專利名稱:異型多棱刻槽鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于煤礦井下瓦斯抽采鉆孔技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種適用于松 軟煤層、突出煤層瓦斯抽采鉆孔的異型多棱刻槽鉆桿。
技術(shù)背景
在煤礦開采過程中，對煤與瓦斯突出煤層需要在采煤之前對煤層中的瓦斯 進行抽采，抽采煤層中的瓦斯需要在煤層中施工抽采鉆孔，普遍采用的鉆桿有兩 種， 一種是靠鉆機旋轉(zhuǎn)動力排渣的螺旋鉆桿(機械排渣鉆桿)， 一種是靠流體排 渣的光面圓鉆桿(流體排渣鉆桿，流體包括氣流和水流)，使用光面鉆桿時在"鉆 穴"(打鉆過程因瓦斯壓力、地應(yīng)力、鉆桿擾動力、煤體松軟等因素共同造成 的直徑遠大于鉆孔理論直徑的準(zhǔn)充填型洞穴)區(qū)排渣通道易出現(xiàn)堵塞，進而出 現(xiàn)夾鉆、丟鉆等現(xiàn)象，難以實現(xiàn)深孔鉆進；使用螺旋葉片鉆桿時因消耗鉆機的 動力過大，易出現(xiàn)吸鉆、卡鉆等現(xiàn)象，難以實現(xiàn)深孔鉆進。
已公開的中國專利實用新型"突出煤層扒孔降溫鉆具及其鉆進方法"，專利 公開號為CN101131069A，采用在光面圓鉆桿刻螺旋槽或摩擦焊接平置鋼板的兩種 辦法，在松軟煤層中打鉆具有一定效果，但打鉆深度仍然不令人滿意。當(dāng)前實施 的對稱三棱狀鉆桿在松軟煤層打鉆取得了一定效果，但由于當(dāng)前生產(chǎn)的棱狀鉆桿 并沒有根據(jù)鉆桿的排渣原理進行技術(shù)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，因此，在使用過程中，經(jīng)常 出現(xiàn)卡鉆，造成鉆桿無法轉(zhuǎn)動，而出現(xiàn)丟鉆桿的現(xiàn)象，給礦方帶來了損失和安全 隱患，另外，因鉆桿接頭的強度與聯(lián)接方法不夠科學(xué)，容易出現(xiàn)在煤層鉆進過程 中，卡鉆、接頭斷裂的現(xiàn)象，其使用效果和打鉆深度仍達不到理想狀態(tài)。
實用新型內(nèi)容

本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，結(jié)合刻槽鉆桿與棱狀鉆桿在 實際應(yīng)用中的優(yōu)勢及弊端，根據(jù)多棱截面剛體在松散煤渣中旋轉(zhuǎn)引起旋渦流動和 在其表面刻制螺旋槽能夠輔助排渣散熱的原理，提供一種鉆孔效果好、打鉆深 度深、施工效率高的用于松軟煤層鉆進的異型多棱刻槽鉆桿。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案異型多棱刻槽鉆桿，由中空的桿體和連接件組成，所述桿體截面外輪廓由直線段和弧線段組成，直 線段與弧線段間隔設(shè)置、首尾相互連接且數(shù)目相等。
所述桿體表面設(shè)有螺旋槽，螺旋槽在桿體截面外輪廓直線段的中間部分間 斷設(shè)置。
所述連接件包括分別設(shè)在桿體兩端的凸連接件和凹連接件，凸連接件和凹 連接件均由左、右兩段組成，凸連接件右段和凹連接件左段外部結(jié)構(gòu)均與桿體 內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)相同并分別與桿體過盈配合插接，凸連接件左段外部結(jié)構(gòu)與凹連 接件右段內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，凸連接件左段和凹連接件右段對應(yīng)處設(shè)有插銷孔，凹 連接件右段外部結(jié)構(gòu)與桿體外部結(jié)構(gòu)相同。
所述凸連接件右段和凹連接件左段外圓周表面均勻設(shè)有若干個淺槽。
所述連接件包括分別設(shè)在桿體兩端的凸連接件和凹連接件，凸連接件由左、 右兩段組成，凸連接件右段外部結(jié)構(gòu)與桿體外部結(jié)構(gòu)相同并與桿體通過摩擦焊 接的方式固定連接，凸連接件左段外部結(jié)構(gòu)與凹連接件內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，凸連接 件左段和凹連接件對應(yīng)處設(shè)有插銷孔，凹連接件外部結(jié)構(gòu)與桿體外部結(jié)構(gòu)相同 且兩者通過摩擦焊接的方式固定連接。
所述連接件包括分別設(shè)在桿體兩端的凸連接件和凹連接件，凸連接件由左、 中、右三段組成，凸連接件右段外部結(jié)構(gòu)與桿體內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)相同并與桿體過 盈配合插接，凸連接件中段外部結(jié)構(gòu)與桿體外部結(jié)構(gòu)相同，凸連接件左段為圓 錐形外螺紋結(jié)構(gòu)，凹連接件由左、右兩段組成，凹連接件左段與與桿體內(nèi)部空 腔結(jié)構(gòu)相同并與桿體過盈配合插接，凹連接件右段內(nèi)部空腔為可與凸連接件左 段螺接配合的圓錐形內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)。
