專利名稱：單體鉆桿及由其組成的鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤炭開采領(lǐng)域，尤其涉及一種單體鉆桿及由其組成的可在開采過程中靈活拐彎的鉆桿。
背景技術(shù)：
煤層沿走向和傾向一般呈層狀、似層狀展布或分叉、復(fù)合、尖滅，有的呈透鏡狀、豆瓣狀、雞窩狀、串珠狀。煤層形態(tài)和厚度的變化是多種地質(zhì)因素引起的，與聚煤期和聚煤期后的地質(zhì)背景關(guān)系密切。有些屬于泥炭堆積初期的，如沼澤基底不平，沼澤內(nèi)部不均衡沉降，河水或海水對泥炭層的沖蝕等形成的煤層形態(tài)和厚度的變化，稱煤層的原生變化；有些屬于泥炭層被覆蓋之后，如受褶皺、斷裂、巖漿侵入、河流沖刷等地質(zhì)作用造成的形態(tài)和厚度的變化，稱煤層的后生變化。因此，開采過程中需要定向鉆迸。螺桿鉆具，是ー種以鉆井液為動力，把液體壓カ能轉(zhuǎn)為機(jī)械能的容積式井下動カ鉆具。當(dāng)泥漿泵泵出的泥漿流經(jīng)旁通閥進(jìn)科馬達(dá)，在馬達(dá)的進(jìn)、出口形成一定的壓カ差，推動轉(zhuǎn)子繞定子的軸線旋轉(zhuǎn)，并將轉(zhuǎn)速和扭矩通過萬向軸和傳動軸傳遞給鉆頭，從而實現(xiàn)鉆井作業(yè)。
目前，不少煤礦在進(jìn)行定向鉆進(jìn)作業(yè)的過程中，用到前端彎曲的螺桿鉆具，這種鉆具只能進(jìn)行彎曲作業(yè)不能進(jìn)行直線鉆迸，在彎曲作業(yè)的過程中，拐彎處越多阻力越大，會影響出粉效率；并且在遇見斷層時，更容易造成塌空；在中軟煤層瓦斯?jié)舛雀叩牡貛o法作業(yè)。澳大利亞生產(chǎn)的ー種VLD1000-05系列定向鉆機(jī)，可以實現(xiàn)定向鉆進(jìn)作業(yè)，但是上述問題仍然無法克服，并且其購買、使用、維護(hù)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種可同時實現(xiàn)彎曲鉆進(jìn)和直線鉆進(jìn)、并且從鉆桿體內(nèi)出粉的組合式鉆桿及為了組成該組合式鉆桿而設(shè)計的單體鉆桿。為了解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案ー種單體鉆桿，包括桿體和桿體兩端的接頭，桿體內(nèi)設(shè)置至少ー個軸向通孔，所述軸向通孔為偏心通孔。所述的桿體是實心桿體，實心桿體內(nèi)至少設(shè)置兩個軸向通孔，其中至少ー個是偏心通孔。所述的桿體是空心桿體，空心桿體內(nèi)通過支撐板設(shè)有至少兩個不短于空心桿體的空心管,其中至少ー個是偏心空心管。其中ー個偏心通孔上設(shè)有堵頭。所述堵頭上設(shè)有液壓油進(jìn)ロ。設(shè)有堵頭的偏心通孔上設(shè)有液壓油進(jìn)ロ。其中ー個偏心通孔上設(shè)有液壓油進(jìn)ロ。所述軸向通孔作為液壓缸的缸壁，并設(shè)置活塞、活塞桿構(gòu)成液壓缸。所述偏心通孔內(nèi)設(shè)有液壓缸。
所述桿體內(nèi)設(shè)有鋼絲繩固定頭。ー種鉆桿，由單體鉆桿首尾連接而成,單體鉆桿包括桿體和桿體兩端的接頭,桿體內(nèi)至少設(shè)置兩個軸向通孔，其中至少ー個是偏心通孔，単體鉆桿之間軸向通孔相對應(yīng)。単體鉆桿之間是卡接連接，単體鉆桿前端設(shè)有凸起、后端設(shè)有與凸起相配合的凹槽，凸起側(cè)面設(shè)有彈簧卡舌，凹槽側(cè)面設(shè)有和彈簧卡舌相對應(yīng)的通孔卡槽，単體鉆桿之間首尾相連并通過卡舌與卡槽定位。單體鉆桿之間軸向通孔相連通。単體鉆桿之間是管箍連接，所述管箍連接，管箍一端卡在單體鉆桿上，管箍另一端螺紋連接在另ー單體鉆桿上，在卡接處設(shè)有碟簧。

