复合式螺旋钻杆杆身

670 编辑：中冶有色技术网来源：中煤科工集团重庆研究院有限公司

2024-01-18 14:55:55

权利要求书： 1.一种复合式螺旋钻杆杆身，其特征在于：包括高叶片螺旋杆段以及连接于高叶片螺旋杆段轴向两端的两段宽叶片螺旋杆段，所述高叶片螺旋杆段的螺旋槽与宽叶片螺旋杆段的螺旋槽连通，所述高叶片螺旋杆段的螺旋槽深度大于宽叶片螺旋杆段的螺旋槽深度，所述高叶片螺旋杆段的叶片厚度小于宽叶片螺旋杆段的叶片厚度。

2.根据权利要求1所述的复合式螺旋钻杆杆身，其特征在于：所述宽叶片螺旋杆段的叶片厚度为高叶片螺旋杆段叶片厚度的2?4倍。

3.根据权利要求1或2所述的复合式螺旋钻杆杆身，其特征在于：所述高叶片螺旋杆段的槽深为宽叶片螺旋杆段槽深的2?5倍。

4.根据权利要求1或2所述的复合式螺旋钻杆杆身，其特征在于：所述高叶片螺旋杆段的槽宽为宽叶片螺旋杆段槽宽的2?4倍。

5.根据权利要求1所述的复合式螺旋钻杆杆身，其特征在于：所述高叶片螺旋杆段与宽叶片螺旋杆段之间采用摩擦焊连接。

6.根据权利要求1所述的复合式螺旋钻杆杆身，其特征在于：所述高叶片螺旋杆段与宽叶片螺旋杆段对接处的螺旋槽以及叶片平滑过渡连接。

7.根据权利要求1所述的复合式螺旋钻杆杆身，其特征在于：所述高叶片螺旋杆段与宽叶片螺旋杆段的叶片一体成型于杆身上。

说明书：复合式螺旋钻杆杆身技术领域[0001] 本实用新型涉及煤矿钻机技术领域，特别涉及一种复合式螺旋钻杆杆身。背景技术[0002] 钻杆是井下钻进探放水孔、瓦斯抽放孔常用的钻探工具，用于钻进过程中传递扭矩，并依靠加长钻杆使孔眼不断加深。一般的外表面光滑的圆柱形钻杆在松软、碎软煤层的

钻进中，排渣通道窄，排渣效果不佳，因此产生了各种螺旋钻杆。现有的螺旋钻杆通常分为

高叶片螺旋钻杆和宽叶片螺旋钻杆，其中高叶片螺旋钻杆是在钻杆主体的外表面螺旋缠绕

高而薄的叶片，高叶片与芯棒间形成了较大的螺旋排渣通道，因此排渣效果有较好的改善。

但是，其叶片高而薄，径向强度弱，无法适用于液压钻机的液压卡盘夹持装置，接扣、卸扣时

一般都要人工采用管钳、简易夹持器等工具进行辅助。此外，高叶片一般采用绕焊工艺与芯

棒连接，焊缝处成为薄弱环节，易损坏。宽叶片螺旋钻杆是为了改善高叶片螺旋钻杆叶片强

度弱、无法适用于液压式夹持装置的缺点，将叶片加厚、减高，形成了宽叶片螺旋钻杆。虽然

宽叶片螺旋钻杆的夹持性能有所改善，但是叶片依然采用绕焊工艺，焊缝处仍是薄弱环节。

且由于叶片高度降低，螺旋槽整体较浅，排渣效果不如高叶片钻杆。

[0003] 针对上述问题提出复合式螺旋钻杆杆身，该钻杆既适用于钻机的液压夹持装置，其本身的结构强度以及排渣性能也得到提高。

实用新型内容

[0004] 有鉴于此，本实用新型提供一种复合式螺旋钻杆杆身，该钻杆既适用于钻机的液压夹持装置，其本身的结构强度以及排渣性能也得到提高。

[0005] 本实用新型的复合式螺旋钻杆杆身，包括高叶片螺旋杆段以及连接于高叶片螺旋杆段轴向两端的两段宽叶片螺旋杆段，所述高叶片螺旋杆段的螺旋槽与宽叶片螺旋杆段的

螺旋槽连通。

[0006] 进一步，所述宽叶片螺旋杆段的叶片厚度为高叶片螺旋杆段叶片厚度的2?4倍。[0007] 进一步，所述高叶片螺旋杆段的槽深为宽叶片螺旋杆段槽深的2?5倍。[0008] 进一步，所述高叶片螺旋杆段的槽宽为宽叶片螺旋杆段槽宽的2?4倍。[0009] 进一步，所述高叶片螺旋杆段与宽叶片螺旋杆段之间采用摩擦焊连接。[0010] 进一步，所述高叶片螺旋杆段与宽叶片螺旋杆段对接处的螺旋槽以及叶片平滑过渡连接。

[0011] 进一步，所述高叶片螺旋杆段与宽叶片螺旋杆段的叶片一体成型与杆身上。[0012] 本实用新型的有益效果：[0013] 本实用新型中宽叶片螺旋杆段的叶片、螺旋槽分布均匀，且叶片厚度大，高度较低，具有很好的结构强度，适合用于钻机卡盘、夹持器等液压夹持装置夹持，利于钻杆的接

