钻具切换组件及旋喷钻具

摘要

本发明公开了一种钻具切换组件及旋喷钻具，外连接套内插装第二内连接套，外连接套与第二内连接套上沿径向穿插有喷嘴组件；第二内连接套与外连接套之间具有第七通道，第七通道底部具有封堵结构；第二内连接套上部中央开设有第八通道。本发明的切换组件导通钻杆组件的外通道与内通道，同时将钻杆组件的中间通道进行封堵，将钻杆组件的三通道切换为双通道输出，实现利用三通道钻杆组件进行双通道施工的目的，拓展了三通道钻杆组件的双通道应用，使得三通道钻杆组件可以同时应用于三通道施工及双通道施工，简化了钻具的更换程序，减少了钻具拆装的时间，减少了施工成本，缩短了工时，提高了施工效率。

说明书

技术领域

本发明涉及钻机的钻具技术领域，尤其是一种钻具切换组件及旋喷钻具。

背景技术

旋喷施工法是利用钻机钻孔，通过高压发生装置将浆液从高压喷嘴中高速喷射出来，形成一股能量高度集中的液流，直接破坏土体。

常用的高压旋喷钻具具有单重钻具、双重钻具、三重钻具。单重钻具为单重通道，一次施工只能传输一种介质（如泥浆）。双重钻具具有双通道，可以同时传输两种介质（如气、泥浆）。对成桩直径大、成桩质量要求高的旋喷施工，通常采用三重钻具，三重钻具具有三通道，可以同时传输三种介质（如泥浆、水、气）。现有技术中，双重钻具采用具有双通道的钻杆组件与接头组件，三重钻具则采用具有三通道的钻杆组件与接头组件，双重钻具与三重钻具的钻杆组件与接头组件不能直接互换使用，在针对不同施工要求切换钻具时，需要将包括钻杆组件及接头组件在内的整套双重钻具或三重钻具一起拆下，然后更换另一种钻具，钻具的更换程序较繁琐，花费的时间较长，从而增加了施工成本，延长了施工工时；而且每套双重钻具及三重钻具均需要单独配备相匹配的钻杆组件与接头组件，要分别进行采购或备料，独立生产，这样会占用较大的库存空间与生产资源，零部件成本、生产成本较高。

发明内容

本申请人针对现有旋喷钻具存在的缺点，提供一种结构合理的钻具切换组件及旋喷钻具，通过切换组件将钻杆组件的三通道切换为双通道，使三通道钻杆组件实现双通道钻具的施工要求，简化了钻具的更换程序，减少了拆装时间，减低了施工成本，缩短了工时，降低了零部件成本及生产成本。

本发明所采用的技术方案如下：

一种钻具切换组件，外连接套内插装第二内连接套，外连接套与第二内连接套上沿径向穿插有喷嘴组件；第二内连接套与外连接套之间具有第七通道，第七通道底部具有封堵结构；第二内连接套上部中央开设有顶面开放、底面封闭的第八通道；第二内连接套的圆周壁面上开设有径向通孔，喷嘴组件插装在径向通孔上，喷嘴组件分别与第七通道、第八通道导通。

作为上述技术方案的进一步改进：

第二内连接套具有外径依次递减的第一轴部、第二轴部、第三轴部，第三轴部的外径与外连接套的内径相当；第一轴部上套装有第一内连接套，第一内连接套与外连接套之间具有若干贯通的分流孔，第二轴部与外连接套之间具有环形间隙，该环形间隙与所述分流孔导通构成第七通道；第三轴部构成封堵结构、封堵在第七通道的底部。

第三轴部与外连接套的配合面之间设置若干密封圈进行密封；第三轴部下侧还具有第四轴部，第四轴部的外径小于第三轴部的外径。

第八通道上部具有沉孔。

第二内连接套的底部沿轴向插装有芯管。

一种旋喷钻具，采用上述钻具切换组件，钻杆组件、下接头组件、切换组件依次连接；钻杆组件为三层管结构，包括外管、中管、内管；钻杆组件内具有三通道，外管与中管之间为外通道，中管与内管之间为中间通道，内管中央为内通道；下接头组件包括下外接头、第一下内接头及第二下内接头，下外接头与第一下内接头之间具有贯通的第四通道，第四通道连通外通道；第一下内接头与第二下内接头之间具有贯通的第五通道，第五通道连通中间通道；第二下内接头中央为贯通的第六通道，第六通道连通内通道；切换组件的外连接套上端部固定连接到下外接头上，第一内连接套上部套装到第一下内接头的下部，第二下内接头的下部插装到第二内连接套的第八通道内，第七通道连通第四通道，第八通道连通第六通道；第二内连接套的第一轴部插装在第二下内接头与第一内连接套之间，第一轴部封堵在第五通道的底部。

