本實(shí)用新型涉及一種花鍵承插卡接式礦用正反轉(zhuǎn)鉆桿接頭，屬鉆機(jī)附件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，在煤礦井下煤層鉆孔作業(yè)中所使用的鉆桿普遍為由圓錐螺紋連接，只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)的鉆桿。在松軟煤層中鉆孔經(jīng)常發(fā)生塌孔抱鉆現(xiàn)象，正轉(zhuǎn)被抱死卡住而無(wú)法鉆進(jìn)，若要反轉(zhuǎn)緩沖松動(dòng)抱鉆結(jié)構(gòu)，則會(huì)發(fā)生螺紋退扣，鉆桿脫離連接，丟鉆棄鉆損失。近年來(lái)為解決這一工程現(xiàn)象，相繼出現(xiàn)了一些能夠正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的正反轉(zhuǎn)鉆孔桿，主要為以下幾種類(lèi)型：一類(lèi)采用偏方、三棱、六方等多方面體形式的柱與孔進(jìn)行承插聯(lián)接，用以傳遞正反轉(zhuǎn)扭矩，用鍵銷(xiāo)或螺釘進(jìn)行軸向定位連接，承擔(dān)鉆桿軸向荷載；另一類(lèi)采用花鍵套裝聯(lián)接，即鉆桿接頭由兩個(gè)外花鍵頭用一個(gè)內(nèi)花鍵套套裝一起，并用彈性擋圈或螺紋套定位，用以傳遞正反轉(zhuǎn)扭矩，外花鍵芯部用螺紋連接承擔(dān)軸向連接力；還有其它形式的正反扣螺紋組合聯(lián)接及內(nèi)部用花鍵承插聯(lián)接，外部用反扣螺紋鎖緊的組合聯(lián)接等形式，多用于石油鉆孔行業(yè)。多面體柱孔承插聯(lián)接接頭強(qiáng)度明顯不足，經(jīng)常發(fā)生斷柱或滾角和外套開(kāi)裂現(xiàn)象，或鍵銷(xiāo)松動(dòng)離位致使承插關(guān)系脫離，聯(lián)接穩(wěn)定性不足?；ㄦI套裝聯(lián)接接頭雖具有良好的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，但先芯部螺紋連接，后花鍵套裝聯(lián)接，再進(jìn)行軸向定位，致使安裝與拆卸操作繁瑣、施工效率低、且附件和專(zhuān)用工具零散、易丟失不便管理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種不僅具有足夠的正反轉(zhuǎn)扭矩能力，而且具有良好的軸向聯(lián)接能力，且性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便、便于施工和管理的花鍵承插卡接式礦用正反轉(zhuǎn)鉆桿接頭。

其技術(shù)方案是：一種花鍵承插卡接式礦用正反轉(zhuǎn)鉆桿接頭，其特征在于：所述正反轉(zhuǎn)鉆桿接頭由外花鍵軸、內(nèi)花鍵套、U型彈簧卡、過(guò)渡密封節(jié)和密封膠圈組成；所述外花鍵軸的外緣呈梯狀，由小徑端向大徑端方向上依次設(shè)有溝槽、卡接環(huán)槽、外花鍵和裝配圓柱面，外花鍵軸內(nèi)設(shè)中心通孔；所述內(nèi)花鍵套內(nèi)自右向左依次設(shè)有第一裝配孔、卡固口槽、內(nèi)花鍵和第二裝配孔，卡固口槽沿內(nèi)花鍵套的外緣徑向開(kāi)設(shè)，其頂端為弧形端面，弧形端面的兩側(cè)為溝槽，兩側(cè)溝槽的下端為對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)的卡固溝；所述U型彈簧卡由弧形頂面和設(shè)置在弧形頂面兩側(cè)的卡爪桿構(gòu)成，一對(duì)卡爪桿下端的卡爪對(duì)應(yīng)設(shè)置；所述外花鍵軸與內(nèi)花鍵套匹配結(jié)合，其上的外花鍵插入內(nèi)花鍵套內(nèi)的內(nèi)花鍵并與之嚙合，U型彈簧卡由內(nèi)花鍵套上開(kāi)設(shè)的卡固口槽匹配卡裝入槽，使U型彈簧卡的弧形頂面與內(nèi)花鍵套上的卡固口槽弧面對(duì)應(yīng)貼合，其兩側(cè)的卡爪桿卡接在外花鍵軸上開(kāi)設(shè)的卡接環(huán)槽內(nèi)，卡爪桿上的卡爪則分別卡入卡固口槽的卡固溝內(nèi)；所述過(guò)渡密封節(jié)的小口端外緣上的圓柱面匹配插入內(nèi)花鍵套內(nèi)的第一裝配孔內(nèi)，內(nèi)孔與外花鍵軸的溝槽之間，裝配有密封膠圈。

