一種三頂式水平定向鉆桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種地質(zhì)勘探設(shè)備，特別是一種三頂式水平定向鉆桿。
【背景技術(shù)】
[0002]水平定向鉆進(jìn)技術(shù)在非開挖鋪管工程中的應(yīng)用越來越廣泛，在施工過程中鉆桿作為常規(guī)、高成本配備的消耗材料，鉆桿質(zhì)量性能的好壞直接對施工順利與否有著十分重要的影響。在實(shí)際施工中由于定向鉆進(jìn)變向時(shí)鉆桿會產(chǎn)生一定撓度的彎曲，由入土段調(diào)整到水平段變化時(shí)會產(chǎn)生彎曲度變化，屬于垂直面內(nèi)的角度變化；由水平段調(diào)整到出土段時(shí)再次產(chǎn)生角度變化，屬于垂直面內(nèi)的角度變化；鉆頭在穿越過程中，方向上會有左右的變化，屬于水平面內(nèi)的角度變化，由于導(dǎo)向鉆頭在導(dǎo)向過程中方向的多變性，鉆桿疲勞的最大危險(xiǎn)就是過度變向，所謂過度變向是指超出鉆桿的額定最小彎曲半徑的變向，過度變向是引起鉆桿損壞的原因，會導(dǎo)致鉆桿折斷，在實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)鉆桿損壞大部分都是在公接頭外錐螺紋大端根部第一扣位置處斷裂，進(jìn)而造成斷鉆事故。同時(shí)，現(xiàn)有的鉆桿兩端外表面耐磨性較差，嚴(yán)重影響了鉆桿的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種避免發(fā)生斷鉆事故，提高鉆桿耐磨性，可延長鉆桿使用壽命的三頂式水平定向鉆桿。
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種三頂式水平定向鉆桿，包括鉆桿體，鉆桿體的兩端直徑大于鉆桿體的中部直徑，在鉆桿體的一端固定連接有母接頭，在鉆桿體的另一端固定連接有公接頭，在鉆桿體的內(nèi)部設(shè)有沿鉆桿體軸向設(shè)置的沖洗液通道，在公、母接頭上分別設(shè)有與沖洗液通道連通的流通通道，其特點(diǎn)是:所述公、母接頭與鉆桿體同軸設(shè)置，在公接頭的外端設(shè)有沿公接頭軸向向外直徑逐漸變小的錐扣公螺紋，在母接頭上設(shè)有與錐扣公螺紋配合的錐扣母螺紋，所述錐扣公螺紋的外平面與錐扣母螺紋的內(nèi)平面緊貼合形成第三級互頂；在公接頭錐扣公螺紋的根部大端直徑處設(shè)有凸止口，在母接頭上設(shè)有與凸止口配合的凹止口，所述公接頭凸止口與母接頭凹止口配合形成第二級互頂，公接頭凸止口處的外徑大于公接頭錐扣公螺紋的大端直徑小于公接頭的外圓直徑；在公接頭凸止口與公接頭外圓的相接處設(shè)有定位外臺階，在母接頭上設(shè)有與定位外臺階配合的定位內(nèi)臺階，所述公接頭定位外臺階與母接頭定位內(nèi)臺階配合形成第一級互頂。
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述鉆桿體的兩端與鉆桿體的中部之間外表面上設(shè)有一段碳化鎢堆焊區(qū)。
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述公、母接頭均與鉆桿體通過摩擦焊接的方式相連。
