CN104358528A - 水平定向钻机钻进用报警钻杆 - Google Patents
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Abstract
一种水平定向钻机钻进用报警钻杆，包括钻杆杆体，在钻杆杆体的后端固定有母接头，母接头的内部设有冲洗液进液腔，在钻杆杆体的前端固定有公接头，公接头的内部设有冲洗液出液腔，在钻杆杆体的内部设有中空直杆体，所述中空直杆体的内腔设置为与冲洗液进液腔和冲洗液出液腔相通的冲洗液通道Ⅰ，中空直杆体的外壁与钻杆杆体的内壁之间腔室设置为冲洗液通道Ⅱ，在中空直杆体的前方设有冲洗液控制开关。本发明利用中空直杆体，迫使阀芯在压缩弹簧的阻力下沿阀座导向槽向前移动，使得阀芯自动关闭冲洗液通流通道，从而地表泥浆泵压力表指示急剧上升发出报警提示，保护了钻杆避免发生过度弯曲变形，延长了钻杆的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种非开挖地下管线的铺设工程领域，特别是一种水平定向钻机钻进用报警钻杆。
背景技术
水平定向钻进技术在非开挖铺管工程中的应用十分广泛，铺管工程一般分为三个阶段，即先导孔钻进、回拉扩孔和管道铺设。先导孔是指利用带斜面的、直径较小的钻头按照预定的设计轨迹首先形成小直径的导引孔，为后续扩孔和铺管提供导引功能。在施工过程中钻杆作为地下作业的工具，工作状况复杂多变，差异极大，实际经验告诉我们钻杆疲劳的最大危险就是过度变向，所谓过度变向是指超出钻杆的额定最小弯曲半径的变向，过度变向是引起钻杆损坏的原因，会导致钻杆折断。在实际施工中由于定向钻进变向时钻杆会产生一定挠度的弯曲，钻杆变向主要有以下三种：由入土段调整到水平段变化时的垂直方向的弯曲变向、由水平段调整到出土段时的垂直方向的弯曲变向和导向时需绕过地下障碍物的水平或垂直方向的弯曲变向。但实际施工过程中因为导向钻头在导向过程中方向的多变性是很难真实精确测定的，所以如何保证钻杆在变向时没有超出钻杆的额定最小弯曲半径，就成为一个需要解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种避免钻杆发生过度弯曲变形，可延长钻杆使用寿命的水平定向钻机钻进用报警钻杆。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，一种水平定向钻机钻进用报警钻杆，包括钻杆杆体，在钻杆杆体的后端固定有母接头，母接头的内部设有冲洗液进液腔，在钻杆杆体的前端固定有公接头，公接头的内部设有冲洗液出液腔，其特点是：在钻杆杆体的内部设有与钻杆杆体轴向平行的中空直杆体，中空直杆体后部设有与钻杆杆体内壁配合定中的定中凸台，在钻杆杆体的内壁上设有与定中凸台配合的定位止口，所述中空直杆体的内腔设置为与冲洗液进液腔和冲洗液出液腔相通的冲洗液通道Ⅰ，中空直杆体的外壁与钻杆杆体的内壁之间腔室设置为冲洗液通道Ⅱ，在定中凸台的周向上设有若干连通冲洗液通道Ⅱ与冲洗液进液腔的分流通道；在中空直杆体的前方钻杆杆体的内部设有冲洗液控制开关，所述冲洗液控制开关包括与钻杆杆体内壁固定相接的阀座，阀座上设有与冲洗液出液腔相通的冲洗液通流通道，在阀座的后部设有沿钻杆杆体轴向布置的导向槽，导向槽内设有前后滑动启闭冲洗液通流通道的阀芯，阀芯与阀座之间设有压缩弹簧，在阀芯的后端开有与冲洗液通流通道相通的开口，在开口处设有前窄后宽与中空直杆体前端面配合的锥形导向帽，所述中空直杆体前端面伸入锥形导向帽内且冲洗液通道Ⅰ与开口正对设置，在中空直杆体的前部设有若干连通冲洗液通道Ⅰ与冲洗液通道Ⅱ的通孔，在钻杆杆体的内部设有与锥形导向帽配合的定位台阶。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的中空直杆体包括前细杆体和后粗杆体，前细杆体的后部与后粗杆体的前部螺纹相接。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在前细杆体和后粗杆体的外壁上均设有扳手装卸时用的装卸槽。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的通孔前后并排设有两组，每组均沿前细杆体的周向均匀分布。
与现有技术相比，本发明结构简单、工作可靠、容易实现，利用设置在钻杆杆体的内部与钻杆杆体轴向平行的中空直杆体，在先导孔钻进过程中若发生钻杆过度变向，就会迫使阀芯在压缩弹簧的阻力下沿阀座导向槽向前移动，使得阀芯自动关闭冲洗液通流通道，从而地表泥浆泵压力表指示急剧上升发出报警提示，这样，减少了钻杆在地下施工中因过度弯曲而发生的断钻事故，保护了钻杆避免发生过度弯曲变形，延长了钻杆的使用寿命，降低了施工成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
