專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高負(fù)載鉆桿及包含該鉆桿的反井鉆機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦山機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種高負(fù)載鉆桿，本發(fā)明還涉及一種反井鉆機(jī)。
背景技術(shù)：
反井鉆機(jī)作為礦山機(jī)械中一種重要的施工機(jī)械，在有下部運(yùn)輸巷道、地質(zhì)條件穩(wěn)定的井筒施工中得到廣泛應(yīng)用，其主要是通過(guò)鉆機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵帶動(dòng)液壓馬達(dá)，并利用液壓動(dòng)力將扭矩傳遞給鉆具系統(tǒng)，帶動(dòng)鉆桿及鉆頭旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)孔鉆頭或擴(kuò)孔鉆頭上的滾刀在鉆壓的作用下，沿井底巖石工作面做純滾動(dòng)或微量位移；同時(shí)主機(jī)油缸產(chǎn)生的軸向拉、壓力也通過(guò)動(dòng)力頭、鉆桿作用在導(dǎo)孔鉆頭或擴(kuò)孔鉆頭上，使導(dǎo)孔鉆頭的滾刀在鉆壓作用下滾動(dòng)，產(chǎn)生沖擊載荷，使?jié)L刀齒對(duì)巖石產(chǎn)生沖擊、擠壓和剪切作用，破碎巖石。目前世界上反井鉆機(jī)鉆桿的接頭螺紋多采用美國(guó)石油學(xué)會(huì)(API)標(biāo)準(zhǔn)的錐形接頭螺紋連接方式，這種螺紋是正規(guī)扣錐三角形螺紋形式，其牙型角為60°，錐度為1:6，牙距為6.35_，該接頭螺紋是為石油鉆進(jìn)而設(shè)計(jì)的，其主要特定為制造方便，但是抗扭能力小，在反井鉆機(jī)鉆桿接頭螺紋的應(yīng)用中，當(dāng)承受較大軸向拉力和扭矩的情況下經(jīng)常造成牙面變形及整體斷裂，已成為制約反井鉆機(jī)向高扭矩大井深方向發(fā)展的瓶頸。因此，提供一種能承受大軸向拉力和扭矩，適合大型反井鉆機(jī)的高負(fù)載鉆桿是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能承受大軸向拉力和扭矩，適合大型反井鉆機(jī)的高負(fù)載鉆桿，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種反井鉆機(jī)。

為了實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明提供一種高負(fù)載鉆桿，用于鉆機(jī)，尤其適用于反井鉆機(jī)，包括中空的鉆桿本體，中空本體的兩端設(shè)置有相互匹配的公接頭和母接頭，所述公接頭和母接頭均為中空結(jié)構(gòu)，公接頭的外側(cè)壁上具有軸向延伸的外錐螺紋，母接頭的內(nèi)側(cè)壁上具有軸向延伸的內(nèi)錐螺紋，所述外錐螺紋和所述內(nèi)錐螺紋的牙型角為60°，所述外錐螺紋和所述內(nèi)錐螺紋的錐度為1:71:12 ;所述外錐螺紋具有承載牙側(cè)角α !和入扣牙側(cè)角
，其中10°彡Ci1S 20°，40°彡￠^50° ,￠^+^=60° ;所述內(nèi)錐螺紋與所述外錐螺紋對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述內(nèi)錐螺紋具有承載牙側(cè)角Q2和入扣牙側(cè)角β2，其中10°彡α2<20°，40。< β 2 < 50。，α 2+ β 2=60。，且 Ct1=Ct2, β != β 2。優(yōu)選地，所述外、內(nèi)錐螺紋牙距為12.7mm，所述的外、內(nèi)錐螺紋的錐度為1:8。優(yōu)選地，所述外、內(nèi)錐螺紋的導(dǎo)程為25.4mm。優(yōu)選地，所述外、內(nèi)錐螺紋的承載牙側(cè)角αι=α2=15°，所述外、內(nèi)錐螺紋的入扣牙側(cè)角 β !=β 2=45° O為了實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本發(fā)明還提供一種反井鉆機(jī)，包括上述高負(fù)載鉆桿。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的高負(fù)載鉆桿，通過(guò)增大螺紋牙距，增強(qiáng)了剪切強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，并提高了軸向拉力的承受能力；通過(guò)提高錐度，提高了軸向拉力的承受度；通過(guò)增大導(dǎo)程，增大了螺旋升角，從而提高了抗扭能力；螺紋的承拉面與水平面所呈角度大，內(nèi)外螺紋旋合后，其承拉面積大，提高了鉆桿的承拉能力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的反井鉆機(jī)包括上述高負(fù)載鉆桿，其技術(shù)效果與上述高負(fù)載鉆桿的技術(shù)效果基本相同，此處不再贅述。


