整体式宽翼片螺旋钻杆主要用于复杂破碎地层或松软煤层(f<0.5)的瓦斯抽放孔施工,也可代替常规外平钻杆在坚硬、完整的岩层、煤层钻探施工,适用于清水或空气回转钻进工艺,大通径钻杆可用于全程下护孔筛管钻进工艺。
螺旋钻杆的作用:传递扭矩;用作岩屑上返通道;增加钻头的轴压等。
设计螺旋钻杆应满足以下要求:有足够的抗振、抗扭强度;耐磨可靠;易排屑;连接可靠;连接部分不妨碍岩屑运输等。
一、螺旋钻杆直径D的设计
螺旋钻杆直径D取决于钻孔直径(即钻头直径),为减少钻杆柱与孔壁间的摩擦阻力,一般螺旋钻杆直径要比钻头直径小10~20mm。当孔径小于200mm时,可取下限;孔径大于800mm,可适当加大上限。
二螺旋钻杆螺距S的设计螺距S与所钻地层和螺旋钻杆直径D有关,设计时可参考表3-14-1。
三中心管直径d的设计中心管直径d和螺距S,均与螺旋叶板上的钻屑与螺旋面之间的摩擦角有关。为螺旋面上被输送的钻屑不因其自重而滑落,应使其螺旋上升角小于钻屑与螺旋面之间的摩擦角;若按土与螺旋叶片的摩擦系数f=0.5计算,则其螺旋上升角αr应小于36°36′。如果设计时,取螺旋上升角αr=36°34′,钻屑与螺旋面的摩擦角为φ,则有式:如果取土与螺旋面的摩擦系数f=0.5~0.7,代入公式(3-14-2)
五螺旋钻杆长度及螺旋头数螺旋钻杆长度取决于钻机桅杆的高度、回次长度和螺旋钻杆重量,一般取1~5m。目前尚未形成标准系列,凭经验和现场需要设计。螺旋头数,则可采用单头或双头螺旋。
六螺旋钻杆的连接
螺旋钻杆的连接方式有法兰盘式和接头式两种。法兰盘式靠连接螺栓传递轴向压力和回转力矩;接头式连接又分插接式、牙嵌式和螺纹式。
插接式采用不同形状的公母接头插接后再加穿销。公母接头的截面形状有两方、三角形、四边形和六方形等,靠接触面传递扭矩,以销轴传递轴向力;牙嵌式连接采用牙嵌式接头,以其牙齿和牙槽对正插入后,再用销钉或螺栓连接,以牙嵌传递扭矩,以销钉或销栓承受轴向力;螺纹式连接则是在钻杆两端加焊公母接头承受轴向力。此种螺纹连接安全可靠,但其缺点是不允许反转卸土;扭矩过大时不易拆开。
三棱钻杆的应用范围有哪些?
答:三棱钻杆广泛应用于煤层及近煤层地质条件下的钻探、煤矿的注水和瓦斯排放的钻孔施工,也可应用于物探和水利建设工程的锚固、钻探施工等领域。
三棱钻杆的性能优势(营销要点)?
答:三棱钻杆在钻进过程中,钻杆与孔壁之间形成三个半圆形的空间,扩大了排除煤渣粉尘与瓦斯的通道,使瓦斯和煤渣顺利排出;在钻杆旋转钻进时,钻杆的三棱把多余的钻渣持续的向孔壁旋转搅拌腻抹,达到顺畅排渣固化钻孔孔壁的作用。大大降低了松软煤层塌孔致使钻具抱死卡钻和钻具损坏丢失的现象发生;本产品具有设计合理、安全可靠、排渣效果好、钻孔深度深、成孔效果好等特点,本产品已成为松软地质条件和松软煤层深孔钻探的选择。