專利名稱：定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鉆桿，具體的為一種煤礦井下定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿。
背景技術(shù)：
鉆桿主要適用于油氣和煤礦勘探開發(fā)過程中的深井、水平井和大位移井的施工中，要求其必須能夠承受巨大的內(nèi)外壓、扭曲、彎曲和振動。鉆桿是尾部帶有螺紋的鋼管，不僅可用于鉆桿之間連接加長，而且還能用于連接鉆機(jī)地表設(shè)備和位于鉆井底端鉆磨設(shè)備或底孔裝置，其用途是將鉆探泥漿運(yùn)送到鉆頭，并與鉆頭一起提高、降低或旋轉(zhuǎn)底孔裝置。在油氣煤的開采和提煉過程中，鉆桿可以多次使用。然而，現(xiàn)有的鉆桿還存在諸多缺陷首先，現(xiàn)有的鉆桿的外管往往通過摩擦焊分段焊接在一起，強(qiáng)度得不到有效保證， 在鉆探過程中容易出現(xiàn)斷裂的損傷，影響鉆桿工作的繼續(xù)進(jìn)行；其次，位于鉆桿外管兩端的螺紋結(jié)構(gòu)采用的是傳統(tǒng)的雙圓錐面結(jié)構(gòu)，在鉆探過程中承受巨大扭矩或彎矩的情況下，容易出現(xiàn)過定位，會對螺紋連接造成損傷，使得鉆桿承受扭矩的能力下降，甚至不能滿足鉆探的要求而報廢；再次，現(xiàn)有鉆桿的中心電纜連接結(jié)構(gòu)為整體式結(jié)構(gòu)，不利于鉆桿的裝配和維修。因此，本實用新型旨在對現(xiàn)有的鉆桿進(jìn)行改進(jìn)，使得鉆桿不僅結(jié)構(gòu)簡單，裝配和維修方便，而且不易形成過定位，且鉆桿具有更好的強(qiáng)度和密封性能。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提出一種定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿，其不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且通過將鉆桿電纜組件設(shè)置為分體式結(jié)構(gòu)，便于裝配和維修。要實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型的定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿，包括外管和由定位架架設(shè)在外管內(nèi)的電纜組件，所述外管兩端分別設(shè)有相互匹配的螺紋連接結(jié)構(gòu)，所述電纜組件包括分別設(shè)置在外管兩端口的電纜連接頭和電纜連接座、分別與電纜連接頭和電纜連接座朝向外管內(nèi)側(cè)的尾部固定連接的護(hù)芯管、置于護(hù)芯管內(nèi)的中心電纜，所述電纜連接頭的前部內(nèi)嵌有彈簧連接頭、所述電纜連接座的前部內(nèi)嵌有彈簧連接座，所述彈簧連接座上固定安裝有彈簧，所述彈簧在相鄰兩鉆桿單元連接時被壓縮固定在彈簧連接座與彈簧連接頭之間，所述彈簧連接頭和彈簧連接座分別與中心電纜電連接，且所述電纜連接頭與電纜連接座上分別設(shè)有相互匹配的連接結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述連接結(jié)構(gòu)為設(shè)置在電纜連接座前部并與所述電纜連接頭前部直徑相等的內(nèi)腔，所述內(nèi)腔位于所述彈簧連接座前；進(jìn)一步，所述彈簧連接頭的前端設(shè)有與彈簧相匹配的凹槽；進(jìn)一步，所述設(shè)置在外管兩端的螺紋連接結(jié)構(gòu)采用梯形螺紋；進(jìn)一步，所述梯形螺紋的牙形角為，螺紋錐度1:30;進(jìn)一步，所述設(shè)置在外管兩端的螺紋連接結(jié)構(gòu)處設(shè)有雙臺肩結(jié)構(gòu)；[0015]進(jìn)一步，所述外管為采用兩端鐓粗的整體式結(jié)構(gòu)的外管；進(jìn)一步，所述外管兩端面上設(shè)有相互匹配的錐形金屬密封結(jié)構(gòu)；進(jìn)一步，所述錐形密封結(jié)構(gòu)的錐角為15°。