[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述鉆桿體的兩端直徑與公、母接頭的外圓直徑相同。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，可操作性強(qiáng)，利用設(shè)置在鉆桿體兩端與鉆桿體中部之間的碳化鎢堆焊區(qū)，使鉆桿體具有更好的耐磨性，提高了鉆桿的使用壽命；利用第一、二、三級互頂，有效的緩解了鉆桿應(yīng)力集中的現(xiàn)象。本實(shí)用新型提高了鉆桿的螺紋連接部位在實(shí)際施工中的抗彎強(qiáng)度，避免了因鉆桿彎曲過度而發(fā)生的斷鉆事故，更適用于水平定向鉆進(jìn)的實(shí)際施工，尤其是角度變化大，方向變化頻繁的場合。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為本實(shí)用新型錐扣公、母螺紋的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]一種三頂式水平定向鉆桿，包括鉆桿體3，鉆桿體3的兩端直徑大于鉆桿體的中部直徑，在鉆桿體的一端固定連接有母接頭1，在鉆桿體的另一端固定連接有公接頭5，在鉆桿體3的內(nèi)部設(shè)有沿鉆桿體軸向設(shè)置的沖洗液通道4，在公、母接頭上分別設(shè)有與沖洗液通道連通的流通通道，所述公、母接頭與鉆桿體同軸設(shè)置，在公接頭5的外端設(shè)有沿公接頭軸向向外直徑逐漸變小的錐扣公螺紋，在母接頭I上設(shè)有與錐扣公螺紋配合的錐扣母螺紋，所述錐扣公螺紋的外平面與錐扣母螺紋的內(nèi)平面緊貼合形成第三級互頂8 ;在公接頭錐扣公螺紋的根部大端直徑處設(shè)有凸止口，在母接頭上設(shè)有與凸止口配合的凹止口，所述公接頭凸止口與母接頭凹止口配合形成第二級互頂7，公接頭凸止口處的外徑大于公接頭錐扣公螺紋的大端直徑小于公接頭的外圓直徑；在公接頭凸止口與公接頭外圓的相接處設(shè)有定位外臺階，在母接頭上設(shè)有與定位外臺階配合的定位內(nèi)臺階，所述公接頭定位外臺階與母接頭定位內(nèi)臺階配合形成第一級互頂6。所述公、母接頭原材料均為42CrMo，規(guī)格為Φ90圓鋼，所述鉆桿體原材料為26CrMo，規(guī)格為Φ 73 X 8無縫管，將鉆桿體的兩端適當(dāng)增加直徑，可以提高公母扣螺紋的強(qiáng)度。
[0012]本實(shí)用新型在擰緊錐扣的過程中，首先是第一級互頂6處貼緊受力，其次是第二級互頂7處，最后是第三級互頂8處。第一級互頂處作為最先進(jìn)行表面接觸的工作面承受了大部分預(yù)緊力，這樣螺紋連接的預(yù)緊力呈現(xiàn)出由第一級互頂向第二級、第三級互頂逐級遞減的狀態(tài)，特別是分散了錐扣公螺紋大端根部處的應(yīng)力。通過三級互頂結(jié)構(gòu)使圓錐螺紋應(yīng)力最集中點(diǎn)得到有效的分散緩解，減少了該處的應(yīng)力集中現(xiàn)象。
[0013]第一級互頂、第二級互頂接觸面之間軍倒角處理，當(dāng)兩支鉆桿的公母接頭擰緊后，將應(yīng)力分散到第一級互頂處，有效的緩解了應(yīng)力集中的現(xiàn)象。當(dāng)鉆桿在施工中發(fā)生過度變向也就是超出鉆桿的額定最小彎曲半徑時(shí)，在第一級互頂與第二級互頂之間的這段接觸面起到至關(guān)重要的作用，它可以保護(hù)錐扣公螺紋大端根部免受因過度變向而發(fā)生的斷裂，因?yàn)殂@桿在受到彎曲變形時(shí)將主要應(yīng)力集中點(diǎn)由第二級互頂處轉(zhuǎn)移至第一級互頂處，起到了保護(hù)螺紋的作用。
