杆采用锥螺纹连接，在公螺纹接头前部和母螺纹接头底部设置配合锥面4和7。公母螺纹接头连接后，在预紧力的作用下，四个锥面形成两个配合面10和11。
锥面4和7的锥度为1：A，公母螺纹的锥度为1：B。
显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，本领域的普通技术人员可以理解可以做各种改变并且等效体可以替换其上的元件而不离开在权利要求中限定的本发明的保护范围，根据本发明的教导可以做任何变形以适应特定的环境或材料而不离开其本质范围。因此，可以预料到，本发明不限制由附图示例和在具体实施方式中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，但是本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。
Claims (4)
1.一种双顶双锥连接形式的外平地质钻杆，主要由钻杆的管体、公螺纹接头（1）和母螺纹接头（2）组成，其特征在于：在公螺纹接头（1）及母螺纹接头（2）上分别设置了两个台肩面和两个锥面，钻杆之间采用锥螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的双顶双锥连接形式的外平地质钻杆，其特征在于：在所述公螺纹接头（1）的端部和根部分别设置了台肩面（3）和（5），在所述母螺纹接头（2）的圆锥孔底部和端部也分别设置了台肩面（6）和（8），两根钻杆连接后，公母螺纹接头在预紧力的作用下，四个台肩面形成了紧密接触的两个配合面（9）和（12）。
3.根据权利要求1所述的双顶双锥连接形式的外平地质钻杆，其特征在于：钻杆采用锥螺纹连接，并在公螺纹接头前部和母螺纹接头底部分别设置配合锥面（4）和（7），公母螺纹接头连接后，在预紧力的作用下，四个锥面形成两个配合面（10）和（11）。
4.根据权利要求1所述的双顶双锥连接形式的外平地质钻杆，其特征在于：锥面（4）和（7）的锥度为1：A，公母螺纹的锥度为1：B，其中，0＜A＜100，0＜B＜100。
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