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)生彎曲應力。在施工定向孔的過程中,需要不斷地調整鉆孔軌跡,會引起鉆桿在孔內(nèi)的彎曲變形。彎曲的鉆桿柱進行回轉時,鉆桿內(nèi)產(chǎn)生的交變應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),在彎曲及扭轉等因素的復合作用下,會發(fā)生縱向和橫向振動。嚴重時,鉆桿柱的振動使得鉆機等配套設備受迫振動,影響鉆具及配套設備的壽命。
1.中心通纜式鉆桿的主要功能
中心通纜式鉆桿是定向鉆進裝備的重要組成部分,是定向鉆進過程中受力復雜、工況惡劣的部件,其主要功能有:
1)鉆進時傳遞鉆機施加給鉆頭的軸向壓力,承受孔底馬達的反扭矩;
2)起下鉆具時傳遞鉆機對鉆具施加的推拉力;
3)作為介質通道,向孔底輸送沖洗液。
為了方便孔內(nèi)事故的處理,中心通纜式鉆桿既可用來進行定向鉆進施工,也可進行常規(guī)回轉鉆進施工。因此,中心通纜式鉆桿還應滿足常規(guī)回轉鉆進時向鉆頭施加扭矩的要求。
中心通纜式鉆桿的合理使用
中心通纜式鉆桿是實施定向鉆進工藝的必要鉆具,合理使用鉆桿是改善其工作條件和增強信號傳遞的穩(wěn)定性的首要措施,對定向鉆進工藝的順利實施起著重要作用。使用中心通纜式鉆桿時應注意幾點:
1)嚴格遵照鉆進規(guī)程,制定合理的鉆進工藝,鉆斜孔或分支孔等要選擇合適的曲率半徑。
2)將鉆桿運到鉆場后應先檢查鉆桿塑料公母接頭是否松動或其他缺陷,檢查鉆桿中心通纜裝置的通斷性,確保鉆桿通訊正常。
3)加接鉆桿時在鉆桿螺紋及公塑料接頭上涂抹潤滑劑,并檢查彈簧安裝是否到位。
4)加接鉆桿時用自由鉗將鉆桿上緊,不得使用鉆機擰扣(使用自由鉗時應避開鉆桿螺紋部位)。
5)卸鉆桿時用鉆機將絲扣擰松1~2圈,然后手動卸下鉆桿。
6)鉆桿不用時及時戴上保護帽,防止煤粉進入。
7)在高硫化氫礦井進行施工時,鉆桿使用完以后應及時升井。
8)做好鉆桿的使用記錄,避免新舊鉆桿混用。
鉆桿在使用過程中,如發(fā)現(xiàn)手力無法將公母螺紋端面擰緊至接觸或無法輕松卸扣,則說明鉆桿螺紋磨損嚴重,需要更換新的鉆桿。如鉆桿螺紋完好,而信號傳輸發(fā)生故障,則需要對中心通纜裝置進行維護,更換相應零件。
鉆桿承受的基本載荷有:
1)拉力和壓力。鉆進過程中,鉆桿向鉆頭施加軸向壓力時鉆桿受壓,提鉆時鉆桿受拉。在處理孔內(nèi)事故進行起拔時,鉆桿會受到較大的拉力。
2)扭轉。由于鉆桿的主要功能就是承受或傳遞扭矩,因而使得鉆桿處于受扭狀態(tài),產(chǎn)生扭應力。特別是在處理孔內(nèi)事故時(中心通纜式鉆桿在處理孔內(nèi)事故時可以回轉),鉆桿突然停止回轉,此時鉆機等設備的回轉部分和鉆桿柱的回轉動能使鉆桿受到扭轉沖擊,產(chǎn)生很大的扭應力。
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