一种信息化矿用钻杆及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种矿用信息化钻杆及其制造方法，包括钻杆杆体和固定设置在钻杆杆体两端的公接头和母接头，公接头包括公接头本体和连接段，公接头本体的外径大于所述的连接段的外径，且连接段的外径沿轴向后端减缩，所述的连接段的外壁上设置有第一外螺纹；在公接头的连接段的端面开设标签孔，并将RFID标签安设于标签孔内，实现了钻杆的ID化和信息化，解决了现有技术中钻杆集堆存放时RFID标签无法识别的技术问题，通过设计母接头的第六空腔的内壁形状与公接头的连接段的外缘形状一致，将公接头的连接段的端面设置于母接头的第六空腔内，解决了钻杆使用过程中RFID标签封装磨损及被地层介质腐蚀等问题，从而解决了标签和钻杆分离的问题。离的问题。离的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种信息化矿用钻杆及制造方法


[0001]本专利技术属于煤矿井下钻探机具领域，涉及一种矿用钻杆，具体一种信息化矿用钻杆及制造方法。

技术介绍

[0002]矿用钻杆是煤矿井下坑道钻探装备重要组成部分，也是煤矿重要资产之一。然而，受限于当前技术条件，煤矿对矿用钻杆的管理普遍以批次为对象，并采用人工粗略统计的方式，这种管理模式导致钻杆累计进尺、使用时长、频次等关键数据的真实性较差，既不能做到单根钻杆的精准管理，又不能给决策者合理调用、报废钻杆提供数据支撑。
[0003]随着RFID(射频识别)的不断发展和成熟，基于RFID技术的管控系统通过实时监测生产要素动态，构建工程数据库，并经大数据分析计算，实现了对生产要素的精准管控，已在工业自动化、商业自动化、交通控制等领域得到了广泛成功应用。
[0004]基于此，将矿用钻杆集成RFID标签，实现钻杆的ID化和信息化，开发基于RFID技术的信息化矿用钻杆管理系统，适时读取、精准记录每根钻杆的ID号，通过管理系统对钻杆的累计进尺、使用时长、频次等关键数据进行逻辑运算，构建钻杆工程数据库，为决策者提供每根钻杆使用状态。
[0005]中国专利申请CN 109915036 A公开了一种带有芯片的钻杆，通过在钻杆接头周向外壁设置芯片孔，将芯片置于芯片孔内，再用孔盖紧固；中国专利申请CN 112272511A公开了一种在钻杆上安装智能芯片的方法，通过在钻杆外螺纹接头底面位置上设置芯片孔，将芯片置于芯片孔内，再用复合胶固化封固。采用前述两个专利申请公开的方法均都能够实现钻杆集成RFID标签，但是这种在钻杆周向外壁布设RFID标签孔存在以下问题：首先，由于煤矿井下空间受限，钻杆普遍集堆式存放于钻杆架，所述两个专利申请均不能解决钻杆集堆存放时RFID标签的识别；其次，为了能够在钻杆使用过程中识别RFID标签，需要安装由多组感应天线组成的环形装置以满足全方位识别要求，而所述装置具有一定长度，并固定在钻机夹持器与回转器轴线的方向，会加长钻机的实际尺寸，既影响了钻机的适用性，也不利于钻杆的加接和拧卸；再次，由于矿用钻杆规格小，且接头外径与杆体外径相同，为了增大RFID标签的识别范围，需选用大规格的RFID标签，增大用于安装RFID标签的标签孔孔径，降低标签孔附近的钻杆强度；此外，采用所述专利申请CN 109915036 A布设RFID标签，钻杆使用过程中，一方面钻杆外壁不断与孔壁及钻机夹持器卡瓦之间摩擦，会导致孔盖不断磨损甚至脱落；另一方面地层内的腐蚀性介质也会对孔盖腐蚀，进而造成芯片封装失效，这两种情况都会造成标签与钻杆分离；采用所述专利申请CN112272511A布设RFID标签，会造成外螺纹根部强度降低，加剧此处应力集中程度，增大螺纹根部的断裂风险，甚至导致掉钻。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种矿用信息化钻杆及制造方法，以解决现有技术中钻杆集堆存放时RFID标签无法识别和钻杆使用过程中RFID标签与
钻杆分离的技术问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0008]一种矿用信息化钻杆，包括钻杆杆体和固定设置在钻杆杆体两端的公接头和母接头，所述的公接头包括公接头本体和连接段，所述的公接头本体的外径大于所述的连接段的外径，且所述的连接段的外径沿轴向后端减缩，所述的连接段的外壁上设置有第一外螺纹；所述的连接段的端面上开设有标签孔；所述的标签孔中设置有RFID标签，所述的标签孔的孔口可拆卸安装有顶盖；所述的公接头的内部开设有空腔，所述的空腔包括孔径沿轴向依次减小的第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔和第五空腔；
[0009]所述的母接头包括母接头本体，所述的母接头本体内部沿轴向由前至后依次开设有孔径不同的第六空腔、第七空腔和第八空腔，所述的第六空腔的内壁形状与公接头的连接段的外缘形状一致，且所述的第六空腔的内壁上开设有与连接段的外壁上的第一外螺纹相配合的第一内螺纹。
