[发明专利]棘轮自锁式可正反转钻杆

说明书

本发明公开了一种棘轮自锁式可正反转钻杆，包括杆体、连接于杆体两端的公接头和母接头以及芯轴和滑动套，所述芯轴内套于杆体内并具有轴向向前滑动的驱动力，所述滑动套轴向滑动外套于公接头上并与公接头传动配合，所述滑动套前端与母接头后端具有棘轮式啮合齿，后钻杆公接头与前钻杆母接头螺纹连接时，所述后钻杆内芯轴被驱动力驱动连同滑动套轴向向前滑动，使得后钻杆的滑动套与前钻杆母接头的棘轮式啮合齿啮合并单向锁止，所述前钻杆芯轴可被驱动轴向向后滑动并推动后钻杆芯轴向后滑动，使得后钻杆与前钻杆解锁；本发明通过相邻钻杆之间的配合关系即可实现上钻自动锁定，少了人工辅助上钻装配的环节，提高钻机的自动化施工效率。

技术领域

本发明涉及矿山机械技术领域，特别涉及一种棘轮自锁式可正反转钻杆。

背景技术

瓦斯灾害是影响煤矿安全生产的主要灾害之一，当前治理瓦斯灾害的主要技术手段是使用钻机施工瓦斯抽放钻孔。钻杆作为钻机的配套工具，是直接关系成孔质量、施工效率以及抽放效果的重要因素。

在目前的抽放孔钻孔作业中，前、后两根钻杆之间普遍采用圆锥螺纹连接。因而，在钻孔施工过程中，钻杆只能正向旋转。受复杂地质条件影响，若发生垮孔、排渣不畅等情况，极易发生卡钻、抱钻等事故。此时，若试图通过钻杆正反转交替缓解卡钻、抱钻，则会发生钻杆脱扣，导致丢钻。另一方面，在松软煤层钻孔和冲击地压钻孔施工过程中，也极易发生卡钻等事故。从钻探工艺角度出发，通过钻杆正反交替旋转和往复扫孔可以实现增强排渣和解卡卸压，从而避免卡钻、抱钻的发生。

为解决钻杆反转的问题，先后出现了形联接和花键副联接等两大类结构形式。形联接大都采用“三棱”、“六方”等多面体柱形面结构插装对接，用以传递正、反双向转矩，同时结合销钉定位，承担钻杆轴向载荷；花键副联接采用内、外花键配合，传递周向转矩，轴向载荷依然采用销钉连接定位。上述联接方式虽然能实现钻杆正、反双向旋转，但装卸过程繁琐，结构复杂，钻杆对接时，需要人工安装或拆卸销钉，难以用自动化方式实现上钻，严重降低了钻机的自动化施工效率。

有鉴于上述技术问题，需要一种棘轮自锁式可正反转钻杆，在可实现钻杆正反转的基础上，够实现钻杆的自动上钻，提高钻机的自动化施工效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种棘轮自锁式可正反转钻杆，在可实现钻杆正反转的基础上，够实现钻杆的自动上钻，提高钻机的自动化施工效率。

本发明的棘轮自锁式可正反转钻杆，包括杆体、连接于杆体两端的公接头和用于与公接头螺纹连接的母接头以及芯轴和滑动套，所述杆体、公接头和母接头为中空结构形成轴向相互贯通且与外界连通的流体通道，所述芯轴内套于杆体内并具有轴向向前滑动的驱动力，所述滑动套轴向密封滑动外套于公接头上并与公接头传动配合，所述芯轴与滑动套以轴向联动的方式设置，所述滑动套前端与母接头后端具有相互配合用于周向锁定的棘轮式啮合齿，后钻杆公接头与前钻杆母接头螺纹连接时，所述后钻杆内芯轴被驱动力驱动连同滑动套轴向向前滑动，使得后钻杆的滑动套与前钻杆母接头的棘轮式啮合齿啮合并单向锁止，所述前钻杆芯轴可被驱动轴向向后滑动并使其后端伸至后钻杆内并推动后钻杆芯轴向后滑动，使得后钻杆的滑动套与前钻杆母接头的棘轮式啮合齿分离。

进一步，所述公接头上开设有径向贯通的一对联动孔，该对联动孔内径向贯穿有联动块，所述联动块与芯轴以及滑动套连接，所述联动块以可轴向滑动的方式设置于联动孔内。

进一步，所述母接头和公接头内具有与芯轴外圆适配的导向孔。

进一步，所述母接头内设置有弹性件，所述弹性件具有使芯轴轴向向前滑动的弹性力。

进一步，所述母接头内螺纹连接有轴套，所述芯轴后端呈前大后小的阶梯轴，芯轴后端的小径段轴向滑动内套于轴套内，所述弹性件套于芯轴后端的小径段，所述弹性件前端抵在芯轴轴肩处、后端抵在轴套前端处。

进一步，所述滑动套与公接头通过花键传动配合。