單體鉆桿外緣為臺階狀螺紋，単體鉆桿之間通過定位片、管箍連接，定位片與管箍之間設(shè)有碟簧。単體鉆桿之間的軸向通孔為密封連接，密封連接的軸向通孔為偏心孔，第一節(jié)與最后ー節(jié)單體鉆桿的通孔處設(shè)有用于密封軸向通孔的堵頭；其中一端的堵頭上設(shè)有液壓油進(jìn)ロ。所述設(shè)有液壓油進(jìn)ロ的堵頭端連接至少ー節(jié)単體鉆桿。第一節(jié)單體鉆桿的軸向通孔內(nèi)設(shè)有液壓缸，液壓缸活塞頭固定鋼絲繩，鋼絲繩穿過相互對應(yīng)的軸向通孔固定在最后ー節(jié)單體鉆桿通孔內(nèi)。設(shè)有液壓缸的鉆桿端部連接有至少ー節(jié)單體鉆桿。本發(fā)明利用鋼鉆桿本身的韌性，靠液壓缸的動力通過鋼絲繩或者液壓油使鉆桿作業(yè)過程中彎曲，從而同時實現(xiàn)彎曲鉆進(jìn)和直線鉆迸。在遇見斷層吋，由于水走桿體內(nèi)，鉆桿外側(cè)不受水浸，不易造成塌空；在中軟煤層瓦斯?jié)舛雀叩牡貛軌蛘ｃ@進(jìn)，増加了煤礦的經(jīng)濟(jì)效益，有效控制了煤礦事故率。


圖I為實施例I的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I的左視圖。圖3為實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖4的左視圖。圖6為實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為實施例8的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為實施例9的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為實施例10的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為實施例13的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例I
如圖1、2所示，ー種單體鉆桿，包括桿體I和桿體兩端的接頭，所述桿體內(nèi)設(shè)置兩個軸向通孔，其中ー個是偏心通孔2。偏心通孔為作為液壓油腔或者鋼絲繩通道，用來使鉆桿彎曲，達(dá)到彎曲鉆進(jìn)作業(yè)的目的，另外的軸向通孔可以備做為其他用途。此單體鉆桿為其他單體鉆桿的基礎(chǔ)。并且可以作為推進(jìn)段鉆桿的單體鉆桿或者作為組成彎曲段鉆桿的液壓腔體的単體鉆桿。實施例2
一種單體鉆桿，桿體是實心桿體，實心桿體內(nèi)至少設(shè)置兩個軸向通孔，其中至少ー個是偏心通孔。此單體鉆桿為實心單體鉆桿，和實施例I的作用相同。其他結(jié)構(gòu)同實施例I。實施例3
一種單體鉆桿，桿體是空心桿體，空心桿體內(nèi)通過支撐板設(shè)有至少兩個空心桿體的空心管，空心管的內(nèi)孔即為軸向通孔，其中至少ー個軸向通孔為偏心通孔。此單體鉆桿為中空的単體鉆桿，質(zhì)量較輕，和實施例I的作用相同。其他結(jié)構(gòu)同實施例I。實施例4
如圖3所示，ー種單體鉆桿，其中ー個偏心通孔上設(shè)有堵頭3。此單體鉆桿可以作為彎曲段鉆桿的最下端的単體鉆桿或者作為彎曲段鉆桿的最上端的単體鉆桿，用于密封彎曲段鉆桿。其他結(jié)構(gòu)同實施例2或?qū)嵤├?。實施例5
如圖7所示，ー種單體鉆桿，堵頭3上設(shè)有液壓油進(jìn)ロ 4，偏心通孔2作為液壓缸的缸壁，并設(shè)置活塞6、活塞桿5構(gòu)成液壓缸。此單體鉆桿可以作為彎曲段鉆桿的最上端的単體鉆桿，用于作為彎曲段鉆桿的動カ源。其他結(jié)構(gòu)同實施例4。實施例6