[0010]本专利技术还包括以下技术特征：
[0011]所述的第二空腔、第三空腔、第四空腔和第五空腔内可拆卸设置有与其形状相适应的连接杆；所述的第二空腔的内壁上开设有卡簧安装槽，所述的卡簧安装槽中设置有卡簧，所述的卡簧与所述的连接杆的轴向前端接触。
[0012]所述的顶盖包括金属导体和包裹在金属导体外部的绝缘层。
[0013]所述的标签孔中开设有第二内螺纹，所述的绝缘层上开设有与第二内螺纹相配合的第二外螺纹。
[0014]所述的钻杆杆体的外壁上开设有螺旋槽。
[0015]所述的连接杆的轴向后端开设有第三外螺纹，所述的第四空腔的内壁上开设有与第三外螺纹相配合的第三内螺纹。
[0016]一种矿用信息化钻杆的制造方法，具体包括以下步骤：
[0017]步骤一，进行钻杆杆体、公接头、母接头和连接杆的下料，对钻杆杆体进行两端面和外缘的粗加工，对公接头、母接头和连接杆进行粗加工和调质处理形成初步毛坯；
[0018]步骤二，在数控车床上进行公接头、母接头、连接杆的螺纹加工，并在公接头的连接段的端面加工标签孔；
[0019]步骤三，对公接头和母接头进行表面氮化处理；
[0020]步骤四，将连接杆内装于公接头，并用卡簧限位；
[0021]步骤五，在钻杆杆体的两端分别摩擦焊接公接头和母接头形成钻杆；
[0022]步骤六，对钻杆进行回火处理，并车削去除摩擦焊接形成的外飞边；
[0023]步骤七，根据现场工况需要，在钻杆杆体外壁加工出螺旋槽；
[0024]步骤八，用清洁刷除去标签孔内杂物，并将RFID标签安放至标签孔；
[0025]步骤九，将顶盖安装于标签孔的孔口。
[0026]本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：
[0027](Ⅰ)本专利技术中在公接头的连接段的端面开设标签孔，并将RFID标签安设于标签孔内，实现了钻杆的ID化和信息化，解决了现有技术中钻杆集堆存放时RFID标签无法识别的技术问题，通过设计母接头的第六空腔的内壁形状与公接头的连接段的外缘形状一致，将公接头的连接段的端面设置于母接头的第六空腔内，解决了钻杆使用过程中RFID标签封装
磨损及被地层介质腐蚀等问题，从而解决了标签和钻杆分离的问题。
[0028](Ⅱ)本专利技术在公接头的空腔内设置连接杆，使得在公接头外螺纹大端断裂后断点两侧轴向连接依然有效，有效解决了公接头外螺纹大端断裂导致的掉钻难题，避免了因公接头掉钻而造成RFID标签遗落的现象，保证了钻杆上的RFID标签在全生命周期内有效。
[0029](Ⅲ)本专利技术中的顶盖包含金属导体及其外壁包裹的绝缘层，使金属导体与RFID标签感应接触，形成天线，可实现小规格RFID标签在小孔径、大孔深的金属基体内被广域识别。
附图说明
[0030]图1为本专利技术矿用信息化钻杆剖面示意图；
[0031]图2为本专利技术中的公接头剖面示意图；
[0032]图3为本专利技术中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用信息化钻杆，包括钻杆杆体(1)和固定设置在钻杆杆体(1)两端的公接头(2)和母接头(3)，其特征在于，所述的公接头(2)包括公接头本体(201)和连接段(202)，所述的公接头本体(201)的外径大于所述的连接段(202)的外径，且所述的连接段(202)的外径沿轴向后端减缩，所述的连接段(202)的外壁上设置有第一外螺纹(203)；所述的连接段(202)的端面上开设有标签孔(204)；所述的标签孔(204)中设置有RFID标签(205)，所述的标签孔(204)的孔口可拆卸安装有顶盖(206)；所述的公接头(2)的内部开设有空腔(207)，所述的空腔(207)包括孔径沿轴向依次减小的第一空腔(20701)、第二空腔(20702)、第三空腔(20703)、第四空腔(20704)和第五空腔(20705)；所述的母接头(3)包括母接头本体(301)，所述的母接头本体(301)内部沿轴向由前至后依次开设有孔径不同的第六空腔(302)、第七空腔(303)和第八空腔(304)，所述的第六空腔(302)的内壁形状与公接头(2)的连接段(202)的外缘形状一致，且所述的第六空腔(302)的内壁上开设有与连接段的外壁上的第一外螺纹(203)相配合的第一内螺纹(305)。2.如权利要求1所述的矿用信息化钻杆，其特征在于，所述的第二空腔(20702)、第三空腔(20703)、第四空腔(20704)和第五空腔(20705)内可拆卸设置有与其形状相适应的连接杆(4)；所述的第二空腔(20702)的内壁上开设有卡簧安装槽(20706)，所述的卡簧安装槽(20706)中设置有卡簧(5)，所述的卡簧(5)与所述的连接杆(4)的轴向前端接触。3.如权利要求1所述的矿用...

【专利技术属性】
技术研发人员：董昌乐，董萌萌，田宏杰，马晓琳，王坤，王育龙，康奇岳，常宏，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：