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整體式三棱鑽杆的加工製造
- 2019-01-23-

   在鬆軟煤層或煤與瓦斯突出煤層中,順層抽排瓦斯鑽孔的高效成孔技術一直是製約井下瓦S-排水的關鍵技術之一。由於軟煤層鬆散破碎硬度低,鑽井難度很大。當采用普通鑽杆施工時,不可能連續排出鑽孔中的煤渣。最終會發生鑽孔或鑽孔甚至埋鑽事故,導致鑽井率低,嚴重製約了煤礦這種煤層的瓦斯控製,影響了煤礦生產的安全。針對上述問題,許多科研院所和煤礦研究所開發了各種異形鑽杆。其中,三棱鑽杆的使用效果良好,在一定程度上解決了軟煤層鑽孔施工中粉末排放效率低,孔隙率低的問題。然而,由於三棱錐型鑽杆的特殊結構,加工工藝不易控製,使用中容易扭曲和破碎,容易造成鑽頭粘落和鑽頭掉落事故,一旦發生事故發生在洞口,會很難處理,影響正常施工。考慮到鑽杆結構,螺紋設計,材料選擇,可靠性等因素,對整體三棱錐型鑽杆進行加工製造。

    在鑽井過程中,鑽杆不僅承受交變載荷引起的應力突然變化,而且承受鑽杆旋轉和振動引起的瞬時巨大衝擊載荷,以及三角形結構的特殊性。螺旋鑽杆使其應力狀況更加複雜。因此,為了確保三棱鑽杆鑽管在工作中具有良好的性能,特別重要的是匹配鑽杆材料的強度和韌性。因此,選擇具有高強度和淬透性的42CrMo用於三角螺旋鑽管。三棱錐型鑽杆的硬度達到HRC30 35.淬火回火後,鑽杆具有較高的疲勞強度和抗衝擊性能,滿足鑽杆性能要求。

根據鑽杆的結構,鑽杆加工技術被確定為四個過程:材料切割,熱處理,機加工和螺紋表麵處理。鑽杆通過熱處理工藝加工,然後轉動螺紋,提高了鑽杆的強度和鑽杆的穩定性。在雙肩結構的過程中,改變了原有的加工方法,在卡車末端沒有工具退出槽,這不僅簡化了加工工作,而且擴大了抗斷裂截麵關節區域。

介質旋轉鑽杆的結構設計有以下幾個方麵:

(1)三棱錐型鑽杆設計為12個E端的整體結構。

(2)為滿足篩管下降過程的要求,三棱錐型鑽杆內孔為大通孔結構,無階梯過渡。

(3)為了減少鑽杆對鑽孔的幹擾,三棱錐型鑽杆不采用外凸葉片結構,而采用內凹槽結構。

(4)為了減少鑽孔過程中對孔壁的阻力和幹擾,在實現螺旋除渣功能的前提下設計了大螺距螺旋槽。

     整體三棱鑽杆主要結合了螺旋鑽杆和三角鑽杆的優點。它不僅利用了螺旋槽對煤粉的軸向螺旋向上作用,而且利用了三角鑽管對煤粉的徑向攪拌作用。同時,它擴大了鑽孔與孔壁之間的間隙,在軸向和徑向的共同作用下保持了煤粉通道的順暢排放,提高了粉碎能量,降低了瓦斯湧出的阻力。

     

三棱鑽杆