如圖4、5所示，ー種單體鉆桿，堵頭3上設(shè)有液壓油進(jìn)ロ 4。此單體鉆桿可以作為彎曲段鉆桿的最上端的単體鉆桿，液壓油進(jìn)ロ用于向彎曲段鉆桿進(jìn)出油，使其彎曲。其他結(jié)構(gòu)同實施例4。實施例I
如圖6所示，ー種單體鉆桿，其中ー個偏心通孔2上設(shè)有液壓油進(jìn)ロ 4。此單體鉆桿可以作為彎曲段鉆桿的最上端的単體鉆桿或者作為彎曲段鉆桿的其中任意ー節(jié)，液壓油進(jìn)ロ用于向彎曲段鉆桿進(jìn)出油，使其彎曲。其他結(jié)構(gòu)同實施例2或?qū)嵤├?。實施例8
如圖8所示，ー種單體鉆桿，偏心通孔2內(nèi)固定液壓缸7。此單體鉆桿可以作為彎曲段鉆桿的最上端的単體鉆桿或者作為彎曲段鉆桿上部幾節(jié)中的任意ー節(jié)。用于對彎曲段鉆桿提供動カ源，液壓缸的活塞桿連接鋼絲繩的上端。 其他結(jié)構(gòu)同實施例2或?qū)嵤├?。 實施例9
如圖9所示，ー種單體鉆桿，偏心通孔2內(nèi)設(shè)有鋼絲繩固定頭8。此單體鉆桿可以作為彎曲段鉆桿的最下端的単體鉆桿或者作為彎曲段鉆桿下部幾節(jié)中的任意ー節(jié)。用于固定鋼絲繩的下端。其他結(jié)構(gòu)同實施例2或?qū)嵤├?。實施例10
如圖10所示，一種鉆桿，由若干節(jié)單體鉆桿首尾連接而成，分為彎曲段鉆桿和推進(jìn)段鉆桿，所有單體鉆桿的桿體內(nèi)均設(shè)置兩個軸向通孔，其中ー個是偏心通孔，另ー個是中心 し，中心孔內(nèi)設(shè)置有直徑小于中心孔的空心管，單體鉆桿之間對應(yīng)軸向通孔相連通。單體鉆桿之間是管箍連接，管箍一端卡在單體鉆桿上，管箍另一端螺紋連接在另ー單體鉆桿上，在卡接處設(shè)有碟簧，在単體鉆桿之間設(shè)置定位銷。ー個單體鉆桿的軸向通孔放置外伸管作為定位銷，另ー単體鉆桿軸向通孔上設(shè)置與外伸管配合的定位銷孔。前部彎曲段的鉆桿的偏心通孔之間密封連接，彎曲段最下端的鉆桿為下端設(shè)有堵 頭的如實施例4所述的單體鉆桿A。彎曲段最上端為鉆桿上端設(shè)有堵頭，且堵頭上設(shè)有液壓油進(jìn)ロ的如實施例6所述的単體鉆桿B ;或者最上端為鉆桿上端設(shè)有堵頭，偏心通孔上設(shè)有液壓油進(jìn)ロ的如實施例7所示的単體鉆桿B’。彎曲段的上下兩端之間還可以設(shè)置若干節(jié)如實施例I所述的單體鉆桿C，彎曲段各單體鉆桿之間密封連接構(gòu)成液壓腔體，從而實現(xiàn)彎曲段的自由伸縮。后部推進(jìn)段的鉆桿為若干節(jié)如實施例I所述的單體鉆桿C連接而成，単體鉆桿C的個數(shù)根據(jù)鉆進(jìn)作業(yè)深度的需要進(jìn)行增減。推進(jìn)段的鉆桿的偏心通孔內(nèi)設(shè)有高壓油管9，高壓油管9的下端和単體鉆桿B、B’的液壓油進(jìn)ロ聯(lián)通。實施例11
一種鉆桿，由若干節(jié)單體鉆桿首尾連接而成，分為彎曲段鉆桿和推進(jìn)段鉆桿，所有単體鉆桿的桿體內(nèi)均設(shè)置ー個中心孔和兩個偏心通孔，単體鉆桿之間的其中ー個偏心通孔密封連接。其他結(jié)構(gòu)同實施例10。實施例12
一種鉆桿，由若干節(jié)單體鉆桿首尾連接而成，分為彎曲段鉆桿和推進(jìn)段鉆桿，所有単體鉆桿的桿體內(nèi)均設(shè)置ー個中心孔和三個偏心通孔，其中兩個偏心通孔相對于中心孔對稱設(shè)置。對稱設(shè)置的兩個偏心通孔均密封連接，從而實現(xiàn)鉆桿兩側(cè)均可以自由伸縮。其他結(jié)構(gòu)同實施例10。實施例13
