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整体式三棱钻杆的加工制造
- 2019-01-23 -

   在松软煤层或煤与瓦斯突出煤层中,顺层抽排瓦斯钻孔的高效成孔技术一直是制约井下瓦S-排水的关键技术之一。由于软煤层松散破碎硬度低,钻井难度很大。当采用普通钻杆施工时,不可能连续排出钻孔中的煤渣。最终会发生钻孔或钻孔甚至埋钻事故,导致钻井率低,严重制约了煤矿这种煤层的瓦斯控制,影响了煤矿生产的安全。针对上述问题,许多科研院所和煤矿研究所开发了各种异形钻杆。其中,三棱钻杆的使用效果良好,在一定程度上解决了软煤层钻孔施工中粉末排放效率低,孔隙率低的问题。然而,由于三棱锥型钻杆的特殊结构,加工工艺不易控制,使用中容易扭曲和破碎,容易造成钻头粘落和钻头掉落事故,一旦发生事故发生在洞口,会很难处理,影响正常施工。考虑到钻杆结构,螺纹设计,材料选择,可靠性等因素,对整体三棱锥型钻杆进行加工制造。

    在钻井过程中,钻杆不仅承受交变载荷引起的应力突然变化,而且承受钻杆旋转和振动引起的瞬时巨大冲击载荷,以及三角形结构的特殊性。螺旋钻杆使其应力状况更加复杂。因此,为了确保三棱钻杆钻管在工作中具有良好的性能,特别重要的是匹配钻杆材料的强度和韧性。因此,选择具有高强度和淬透性的42CrMo用于三角螺旋钻管。三棱锥型钻杆的硬度达到HRC30 35.淬火回火后,钻杆具有较高的疲劳强度和抗冲击性能,满足钻杆性能要求。

根据钻杆的结构,钻杆加工技术被确定为四个过程:材料切割,热处理,机加工和螺纹表面处理。钻杆通过热处理工艺加工,然后转动螺纹,提高了钻杆的强度和钻杆的稳定性。在双肩结构的过程中,改变了原有的加工方法,在卡车末端没有工具退出槽,这不仅简化了加工工作,而且扩大了抗断裂截面关节区域。

介质旋转钻杆的结构设计有以下几个方面:

(1)三棱锥型钻杆设计为12个E端的整体结构。

(2)为满足筛管下降过程的要求,三棱锥型钻杆内孔为大通孔结构,无阶梯过渡。

(3)为了减少钻杆对钻孔的干扰,三棱锥型钻杆不采用外凸叶片结构,而采用内凹槽结构。

(4)为了减少钻孔过程中对孔壁的阻力和干扰,在实现螺旋除渣功能的前提下设计了大螺距螺旋槽。

     整体三棱钻杆主要结合了螺旋钻杆和三角钻杆的优点。它不仅利用了螺旋槽对煤粉的轴向螺旋向上作用,而且利用了三角钻管对煤粉的径向搅拌作用。同时,它扩大了钻孔与孔壁之间的间隙,在轴向和径向的共同作用下保持了煤粉通道的顺畅排放,提高了粉碎能量,降低了瓦斯涌出的阻力。

     

三棱钻杆

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