所述外花鍵軸上的外花鍵和內(nèi)花鍵套內(nèi)的內(nèi)花鍵為漸開(kāi)線花鍵。

其有益效果是：本花鍵承插卡接式礦用正反轉(zhuǎn)鉆桿接頭，利用外花鍵軸上的外花鍵與內(nèi)花鍵套內(nèi)的內(nèi)花鍵匹配嚙合，使其具有良好的正反轉(zhuǎn)抗扭轉(zhuǎn)能力，并利用外花鍵軸根部的裝配柱與內(nèi)花鍵套第二裝配孔（大端孔）的裝配關(guān)系，抵抗鉆桿在鉆孔中由轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向推進(jìn)力而引起的交變性、振顫性軸向彎矩；運(yùn)用漸開(kāi)線花鍵良好的技術(shù)工藝性、裝配便捷性和強(qiáng)度傳遞能力，在狹小有限的鉆孔孔徑中建立起足夠強(qiáng)度的鉆桿接頭結(jié)構(gòu)；運(yùn)用U型彈簧卡的卡接能力和穩(wěn)定性，建立起可靠有效的軸向連接并保證聯(lián)接的穩(wěn)定性，從而使接頭不僅具有足夠的正反轉(zhuǎn)扭矩能力，也具有良好的軸向聯(lián)接能力，當(dāng)煤層鉆孔發(fā)生塌孔抱鉆、卡鉆現(xiàn)象時(shí)，運(yùn)用鉆桿的正反轉(zhuǎn)功能，正反轉(zhuǎn)交替緩沖運(yùn)行，松動(dòng)破解抱鉆結(jié)構(gòu)，完成鉆孔作業(yè)，提高了鉆桿在松軟煤層中的鉆孔施工能力和鉆孔作業(yè)的效率；且其性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便、便于施工和管理。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1圓形鉆桿接頭的A-A剖視圖；

圖3是圖1三棱形鉆桿接頭的A-A剖視圖；

圖4是外花鍵軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是內(nèi)花鍵套結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖5圓形鉆桿接頭的B-B剖視圖；

圖7是圖5三棱形鉆桿接頭的B-B剖視圖；

圖8是圓形鉆桿接頭U型彈簧卡結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是圖8的C-C剖視圖；

圖10是U型彈簧卡卡爪局部放大圖；

圖11是三棱形鉆桿接頭U型彈簧卡結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是圖11的D-D剖視圖；