本實用新型的定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿具有如下有益效果1、本實用新型通過將電纜組件設(shè)置為電纜連接頭、電纜連接座、護(hù)芯管和中心電纜的分體式結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且裝配維護(hù)方便，在電纜連接頭和電纜連接座內(nèi)分別內(nèi)嵌設(shè)置彈簧連接頭和彈簧連接座以及彈簧，可有效實現(xiàn)鉆桿單元之間的中心電纜的電連接，保證連接穩(wěn)定和信號傳輸穩(wěn)定；2、通過將外管兩端的內(nèi)外螺紋連接結(jié)構(gòu)設(shè)置為梯形螺紋，可有效防止鉆桿單元之間的過定位，防止過定位對螺紋牙型造型損傷，保證鉆桿的受力性能；3、通過將外管設(shè)置為兩端鐓粗的整體結(jié)構(gòu)，可有效增強(qiáng)外管的受力性能；通過在外管兩端面之間設(shè)置雙臺肩結(jié)構(gòu)，具有扭矩制動功能，同時保證鉆桿具有較高的抗扭強(qiáng)度； 通過設(shè)置錐形金屬密封結(jié)構(gòu)，能有效保證高壓密封，以減小鉆井液的沿程損失。

圖1為本實用新型定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實施例的外管結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實施例的電纜連接頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實施例的電纜連接座結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖2的A部放大圖；圖6為圖2的B部放大圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細(xì)說明。如圖1所示，為本實用新型的定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實施例的定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿包括外管10和由定位架架設(shè)在外管10內(nèi)的電纜組件，外管10兩端分別設(shè)有相互匹配的螺紋連接結(jié)構(gòu)，電纜組件包括分別設(shè)置在外管10兩端口的電纜連接頭20和電纜連接座60、分別與電纜連接頭20和電纜連接座60朝向外管 10內(nèi)側(cè)的尾部固定連接的護(hù)芯管40、置于護(hù)芯管40內(nèi)的中心電纜50，電纜連接頭20的前部內(nèi)嵌有彈簧連接頭30、電纜連接座60的前部內(nèi)嵌有彈簧連接座70，彈簧連接座70上固定安裝有彈簧81，彈簧連接頭30和彈簧連接座70分別與中心電纜50電連接，且電纜連接頭20與電纜連接座70上分別設(shè)有相互匹配的連接結(jié)構(gòu)。本實施例的定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿通過將電纜組件設(shè)置為電纜連接頭20、電纜連接座60、護(hù)芯管40和中心電纜50的分體式結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且裝配維護(hù)方便，在電纜連接頭20和電纜連接座60內(nèi)分別內(nèi)嵌設(shè)置彈簧連接頭30和彈簧連接座70以及彈簧81， 可有效實現(xiàn)鉆桿單元之間的中心電纜50的電連接，保證連接穩(wěn)定和信號傳輸穩(wěn)定。如圖2所示為本實施例的外管結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例的外管10分別在其兩端設(shè)有相互匹配的內(nèi)螺紋連接結(jié)構(gòu)11和外螺紋連接結(jié)構(gòu)12，可保證鉆桿單元之間有效的螺紋連接，進(jìn)一步的，內(nèi)螺紋連接結(jié)構(gòu)11和外螺紋連接結(jié)構(gòu)12均采用梯形螺紋，采用梯形螺紋能夠有效防止鉆桿單元之間過定位，防止過定位對螺紋牙型造型損傷，保證鉆桿的受力性能， 優(yōu)選的，梯形螺紋的牙形角為29°，螺紋錐度1 30，螺紋表面進(jìn)行磷化、鍍鎳處理，具有防銹、減磨和防粘扣功能，采用該結(jié)構(gòu)的梯形螺紋不僅能防止過定位，而且連接效果最好。在內(nèi)螺紋連接結(jié)構(gòu)11和外螺紋連接結(jié)構(gòu)12處還分別設(shè)有雙臺肩結(jié)構(gòu)，如圖5和圖6所示，在內(nèi)螺紋連接結(jié)構(gòu)11處由端面15和臺面16構(gòu)成雙臺肩結(jié)構(gòu)，在外螺紋連接結(jié)構(gòu)12處由端面18a和臺面19構(gòu)成雙臺肩結(jié)構(gòu)，采用雙臺肩結(jié)構(gòu)具有扭矩制動功能，同時保證鉆桿具有較高的抗扭強(qiáng)度。