本發(fā)明涉及煤礦井下鉆孔用鉆桿，特別是涉及節(jié)水鉆桿。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)煤礦開采工藝的逐步發(fā)展，煤礦井下大孔經(jīng)、小鉆深、高精度孔鉆孔施工需求逐步增多，尤其是煤礦110工法，N00工法、巷道掘進(jìn)面松動(dòng)炮孔、巷道掘進(jìn)面預(yù)漲裂孔等煤礦開采工藝的發(fā)展，均需要大量的大孔經(jīng)、小鉆深(0-30m)孔鉆孔施工，且對(duì)鉆孔直徑、角度、深度等精度要求極高，為滿足鉆孔需求，鉆機(jī)設(shè)備自動(dòng)化程度也越來(lái)越高，設(shè)備對(duì)巷道環(huán)境需求越來(lái)越嚴(yán)格。

現(xiàn)有的通用鉆桿(圖1)是依據(jù)鉆深孔時(shí)的用水需求設(shè)計(jì)的(以鉆桿為例，通徑按照100m以上鉆深設(shè)計(jì)的通水量)，包括鉆桿本體2，鉆桿本體2兩側(cè)分別設(shè)有左端堵1、右端堵3，鉆桿本體2，鉆桿本體2內(nèi)部為通水空腔，左端堵1、右端堵3設(shè)有與該空腔連通的通水孔。該通水空腔用水量大，且鉆桿與鉆機(jī)連接處、鉆桿與鉆桿之間連接處、鉆孔過(guò)程中鉆桿續(xù)接過(guò)程、鉆桿拆卸過(guò)程，鉆機(jī)正常鉆進(jìn)過(guò)程等均存在漏水。同時(shí)因鉆機(jī)在使用普通鉆桿鉆孔時(shí)，鉆機(jī)單獨(dú)工作，單孔鉆深大，施工周期長(zhǎng)，排水設(shè)施完善，有時(shí)還配備有污水泵等輔助設(shè)備，對(duì)用水量及各種漏水現(xiàn)象不敏感。但在煤礦井下大孔經(jīng)、小鉆深、高精度孔鉆孔施工過(guò)程中，因鉆孔深度小，鉆孔數(shù)量多，鉆機(jī)移動(dòng)頻繁，排水設(shè)施不完善，且多種設(shè)備交叉作業(yè)，相互影響，又因煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，巖石遇水多變，嚴(yán)重影響了鉆孔施工質(zhì)量和鉆孔施工環(huán)境，已經(jīng)不能滿足煤礦新開采工藝的發(fā)展需求，給煤礦新開采工藝的推廣應(yīng)用帶來(lái)了阻礙，因此亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供節(jié)水鉆桿，使其能夠杜絕鉆桿鉆孔續(xù)接過(guò)程中的漏水現(xiàn)象，顯著減少鉆進(jìn)過(guò)程鉆機(jī)用水量，為煤礦井下鉆孔施工過(guò)程提供良好的施工環(huán)境，提高了設(shè)備的可靠性，保證了鉆孔施工的高質(zhì)量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

節(jié)水鉆桿，包括鉆桿本體，以及設(shè)置在鉆桿本體端部作為母接頭的左端堵和作為公接頭的右端堵，所述鉆桿本體包括外管和內(nèi)管，所述外管和內(nèi)管之間形成環(huán)形空腔，所述環(huán)形空腔的兩端分別通過(guò)所述左、右端堵的內(nèi)端面密封；所述內(nèi)管中部設(shè)有通水腔，所述左、右端堵上分別開設(shè)有與所述通水腔連通的通水孔，其中，在所述左端堵的通水孔開口處設(shè)置有用于防止所述通水腔內(nèi)水回流的單向閥。

作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述右端堵的通水孔孔徑與所述內(nèi)管的通水腔內(nèi)徑相等。

所述單向閥的開啟壓力為0.2MPa～0.5MPa。

所述左、右端堵上設(shè)有用于鉆桿首尾相連時(shí)互相配合的一組密封對(duì)接面。

所述左端堵為凹型結(jié)構(gòu)，右端堵為凸型結(jié)構(gòu)，所述互相配合的一組密封對(duì)接面為左端堵中部的凹面與右端堵中部的凸面，或者為左端堵外周的凸面與右端堵外周的凹面。

