整體式螺旋鉆桿刻槽鉆桿的特點(diǎn)和制造工藝

發(fā)布時(shí)間：

2021-08-23

整體式螺旋鉆桿刻槽鉆桿的特點(diǎn)
針對(duì)焊接式螺旋鉆桿配合風(fēng)壓鉆進(jìn)松軟煤層時(shí)，易出現(xiàn)螺旋翼片開(kāi)裂、脫焊及不耐磨等現(xiàn)象，導(dǎo)致成孔難甚至報(bào)廢等問(wèn)題，通過(guò)銑屑方式在厚壁管材中加工出螺旋槽，改進(jìn)鉆桿接頭，對(duì)螺紋進(jìn)行表面處理，研制出整體式螺旋鉆桿。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明：整體式螺旋鉆桿具有良好的綜合機(jī)械性能，成孔能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，既可替代焊接式螺旋鉆桿在松軟煤層中進(jìn)行風(fēng)壓鉆進(jìn)，也可替代常規(guī)外平鉆桿施工巖石鉆孔。

松軟煤層鉆進(jìn)所遇到的問(wèn)題

松軟煤層是指煤的硬度系數(shù)f<1的煤層，具有煤質(zhì)松軟，滲透性差，瓦斯含量高、壓力大等特點(diǎn)。瓦斯抽采鉆孔施工過(guò)程中，容易發(fā)生噴孔、塌孔、抱鉆等孔內(nèi)事故，導(dǎo)致鉆孔成孔深度淺、成孔率低、瓦斯抽采效果差[1]等問(wèn)題，已成為煤礦安全高效開(kāi)采亟待解決的難題。

在長(zhǎng)期的鉆探實(shí)踐中，國(guó)內(nèi)一些煤礦企業(yè)先后進(jìn)行了松軟煤層空氣鉆進(jìn)技術(shù)的試驗(yàn)與應(yīng)用。采用寬翼片螺旋鉆桿配合風(fēng)壓鉆進(jìn)技術(shù)以后，松軟煤層的成孔深度和成孔率有了大幅度提高，而中風(fēng)壓空氣鉆進(jìn)技術(shù)成為松軟煤層中一種有效可行的鉆孔施工工藝。

目前國(guó)內(nèi)普遍使用寬翼片螺旋鉆桿，螺旋翼片多采用熱熔焊接的方式加工而成。這種加工方式對(duì)焊接工藝水平要求較高，實(shí)際加工過(guò)程中焊接質(zhì)量的可控性與穩(wěn)定性較差。受焊接工藝水平影響，不可避免地產(chǎn)生“過(guò)焊”或者“脫焊”等問(wèn)題。“過(guò)焊”會(huì)造成桿體的損傷，使用過(guò)程中易發(fā)生沿螺旋翼片與桿體焊縫部位的斷裂現(xiàn)象；“脫焊”則是因焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)造成鉆桿使用時(shí)螺旋翼片的脫落。此外，熱熔焊接對(duì)桿體與螺旋翼片的材質(zhì)要求較高。為了保證螺旋翼片與鉆桿體間良好的焊合性，需優(yōu)選兩者的材料性能。如隨意選用，除了易出現(xiàn)過(guò)焊、脫焊等非正常現(xiàn)象以外，還會(huì)造成鉆桿螺旋翼片的過(guò)快磨損，大幅降低了鉆桿的使用壽命。

整體式螺旋鉆桿的制造工藝

這種鉆桿采用整體銑削方式，在厚壁管材中銑出, 整體式螺旋鉆桿的研制及應(yīng)用有一定參數(shù)的螺旋槽，從而形成螺旋翼片。由于采用數(shù)控銑床加工而成，可有效控制螺旋槽加工精度，所形成的螺旋翼片與桿體為一整體，其材質(zhì)與鉆桿母體材質(zhì)相同，耐磨性大大提高，徹底解決了傳統(tǒng)焊接式螺旋鉆桿過(guò)焊、焊接不牢、螺旋翼片磨損過(guò)快等問(wèn)題。