由于我国各矿地质条件复杂,煤层松软等因素影响,国内煤炭企业先后引进了美国和澳大利亚的水平定向钻机进行施工钻孔,但施工效果不佳,深度不足400米,小深度仅几十米,远未达到钻机的额定钻进深度,而且在钻孔施工过程中多次出现钻杆折断、螺杆钻具脱落等问题。
通缆钻杆又称定向钻杆、随钻测量钻杆,是由钻杆体、传导装置、绝缘装置和支撑装置4大部分组成。通缆钻杆是定向钻进所使用的信号传输装置,也是保证定向钻进顺利实施的重要组成部分。它是信号传输装置与钻杆构成的一体式钻杆,在圆钻杆的基础上,内部使用中心支撑式结构将金属导线固定并密封在钻杆内部,使用丝扣连接的同时采用插接式结构实现内部导线的连通,可实时传输钻孔随钻测量信号,并能有效地将动力头载荷传递到孔底钻头。由于钻杆使用环境恶劣和地质条件复杂,对信号传输的质量和杆体性能稳定有着更高的要求。
满足探水瓦斯抽放孔定向钻孔施工
满足小曲率梳状定向钻孔施工
满足急倾斜煤层定向钻孔施工
杆体设计:
钻杆体采用符合API标准的G105、S135石油管进行生产,通过整体热处理,可提高整体力学性,延长使用寿命,为减少钻杆的连接点,并满足煤矿井下狭小空间使用要求,钻杆长度不**过3m。并采用内径较大的杆体可以加大钻杆的整体内径,减少液体动能在传递过程中的管路损耗,同时可以减轻钻杆整体质量。
生产工艺:
通缆钻杆主体采用热处理+摩擦焊接+数控工的方式进行加工。其中接头热处理、摩擦焊接、焊后热处理以及精车螺纹都是钻杆体加工过程中的重要工序。
钻杆制造工艺分为接头加厚一体型和摩擦焊接型,接头采用渗氮处理,具有较高的强度和硬度,保证连接的安全可靠,可加强丝扣抗磨性能,并提高钻杆使用寿命。通缆钻杆加工关键工序是摩擦焊。摩擦焊是一种固态的焊接方式。通过机械摩擦运动使两摩擦表面产生热量,把焊件表面加热到塑性状态,然后施加轴向压力将同种金属或异种金属牢固的连接在一起。其特点是:全截面焊接,无气孔裂缝等缺陷,焊接质量稳定,加工效率高,焊接面不易氧化,接口组织细密,参数重现性好,可得到与母材相同的强度,钻杆内孔的焊接区通过机加工来保证接头与杆体的平稳光滑过渡。接头与杆体之间采用摩擦焊技术实现连接,既保证了接头强度,又减轻了钻杆质量,其强度既可满足孔底马达钻进要求,又可满足孔口动力回转钴进要求。
中心通缆式钻杆使用的注意事项:
中心通缆式钻杆在出厂之前已装配完毕并检验合格,用户在使用过程中请勿随意拆卸钻杆体内部装置。搬运装卸中心通缆式钻杆过程中,不得磕碰、严禁扔甩,以免损坏其零部件。
1.中心通缆式钻杆的合理存放
钻杆存放时应注意几点:
1)钻杆必须存放在钻杆架上;
2)钻杆存放时丝扣应涂抹防锈油并戴上保护帽;
3)钻杆存放处应清洁、无腐蚀性物品(特别是在井下存放时,应避水,高硫化氢矿井应做好防腐蚀工作);
4)新旧钻杆应分区存放。
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