武汉金地——直连式深孔绳索取芯钻杆

 

目前常用的Φ75㎜绳索取芯钻杆,材料采用45MnMoB,加公母接手的连接方式。一般情况下,很难满足1500米已上孔深的钻进要求。国外进口的钻杆由于价格较高,还无法普及。研究开发适合中国国情和配套的深孔钻杆、钻具成为当务之急。武汉金地探矿机械有限公司从2005年开始投入开发,现已投入现场使用。达到了设计要求,满足了1800米孔深的钻进要求。

一、JD直连式深孔绳索取芯钻杆及钻具性能

    根据我国目前钻探设备现状和材料冶炼及机械加工水平,我公司研制开发了JD-76SSJD-95SS直连式深孔绳索取芯钻杆、钻具。其特点(以JD-76SS为例)主要表现在以下几个方面:

    1、钻杆尺寸设计为:钻杆外径φ71 mm、内径φ62 mm,比普通的绳索取芯钻杆外径φ71 mm、内径φ61 mm壁厚减小了0.5mm,重量减轻9%,在深孔钻进时,钻机消耗功率小。提升时,升降机负荷小,可提升钻机的钻深能力。

    2、 钻杆采用两头镦粗,受力最大的危险断面面积增大了25%30%

    3、 钻杆连接采用直连式,原先普通绳索取芯钻具一根钻杆有6头螺纹,JD-76SS深孔钻杆只有两头螺纹,大大减少了钻杆断裂的几率。钻杆采用直连式连接,同时也提高了钻杆之间的同轴度。

    4、钻杆采用优质调质钢,通过整体调质热处理,提高了钻杆的硬度和刚性,从而大大提高了钻杆抗扭强度和抗弯疲劳强度、抗拉强度和耐磨性。

    5、深孔绳索取芯的内外管总成可与普通型的内外管总成通用,通用性好。

   6、充分考虑了复杂地层换径。

    7、钻杆内外镦粗部位过渡平缓,无台阶,消除了内管总成在钻杆内提取和投放时的卡滞,减小了冲洗液的压力损失,增强了岩粉的上返能力。同时减小了卡钻的可能性。

    8JD-76SS深孔绳索取心钻杆与S75钻杆性能比较:

二、JD直连式深孔绳索取芯钻杆及钻具的创新技术

   1、选材创新

绳索取芯钻杆国内一直是使用45MnMoB。通过材质分析,热处理试验,JD-76SS钻杆选用优质调质合金钢。调质后其物理机械性能大大地超过45MnMoB。部分指标达到或超过国外同类产品。

   2、结构创新

   ①钻杆之间的联接是直连式,结构简单,减少了2/3公母接手联接点,降低了事故率;螺纹设计采用先进的设计理念,牙深、螺纹长度都有所加强,锥度充分考虑了钻杆对中性、强度、密封性等。钻杆壁厚变薄,整个钻杆柱重量减轻。管端螺纹部分加厚,提高螺纹的强度,二者结合一起,大大地提高了钻具的钻深能力。

   3、制造工艺创新
   
钻杆采用整体热处理,充分发挥了材料的潜能。热处理后的钻杆比45MoMnB强度极限高25%以上。屈服极限高近一倍。

三、JD直连式深孔绳索取心钻杆在大冶铁矿深孔找矿中的应用

大冶铁矿深部找矿属国家危机矿山接替资源项目,中南局资环公司购置我公司φ71直连式深孔绳索取芯钻杆4000米,用于深孔钻进。成功地完成了1800米钻孔的施工。

钻机:XY-6B全液压钻机

水泵:BW250型水泵

钻塔:AT02型(16.5)两脚钻塔

钻孔深度:1835.8

四、结论

    1JD直连式深孔绳索取芯钻杆及钻具经现场使用,JD-76SS钻杆可满足2000米;JD-95SS钻杆可满足1500米深孔钻进的要求。

    2、尺寸和螺纹设计是先进合理的。

    3、国产的管材经过调质后完全可以满足深孔钻探的要求。

    4、同类产品比进口产品价格低42%

5、可以与进口及国产的全液压钻机、立轴式岩芯钻机配套使用。

 

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