扣和卸扣；高叶片螺旋杆段的槽深、槽宽都较大，具备很好的排渣性能，在钻进过程中，钻杆

的螺旋通道与钻孔壁之间形成若干螺旋空间，扩大了煤渣的通道，使煤渣更加顺畅地排出；

提高了钻杆的整体排渣性能；而且该结构的钻杆在兼顾了排渣能力以及液压夹持功能的前

提下，还通过高叶片螺旋段的设置实现轻量化，可减少钻杆的用料，降低钻杆的成本。

附图说明[0014] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。[0015] 图1为钻杆杆身结构示意图；具体实施方式[0016] 结合图1所示，本实施例中提供了一种复合式螺旋钻杆杆身，所述杆体包括高叶片螺旋杆段1以及连接于高叶片螺旋杆段轴向两端的两段宽叶片螺旋杆段2，所述高叶片螺旋

杆段1的螺旋槽与宽叶片螺旋杆段2的螺旋槽连通。结合图1所示，高叶片螺旋杆段与宽叶片

螺旋杆段同轴设置，高叶片螺旋杆段与宽叶片螺旋杆段连接后使得整个杆体上形成了连续

的螺纹槽，其中高叶片螺旋杆段与宽叶片螺旋杆段连接处的螺旋升角保持一致，较优的，高

叶片螺旋杆段与宽叶片螺旋杆段的螺旋升角固定且相同，整个钻杆杆身上的叶片及螺旋通

道连续，可确保排渣通道的平滑、顺畅；在杆身的两端可连接已知的公接头和母接头结构，

相邻两个钻杆通过公接头与母接头首尾连接，利于钻杆的接扣和卸扣，具体不在赘述；宽叶

片螺旋杆段的叶片、螺旋槽分布均匀，且叶片厚度大，高度较低，具有很好的结构强度，适合

用于钻机卡盘、夹持器等液压夹持装置夹持于钻杆叶片外圆，利于钻杆的接扣和卸扣，宽叶

片螺旋杆段的总体长度与夹持装置的夹持宽度匹配；高叶片螺旋杆段的槽深、槽宽都较大，

具备很好的排渣性能，在钻进过程中，钻杆的螺旋通道与钻孔壁之间形成若干螺旋空间，扩

大了煤渣的通道，使煤渣更加顺畅地排出；提高了钻杆的整体排渣性能；而且该结构的钻杆

在兼顾了排渣能力以及液压夹持功能的前提下，还通过高叶片螺旋段的设置实现轻量化，

可减少钻杆的用料，降低钻杆的成本。

[0017] 本实施例中，所述宽叶片螺旋杆段的叶片厚度为高叶片螺旋杆段叶片厚度的2?4倍。该比例的叶片厚度可使得宽叶片螺旋杆段的结构强度以及液压夹持能力与高叶片螺旋

杆段的螺旋通道大小综合达到平衡，本实施例中优选宽叶片螺旋杆段的叶片厚度为高叶片

螺旋杆段叶片厚度的3倍，既保证钻杆通过液压卡盘的可夹持性，也保证了钻杆的排渣能

力。

[0018] 本实施例中，所述高叶片螺旋杆段的槽深为宽叶片螺旋杆段槽深的2?5倍。所述高叶片螺旋杆段的槽宽为宽叶片螺旋杆段槽宽的2?4倍。通过对槽深和槽宽的限定，使得高叶

片螺旋杆叶片强度以及螺旋通道与宽叶片螺旋杆段的螺旋通道达到平衡，本实施例中优选

高叶片螺旋杆段的槽深为宽叶片螺旋杆段槽深的2.5倍、高叶片螺旋杆段的槽宽为宽叶片

螺旋杆段槽宽的3倍，以外径73mm的钻杆为例，宽叶片螺旋杆段的叶片厚度、槽深、槽宽分别

为25mm、6mm、25mm；高叶片螺旋杆段的叶片厚度、槽深、槽宽分别为8mm、15mm、72mm。

[0019] 本实施例中，所述高叶片螺旋杆段1与宽叶片螺旋杆段2之间采用摩擦焊连接。通过摩擦焊提高各段螺旋杆之间的焊接质量，提高钻杆的抗扭刚度，并减小焊接的废品率。

[0020] 本实施例中，所述高叶片螺旋杆段1与宽叶片螺旋杆段2对接处的螺旋槽以及叶片平滑过渡连接。应保证对接处的螺旋槽槽壁之间平滑过渡，高叶片螺旋杆段1与宽叶片螺旋

杆段2连接处螺旋槽槽壁之间可适当形变以实现圆弧平滑过渡连接，使得钻杆的螺旋通道

连续，并确保排渣通道的平滑、顺畅。

[0021] 本实施例中，所述高叶片螺旋杆段1与宽叶片螺旋杆段2螺旋槽采用螺旋铣削的方式加工。高叶片螺旋杆段1与宽叶片螺旋杆段2采用厚壁钢管整体铣削加工，使得叶片一体

成型于杆体上，与叶片的绕焊相比，加工难度低，叶片连接强度高。

[0022] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本

实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范

围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。