[0014]所述鉆桿體的兩端與鉆桿體的中部之間外表面上設(shè)有一段碳化鎢堆焊區(qū)2，因?yàn)殂@桿體兩端加厚外表面是鉆桿在施工中前進(jìn)或后退磨損最嚴(yán)重的區(qū)域，在這段區(qū)域增加了一段長度的碳化鎢堆焊區(qū)，這樣提高了整根鉆桿外表面的耐磨性和使用壽命；所述公、母接頭均與鉆桿體通過摩擦焊接的方式相連；所述鉆桿體的兩端直徑與公、母接頭的外圓直徑相同，通過優(yōu)化錐扣螺紋的牙型，在不影響螺紋強(qiáng)度的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加螺紋底徑尺寸來提高螺紋強(qiáng)度，注意保證牙底有較大的圓弧過渡。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三頂式水平定向鉆桿，包括鉆桿體，鉆桿體的兩端直徑大于鉆桿體的中部直徑，在鉆桿體的一端固定連接有母接頭，在鉆桿體的另一端固定連接有公接頭，在鉆桿體的內(nèi)部設(shè)有沿鉆桿體軸向設(shè)置的沖洗液通道，在公、母接頭上分別設(shè)有與沖洗液通道連通的流通通道，其特征在于:所述公、母接頭與鉆桿體同軸設(shè)置，在公接頭的外端設(shè)有沿公接頭軸向向外直徑逐漸變小的錐扣公螺紋，在母接頭上設(shè)有與錐扣公螺紋配合的錐扣母螺紋，所述錐扣公螺紋的外平面與錐扣母螺紋的內(nèi)平面緊貼合形成第三級互頂；在公接頭錐扣公螺紋的根部大端直徑處設(shè)有凸止口，在母接頭上設(shè)有與凸止口配合的凹止口，所述公接頭凸止口與母接頭凹止口配合形成第二級互頂，公接頭凸止口處的外徑大于公接頭錐扣公螺紋的大端直徑小于公接頭的外圓直徑；在公接頭凸止口與公接頭外圓的相接處設(shè)有定位外臺階，在母接頭上設(shè)有與定位外臺階配合的定位內(nèi)臺階，所述公接頭定位外臺階與母接頭定位內(nèi)臺階配合形成第一級互頂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三頂式水平定向鉆桿，其特征在于:所述鉆桿體的兩端與鉆桿體的中部之間外表面上設(shè)有一段碳化鎢堆焊區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三頂式水平定向鉆桿，其特征在于:所述公、母接頭均與鉆桿體通過摩擦焊接的方式相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三頂式水平定向鉆桿，其特征在于:所述鉆桿體的兩端直徑與公、母接頭的外圓直徑相同。
【專利摘要】一種三頂式水平定向鉆桿，包括鉆桿體，在鉆桿體的一端固定連接有母接頭，在鉆桿體的另一端固定連接有公接頭，在公接頭的外端設(shè)有錐扣公螺紋，在母接頭上設(shè)有錐扣母螺紋，所述錐扣公螺紋的外平面與錐扣母螺紋的內(nèi)平面緊貼合形成第三級互頂；在公接頭上設(shè)有凸止口，在母接頭上設(shè)有凹止口，所述公接頭凸止口與母接頭凹止口配合形成第二級互頂；在公接頭上設(shè)有定位外臺階，在母接頭上設(shè)有定位內(nèi)臺階，所述公接頭定位外臺階與母接頭定位內(nèi)臺階配合形成第一級互頂。本實(shí)用新型利用設(shè)置在鉆桿體兩端與鉆桿體中部之間的碳化鎢堆焊區(qū)，使鉆桿體具有更好的耐磨性，提高了鉆桿的使用壽命；利用第一、二、三級互頂，有效的緩解了鉆桿應(yīng)力集中的現(xiàn)象。
【IPC分類】E21B17-046, E21B17-042, E21B17-00
【公開號】CN204326992
【申請?zhí)枴緾N201420793798
【發(fā)明人】張喜超
【申請人】連云港黃海機(jī)械股份有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月16日