[发明专利]钻杆元件

说明书

技术领域

本发明涉及钻孔。更具体地说，本发明涉及钻杆元件。本发明还 涉及接合部件以及制造钻杆元件的方法。本发明也涉及连接结构。

背景技术

在地下矿井中，通常利用锚固螺栓来加固坑道顶壁，该锚固螺栓 安装于在坑道顶壁中钻出的孔中。

利用钻机来钻出这些孔，钻机同时旋转并对钻杆施加轴向撞击力。

钻杆通常包括在其前端处的钻头和一个或多个轴向端对端连接起 来的钻杆元件。钻头被安装在前端钻杆元件的前端上且用来使钻杆旋 转并对最后面的钻杆元件的尾端施加轴向载荷的钻机将钻杆向上推入 到坑道顶壁中。

但是，鉴于采矿场中可实现的高度有限，随着钻杆穿入坑道顶壁 越深，越需要定期地使钻杆的长度延长。

每个钻杆元件包括细长的钻柄且通过设置在钻柄端部处的互补的 连接结构或者通过插设在相邻的钻杆元件之间以使它们连接在一起的 接合部件而与相邻的钻杆元件连接起来。当钻杆元件直接连接在一起 时，钻杆元件的一端呈锥形并可驱动地容纳在互补的锥形插槽中，该 插槽形成在设置在相邻钻杆元件的另一端处的套筒中。当利用接合部 件时，两个钻杆元件的端部通常为锥形且可驱动地容纳在接合部件的 相对布置的互补的锥形插槽内。但是，在这两种情况中，可能存在这 种情况，套筒或者接合部件的横向尺寸明显大于钻杆元件的横向尺寸。 因此，必须使用足够大的钻头，以使钻出的孔的直径足够大，从而使 得套筒和/或接合部件能够在带有间隙的情况下穿入孔中。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种钻杆元件，其包括：

细长的钻柄，其具有纵向轴线、前端和尾端；以及

形成在钻柄的前端和尾端处的互补的连接结构，该连接结构包括 从钻柄的一端轴向伸出的叶状插头结构以及形成在钻柄的另一端处的 互补的轴向延伸的叶状插槽结构，同样的钻杆元件的插头结构能够轴 向却可不旋转地容纳在该插槽结构中，从而将钻杆元件驱动地连接在 一起。

插头和互补的插槽结构可具有一对在直径方向上相对的凸起，该 对凸起通过腰部的中心区域相互连接起来，从而使所述结构在从一端 看时具有大致呈8字形的外观。

插头和插槽结构可至少在它们的大部分长度上具有恒定的横截 面，且大小可设置成使得插头结构可轴向滑动地容纳在互补的插槽结 构中。插槽结构的深度可至少为30mm。这确保互补的凸形结构和凹形 结构之间具有足够的接触区域来传递所需的扭矩。

插头结构的长度可大于插槽结构的长度。这保证在使用中，插头 结构的自由端抵靠于插槽结构的基部或根部，从而在它们之间可直接 传递轴向载荷。

连接结构中的至少一个可以可断开的方式连接到钻柄。为此，钻 柄和至少一个连接结构可具有互补的锥形结构，从而所述至少一个连 接结构锥形锁定地安装在钻柄上。钻柄可具有锥形的插头结构，且所 述至少一个连接结构可具有互补的锥形插槽结构。

在本发明的优选实施方式中，叶状插槽结构以可断开的方式连接 到钻柄。

根据本发明的另一方面，提供一种钻杆元件，包括钻杆元件能够 绕着旋转的纵向轴线和具有一对在直径方向上相对的凸起的至少一个 纵向延伸的连接结构，该对凸起通过腰部的中心区域相互连接起来， 使得连接结构在从一端看时具有大致呈8字形的外观，由此钻杆元件 可驱动地连接到另一个具有互补的连接结构的钻杆元件。

根据本发明的还一方面，提供一种钻杆元件，其包括：

具有纵向轴线的细长钻柄；以及

设置在钻柄的端部处的一对连接结构，由此钻杆元件可驱动地连 接到另一个具有互补的连接结构的钻杆元件，其中一个连接结构为叶 状并被构造成与互补的叶状结构驱动接合，另一连接结构为锥形，以 便锥形锁定地与互补的锥形连接结构接合。

叶状的连接结构可包括一对在直径方向上相对的凸起，该对凸起 通过腰部的中心区域相互连接起来，使得叶状的连接结构在从一端看 时具有大致呈8字形的外观。

叶状的连接结构可为插槽结构，互补的叶状插头结构可驱动地容 纳在该插槽结构中，且锥形的连接结构可为插头结构，其可驱动地容 纳在互补的锥形插槽结构中。

根据本发明的另一方面，提供用于驱动地将一对钻杆元件连接在 一起的接合部件，该接合部件限定出一对相对布置的插槽结构，该对 插槽结构通过冲洗通道(flushing passage)而相互连接起来，至少一个 插槽结构为叶状。