[发明专利]一种串联控制自动装卸正反转钻杆

说明书

本发明属于钻具领域，涉及一种串联控制自动装卸正反转钻杆，包括顺次连接的2个以上的钻杆单元，钻杆单元包括依次连接的母接头、管体与公接头，每个钻杆单元内部还设置有阀芯卡锁机构；相邻两个钻杆单元的公接头与母接头连接，并通过挤压阀芯卡锁机构使相邻两个钻杆单元轴向卡接固定。本发明是普通单向螺纹连接钻杆内部增设简易机构，钻杆间先通过螺纹连接到位后，再通过简易机构利用钻杆间连接时的挤压力实现钻杆间锁定或解锁，实现钻杆正反转进行缓冲松动处理抱钻事故同时，钻机也可自动装卸钻杆，为真正实现现场全程无人化钻孔施工提供技术支撑；脱离了人工辅助操作，减低了工人的劳动强度。

技术领域

本发明属于钻具领域，涉及一种串联控制自动装卸正反转钻杆。

背景技术

目前，在煤矿井下煤层钻孔作业中所使用的钻杆普遍为圆锥螺纹连接，只能单向转动。钻孔施工工程中出现塌孔抱钻现象时，需要频繁正反转进行缓冲松动解抱，而普通单向转动的钻杆反转会出现钻杆脱扣，发生掉钻事故。近年来，相继开发了一些可正反转运行的钻杆解决钻孔施工问题，主要为以下几种类型：一类是采用三棱、六方等多面体形式的柱与孔进行插接对接，以传递正反转扭矩，用键销或螺钉进行轴向定位连接，以传递轴向载荷；另一类采用花键套联接；还有一些其它形式的正反扣螺纹组合联接及内部用花键承插联接。上述正反转钻杆，要么联接接头强度差，要么不稳定，且都需要人工现场辅助装卸钻杆，还不能实现机器自动装卸，使远控钻机及智能钻机不具有采用正反转处理卡埋钻事故及其他问题的功能。

鉴于远控钻机及智能钻机处理卡抱钻事故时，同样需要频繁正反转进行缓冲松动解抱，因此，其配套钻杆应具有正反转功能，且钻机可以对钻杆进行自动装卸。本发明通过对现有普通单向螺纹钻杆接头内部增设简易机构，利用阀芯卡锁机构实现钻杆间锁定和解锁，实现钻杆正反转进行缓冲松动处理抱钻事故同时，钻机也可自动装卸钻杆，为真正实现现场全程无人化钻孔施工提供技术支撑。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种串联控制自动装卸正反转钻杆，实现钻杆钻进时卡锁和装卸时解锁，实现全钻机装卸可正反转钻杆，脱离了人工辅助作业，为远控钻进及智能钻机钻孔时事故处理提供装备支撑。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种串联控制自动装卸正反转钻杆，包括顺次连接的2个以上的钻杆单元，钻杆单元包括依次连接的母接头、管体与公接头，每个钻杆单元内部还设置有阀芯卡锁机构；

相邻两个钻杆单元的公接头与母接头连接，并通过挤压阀芯卡锁机构使相邻两个钻杆单元轴向卡接固定。

可选的，阀芯卡锁机构包括顺次连接的阀芯加长杆、阀芯以及卡销，阀芯加长杆设置在母接头端并贯穿管体与设置在公接头端的阀芯螺纹连接。

可选的，阀芯按外径设置为阀芯大径段、阀芯小径段及弹簧段，弹簧段与阀芯加长杆连接，阀芯小径段与卡销配合连接，该弹簧段上设置有弹簧。

可选的，公接头内部在弹簧段的中间部位加工有用于弹簧压缩距离控制的限位台肩以及用于与该限位台肩匹配的限位螺母；

阀芯的弹簧段两侧设置有限位块，限位块设置在限位台肩与限位螺母之间，弹簧设置位置在限位块与限位台肩之间。

可选的，公接头上开设有多个卡销孔，卡销孔上通过紧固件设置有卡销挡环，卡销设置有卡销大径段与卡销小径段，卡销挡环的尺寸大于卡销小径段的尺寸并小于卡销大径段的尺寸。

可选的，卡销大径段设置在卡销孔内，底部设置在阀芯小径段的外表面上，阀芯大径段与阀芯小径段之间还设置有用于推动卡销的斜坡。

可选的，母接头内设置有用于卡接卡销的环形沟槽，环形沟槽在远离阀芯加长杆的一端在还设置有密封圈。

可选的，母接头内设置有用于与公接头螺接的螺纹孔，公接头的长度长于母接头的螺纹孔深度，确保公接头上的卡销能进入环形沟槽内。