[发明专利]一种内牙嵌外齿轮联轴器式双层钻杆

说明书

本发明公开一种内牙嵌外齿轮联轴器式双层钻杆，它包括双层钻杆，双层钻杆包括外管、内管、上接头、下接头、上密封环和下密封环，内管和外管同轴向设置且内管与外管之间设置有间隙，上接头设置在外管的上端，下接头设置在外管的下端，上接头和下接头分别与外管固定连接构成钻杆的承载结构，上密封环和下密封环分别位于钻杆的上、下接头内并与内管连接构成钻杆的内层结构，上接头的内部沿周向设置有内牙嵌，下接头的外部沿周向设置有外牙嵌，上接头的外周和下接头的外周设置有相同结构的外齿轮，下接头的外齿轮外套设有内齿套。本发明作为工程钻机钻杆用于传递动力、气举反循环传输流体，具有承载安全、可快速拆卸、双层密封可靠的优点。

技术领域

本发明属于大型工程钻机技术领域，尤其涉及一种内牙嵌外齿轮联轴器式双层钻杆。

背景技术

大型工程（含竖井）钻机采用钻杆传递动力、泥浆护壁、压气提升排渣、反循环洗井的方式工作。以往大型工程（或竖井）钻机的钻杆连接主要采用两种方式：法兰盘螺栓连接和内六方外牙嵌连接，均可作成双层钻杆结构。

法兰盘式双层钻杆：双层密封易实现，但钻进时其连接螺栓易疲劳和松动，常发生掉钻事故；钻杆的拆卸比较耗时，严重影响钻井效率，特别是在深大井筒的施工中，表现更为突出。

内六方外牙嵌式双层钻杆：采用六方传扭牙嵌承受拉力，承载可靠，拆卸方便，但钻杆接头的加工工艺性差，加工精度不易保证，加之局部应力大，容易产生不均匀磨损，多因素终导致高压气体密封失效，工作中容易漏气，目前内六方外牙嵌双层钻杆尚无气封成功的先例。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种承载安全、可快速拆卸、双层密封可靠的内牙嵌外齿轮联轴器式双层钻杆。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种内牙嵌外齿轮联轴器式双层钻杆，它包括双层钻杆，双层钻杆包括外管、内管、上接头、下接头、上密封环和下密封环，内管和外管同轴向设置且内管与外管之间设置有间隙，上接头设置在外管的上端，下接头设置在外管的下端，上接头和下接头分别与外管焊接连接构成钻杆的承载结构，上密封环和下密封环分别位于钻杆的上、下接头内并与内管连接构成钻杆的内层结构，上接头的内部沿周向设置有内牙嵌，下接头的外部沿周向设置有外牙嵌，内牙嵌和外牙嵌具有相同且均布的牙嵌数和牙槽数，上接头的外周和下接头的外周设置有相同结构的外齿轮，下接头的外齿轮外套设有与其相啮合的内齿套，内齿套与下接头卡接连接。

所述上密封环与上接头固定连接，下密封环与下接头浮动连接。

所述上密封环于上接头内断续焊接固定，且上密封环外圆面与其上接头的配合面间设置有径向O型密封圈，下密封环位于下接头内孔内其外侧面与下接头内孔间留有可径向浮动的间隙。

所述双层钻杆设置有至少两个，相邻联接的两根双层钻杆处于上部的称之为上部双层钻杆、处于下部的称之为下部双层钻杆，下部双层钻杆的上接头的内牙嵌与上部双层钻杆的下接头的外牙嵌咬合连接，下部双层钻杆的上接头的外齿轮与上部双层钻杆的内齿套啮合连接，下部双层钻杆的上接头的外齿轮、上部双层钻杆的下接头的外齿轮与上部双层钻杆的内齿套构成齿轮联轴器。

所述上部双层钻杆下接头内的下密封环与下部双层钻杆上接头内的上密封环对应的圆柱面设置为精密配合，该配合面间设置有径向O型密封圈并形成内层密封；

所述上部双层钻杆下接头的尾端外圆柱面与下部双层钻杆上接头内的上密封环对应处内圆柱面设置为精密配合，且下部双层钻杆上接头的内牙嵌的内接圆柱面与上部双层钻杆下接头对应处圆柱面设置为精密配合；

所述上部双层钻杆下接头的尾端外圆柱面与下部双层钻杆上接头内的上密封环对应处内圆柱面设置为精密配合，该配合面间设置有径向O型密封圈并形成外层密封。

所述内牙嵌和外牙嵌均设置为6～12个牙嵌。

所述齿轮联轴器的外齿轮的齿数为牙嵌数的整数倍。