[发明专利]一种圆弧形凸棱钻杆快速拆卸装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井生产中使用的钻机部件，特别是矿井施工抽采钻孔使用的液压钻机的圆弧形凸棱钻杆的拆卸装置。

背景技术

煤矿瓦斯抽采主要采用液压钻机在煤（岩）层中施工抽采钻孔，对煤层瓦斯进行卸压，达到治理瓦斯的目的。长期以来，抽采钻孔施工主要采用圆柱形断面的钻杆，施工一个抽采钻孔常需要几十至几百根钻杆，钻杆拆卸主要依靠钻机动力头卡盘、夹持器，采用钻机自身动力拆卸。

近年来，煤岩层钻孔施工中出现了一种圆弧形凸棱钻杆，该钻杆由于排渣空间大、钻进速度快、卡钻次数少，逐步在矿井中得到推广应用。但圆弧形凸棱钻杆断面形状、尺寸与常规圆柱形钻杆差异大，钻杆在拆卸过程中，钻机动力头卡盘与圆弧形凸棱钻杆不配套，不能采用原钻机的动力系统实现自动拆卸，必须采用呆扳手人力拆卸，拆卸过程耗时长，工人劳动强度大，安全事故频发。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有圆弧形凸棱钻杆拆卸存在的不足，提供一种圆弧形凸棱钻杆拆卸装置及方法，以快速、安全地拆卸圆弧形凸棱钻杆。

本发明的技术方案如下：

一种圆弧形凸棱钻杆快速拆卸装置，包括三方套和三棱轴，三方套套在三棱轴上，三方套可在三棱轴上做轴向滑动，但不能相对于三棱轴作周向转动。

所述的三棱轴分为圆柱段、限位盘、棱柱段、外螺纹段四段，它们依次连接固定。

所述三棱轴的圆柱段与钻机卡盘连接，随钻机卡盘一起作周向转动或轴向移动，三棱轴的外螺纹段与三棱钻杆连接；三棱轴棱柱段截面形状、尺寸与圆弧形凸棱钻杆截面形状、尺寸相同。

所述的三方套可在三棱轴与三棱钻杆连接后，滑动至丝扣连接位置，限制三棱轴与圆弧形凸棱钻杆做相对周向转动。

本发明进一步提出采用上述拆卸装置进行圆弧形凸棱钻杆快速拆卸的方法，其包括以下步骤：

1）钻孔钻进至设计位置后，在钻机卡盘上安装三棱轴和三方套，钻机卡盘卡紧三棱轴的圆柱段，并推进至圆弧形凸棱钻杆位置，钻机卡盘正转，使三棱轴与圆弧形凸棱钻杆连接但不拧紧，拖动孔内圆弧形凸棱钻杆至一根钻杆长度位置；

2）滑动三方套至三棱轴与圆弧形凸棱钻杆连接位置，卡紧钻机夹持器，钻机卡盘反转，松开首根钻杆与第二根钻杆的连接；

3）滑动三方套至三棱轴棱柱段位置，手动反转首根钻杆并取下，重复以上步骤依次取下孔内钻杆。

使用本发明，拆卸圆弧形凸棱钻杆可用钻机自身动力完成，工艺简单，操作方便，降低劳动力强度同时，大大缩短拆卸时间、降低采用呆扳手人工拆卸的安全风险，应用结果表明：采用本发明，圆弧形凸棱钻杆拆卸时间在原工艺的基础上降低75%，杜绝了三棱钻杆拆卸过程中的受伤事故。本发明结构简单，加工成本低，故障率低。

附图说明

现结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明一种圆弧形凸棱钻杆快速拆卸装置的示意图；

图2为图1中A-A剖面的剖面图；

图3为本发明一种圆弧形凸棱钻杆快速拆卸装置的使用状态1示意图；

图4为本发明一种圆弧形凸棱钻杆快速拆卸装置的使用状态2示意图；

图中，三棱轴1、三方套2、钻机卡盘3、圆弧形凸棱钻杆4、钻机夹持器5、钻机机架6，圆柱段2-1、限位盘2-2、棱柱段2-3、外螺纹段2-4。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种圆弧形凸棱钻杆快速拆卸装置，包括三方套1和三棱轴2，三方套1可在三棱轴2上做轴向滑动，但不能相对于三棱轴2作周向转动。三棱轴2分为圆柱段2-1、限位盘2-2、棱柱段2-3、外螺纹段2-4四段，每段之间采用焊接连接。

如图3、图4所示，三棱轴2的圆柱段2-1与钻机卡盘3连接，随钻机卡盘3一起作周向转动或轴向移动，限位盘2-2与钻机卡盘的端面配合，用于限位，三棱轴2的外螺纹段2-4可与圆弧形凸棱钻杆4连接；三棱轴2的棱柱段2-3截面形状、尺寸与圆弧形凸棱钻杆4截面形状、尺寸相同。三方套1可在三棱轴2与圆弧形凸棱钻杆4连接后，滑动至丝扣位置，同时限制三棱轴2与圆弧形凸棱钻杆4做相对周向转动。

本拆卸装置的使用包括以下步骤：

1）钻孔钻进至设计位置后，拆卸水辨轴，在钻机卡盘3上安装三棱轴2和三方套1，钻机卡盘3卡紧三棱轴2的圆柱段2-1，并整体推进至圆弧形凸棱钻杆4位置，钻机卡盘3正转，使三棱轴2的外螺纹段2-4与圆弧形凸棱钻杆4连接但不拧紧，拖动孔内圆弧形凸棱钻杆4至一根钻杆长度位置；