如圖11所示，ー種鉆桿，由若干節(jié)單體鉆桿首尾連接而成，分為彎曲段鉆桿和推進(jìn)段鉆桿，所有單體鉆桿的桿體內(nèi)設(shè)置兩個軸向通孔，其中一個軸向通孔設(shè)置在単體鉆桿中心構(gòu)成中心孔，中心孔內(nèi)設(shè)置有直徑小于中心孔的空心管，另外ー個軸向通孔為偏心通孔，單體鉆桿之間的偏心通孔相對應(yīng)。単體鉆桿之間是卡接連接，単體鉆桿前端設(shè)有凸起、后端設(shè)有與凸起相配合的凹槽，凸起側(cè)面設(shè)有彈簧卡舌，凹槽側(cè)面設(shè)有和彈簧卡舌相對應(yīng)的通孔卡槽，単體鉆桿之間首尾相連并通過卡舌與卡槽定位。前部彎曲段的鉆桿的偏心通孔之間相對應(yīng)，彎曲段最下端的鉆桿為偏心通孔內(nèi)設(shè)有鋼絲繩固定頭的如實施例9所述的單體鉆桿D。
彎曲段最上端的單體鉆桿如實施例5所述的單體鉆桿E，單體鉆桿E的偏心通孔上設(shè)有堵頭及液壓油進(jìn)ロ，偏心通孔作為液壓缸的缸壁，并設(shè)置活塞、活塞桿構(gòu)成液壓缸；或者最上端的単體鉆桿為如實施例8所述的單體鉆桿E’，在偏心通孔內(nèi)固定液壓缸。彎曲段的上下兩端之間還可以設(shè)置若干節(jié)如實施例I所述的單體鉆桿C，彎曲段各單體鉆桿之間的偏心通孔相對應(yīng)，鋼絲繩10—端固定単體鉆桿D內(nèi)的鋼絲繩固定頭，鋼絲繩10另一端固定在単體鉆桿E、E’的活塞桿上，鋼絲繩10穿過其他若干節(jié)單體鉆桿C相對應(yīng)的偏心通孔。后部推進(jìn)段的鉆桿為若干節(jié)如實施例I所述的單體鉆桿C連接而成，単體鉆桿C的個數(shù)根據(jù)鉆進(jìn)作業(yè)深度的需要進(jìn)行增減。推進(jìn)段的鉆桿的偏心通孔內(nèi)設(shè)有高壓油管，高壓油管的下端和単體鉆桿E的液壓油進(jìn)ロ連接或者和単體鉆桿E’的液壓缸聯(lián)通。

實施例14
一種鉆桿，由若干節(jié)單體鉆桿首尾連接而成，分為彎曲段鉆桿和推進(jìn)段鉆桿，所有単體鉆桿的桿體內(nèi)均設(shè)置ー個中心孔和兩個偏心通孔，単體鉆桿之間的其中ー個偏心通孔相對應(yīng)。其他結(jié)構(gòu)同實施例13。實施例15
一種鉆桿，由若干節(jié)單體鉆桿首尾連接而成，分為彎曲段鉆桿和推進(jìn)段鉆桿，所有単體鉆桿的桿體內(nèi)均設(shè)置ー個中心孔和三個偏心通孔，其中兩個偏心通孔相對于中心孔對稱設(shè)置。對稱設(shè)置的兩個偏心通孔均相對應(yīng)，從而實現(xiàn)鉆桿兩側(cè)均可以自由伸縮。其他結(jié)構(gòu)同實施例13。
權(quán)利要求
1.ー種單體鉆桿，包括桿體和桿體兩端的接頭，桿體內(nèi)設(shè)置至少ー個軸向通孔，其特征是所述軸向通孔為偏心通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體鉆桿，其特征是所述的桿體是實心桿體，實心桿體內(nèi)至少設(shè)置兩個軸向通孔，其中至少ー個是偏心通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單體鉆桿，其特征是所述的桿體是空心桿體，空心桿體內(nèi)通過支撐板設(shè)有至少兩個不短于空心桿體的空心管，其中至少ー個是偏心空心管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的單體鉆桿，其特征是其中ー個偏心通孔上設(shè)有堵頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單體鉆桿，其特征是所述堵頭上設(shè)有液壓油進(jìn)ロ。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單體鉆桿，其特征是設(shè)有堵頭的偏心通孔上設(shè)有液壓油進(jìn)□。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3其中任意一項所述的単體鉆桿，其特征是其中ー個偏心通孔上設(shè)有液壓油進(jìn)ロ。