[发明专利]一种易拆卸钻杆及其钻杆自动装卸设备

说明书

一种易拆卸钻杆，包括杆体和连接在杆体两端的连接头、连接尾、以及连接螺母，连接头设有轴向的四棱锥台，连接尾设有四棱锥窝，连接螺母的外圆面设有同步带轮。通过四棱锥台与四棱锥窝的同轴配合，实现了钻杆的快速安装、拆卸，具有承载扭矩大、使用寿命长、易于拆卸、成本低等优点。一种应用于易拆卸钻杆的钻杆自动装卸设备，设置在钻机的一侧，包括连接螺母装卸机构、钻杆装卸机构、以及控制系统。连接螺母装卸机构可以快速地装卸连接螺母，以机械动作替代了手工操作。钻杆装卸机构自动化程度高，实现了钻杆的自动装卸，大幅降低了操作者的劳动强度，提高了工作效率。本发明的钻杆周转箱容量大，同时解决了钻杆的摆放、搬运、运输问题。

技术领域

本发明涉及隧道、桥梁、矿山设备领域，尤其是涉及一种易拆卸钻杆及其钻杆自动装卸设备。

背景技术

钻机在工作中需要不断地加接钻杆，以实现钻深，加接钻杆时，将新加钻杆的连接头与钻机上钻杆的连接尾连接。现有钻杆的头尾连接是通过螺纹连接实现的，连接头为具有外螺纹的轴，连接尾为具有内螺纹的孔，连接头与连接尾螺接在一起。为了保证钻杆不在钻洞内脱落，螺纹的旋紧方向与钻机的旋转方向一致，这样，钻杆在工作中所受到的阻力矩与钻机的转矩使各钻杆之间的螺纹连接越来越紧。这样一是解决了钻杆脱落问题，二是各钻杆之间的连接没有晃动间隙，使整个钻杆连接体具有很好的导向性，不易发生钻偏。但是这也带来一些负面影响。

虽然钻机提供的转矩不是很大，但是钻机在钻进过程中所受到的冲击使螺纹连接越来越紧，在实际工作中，在加接钻杆时，钻机不需要给螺纹连接提供太大的拧紧力矩，但是在拆卸钻杆时，很多时候钻机本身所能提供的拧松转矩小于钻杆的螺纹连接力矩。加接的钻杆越多，钻杆的螺纹连接力矩就越大，有时拧松螺纹需要高达2000牛米的力矩，这么大的力矩需要在施工现场架设大缸径的油缸，推动长力臂才能够实现。因此，拆卸钻杆时耗时、耗力，且效率低下。

为了提高螺纹的连接强度，钻杆螺纹一般为大螺距梯形螺纹，但是在这种单向持续旋进扭矩的作用下，最终产生2000牛米的拧紧力矩，对螺纹的使用寿命造成很大的影响，钻杆多数是因为螺纹损坏而报废的。因而，有必要对现有钻杆的连接方式进行创新。

现有的钻机通常开凿一个钻孔需要少则几根，多则几十根的钻杆，钻杆需要逐一连接、然后再逐一拆卸。单根钻杆重量约50kg，人工装卸需要耗费很大体力和时间，因此效率很低、经济性很差。

由于使用螺纹连接结构的钻杆，现有钻机在加接钻杆时，加接钻杆先与钻机主轴螺接、并旋转，再与已有的钻杆螺接，可以实现钻杆的自动安装。但是在拆卸钻杆时，由于钻杆的两端都为螺纹连接，钻机主轴反转只能拧松钻杆一端的螺纹连接，另一端的螺纹连接只能通过人工拆卸完成；如果遇到钻杆螺接连接力矩大于钻机主轴拧松扭矩的钻杆，同样需要人工拆卸，排除问题。因此，现有钻机不能实现全自动化装卸钻杆，存在劳动量大、效率低的问题。

一个工程都要开凿很多钻孔，需要多台钻机同时开凿，因此，需要使用大量的钻杆。在施工现场，钻杆通常散落在钻机两侧，装卸钻杆时需要人工操作，钻机每换一个施工位，钻杆都要搬运一次，操作者劳动量很大，而且在拆卸、搬运过程中对钻杆的损伤也很大。因此，钻杆的摆放、搬运、运输及其管理也同样存在较大问题。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种易拆卸钻杆，其目的在于：改变钻杆的连接结构，方便钻杆的安装、拆卸，延长钻杆的使用寿命。

还针对该易拆卸钻杆，公开了一种钻杆自动装卸设备，其目的在于：提供一种自动化程度高的钻杆自动装卸设备，解决钻杆的自动安装、拆卸问题，以及钻杆的摆放、搬运、运输问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：