[发明专利]一种用于旋挖钻机的钻杆

说明书

技术领域

本发明涉及钻杆技术领域，更具体地说，涉及一种用于旋挖钻机的钻杆。

背景技术

在地表以下混凝土灌注桩的成孔作业过程中，旋挖钻机是常用的地基基础工程施工设备之一。旋挖钻机通常使用摩阻式或机锁式钻杆，配合相应结构的钻头/钻具就可以完成各种地基基础的钻孔施工作业。位于钻杆下部的方头通过销轴零件，实现与不同规格钻头/钻具之间连接，从而实现旋转扭矩传递。无论是摩阻式或机锁式钻杆，大都由多节相互套叠而成，而最内层一节钻杆为最长，其下部为方头，方头上方是主杆，方头与主杆之间通常采用直接焊接工艺连接为一体。由于钻杆组成的零部件加工过程简单，操作方便，成本低廉，深受市场广大钻杆制造商的欢迎。

由于不同地质条件差异悬殊，旋挖钻机大都需要对坚硬介质破碎作业。在旋挖钻机施工过程中，钻头/钻具与坚硬介质发生激烈碰撞而所产生扭矩及冲击力，这些载荷将通过方头向主杆传递。由于方头与主杆之间通常采用直接焊接工艺连接为一体，因此方头与主杆之间传递的扭矩全部通过方头与主杆之间的平面环形焊缝所承担。随着钻杆使用时间不断累加，该平面环形焊缝容易衍生出裂纹，使钻杆失效、损坏；尤其是在焊接过程中由于工艺或材料等因素影响，容易使焊缝存在诸多焊接缺陷，从而导致平面环形焊缝更容易产生裂纹，并且同平面内一旦裂纹出现其发展速度又极快。因此，钻杆损坏频繁发生，需要经常停机维修、更换，维修周期长，工作强度大，造成旋挖钻机长时间停工。因此，需要对钻杆的结构进行改进，以提高方头与主杆之间连接的可靠性，延长钻杆使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种用于旋挖钻机、可减轻扭矩对方头与主杆之间焊缝的冲击、有效提高方头与主杆之间的连接可靠性、使用寿命长、可降低旋挖钻机停机维修频率、延长无故障作业期限的钻杆。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种用于旋挖钻机的钻杆，其特征在于：包括方头、主杆、承载盘和至少一根键条；所述承载盘开设有承载盘内孔；方头上端穿过承载盘内孔延伸至主杆杆腔中与主杆连接；承载盘内孔和主杆杆腔分别与方头相匹配；所述承载盘上还开设有与键条相匹配的凹位；所述键条沿主杆外侧周向分布并与主杆外侧贴合连接，键条的下端伸入到所述凹位中与承载盘连接；所述主杆采用焊接方式与方头连接；所述键条分别采用焊接方式与主杆和承载盘连接。

本发明钻杆改变了方头与主杆之间的连接结构，从而改变了扭矩传递方式。对于传统钻杆，方头与主杆之间的扭矩传递集中在方头与主杆之间的平面环形焊缝，因此平面环形焊缝容易出现裂纹，因为该焊缝形成过程中无法避免诸多焊接缺陷的产生。而本发明钻杆方头与主杆之间的扭矩传递由承载盘、键条，以及方头与主杆之间焊缝共同承担；可减轻扭矩对方头与主杆之间焊缝的冲击，提高方头与主杆之间的连接可靠性，可避免如传统钻杆那样平面环形焊缝在使用过程中极其容易产生裂纹并迅速延展而导致钻杆损坏，降低焊接缺陷对连接可靠性的影响，可延长钻杆寿命，降低旋挖钻机停机维修频率，有效延长无故障作业期限。

进一步的方案是：所述方头包括从下至上依次连接的方头本体、安装平台、内嵌台一和内嵌台二；内嵌台一的外径＞内嵌台二的外径；所述的方头上端穿过承载盘内孔延伸至主杆杆腔中与主杆连接是指，内嵌台一嵌设在承载盘内孔中，内嵌台二延伸至主杆杆腔中；内嵌台一的外径和内嵌台二的外径分别与承载盘内孔的内径和主杆杆腔的内径相匹配。本发明钻杆结构简单，便于组装，内嵌台一和内嵌台二可便于承载盘和主杆的定位和固定，从而可更有效地传递扭矩。

更进一步的方案是：内嵌台一的外径与承载盘内孔的内径相匹配是指，承载盘内孔与内嵌台一之间采用过盈配合，使承载盘与内嵌台一之间的贴合处实现扭矩传递。过盈配合部位使承载盘与内嵌台一之间产生挤压，从而使承载盘与内嵌台一牢固地固定在一起，可有效实现一些扭矩载荷的传递，降低钻杆机械故障的发生率；还可以通过改变过盈量数值的大小来调整过盈部位传递扭矩所占的比例。

所述内嵌台一的外径从上至下延伸时逐渐变大；所述的内嵌台一的外径＞内嵌台二的外径是指，内嵌台一的最小外径＞内嵌台二的外径；所述承载盘内孔的内径从上至下延伸时逐渐变大。承载盘内孔呈喇叭状，便于将承载盘组装到内嵌台一上；尤其是承载盘内孔与内嵌台一之间采用过盈配合时，一方面便于组装，可节省组装时间；另一方面在组装后，承载盘内孔与内嵌台一之间的挤压作用均匀，可有效分担扭矩作用力，使各个零部件实际传递荷载更趋合理。

所述内嵌台一的高度与承载盘的厚度相匹配；所述主杆的下端面与内嵌台一的上端面相贴合。