所述凸連接件右段和凹連接件左段外圓周表面均勻設(shè)有若干個淺槽。
所述連接件包括分別設(shè)在桿體兩端的凸連接件和凹連接件，凸連接件和凹 連接件均由左、右兩段組成，凸連接件右段和凹連接件左段外部結(jié)構(gòu)與桿體外 部結(jié)構(gòu)相同并分別與桿體通過摩擦焊接的方式固定連接，凸連接件左段和凹連 接件右段分別為可配合連接的圓錐形外螺紋結(jié)構(gòu)和圓錐形內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)。
采用上述結(jié)構(gòu)，通過改變連接頭的連接方法形成不同類型的鉆桿。根據(jù)異型
5多棱截面剛體在松散煤渣中旋轉(zhuǎn)引起沿剛體軸向旋渦流動的原理，鉆桿在高速鉆 孔被松散鉆渣埋沒時，可在鉆桿周圍的若干個凹槽內(nèi)形成可以讓排渣氣流通過 的排渣通道(旋渦區(qū))，氣流或水流通過內(nèi)孔送入，煤渣通過排渣通道排出，減 小鉆桿的旋轉(zhuǎn)阻力，不易出現(xiàn)吸鉆、卡鉆的現(xiàn)象，同時桿體表面布有的不連續(xù)螺 旋槽可以輔助煤渣向外輸送，在鉆孔內(nèi)塌孔時，通過螺旋槽的扒孔功能，將塌孔 外輸通，同時在排渣過程中，煤渣在鉆桿表面流動，能夠及時把鉆桿旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn) 生熱量帶走，鉆桿不發(fā)熱，保證了鉆進的安全，并極大地提高排渣效果，有利于 提高鉆孔深度，縮短鉆孔時間，值得在煤礦企業(yè)推廣應(yīng)用。


圖1是本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的右視圖；
圖3是本實用新型實施例一當(dāng)中凸連接件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3當(dāng)中A-A的剖視圖；
圖5是本實用新型實施例一當(dāng)中凹連接的件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是圖5當(dāng)中C-C的剖視圖；
圖7是圖3和圖5當(dāng)中B-B的剖視圖；
圖8是本實用新型實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是圖8的右視圖；
圖IO是本實用新型實施例二當(dāng)中凸連接件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖11是圖IO當(dāng)中D-D的剖視圖；
圖12是本實用新型實施例二當(dāng)中凹連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖13是圖12當(dāng)中E-E的剖視圖；
圖14是本實用新型實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖15是圖14的右視圖；
圖16是本實用新型實施例三當(dāng)中凸連接件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖17是圖16的右視圖；
圖18是本實用新型實施例三當(dāng)中凹連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19是本實用新型實施例四的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖20是圖19當(dāng)中A-A的剖視圖；
圖21是本實用新型實施例五的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖22是圖21的右視圖；
圖23是本實用新型實施例五當(dāng)中凸連接件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖24是圖23當(dāng)中B-B的剖視圖； 圖25是圖23當(dāng)中A-A的剖視圖；
圖26是本實用新型實施例五當(dāng)中凹連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖27是圖26當(dāng)中C-C的剖視圖；
圖28是圖26當(dāng)中D-D的剖視圖；
圖29是本實用新型實施例六的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖30是圖29的右視圖；
圖31是本實用新型實施例六當(dāng)中凸連接件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖32是圖31當(dāng)中A-A的剖視圖；