一种水平定向钻机钻进用报警钻杆，包括钻杆杆体5，在钻杆杆体5的后端固定有母接头1，母接头1的内部设有冲洗液进液腔2，在钻杆杆体5的前端固定有公接头13，公接头13的内部设有冲洗液出液腔14，其特征在于：在钻杆杆体5的内部设有与钻杆杆体轴向平行的中空直杆体，中空直杆体后部设有与钻杆杆体内壁配合定中的定中凸台，在钻杆杆体的内壁上设有与定中凸台配合的定位止口，所述中空直杆体的内腔设置为与冲洗液进液腔和冲洗液出液腔相通的冲洗液通道Ⅰ，中空直杆体的外壁与钻杆杆体的内壁之间腔室设置为冲洗液通道Ⅱ，在定中凸台的周向上设有若干连通冲洗液通道Ⅱ与冲洗液进液腔的分流通道；在中空直杆体的前方钻杆杆体的内部设有冲洗液控制开关，所述冲洗液控制开关包括与钻杆杆体内壁固定相接的阀座，阀座12上设有与冲洗液出液腔相通的冲洗液通流通道11，在阀座12的后部设有沿钻杆杆体轴向布置的导向槽，导向槽内设有前后滑动启闭冲洗液通流通道的阀芯9，阀芯9与阀座12之间设有压缩弹簧10，在阀芯9的后端开有与冲洗液通流通道相通的开口，在开口处设有前窄后宽与中空直杆体前端面配合的锥形导向帽8，所述中空直杆体前端面伸入锥形导向帽内且冲洗液通道Ⅰ与开口正对设置，在中空直杆体的前部设有若干连通冲洗液通道Ⅰ与冲洗液通道Ⅱ的通孔，在钻杆杆体的内部设有与锥形导向帽配合的定位台阶。所述公、母接头的原材料为42CrMo，经下料，粗车，调质，半精车外圆，精车挑扣，塞环规和塞环光规检测，镀镍磷，回火，车平端面待焊形成；所述钻杆杆体原材料为26CrMo，经下料，管端加厚，整体调质，表面氧化皮处理，校直，全长探伤检测，车平两端端面和内孔各尺寸形成。所述压缩弹簧的后端始终与阀芯保持紧密接触，用于控制阀芯的工作位置。所述钻杆杆体的内部各件组装完成后，再分别与公、母接头进行摩擦焊接，母接头的后端有与钻杆配套的母扣，公接头的前端有与钻杆配套的公扣，从而实现该装置与钻杆的配套连接。
本装备是加装在在与导向钻头相连的第一支钻杆和第二支钻杆之间，当导孔路径未超出钻杆的额定最小弯曲半径时，冲洗液可自由从该装置的孔道流出，此时该装置充当了一段长度的钻杆使用，泥浆泵压力表显示正常工作压力；当导孔过程中发生过度变向（即导向孔实际半径超出了钻杆额定最小弯曲半径）时，钻杆杆体在发生弯曲变形时又因为有前细杆体的作用迫使阀芯在压缩弹簧的阻力下沿导向槽向前移动，使将阀座的冲洗液通流通道被堵住，地表操作台上泥浆泵压力表指示急剧上升发出报警提示，这时就要退回一段距离，等报警停止后重新导孔。通过报警提示，施工人员可以随时监控导向路径是否在钻杆额定最小弯曲半径内使用，这样可大大减少钻杆在导孔过程中尤其是在变向时因过度弯曲而发生的断钻事故。
所述的中空直杆体包括前细杆体6和后粗杆体3，前细杆体4的后部与后粗杆体3的前部螺纹相接；在前细杆体6和后粗杆体3的外壁上均设有扳手装卸时用的装卸槽4；所述的通孔7前后并排设有两组，每组均沿前细杆体的周向均匀分布。所述前细杆体和后粗杆体原材料为45#，经粗车，调质，半精车，铣花键，铣孔，铣扁，发蓝形成。所述定位止口是用于定位后粗杆体；所述定位台阶是用于限制阀芯前后移动的最大位置；在钻杆杆体的内部还设有定位阀座的止口。
Claims (4)
1.一种水平定向钻机钻进用报警钻杆，包括钻杆杆体，在钻杆杆体的后端固定有母接头，母接头的内部设有冲洗液进液腔，在钻杆杆体的前端固定有公接头，公接头的内部设有冲洗液出液腔，其特征在于：在钻杆杆体的内部设有与钻杆杆体轴向平行的中空直杆体，中空直杆体后部设有与钻杆杆体内壁配合定中的定中凸台，在钻杆杆体的内壁上设有与定中凸台配合的定位止口，所述中空直杆体的内腔设置为与冲洗液进液腔和冲洗液出液腔相通的冲洗液通道Ⅰ，中空直杆体的外壁与钻杆杆体的内壁之间腔室设置为冲洗液通道Ⅱ，在定中凸台的周向上设有若干连通冲洗液通道Ⅱ与冲洗液进液腔的分流通道；在中空直杆体的前方钻杆杆体的内部设有冲洗液控制开关，所述冲洗液控制开关包括与钻杆杆体内壁固定相接的阀座，阀座上设有与冲洗液出液腔相通的冲洗液通流通道，在阀座的后部设有沿钻杆杆体轴向布置的导向槽，导向槽内设有前后滑动启闭冲洗液通流通道的阀芯，阀芯与阀座之间设有压缩弹簧，在阀芯的后端开有与冲洗液通流通道相通的开口，在开口处设有前窄后宽与中空直杆体前端面配合的锥形导向帽，所述中空直杆体前端面伸入锥形导向帽内且冲洗液通道Ⅰ与开口正对设置，在中空直杆体的前部设有若干连通冲洗液通道Ⅰ与冲洗液通道Ⅱ的通孔，在钻杆杆体的内部设有与锥形导向帽配合的定位台阶。
2.根据权利要求1所述的水平定向钻机钻进用报警钻杆，其特征在于：所述的中空直杆体包括前细杆体和后粗杆体，前细杆体的后部与后粗杆体的前部螺纹相接。
3.根据权利要求2所述的水平定向钻机钻进用报警钻杆，其特征在于：在前细杆体和后粗杆体的外壁上均设有扳手装卸时用的装卸槽。
4.根据权利要求1所述的水平定向钻机钻进用报警钻杆，其特征在于：所述的通孔前后并排设有两组，每组均沿前细杆体的周向均匀分布。
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