無磁鉆桿是定向鉆進隨鉆測量的配套設(shè)備，具有減小外界對隨鉆測量裝置的干擾、信號傳輸、輸送孔底馬達(dá)動力介質(zhì)和鉆機動力傳遞等作用，是煤礦井下定向鉆具的重要組成部分，具有導(dǎo)磁率低、抗拉強度高和抗扭性能好的特性，為孔內(nèi)測量系統(tǒng)提供不受鉆具磁性干擾的無磁環(huán)境，探管處的磁場與附近的大地磁場幾乎相等，因而能夠準(zhǔn)確分辨鉆孔的地磁方向，確保測量系統(tǒng)的測量精度。
中心通纜鉆桿又稱做隨鉆測量鉆桿，主要用于搭配千米定向鉆機進行深孔鉆進。
中心通纜式鉆桿是孔底測斜單元與孔口測斜設(shè)備之間的信號傳輸裝置，是定向鉆進順利實施的重要配套鉆具，主要應(yīng)用于煤礦井下定向鉆進、煤礦井下回轉(zhuǎn)鉆進以及其他地質(zhì)受控定向鉆進工況。
隨鉆測量系統(tǒng)的信號傳輸方式分為有線(電纜)和無線兩種。中心通纜式鉆桿作為有線(電纜)傳輸方式可直接向孔底傳感器供電，實現(xiàn)孔底與孔口設(shè)備之間的雙向通訊，實時性好、數(shù)據(jù)傳輸率高。同時中心通纜式鉆桿解決了以往產(chǎn)品電纜與鉆桿聯(lián)接以及電纜之間聯(lián)接的安裝問題，能夠有線(電纜)隨鉆測量系統(tǒng)信號的傳輸。
在常規(guī)鉆進施工中，由于鉆桿在離心力以及軸向壓力作用下失穩(wěn)，產(chǎn)生彎曲，鉆桿柱內(nèi)部產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。在施工定向孔的過程中，需要不斷地調(diào)整鉆孔軌跡，會引起鉆桿在孔內(nèi)的彎曲變形。彎曲的鉆桿柱進行回轉(zhuǎn)時，鉆桿內(nèi)產(chǎn)生的交變應(yīng)力易引起鉆桿的疲勞破壞。
4)彈性振動。鉆桿柱是一個彈性系統(tǒng)，在彎曲及扭轉(zhuǎn)等因素的復(fù)合作用下，會發(fā)生縱向和橫向振動。嚴(yán)重時，鉆桿柱的振動使得鉆機等配套設(shè)備受迫振動，影響鉆具及配套設(shè)備的壽命。
中心通纜式鉆桿的工作條件
中心通纜式鉆桿組成的鉆桿柱是一個彈性系統(tǒng)，在定向鉆進過程中鉆桿所受載荷的大小和方向變化，中心通纜式鉆桿在三維空間中承受著復(fù)雜交變的拉、壓、扭、彎曲、振動等載荷，加上磨損腐蝕等作用，在經(jīng)過一段時效后很可能在應(yīng)力集中部位斷裂。同時，伴隨著地質(zhì)條件的變化以及卡鉆、埋鉆等事故的發(fā)生，鉆桿的受力情況將變得更為復(fù)雜。中心通纜式鉆桿的工作條件決定了中心通纜式鉆桿將是鉆進過程中受力復(fù)雜、工況惡劣的部件。
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