圖13是過(guò)渡密封節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1~13所示，一種花鍵承插卡接式礦用正反轉(zhuǎn)鉆桿接頭，由外花鍵軸1、內(nèi)花鍵套2、U型彈簧卡3、過(guò)渡密封節(jié)4和密封膠圈5組成。所述外花鍵軸1（見(jiàn)圖4）的外緣呈梯狀，由小徑端向大徑端方向上依次設(shè)有溝槽1—1、卡接環(huán)槽1—2、漸開(kāi)線外花鍵1—3和裝配圓柱面1-4，外花鍵軸內(nèi)設(shè)中心通孔1—5。所述內(nèi)花鍵套2（見(jiàn)圖5、6、7）內(nèi)自右向左依次設(shè)有第一裝配孔2—1、卡固口槽2—2、漸開(kāi)線內(nèi)花鍵2—3和第二裝配孔2—4?？ü炭诓?—2沿內(nèi)花鍵套的外緣徑向開(kāi)設(shè)，其頂端為弧形端面2—2.2，弧形端面的兩側(cè)為溝槽，兩側(cè)溝槽的下端為對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)的卡固溝2—2.1。所述U型彈簧卡3由弧形頂面3—1和設(shè)置在弧形頂面兩側(cè)的卡爪桿3—2構(gòu)成（見(jiàn)圖8、9、10），一對(duì)卡爪桿下端的卡爪3—3對(duì)應(yīng)設(shè)置。卡爪桿下端的兩個(gè)卡爪之間開(kāi)設(shè)有退卡槽口3—4，以方便U型彈簧卡的退出?？ㄗΦ膬蓚?cè)和底端面上分別設(shè)有順引倒角3—3.2、3.1，以方便卡爪的插入和拔出。所述外花鍵軸與內(nèi)花鍵套匹配結(jié)合，其上的外花鍵1—3插入內(nèi)花鍵套內(nèi)的內(nèi)花鍵2—3并與之嚙合，U型彈簧卡3由內(nèi)花鍵套上開(kāi)設(shè)的卡固口槽2—2匹配卡裝入槽，使U型彈簧卡的弧形頂面3—1與內(nèi)花鍵套上的卡固口槽弧面2—2.2對(duì)應(yīng)貼合，其兩側(cè)的卡爪桿3—2卡接在外花鍵軸1上開(kāi)設(shè)的卡接環(huán)槽1—2內(nèi)，卡爪桿3—2上的卡爪3—3則分別卡入卡固口槽的卡固2—2.1溝內(nèi)（見(jiàn)圖2、3）。所述過(guò)渡密封節(jié)4（見(jiàn)圖13）的小口端外緣上的圓柱面4—1匹配插入內(nèi)花鍵套2內(nèi)的第一裝配孔2—1內(nèi)，內(nèi)孔4—2與外花鍵軸的溝槽1—1之間，裝配有對(duì)外花鍵軸1內(nèi)部中心通孔1—5內(nèi)導(dǎo)通的流體起密封作用的密封膠圈5。

組裝時(shí)，先將過(guò)渡密封節(jié)4的小口端插入內(nèi)花鍵套2的第一裝配孔2—1內(nèi)并焊接固定；然后，再將外花鍵軸1從內(nèi)花鍵套2的第二裝配孔2—4推裝插入內(nèi)花鍵套內(nèi)，使外花鍵軸1上的外花鍵1—3和內(nèi)花鍵套2內(nèi)的內(nèi)花鍵2—3承插嚙合，外花鍵軸溝槽1—1上裝有的密封膠圈5與過(guò)渡密封節(jié)的內(nèi)孔4—2配合密封，用以密封鉆桿桿體內(nèi)孔的氣體或液體向外泄露；最后，將U型彈簧卡3的卡爪從內(nèi)花鍵套2上開(kāi)設(shè)的卡固口槽2—2卡裝入槽。從而使整個(gè)接頭在徑向扭轉(zhuǎn)和軸向連接上均有良好的聯(lián)接能力和技術(shù)穩(wěn)定性。用外花鍵軸根部的裝配圓柱面1-4與內(nèi)花鍵套第二裝配孔2—4的裝配關(guān)系，抵抗鉆桿在鉆孔中由轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向推進(jìn)力而引起的交變性、振顫性軸向彎矩。

正反轉(zhuǎn)鉆桿接頭與鉆桿組對(duì)聯(lián)接時(shí)，外花鍵軸1的大徑端與鉆桿桿體的前端焊接固定，與內(nèi)花鍵套2連接固定為一體的過(guò)渡密封節(jié)4的大口端與鉆桿桿體的尾端焊接固定。

上述的圓形正反轉(zhuǎn)鉆桿接頭，也可用于三棱形正反轉(zhuǎn)鉆桿接頭，只是需要將圓形正反轉(zhuǎn)鉆桿接頭中的管狀內(nèi)花鍵套2和U型彈簧卡3，按照三棱正反轉(zhuǎn)鉆桿接頭的形狀改變其外形即可（見(jiàn)圖3、7、11）。外花鍵軸1的大徑端和過(guò)渡密封節(jié)4的大口端的形狀尺寸要與三棱形鉆桿桿體截面相對(duì)應(yīng)。