中心通缆钻杆该技术是利用导向系统使近水平钻孔轨迹按设计要求延伸钻进至预定目标的一种钻探方法,即有目的地将钻孔轴线由弯变直或由直变弯。同时孔底导向装置实时监测钻孔参数,进而确定孔底螺杆马达的造斜方向。该技术的关键部位在于孔内马达驱动装置和配套的测量技术。中心通缆钻杆高压水通过钻杆输送至孔内马达,孔内马达内部的转子在高压水的冲击作用下转动,通过前端轴承带动钻头旋转,达到破煤的目的,在钻进过程中,钻杆本身不转,只做钻头的旋转运动,从而降低了钻机的负荷。
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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。
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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。
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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。