作为上述技术方案的进一步改进：

切换组件的下端部连接有钻头组件，钻头组件包括钻头体及插装在钻头体内的内套，钻头体固定连接到外连接套上，芯管插装到内套中。

钻杆组件的上端部连接有上接头组件，上接头组件包括上外接头、第一上内接头、第二上内接头及第三上内接头；上外接头的上部为连接部，上外接头与第一上内接头之间具有第一通道，第一通道连通外通道；第一上内接头与第二上内接头之间具有第二通道，第二通道连通中间通道；第三上内接头中央具有第三通道，第三通道连通内通道。

第二下内接头、第一内连接套与第二内连接套的配合面之间分别设置若干密封圈进行密封，第一内连接套与第一下内接头的配合面之间也设置若干密封圈进行密封。

第二下内接头的下部插装到第二内连接套的沉孔内。

本发明的有益效果如下：

本发明的切换组件导通钻杆组件的外通道与内通道，同时将钻杆组件的中间通道进行封堵，将钻杆组件的三通道切换为双通道输出，实现利用三通道钻杆组件进行双通道施工的目的，拓展了三通道钻杆组件的双通道应用，使得三通道钻杆组件可以同时应用于三通道施工及双通道施工，在针对不同施工要求切换钻具时，钻杆组件不需要拆卸，而只需要将切换组件与钻头组件拆下更换相应的组件即可进行对应的施工，简化了钻具的更换程序，减少了钻具拆装的时间，减少了施工成本，缩短了工时，提高了施工效率；而且由于钻杆组件可以共用于三通道及双通道施工，一套钻杆组件可以同时供三通道钻具与双通道钻具使用，减少了钻杆组件的需求量，降低了对库存空间与生产资源的占用，降低了零部件成本及生产成本。

附图说明

图1为本发明的前视图。

图2为为图1的A-A截面剖视图。

图3为本发明的俯视图。

图4为图3的B-B截面剖视图。

图5为图4中C部的放大图。

图6为图4中D部的放大图。

图7为第二内连接套的立体图。

图中：100、上接头组件；1、上外接头；2、第一上内接头；3、第二上内接头；4、第三上内接头；18、第一通道；19、第二通道；20、第三通道；30、连接部；

200、钻杆组件；5、外管；6、中管；7、内管；21、外通道；22、中间通道；23、内通道；

300、下接头组件；8、下外接头；9、第一下内接头；10、第二下内接头；24、第四通道；25、第五通道；26、第六通道；

400、切换组件；11、外连接套；12、第一内连接套；13、第二内连接套；14、芯管；15、喷嘴组件；27、第七通道；28、第八通道；281、沉孔；29、径向通孔；131、第一轴部；132、第二轴部；133、第三轴部；134、第四轴部；

500、钻头组件；16、钻头体；17、内套。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1至图4所示，本发明从上至下依次为上接头组件100、钻杆组件200、下接头组件300、切换组件400、钻头组件500；上接头组件100、下接头组件300分别连接在钻杆组件200的上下端部，下接头组件300连接在切换组件400上端部，切换组件400的下端部连接钻头组件500。

如图2至图4所示，上接头组件100包括上外接头1、第一上内接头2、第二上内接头3及第三上内接头4。上外接头1的上部为连接部30，用于与回转装置连接；第一上内接头2插装在上外接头1内，第一上内接头2外圆柱面沿轴向开设若干缺口、在第一上内接头2外周面与上外接头1内周面之间形成若干贯通的第一通道18；第二上内接头3插装在第一上内接头2内，第二上内接头3外圆柱面沿周向设置有若干凸起的键齿，相邻两键齿之间与第一上内接头2内周面之间形成贯通的第二通道19；第三上内接头4上部插装在第二上内接头3内，第三上内接头4的中央具有贯通的第三通道20。

如图2、图4所示，钻杆组件200为同轴的三层管结构，从外至内依次为外管5、中管6、内管7；钻杆组件200内具有三通道，外管5内圆周面与中管6外圆周面之间的环形间隙构成外通道21，中管6内圆周面与内管7外圆周面之间的环形间隙构成中间通道22，内管7中央为贯通的内通道23。如图4、图5所示，外管5通过螺纹连接固定到上外接头1上，中管6插装到第一上内接头2内，内管7套装到第三上内接头4下部外周，第一通道18连通外通道21，第二通道19连通中间通道22，第三通道20连通内通道23。

