一种适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头及风管

技术领域

本发明涉及大型竖井钻井施工设备技术领域，特别涉及一种适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头及风管。

背景技术

在钻井法施工中，风管主要用于在钻进施工中向埋于泥浆面下一定的钻杆内提供高压气体，由于压缩空气不断进入钻杆内泥浆中，在风管底口混合器上部形成低密度的气、水、固混合液，混合液密度相对变小，而与钻杆内连通的钻杆外井筒中的泥浆密度大，根据连通器原理，钻杆的气、水、固混合液在压差作用下沿着钻杆内壁向上流动，在流动过程中，通过流速把孔底的岩屑连续不断带出地表，排入沉淀池，达到将孔底钻头破碎的岩屑拍到地面的作用。由于在深井施工中内插风管长度达200m，且为多节组成，每节长度根据钻井机起吊高度确定，一般单根长度在5-8m，这样内插风管的接头结构形式(连接形式)变得尤为重要，直接影响到内插风管的安拆速度、工人劳动强度及使用可靠性。

内插风管要求是接头对接后形成封闭通道，不能有漏气，整个内插风管对接后呈现悬吊状态，接头对接后要有抵抗内插风管组装后的自身重量能力，同时，要有一定钢性，不能在泥浆流动冲击下产生弯曲，原传统内插风管接头连接形式为螺纹连接，在辅以防退扣挡块，安拆十分麻烦，耗时长、工人劳动强度大，有时还需要使用大型夹具方可拆除。

基于此，为减少降低工人劳动强度、缩短内插风管接头安拆作业时间、提升有效钻进时间，有必要对内插风管连接方式进行优化设计，达到节时、省力、提升钻进效率的目的。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提出一种适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头及风管，上接头、下接头通过相互配合的凸台以及凹槽实现径向限位固定，通过承载键以及插销实现轴向限位固定，通过密封圈组件进行密封，安装拆卸方便。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头，包括风管的上接头以及下接头，所述上接头的顶部设有凹槽，所述下接头底部设有凸台，所述凹槽与凸台相匹配用于定位及限制其相互转动，所述凹槽与凸台之间通过承载键以及开口销实现竖直轴向限位固定，所述上接头以及下接头之间通过密封圈组件进行密封。

进一步的，所述凹槽为U型环槽，所述凸台为环型凸台。

进一步的，所述承载键为两个，开口销为两个；所述上接头顶部外壁沿横向设有两个承载键沟槽，所述下接头底部内壁沿着横向设有与承载键沟槽相对应的两个沟槽，安装到位时，对应所述承载键沟槽与对应的沟槽之间形成与承载键相匹配的矩形通孔。

进一步的，所述承载键一端设有限位凸台，所述限位凸台大于矩形通孔。

进一步的，所述承载键另一端设有与开口销相匹配的销孔。

进一步的，所述密封圈组件包括至少一个O型橡胶圈，所述上接头内壁设有用于密封的精加工面，下接头底部外侧圆柱面与精加工面相对应配合，所述精加工面设有用于安装O型橡胶圈的环向密封槽。

进一步的，所述上接头顶部外壁沿横向设有吊装卡口。

进一步的，还包括缓冲橡胶圈，所述上接头底部外侧设有环向沟槽，所述环向沟槽与缓冲橡胶圈相对应匹配。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种风管，包括如上述的适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头。

进一步的，所述风管的上接头固定在钻杆本体的一端，所述风管的下接头固定在钻杆本体的另一端。

所述风管与上述适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

有益效果：本发明专利通过承载键以及开口销进行轴向抗拉，上、下接头通过相互配合的凸台与凹槽进行上下接头精准定位及限制其相互旋转，通过至少一个O型橡胶圈进行密封，通过上接头底部外侧设有的环向沟槽，沟槽内安装缓冲橡胶圈起到内插风管在钻杆内防与钻杆内壁撞击，起到很好的缓冲作用。本发明专利结构小巧，重量轻，可靠性高，安拆作业方便快捷，作业强度低，同时设计和制造相对简单，制造成本相对较低。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头的上接头与下接头的拼接示意图；

图2为图1中A-A方向的剖视图；

图3为图1中B-B方向的剖视图；

图4为本发明实施例所述的适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头的上接头结构示意图；

图5为本发明实施例所述的适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头的下接头结构示意图；

图6为本发明实施例所述的风管(含上接头、下接头)结构示意图；

图7为本发明实施例所述的适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头的承载键的结构示意图一。

图8为本发明实施例所述的适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头的承载键的结构示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明专利实施例中的附图，对本发明专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明专利保护的范围。

需要说明的是，若本发明专利实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明专利实施例中有涉及″第一″、″第二″等的描述，则该″第一″、″第二″等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的″和/或″的含义，包括三个并列的方案，以″A和/或B″为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，″多个″指两个以上。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明专利要求的保护范围之内。

实施例1

参见图1-8：一种适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头，包括风管7的上接头1以及下接头2，所述上接头1的顶部设有凹槽8，所述下接头2底部设有凸台14，所述凹槽8与凸台14相匹配用于定位及限制其相互转动，所述凹槽8与凸台14之间通过承载键3以及开口销6实现竖直轴向限位固定，所述上接头1以及下接头2之间通过密封圈组件进行密封。

本实施例通过承载键及开口销进行轴向抗拉，上、下接头通过相互配合凸台与凹槽进行上下接头精准定位及限制其相互旋转，通过密封圈进行密封，结构简单、可靠性高，安拆作业方便快捷，作业强度低，同时设计和制造相对简单，制造成本相对较低。

具体的，所述凹槽8为U型环槽，所述凸台14为环型凸台。

在一具体的实例中，所述承载键3为两个，开口销3为两个；所述上接头1顶部外壁沿横向设有两个承载键沟槽9，所述下接头2底部内壁沿着横向设有与承载键沟槽9相对应的两个沟槽12，安装到位时，对应所述承载键沟槽9与对应的沟槽12之间形成与承载键3相匹配的矩形通孔。

本实施例通过在矩形通孔中插上承载键，可将上、下接头连接成一个整体，纵向不脱离，通过两个承载键进一步提高稳定性以及可靠性。

具体的，所述承载键3一端设有限位凸台16，所述限位凸台16大于矩形通孔，所述承载键3另一端设有与开口销6相匹配的销孔15。

本实施例通过限位凸台、开口销与销孔的配合实现承载键的安全可靠安装，防止脱落，提高安全性。

在一具体的实例中，所述密封圈组件包括至少一个O型橡胶圈4，所述上接头1内壁设有用于密封的精加工面，下接头2底部外侧圆柱面与精加工面相对应配合，所述精加工面设有用于安装O型橡胶圈4的环向密封槽13。

本实施例的上、下接头承插到位后，通过不止一道″O″型橡胶圈进行径向密封，可靠的将接头内、外隔开。

具体的，所述上接头1顶部外壁沿横向设有吊装卡口10。

本实施例通过吊装卡口方便运输以及固定本实施例的风管接头。

优选的，还包括缓冲橡胶圈5，所述上接头2底部外侧设有环向沟槽11，所述环向沟槽11与缓冲橡胶圈5相对应匹配。

内插风管在钻杆内与钻杆内壁撞击时通过缓冲橡胶圈起好很好的缓冲作用。

实施例2

为了实现上述目的，参见图6：本实施例还提供了一种风管，包括如上述的适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头。

具体的，所述风管的上接头1固定在钻杆本体的一端，所述风管的下接头2固定在钻杆本体的另一端。

本实施例所述风管与上述适用于大型竖井钻机快速拆装的内插风管接头相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。