[发明专利]整体式螺旋槽定向钻杆

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于煤矿井下松软突出煤层及破碎煤层定向钻探施工的整体式螺旋槽定向钻杆。

技术背景

长钻孔定向钻进技术依靠其钻孔轨迹可控的优势得到了广泛的应用，但是由于地质条件复杂，松软煤、破碎煤等构造煤发育，一旦发生卡钻、埋钻等严重的孔内事故，就会造成巨大的经济损失。作为配套钻具的定向钻杆不但需要具有大通孔的结构用以设置通信电缆，同时要求钻杆具有很高的综合机械性能以适应其所受的拉、压、弯、扭等复合作用力。目前，定向钻杆主要有绳索取芯钻杆和中心通缆式高强度大通孔钻杆两种。绳索取芯钻杆的壁厚相对较小，钻杆的抗扭、抗弯和抗拉强度较差，在松软煤层或遇水膨胀地层施工定向钻孔时，容易发生断杆等事故；中心通缆式高强度大通孔钻杆虽然增大了壁厚，但该钻杆为外平式结构，当遇到松软突出煤层及破碎煤层时，容易发生卡钻等事故，大大提高了钻孔成本。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种整体式螺旋槽定向钻杆，不仅能实时、准确地传输孔底信号，同时能有效地处理卡钻、埋钻等孔内事故。

本发明采用的技术方案是，一种整体式螺旋槽定向钻杆，包括钻杆体和设置在钻杆体内轴线位置的中心通缆装置，钻杆体的两端分别设有快接接头，钻杆体外壁上设有螺旋凹槽，所述的钻杆体、螺旋凹槽和快接接头为整体式结构。采用本技术方案，本发明设置在钻杆体内轴线位置的中心通缆装置作为孔底测斜信号传输装置，能够实时、准确地输出孔底信号。

所述的钻杆两端设置的快接接头分别为公接头和母接头，所述的公接头上设置有外螺纹，母接头上设置有内螺纹。内、外螺纹用于两根钻杆之间的快速对接，螺纹的屈服强度＞880MPa，抗扭强度＞7300N·m。采用本技术方案，内、外螺纹用于两根钻杆之间的快速对接，螺纹具有一定的抗弯、抗扭和抗拉强度。

所述的螺旋凹槽和内、外螺纹均是在钻杆体上直接加工而成。作为优选，所述钻杆体的整体式结构提高了钻杆的抗扭、抗弯和抗拉强度；另外，螺旋凹槽和内、外螺纹均是在钻杆体上直接加工而成，有益于减少钻杆的加工工序，提高生产效率，降低生产成本。

所述的螺旋凹槽的数量至少为1。采用本技术方案，本发明钻杆体的外壁上设置有不少于一条的螺旋凹槽，在出现卡钻、埋钻等异常情况需要旋转拉动钻杆，螺旋凹槽的棱边可将卡钻的煤块搅碎，同时螺旋凹槽具有辅助排粉的作用，能够有效解卡钻杆。

所述的螺旋凹槽的横截面为圆弧形或方形或矩形或梯形。作为较佳，所述的螺旋凹槽的横截面为圆弧形或方形，可以根据实际工作环境中煤粉排出量的多少，选择合适的螺旋凹槽的截面形状和深度。

本发明相对于现有技术，其优点是：提高了钻杆的抗扭、抗弯和抗拉强度；提高生产效率，降低生产成本；钻杆不但能实时、准确地传输孔底信号，同时能有效地处理卡钻、埋钻等孔内事故，降低了钻孔成本。 

附图说明

图1为本发明钻杆的剖视结构示意图；

图2为本发明钻杆的外形结构示意图；

图3为图2中A-A处一种形式的截面图，螺旋凹槽数量n=1，螺旋凹槽截面形状为方形；

图4为图2中A-A处一种形式的截面图，螺旋凹槽数量n=2，螺旋凹槽截面形状为圆弧形；

其中，1为钻杆体，2为螺旋凹槽、3.1为公接头、3.2为母接头、4为中心通缆装置。

具体实施方式

为便于说明，下面结合附图对发明的整体式螺旋槽定向钻杆做详细说明。

如图1、2所示，整体式螺旋槽定向钻杆，包括钻杆体1和设置在钻杆体1内轴线位置的中心通缆装置4，所述的中心通缆装置4通过钻杆体1内两端的孔用弹性挡圈固定于钻杆体1内的轴线位置，用于传输孔底信号，所述的钻杆体1两端设置的快接接头分别为公接头3.1和母接头3.2,公接头3.1上设置有外螺纹，母接头3.2上设置有内螺纹，用于两根钻杆之间的快速对接，螺纹具有一定的抗弯、抗扭和抗拉强度。

钻杆体1的外壁上设有螺旋凹槽2，在出现卡钻、埋钻等异常情况需要旋转拉动钻杆时，螺旋凹槽2的棱边可将卡钻的煤块搅碎，同时螺旋凹槽2具有辅助排粉的作用，能够有效解卡钻杆，所述的螺旋凹槽2和内、外螺纹均是在钻杆体1上直接加工而成，有益于减少钻杆的加工工序，提高生产效率，降低生产成本。

钻杆体1外壁上所设螺旋凹槽2，如图3所示，螺旋凹槽2的数量为1，横截面为方形。

钻杆体1外壁上所设螺旋凹槽2，也如图4所示，螺旋凹槽2的数量为2，横截面为圆弧形。

螺旋凹槽2的横截面也可以为矩形或梯形。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。