如图2、图4所示，下接头组件300包括下外接头8、第一下内接头9及第二下内接头10。第一下内接头9穿插在下外接头8内，第一下内接头9与下外接头8之间具有贯通的第四通道24；第二下内接头10穿插在第一下内接头9内，第二下内接头10与第一下内接头9之间具有贯通的第五通道25；第二下内接头10中央为贯通的第六通道26。如图4、图6所示，下外接头8通过螺纹固定连接到外管5的下端部，第一下内接头9套装到中管6的下端部，第二下内接头10插装到内管7的下端部，第四通道24连通外通道21，第五通道25连通中间通道22，第六通道26连通内通道23。

如图2、图4、图6所示，切换组件400包括外连接套11、第一内连接套12、第二内连接套13、芯管14及喷嘴组件15。如图4、图6所示，第一内连接套12、第二内连接套13插装在外连接套11内，第一内连接套12下部套装到第二内连接套13的上部；芯管14沿轴向插装在第二内连接套13的底部，喷嘴组件15沿径向穿插在外连接套11与第二内连接套13上。如图7所示，第二内连接套13从上至下依次为第一轴部131、第二轴部132、第三轴部133及第四轴部134，第一轴部131、第二轴部132、第三轴部133的外径依次递减，第四轴部134的外径小于第三轴部133的外径，第三轴部133的外径与外连接套11的内径相当。第一内连接套12下部套装到第一轴部131上，第一内连接套12外圆柱面沿轴向开设若干缺口、在第一内连接套12外周面与外连接套11内周面之间形成若干贯通的分流孔；第二轴部132外周面与外连接套11内周面之间具有环形间隙，该环形间隙与第一内连接套12的分流孔导通构成第七通道27；第三轴部133构成封堵结构、封堵在第七通道27的底部，第三轴部133与外连接套11的配合面之间设置若干密封圈进行密封。如图2、图4、图6所示，第二内连接套13上部中央开设有第八通道28，第八通道28为顶面开放、底面封闭的盲孔，第八通道28上部具有沉孔281。第二内连接套13的第二轴部132相对两侧的圆周壁面上对称开设有径向通孔29，径向通孔29连通第七通道27与第八通道28。喷嘴组件15插装在径向通孔29上，分别与第七通道27、第八通道28导通。如图4、图6所示，外连接套11的上端部通过螺纹连接固定到下外接头8上，第一内连接套12上部套装到第一下内接头9的下部，第二下内接头10的下部插装到第二内连接套13的沉孔281内，第七通道27连通第四通道24、进而连通外通道21，第八通道28连通第六通道26、进而连通内通道23；第二内连接套13的第一轴部131插装在第二下内接头10与第一内连接套12之间，第一轴部131构成封堵结构、封堵在第五通道25的底部，则第五通道25（即中间通道22）被断开。第二下内接头10、第一内连接套12与第二内连接套13的配合面之间分别设置若干密封圈进行密封，第一内连接套12与第一下内接头9的配合面之间也设置若干密封圈进行密封。切换组件400通过连接套导通钻杆组件200的外通道21与内通道23，同时将钻杆组件200的中间通道22进行封堵，将钻杆组件200的三通道切换为双通道输出，实现利用三通道钻杆组件200进行双通道施工的目的，拓展了三通道钻杆组件200的双通道应用，使得三通道钻杆组件200可以同时应用于三通道施工及双通道施工，在针对不同施工要求切换钻具时，钻杆组件200不需要拆卸，而只需要将切换组件400与钻头组件500拆下更换相应的组件即可进行对应的施工，简化了钻具的更换程序，减少了钻具拆装的时间，减少了施工成本，缩短了工时，提高了施工效率；而且由于钻杆组件200可以共用于三通道及双通道施工，一套钻杆组件200可以同时供三通道钻具与双通道钻具使用，减少了钻杆组件200的需求量，降低了对库存空间与生产资源的占用，降低了零部件成本及生产成本。

如图4所示，钻头组件500包括钻头体16及插装在钻头体16内的内套17，钻头体16通过螺纹连接固定到切换组件400的外连接套11上，切换组件400的芯管14插装到内套17中。

实际使用时，上接头组件100通过连接部30连接到回转装置上，高压浆从第三通道20输入，经内通道23、第六通道26、第八通道28传输至喷嘴组件15，从喷嘴组件15喷出；高压气从第一通道18输入，经外通道21、第四通道24、第七通道27传输至喷嘴组件15，从喷嘴组件15喷出；从喷嘴组件15喷出的高压浆与高压水汇合进行双重旋喷施工。

以上描述是对本发明的解释，不是对本发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。