所述左端堵還用于與鉆機(jī)輸出軸密封連接，所述左端堵的外側(cè)端部具有用于與鉆機(jī)輸出軸配合以傳遞力矩的四方外形。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)由于設(shè)置了內(nèi)管，通水腔的孔徑大大縮小，鉆進(jìn)過(guò)程鉆機(jī)用水量顯著減少，同時(shí)，通過(guò)設(shè)置單向閥，徹底杜絕鉆桿鉆孔續(xù)接過(guò)程中的漏水現(xiàn)象，為煤礦井下鉆孔施工過(guò)程提供良好的施工環(huán)境，提高了設(shè)備的可靠性，保證了鉆孔施工的高質(zhì)量，尤其適用于煤礦井下大孔經(jīng)、小鉆深(0-30m)、高精度孔鉆孔施工過(guò)程。

(2)左、右端堵上設(shè)有用于鉆桿首尾相連時(shí)互相配合的一組密封對(duì)接面，密封性好，減少鉆桿連接處的漏水情況。

(3)左端堵的外側(cè)端部采用具有四方外形的中空柱狀結(jié)構(gòu)，便于鉆桿與鉆機(jī)快速連接，使鉆機(jī)輸出扭矩不再需要液壓卡盤夾緊鉆桿進(jìn)行輸出，大大縮小鉆機(jī)鉆箱外形尺寸。

附圖說(shuō)明

上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是現(xiàn)有鉆桿結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的節(jié)水鉆桿結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3A、圖3B、圖3C分別是圖2中AA向、BB向和CC向的剖視圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種節(jié)水鉆桿，密封性能好，能夠徹底杜絕鉆桿鉆孔續(xù)接過(guò)程中的漏水現(xiàn)象，減少鉆桿與鉆機(jī)連接處的漏水情況，顯著減少鉆進(jìn)過(guò)程鉆機(jī)用水量，提高了設(shè)備的可靠性，為煤礦井下施工過(guò)程提供良好的施工環(huán)境，尤其是大孔經(jīng)、小鉆深、高精度孔鉆孔作業(yè)，大大提高了鉆孔施工質(zhì)量。

請(qǐng)配合參閱圖2以及圖3A、3B、3C所示，本發(fā)明所述的節(jié)水鉆桿包括鉆桿本體，以及設(shè)置在鉆桿本體端部作為母接頭的左端堵5和作為公接頭的右端堵8，左、右端堵5、8上的連接螺紋與普通鉆桿一致，可以是錐螺紋或矩形螺紋，圖2中所示為矩形螺紋。所述鉆桿本體包括外管7和內(nèi)管6，所述外管7和內(nèi)管6之間形成環(huán)形空腔，所述環(huán)形空腔的兩端分別通過(guò)所述左、右端堵5、8的內(nèi)端面密封；所述內(nèi)管中部設(shè)有通水腔，所述左、右端堵上分別開設(shè)有與所述通水腔連通的通水孔，其中，在所述左端堵5的通水孔開口處設(shè)置有用于防止所述通水腔內(nèi)水回流的單向閥4。