在外管10靠近兩端口的位置分別設(shè)有用于安裝定位環(huán)I 85和定位環(huán)II 83的凹槽13和凹槽14，且外管10兩端面之間設(shè)有相互匹配的錐形金屬密封結(jié)構(gòu)，在外管10設(shè)置內(nèi)螺紋連接結(jié)構(gòu)11的一端設(shè)有錐形端面15和錐形限位面17，在外管10設(shè)置外螺紋連接結(jié)構(gòu)12的一端設(shè)有錐形端面18a和錐形限位面18b，錐形端面15和錐形端面18a的錐度相同，錐形限位面17和錐形限位面18b的錐度相同，保證鉆桿單元之間的錐形金屬密封。優(yōu)選的，錐形端面15、錐形端面18a、錐形限位面17、錐形限位面18b的錐度均相等，且錐角等于15°，采用該錐度的錐形金屬密封結(jié)構(gòu)不僅加工方便，而且密封效果更好。外管10采用兩端鐓粗的整體式結(jié)構(gòu)和整體熱處理制作而成的外管10，外管10靠近兩端的外徑Dl大于中部的外徑D2。如圖3所示，為本實施例的電纜連接頭的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例的電纜連接頭20 設(shè)有中通的內(nèi)腔，內(nèi)腔包括用于嵌入彈簧連接頭30的前腔I 21、用于與護(hù)芯管40固定連接的中腔I 25和用于電纜連接頭20與護(hù)芯管40之間密封的后腔I 26，優(yōu)選的，中腔I 25 上設(shè)有內(nèi)螺紋，護(hù)芯管40端部設(shè)有外螺紋，護(hù)芯管40穿過后腔I沈后與中腔I 25的內(nèi)螺紋連接。在中腔I 25和前腔I 21之間設(shè)有限位擋塊I 23，限位擋塊I 23中心設(shè)有用于中心電纜50穿過的通孔I 24，安裝時彈簧連接頭30內(nèi)嵌在前腔I 21中，中心電纜50穿過通孔I M與彈簧連接頭30螺紋連接。在電纜連接頭20的外壁上設(shè)有用于與定位架相匹配的軸環(huán)22，與電纜連接頭20相匹配的定位架包括安裝在外管凹槽13中的定位環(huán)I 85 和位于定位環(huán)I 85與軸環(huán)22之間的限位環(huán)I 84，電纜連接頭20通過軸環(huán)22與定位架定位并被定位架架設(shè)在外管10內(nèi)。位于電纜連接頭20前部的外壁上還設(shè)有用于安裝密封圈的密封槽27。如圖4所示，為本實用新型的電纜連接座60的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例的電纜連接座60設(shè)有中通的內(nèi)腔，內(nèi)腔包括用于與電纜連接頭20前部相匹配的前腔II 61、用于內(nèi)嵌彈簧連接座70的中腔II 62、設(shè)有內(nèi)螺紋并用于與護(hù)芯管40固定連接的螺紋腔65和用于與護(hù)芯管40密封的后腔II 66，護(hù)芯管40穿過后腔II 66與螺紋腔65螺紋連接，中腔II 62內(nèi)嵌有彈簧連接座70，彈簧連接座70上固定安裝有彈簧81，彈簧81的自由端置于前腔 II 61中或穿出前腔II 61。中腔II 62和螺紋腔65之間設(shè)有限位擋塊II 63，限位擋塊II 63中心設(shè)有用于中心電纜50穿出的通孔II 64，安裝中心電纜50穿過通孔II 64與內(nèi)嵌在中腔II 62內(nèi)的彈簧連接座電連接。電纜連接座60前部外徑大于后部外徑，且在前部與后部之間具有軸肩67，軸肩67用于與定位架相匹配，位于電纜連接座60—側(cè)的定位架包括安裝在外管凹槽14內(nèi)的定位環(huán)II 83和位于定位環(huán)II 83與軸肩67之間的限位環(huán)II 82， 電纜連接座60通過軸肩67與定位架定位并被定位架架設(shè)在外管10內(nèi)。電纜連接座60位于軸肩67前的前部的外周壁上設(shè)有至少一道加強(qiáng)筋68，本實施例設(shè)置了兩道加強(qiáng)筋，設(shè)置加強(qiáng)筋68可增強(qiáng)電纜連接座的受力性能，防止因鉆桿劇烈震動使得電纜連接頭20在電纜連接座60的前腔中劇烈震動，造成電纜連接座60的前部破裂。電纜連接頭20前部的外徑D3與電纜連接座60前腔II 61內(nèi)徑D4相等，且彈簧連接頭30端部設(shè)有與彈簧81相匹配的凹槽31，相鄰兩鉆桿單元連接時，一鉆桿單元外管 10的內(nèi)螺紋與另一鉆桿單元外管10的外螺紋相連，且一鉆桿單元的電纜連接頭20和另一鉆桿單元的電纜連接座60之間通過連接結(jié)構(gòu)相連，本實施例的連接結(jié)構(gòu)為設(shè)置在電纜連接座60前部并與所述電纜連接頭20前部直徑相等的內(nèi)腔，即為本實施例的前腔II 61，安裝時電纜連接頭20的前部與電纜連接座60的前腔II 61相匹配并置于前腔II 61中，彈簧81的自由端置于彈簧連接頭30的凹槽31中，并被壓縮在彈簧連接座70與彈簧連接頭 30之間，實現(xiàn)鉆桿單元之間的穩(wěn)固的電連接，信號傳輸穩(wěn)定。