圖33是本實用新型實施例六當(dāng)中凹連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖34是圖33當(dāng)中B-B剖視圖；
圖35是本實用新型實施例七的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖36是圖35的右視圖；
圖37是本實用新型實施例七當(dāng)中凸連接件結(jié)構(gòu)示意圖； 圖38是圖37的右視圖；
圖39是本實用新型實施例七當(dāng)中凹連接的件結(jié)構(gòu)示意圖； 圖40是圖39的右視圖； 圖41是本實用新型實施例八的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖42是圖41當(dāng)中A-A的剖視圖。
具體實施方式
實施例一如圖1 圖7所示，本實用新型的異型多棱刻槽鉆桿，由中空的 桿體2、分別與桿體2兩端連接的凸連接件1和凹連接件3組成，桿體2的截面輪廓由間隔設(shè)置的四條直線段4和四條圓弧線段5首尾連接組成，桿體2的外 形呈四條凸棱狀，桿體2表面刻有螺旋槽6，螺旋槽6在桿體2截面外輪廓直線 段4的中間部分間斷設(shè)置，形成一條不連續(xù)的螺旋槽。桿體2內(nèi)部空腔為圓柱 狀也可設(shè)計成與外表面輪廓相同。凸連接件1和凹連接件3均由左、右兩段組 成，凸連接件右段9和凹連接件左段10外部結(jié)構(gòu)均與桿體2內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)相同 均為圓柱狀，凸連接件右段9和凹連接件左段10外圓周表面均勻設(shè)有若干個淺 槽8，插入桿體2空腔內(nèi)后，通過擠壓淺槽8的形式，分別與桿體2過盈配合插 接，凸連接件左段30外部結(jié)構(gòu)與凹連接件右段12內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，凸連接件左 段30和凹連接件右段12對應(yīng)處分別設(shè)有插銷孔7和插銷孔11，凹連接件右段 外部結(jié)構(gòu)與桿體2外部結(jié)構(gòu)相同。在鉆桿使用過程中，鉆桿之間的聯(lián)接，是通 過凸連接件1和凹連接件3插接后，在插銷孔7和插銷孔11上插上銷釘固定連 接。此種鉆桿可稱之為異型多棱擠壓接頭插接式鉆桿。
實施例二如圖8 圖13所示，與實施例一不同的在于，凹連接件3為一 體結(jié)構(gòu)其外部結(jié)構(gòu)與桿體外部結(jié)構(gòu)相同，凸連接件右段9和凹連接件3外部結(jié) 構(gòu)均與桿體2外部結(jié)構(gòu)相同并分別與桿體2通過摩擦焊接的方式固定連接。
實施例三如圖14 圖18所示，與實施例一不同的在于，凸連接件1由左、 中、右三段組成，凸連接件右段15外部結(jié)構(gòu)與桿體2內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)相同并與桿 體2過盈配合插接，凸連接件中段14外部結(jié)構(gòu)與桿體2外部結(jié)構(gòu)相同，凸連接 件左段13為圓錐形外螺紋結(jié)構(gòu)，凹連接件右段21內(nèi)部空腔為可與凸連接件左 段13螺接配合的圓錐形內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)。
實施例四如圖19 圖20所示，與實施例二不同的在于，凸連接件左段 30為圓錐形外螺紋結(jié)構(gòu)，凹連接件3內(nèi)部空腔為可與凸連接件左段30螺接配合 的圓錐形內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)。
實施例五如圖21 圖28所示，與實施例一不同之處在于桿體2的截面輪 廓形狀，本實施例的截面輪廓為間隔設(shè)置的三條直線段4與三段圓弧線段5首 尾連接組成。
實施例六如圖29 圖34所示，與實施例二不同之處在于桿體2的截面輪廓形狀，本實施例的截面輪廓為間隔設(shè)置的三條直線段4與三段圓弧線段5首 尾連接組成。
實施例七如圖35 圖40所示，與實施例三不同之處在于桿體2的截面輪 廓形狀，本實施例的截面輪廓為間隔設(shè)置的三條直線段4與三段圓弧線段5首
尾連接組成。
實施例八如圖41 圖42所示，與實施例四不同之處在于桿體2的截面輪 廓形狀，本實施例的截面輪廓為間隔設(shè)置的三條直線段4與三段圓弧線段5首 尾連接組成。
權(quán)利要求
1、異型多棱刻槽鉆桿，由中空的桿體和連接件組成，其特征在于所述桿體截面外輪廓由直線段和弧線段組成，直線段與弧線段間隔設(shè)置、首尾相互連接且數(shù)目相等。