上述結(jié)構(gòu)中，由于設(shè)置了內(nèi)管6，鉆桿內(nèi)部通水腔內(nèi)的存水量大大減少。對(duì)于普通鉆桿(圖1)，其鉆桿本體2內(nèi)腔的存水在鉆桿續(xù)接和鉆桿拆卸過(guò)程均屬于廢水，每次鉆桿續(xù)接和鉆桿拆卸過(guò)程均會(huì)回流到巷道內(nèi)，并且每次鉆進(jìn)都需要重新充滿，鉆桿的水利用率極低。而本發(fā)明的節(jié)水鉆桿由于內(nèi)管6的增加，使得通水腔的孔徑大大縮小，從而鉆進(jìn)過(guò)程鉆機(jī)用水量顯著減少。同時(shí)，通過(guò)設(shè)置單向閥4，在使用本發(fā)明的節(jié)水鉆桿進(jìn)行鉆孔過(guò)程中，鉆桿需要續(xù)接時(shí)，因單向閥4的存在，已經(jīng)進(jìn)入已完成鉆孔內(nèi)所有鉆桿的水，將不能通過(guò)鉆桿左端堵5內(nèi)孔回流到巷道內(nèi)，并且每次鉆進(jìn)都不需要重新充滿，鉆桿拆卸過(guò)程鉆桿內(nèi)存水量也明顯減少，大大提高了鉆桿的水利用率，節(jié)約了鉆孔施工的用水量，保證了良好的鉆機(jī)施工環(huán)境。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，本發(fā)明節(jié)水鉆桿的長(zhǎng)度L根據(jù)鉆機(jī)行程需要確定，與普通鉆桿確定方法一致。節(jié)水鉆桿中單向閥4的開啟壓力根據(jù)鉆孔需要，依據(jù)鉆孔施工情況設(shè)定，一般為0.2MPa～0.5MPa。由于鉆桿鉆孔隨著孔徑和鉆深的不同，有不同用水量和水壓需求，因此，本發(fā)明節(jié)水鉆桿中內(nèi)管6內(nèi)徑、右端堵8通水孔孔徑根據(jù)鉆孔深度及鉆孔直徑需要進(jìn)行定制，內(nèi)管6的通水腔內(nèi)徑與右端堵8通水孔孔徑一致。節(jié)水鉆桿外管7外徑與一般鉆桿直徑一致，可設(shè)為等規(guī)格。示例性地，以鉆桿為例將現(xiàn)有普通鉆桿的通徑(按照100m以上鉆深設(shè)計(jì)的通水通徑)減少到(即增設(shè)的內(nèi)管6)，既能滿足鉆桿0-30m鉆深用水需求，又節(jié)約了70％-80％用水量。其它直徑不同尺寸節(jié)水鉆桿節(jié)水原理與此相同，也是通過(guò)控制內(nèi)管6內(nèi)徑和右端堵8的通水孔通徑實(shí)現(xiàn)節(jié)水的目的。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖2所示，所述左、右端堵5、8上還設(shè)有用于鉆桿首尾相連時(shí)互相配合的一組密封對(duì)接面。作為具體的實(shí)施例，如圖2中所示，所述左端堵5為凹型結(jié)構(gòu)，右端堵8為凸型結(jié)構(gòu)，所述左端堵5外周的凸面E、左端堵5中部的凹面F、右端堵8外周的凹面G、右端堵8中部的凸面H面可配成兩組密封對(duì)接面，鉆桿首尾相連進(jìn)行鉆孔施工時(shí)，可以通過(guò)E面與G面配合進(jìn)行密封，或者通過(guò)F面與H面配合進(jìn)行密封，每種節(jié)水鉆桿可選擇兩組密封對(duì)接面中的一組作為密封面。無(wú)論采用哪一組密封面，均能有效緩解鉆桿與鉆桿連接處的漏水情況。

所述左端堵5還用于與鉆機(jī)輸出軸密封連接，請(qǐng)配合參閱圖3A所示，所述左端堵5的外側(cè)端部具有四方外形。這種結(jié)構(gòu)外形便于鉆桿與鉆機(jī)快速連接，左端堵部四方外形的5端與鉆機(jī)輸出軸配合，用于傳遞力矩，使鉆機(jī)輸出扭矩不再需要液壓卡盤夾緊鉆桿進(jìn)行輸出，大大縮小鉆機(jī)鉆箱外形尺寸。使用時(shí)，所述左端堵5外側(cè)端部的口徑的開口和外側(cè)端面E面與鉆機(jī)輸出軸配合，形成機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，能夠有效減少鉆桿與鉆機(jī)連接處的漏水情況。

在煤礦井下大孔經(jīng)、小鉆深、高精度孔鉆孔施工過(guò)程，本發(fā)明節(jié)水鉆桿通過(guò)上述設(shè)置的密封節(jié)水結(jié)構(gòu)，在0-30m的鉆孔深度，多根鉆桿組合發(fā)力，能夠徹底杜絕鉆桿鉆孔續(xù)接過(guò)程中的漏水現(xiàn)象，減少鉆桿與鉆機(jī)連接處的漏水情況，可減少鉆進(jìn)過(guò)程鉆機(jī)用水量70％-80％。因此，本發(fā)明的節(jié)水鉆桿給煤礦井下鉆孔施工過(guò)程提供了良好的施工環(huán)境，提高了設(shè)備的可靠性，給鉆孔施工質(zhì)量的提高提供了保證。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。