圖1是本發(fā)明提出的一種高負(fù)載鉆桿的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明提出的一種高負(fù)載鉆桿的一種實(shí)施例的錐螺紋牙形示意 圖3是本發(fā)明提出的一種高負(fù)載鉆桿的一種實(shí)施例的斜梯形螺紋和三角形螺紋鉆桿螺紋展開(kāi)簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能承受大軸向拉力和扭矩，適合大型反井鉆機(jī)的高負(fù)載鉆桿，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種反井鉆機(jī)。為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。請(qǐng)參考圖1和圖2，在一種實(shí)施例中，本發(fā)明所提供的一種高負(fù)載鉆桿，用于鉆機(jī)，尤其適用于反井鉆機(jī)，包括中空的鉆桿本體，中空本體的兩端設(shè)置有相互匹配的公接頭和母接頭，所述公接頭和母接頭均為中空結(jié)構(gòu)，公接頭的外側(cè)壁上具有軸向延伸的外錐螺紋，母接頭的內(nèi)側(cè)壁上具有軸向延伸的內(nèi)錐螺紋，所述外錐螺紋和所述內(nèi)錐螺紋的牙型角為60°，所述外、內(nèi)錐螺紋牙距為12.7mm、錐度為1:8、導(dǎo)程為25.4mm ;所述外錐螺紋具有承載牙側(cè)角Ci1和入扣牙側(cè)角P1，所述內(nèi)錐螺紋與所述外錐螺紋對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述內(nèi)錐螺紋具有承載牙側(cè)角Ct 2和入扣牙側(cè)角β 2，其中所述外、內(nèi)錐螺紋的承載牙側(cè)角αραρΙδ。，所述夕卜、內(nèi)錐螺紋的入扣牙側(cè)角 45°。如圖3所示，上下兩圖分別為高負(fù)載鉆桿錐螺紋和API石油正規(guī)扣
錐三角螺紋單圈展開(kāi)簡(jiǎn)圖，每圈螺紋牙型的剪切強(qiáng)度為
權(quán)利要求
1.一種高負(fù)載鉆桿，用于鉆機(jī)，尤其適用于反井鉆機(jī)，包括中空的鉆桿本體，中空本體的兩端設(shè)置有相互匹配的公接頭和母接頭，所述公接頭和母接頭均為中空結(jié)構(gòu)，公接頭的外側(cè)壁上具有軸向延伸的外錐螺紋，母接頭的內(nèi)側(cè)壁上具有軸向延伸的內(nèi)錐螺紋，所述外錐螺紋和所述內(nèi)錐螺紋的牙型角為60°，其特征在于，所述外錐螺紋和所述內(nèi)錐螺紋的錐度為1:71:12;所述外錐螺紋具有承載牙側(cè)角Ci1和入扣牙側(cè)角P1，其中10° ≤ Ci1S 20°，40°≤β≤50°，α1+β1=60° ;所述內(nèi)錐螺紋與所述外錐螺紋對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述內(nèi)錐螺紋具有承載牙側(cè)角α2和入扣牙側(cè)角β2，其中10°≤α2< 20°，40。< β 2 < 50。，α 2+ β 2=60。，且 Ct1=Ct2, β != β 2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高負(fù)載鉆桿，其特征在于，所述外、內(nèi)錐螺紋牙距為12.7mm,所述的外、內(nèi)錐螺紋的錐度為1:8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高負(fù)載鉆桿，其特征在于，所述外、內(nèi)錐螺紋的導(dǎo)程為25.4mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的高負(fù)載鉆桿，其特征在于，所述外、內(nèi)錐螺紋的承載牙側(cè)角αραρΙδ。，所述外、內(nèi)錐螺紋的入扣牙側(cè)角@,@2=45°。
5.一種反井鉆機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的高負(fù)載鉆桿。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高負(fù)載鉆桿，用于鉆機(jī)，尤其適用于反井鉆機(jī)，包括中空的鉆桿本體，中空本體的兩端設(shè)置有相互匹配的公接頭和母接頭，所述公接頭和母接頭均為中空結(jié)構(gòu)，公接頭的外側(cè)壁上具有軸向延伸的外錐螺紋，母接頭的內(nèi)側(cè)壁上具有軸向延伸的內(nèi)錐螺紋，所述外錐螺紋和所述內(nèi)錐螺紋的牙型角為60°、錐度為1:7~1:12；所述外錐螺紋具有承載牙側(cè)角α1和入扣牙側(cè)角β1，所述內(nèi)錐螺紋與所述外錐螺紋對(duì)應(yīng)設(shè)置，具有承載牙側(cè)角α2和入扣牙側(cè)角β2，其中10°≤α1=α2≤20°，40°≤β1=β2≤50°，α1+β1=α2+β2=60°。本發(fā)明所公開(kāi)的高負(fù)載鉆桿，能承受大軸向拉力和扭矩，適合大型反井鉆機(jī)。
文檔編號(hào)E21B17/042GK103114816SQ20131007497
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月9日
發(fā)明者唐安平, 王毅, 代建龍, 劉坤, 劉成沛 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙創(chuàng)遠(yuǎn)高新機(jī)械有限責(zé)任公司