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3其中任意一項所述的単體鉆桿，其特征是所述軸向通孔作為液壓缸的缸壁，并設(shè)置活塞、活塞桿構(gòu)成液壓缸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3其中任意一項所述的単體鉆桿，其特征是所述偏心通孔內(nèi)設(shè)有液壓缸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3其中任意一項所述的単體鉆桿，其特征是所述桿體內(nèi)設(shè)有鋼絲繩固定頭。
11.ー種鉆桿，由単體鉆桿首尾連接而成，単體鉆桿包括桿體和桿體兩端的接頭，桿體內(nèi)至少設(shè)置兩個軸向通孔，其中至少ー個是偏心通孔，其特征是単體鉆桿之間軸向通孔相對應(yīng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鉆桿，其特征是単體鉆桿之間是卡接連接，単體鉆桿前端設(shè)有凸起、后端設(shè)有與凸起相配合的凹槽，凸起側(cè)面設(shè)有彈簧卡舌，凹槽側(cè)面設(shè)有和彈簧卡舌相對應(yīng)的通孔卡槽，単體鉆桿之間首尾相連并通過卡舌與卡槽定位。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鉆桿，其特征是単體鉆桿之間軸向通孔相連通。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鉆桿，其特征是単體鉆桿之間是管箍連接，所述管箍連接，管箍一端卡在單體鉆桿上，管箍另一端螺紋連接在另ー單體鉆桿上，在卡接處設(shè)有碟簧。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的鉆桿，其特征是單體鉆桿外緣為臺階狀螺紋，単體鉆桿之間通過定位片、管箍連接，定位片與管箍之間設(shè)有碟簧。
16.根據(jù)權(quán)利要求13、14、15其中任意一項所述的鉆桿，其特征是單體鉆桿之間的軸向通孔為密封連接，密封連接的軸向通孔為偏心孔，第一節(jié)與最后一節(jié)單體鉆桿的通孔處設(shè)有用于密封軸向通孔的堵頭；其中一端的堵頭上設(shè)有液壓油進(jìn)ロ。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鉆桿，其特征是所述設(shè)有液壓油進(jìn)ロ的堵頭端連接至少一節(jié)單體鉆桿。
18.根據(jù)權(quán)利要求11、12、13、14、15其中任意一項所述的鉆桿，其特征是第一節(jié)單體鉆桿的軸向通孔內(nèi)設(shè)有液壓缸，液壓缸活塞頭固定鋼絲繩，鋼絲繩穿過相互對應(yīng)的軸向通孔固定在最后ー節(jié)單體鉆桿通孔內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的鉆桿，其特征是設(shè)有液壓缸的鉆桿端部連接有至少ー節(jié)単體鉆桿。
全文摘要
一種單體鉆桿，包括桿體和桿體兩端的接頭，桿體內(nèi)設(shè)置至少一個軸向通孔，所述軸向通孔為偏心通孔。本發(fā)明利用鋼鉆桿本身的韌性，靠液壓缸的動力通過鋼絲繩或者液壓油使鉆桿作業(yè)過程中彎曲，從而同時實現(xiàn)彎曲鉆進(jìn)和直線鉆進(jìn)。
文檔編號E21B17/00GK102852465SQ20111018379
公開日2013年1月2日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者崔超 申請人:崔超