外管10與護(hù)芯管40之間的環(huán)形空腔用于輸送孔底馬達(dá)的鉆井液，為了防止鉆井液侵蝕電纜組件，在彈簧連接座70與電纜連接座60之間、彈簧連接頭30與電纜連接頭20 之間、電纜連接頭20與護(hù)心管40之間、電纜連接座60與護(hù)心管40之間、以及相鄰鉆桿單元的電纜連接頭20與電纜連接座60之間均采用0型環(huán)密封橡膠密封。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿，包括外管和由定位架架設(shè)在外管內(nèi)的電纜組件，所述外管兩端分別設(shè)有相互匹配的螺紋連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電纜組件包括分別設(shè)置在外管兩端口的電纜連接頭和電纜連接座、分別與電纜連接頭和電纜連接座朝向外管內(nèi)側(cè)的尾部固定連接的護(hù)芯管、置于護(hù)芯管內(nèi)的中心電纜，所述電纜連接頭的前部內(nèi)嵌有彈簧連接頭、所述電纜連接座內(nèi)嵌有彈簧連接座，所述彈簧連接座上固定安裝有彈簧，所述彈簧在相鄰兩鉆桿單元連接時被壓縮固定在彈簧連接座與彈簧連接頭之間，所述彈簧連接頭和彈簧連接座分別與中心電纜電連接，且所述電纜連接頭與電纜連接座上分別設(shè)有相互匹配的連接結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿，其特征在于所述連接結(jié)構(gòu)為設(shè)置在電纜連接座前部并與所述電纜連接頭前部直徑相等的內(nèi)腔，所述內(nèi)腔位于所述彈簧連接座前。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿，其特征在于所述彈簧連接頭的前端設(shè)有與彈簧相匹配的凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿，其特征在于所述設(shè)置在外管兩端的螺紋連接結(jié)構(gòu)采用梯形螺紋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿，其特征在于所述梯形螺紋的牙形角為，螺紋錐度1:30。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿，其特征在于所述設(shè)置在外管兩端的螺紋連接結(jié)構(gòu)處設(shè)有雙臺肩結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿，其特征在于所述外管為采用兩端鐓粗的整體式結(jié)構(gòu)的外管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿，其特征在于所述外管兩端面上設(shè)有相互匹配的錐形金屬密封結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿，其特征在于所述錐形密封結(jié)構(gòu)的錐角為15°。
專利摘要本實用新型公開了一種定向鉆進(jìn)信號傳輸鉆桿，包括外管和由定位架架設(shè)在外管內(nèi)的電纜組件，所述外管兩端分別設(shè)有相互匹配的螺紋連接結(jié)構(gòu)，所述電纜組件包括分別設(shè)置在外管兩端口的電纜連接頭和電纜連接座、分別與電纜連接頭和電纜連接座朝向外管內(nèi)側(cè)的尾部固定連接的護(hù)芯管、置于護(hù)芯管內(nèi)的中心電纜，所述電纜連接頭的前部內(nèi)嵌有彈簧連接頭、所述電纜連接座的前部內(nèi)嵌有彈簧連接座，所述彈簧連接座上固定安裝有彈簧，所述彈簧在相鄰兩鉆桿單元連接時被壓縮固定在彈簧連接座與彈簧連接頭之間，所述彈簧連接頭和彈簧連接座分別與中心電纜電連接，且所述電纜連接頭與電纜連接座上分別設(shè)有相互匹配的連接結(jié)構(gòu)。
文檔編號E21B7/04GK202249812SQ20112034586
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者刁文慶, 呂冰, 唐大勇, 孫生, 尹登科, 張俞, 王志紅, 王清峰, 謝北萍 申請人:中煤科工集團(tuán)重慶研究院