2、 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的異型多棱刻槽鉆桿，其特征在于所述桿體表面 設(shè)有螺旋槽，螺旋槽在桿體截面外輪廓直線段的中間部分間斷設(shè)置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的異型多棱刻槽鉆桿，其特征在于所述連接 件包括分別設(shè)在桿體兩端的凸連接件和凹連接件，凸連接件和凹連接件均由左、 右兩段組成，凸連接件右段和凹連接件左段外部結(jié)構(gòu)均與桿體內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)相 同并分別與桿體過盈配合插接，凸連接件左段外部結(jié)構(gòu)與凹連接件右段內(nèi)部結(jié) 構(gòu)相同，凸連接件左段和凹連接件右段對應(yīng)處設(shè)有插銷孔，凹連接件右段外部 結(jié)構(gòu)與桿體外部結(jié)構(gòu)相同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求
3所述的異型多棱刻槽鉆桿，其特征在于所述凸連接件 右段和凹連接件左段外圓周表面均勻設(shè)有若干個淺槽。
5、 根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的異型多棱刻槽鉆桿，其特征在于所述連接 件包括分別設(shè)在桿體兩端的凸連接件和凹連接件，凸連接件由左、右兩段組成， 凸連接件右段外部結(jié)構(gòu)與桿體外部結(jié)構(gòu)相同并與桿體通過摩擦焊接的方式固定 連接，凸連接件左段外部結(jié)構(gòu)與凹連接件內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，凸連接件左段和凹連 接件對應(yīng)處設(shè)有插銷孔，凹連接件外部結(jié)構(gòu)與桿體外部結(jié)構(gòu)相同且兩者通過摩 擦焊接的方式固定連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的異型多棱刻槽鉆桿，其特征在于所述連接件包括分別設(shè)在桿體兩端的凸連接件和凹連接件，凸連接件由左、中、右三段 組成，凸連接件右段外部結(jié)構(gòu)與桿體內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)相同并與桿體過盈配合插接， 凸連接件中段外部結(jié)構(gòu)與桿體外部結(jié)構(gòu)相同，凸連接件左段為圓錐形外螺紋結(jié) 構(gòu)，凹連接件由左、右兩段組成，凹連接件左段與與桿體內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)相同并 與桿體過盈配合插接，凹連接件右段內(nèi)部空腔為可與凸連接件左段螺接配合的 圓錐形內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求
6所述的異型多棱刻槽鉆桿，其特征在于所述凸連接件右段和凹連接件左段外圓周表面均勻設(shè)有若干個淺槽。
8、根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的異型多棱刻槽鉆桿，其特征在于所述連接 件包括分別設(shè)在桿體兩端的凸連接件和凹連接件，凸連接件和凹連接件均由左、 右兩段組成，凸連接件右段和凹連接件左段外部結(jié)構(gòu)與桿體外部結(jié)構(gòu)相同并分 別與桿體通過摩擦焊接的方式固定連接，凸連接件左段和凹連接件右段分別為 可配合連接的圓錐形外螺紋結(jié)構(gòu)和圓錐形內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)。
專利摘要
本實用新型公開了一種異型多棱刻槽鉆桿，由中空的多棱桿體和連接件組成，多棱桿體截面外輪廓由直線段加圓弧線段組成，同時在桿體表面布有不連續(xù)的螺旋槽。本實用新型在松散煤渣中旋轉(zhuǎn)能夠引起旋渦流動，依靠鉆桿的棱邊將沉積在鉆孔底部的煤粉揚起，孔內(nèi)煤粉一直處于運動狀態(tài)，避免了煤粉在鉆孔內(nèi)出現(xiàn)堆積堵塞；同時表面布有的不連續(xù)螺旋槽可以輔助煤渣向外輸送，在鉆孔內(nèi)塌孔時，通過螺旋槽的扒孔功能，將塌孔外輸通，因而不易出現(xiàn)吸鉆、卡鉆的現(xiàn)象。本實用新型設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，極大地提高排渣效果，有利于提高鉆孔深度，縮短鉆孔時間，提高工作效率并且成孔率高，值得在煤礦企業(yè)推廣應(yīng)用。
文檔編號E21B17/22GKCN201420507SQ200920090378
公開日2010年3月10日 申請日期2009年5月21日
發(fā)明者孫玉寧, 李幟一, 王永龍 申請人:河南理工大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan