中心通缆钻杆又称做随钻测量钻杆,主要用于搭配千米定向钻机进行深孔钻进。
中心通缆式钻杆是孔底测斜单元与孔口测斜设备之间的信号传输装置,是定向钻进顺利实施的重要配套钻具,主要应用于煤矿井下定向钻进、煤矿井下回转钻进以及其他地质受控定向钻进工况。
随钻测量系统的信号传输方式分为有线(电缆)和无线两种。中心通缆式钻杆作为有线(电缆)传输方式可直接向孔底传感器供电,实现孔底与孔口设备之间的双向通讯,实时性好、数据传输率高。同时中心通缆式钻杆解决了以往产品电缆与钻杆联接以及电缆之间联接的安装问题,能够有线(电缆)随钻测量系统信号的传输。
钻杆承受的基本载荷有:
1)拉力和压力。钻进过程中,钻杆向钻头施加轴向压力时钻杆受压,提钻时钻杆受拉。在处理孔内事故进行起拔时,钻杆会受到较大的拉力。
2)扭转。由于钻杆的主要功能就是承受或传递扭矩,因而使得钻杆处于受扭状态,产生扭应力。特别是在处理孔内事故时(中心通缆式钻杆在处理孔内事故时可以回转),钻杆突然停止回转,此时钻机等设备的回转部分和钻杆柱的回转动能使钻杆受到扭转冲击,产生很大的扭应力。
中心通缆式钻杆的装配步骤
中心通缆式钻杆在施工定向孔过程中,把孔底信号传递给孔口监视器,因而要求其电阻率低,信号输出稳定、可靠。钻杆的装配要认真仔细,确保装配质量,为此钻杆装配应严格按照以下步骤进行:
1)先将稳定器6装入钻杆体内,然后用内卡簧钳将孔用弹性挡圈装至钻杆体内,并将定位挡圈4装至弹性挡圈处;
2)将密封圈装入线管5的密封槽后,与塑料母接头7组装在一起,并将组装体从钻杆体公接头端装入钻杆体;
3)用工具将塑料公接头2与塑料母接头7和线管5的组装体连接在一起;
4)调节塑料公接头2左端面到钻杆体左端面距离为14±0.5,塑料母接头7右端面到钻杆体右端面距离为23±0.5;
5)将导线10装入线管5内,然后在塑料母接头7端装入柱接头8,并在塑料公接头2端装入锥接头3;
6)用万用表测量中心通缆装置的电阻。将万用表探针分别插入中心通缆装置两端的柱接头和锥接头内,测量中心通缆装置的电阻。若电阻小于0.5Ω,中心通缆装配合格,否则即为不合格;
7)将变径弹簧9塞入柱接头8中,并在塑料公母接头的密封圈处和钻杆螺纹均匀涂抹少量黄油,后带上螺纹保护帽,完成装配。
在常规钻进施工中,由于钻杆在离心力以及轴向压力作用下失稳,产生弯曲,钻杆柱内部产生弯曲应力。在施工定向孔的过程中,需要不断地调整钻孔轨迹,会引起钻杆在孔内的弯曲变形。弯曲的钻杆柱进行回转时,钻杆内产生的交变应力易引起钻杆的疲劳破坏。
4)弹性振动。钻杆柱是一个弹性系统,在弯曲及扭转等因素的复合作用下,会发生纵向和横向振动。严重时,钻杆柱的振动使得钻机等配套设备受迫振动,影响钻具及配套设备的寿命。