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為解決螺旋鉆桿、寬葉片鉆桿和三棱鉆桿在松軟突出煤層鉆孔施工中易出現(xiàn)卡鉆、埋鉆等問(wèn)題,介紹了一種整體式三棱螺旋鉆桿,探討了該鉆桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),研究了其加工工藝,并對(duì)鉆桿進(jìn)行了試制。通過(guò)對(duì)該鉆桿試樣進(jìn)行上卸扣試驗(yàn)以及斷裂分析,證明鉆桿的抗扭強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。發(fā)現(xiàn)鉆桿螺紋有局部小范圍(約1-2個(gè)扣環(huán),扣長(zhǎng)10mm)損壞,應(yīng)及時(shí)修復(fù)。該整體式三棱螺旋鉆桿配合ZDY-3200S型全液壓鉆機(jī)進(jìn)行了鉆孔工業(yè)試驗(yàn),其成孔率為100%。
螺旋鉆進(jìn)是一種干式回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法,螺旋鉆桿與鉆孔組成一個(gè)螺旋輸送帶,螺旋鉆桿連續(xù)不斷地將鉆頭破碎的巖渣輸送至孔外。螺旋鉆進(jìn)有效地解決了排渣問(wèn)題,但對(duì)鉆孔擾動(dòng)大,成孔困難。
寬葉片鉆桿基于螺旋鉆桿,在不改變螺旋角和螺距的情況下,減小螺旋葉片高度,增加葉片厚度,使鉆桿可以穿過(guò)回轉(zhuǎn)器卡盤(pán)和夾持器的內(nèi)通孔,實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)擰卸鉆桿,無(wú)需使用主動(dòng)鉆桿,同時(shí)減少螺旋葉片(翼片)對(duì)鉆孔內(nèi)壁的刮削,提高鉆孔成孔穩(wěn)定性及鉆進(jìn)效率。5在鉸刀前后,應(yīng)設(shè)置2~3個(gè)加厚的鉆桿,以便在鉆桿和鉆鋌之間進(jìn)行過(guò)渡。但是寬葉片鉆桿的排渣空間相對(duì)螺旋鉆桿小,排渣效率較低。
麻花鉆桿,它是在外平鉆桿的桿體上焊接螺旋葉片,適用于比較簡(jiǎn)單的松軟地層,具有排渣效果好,鉆進(jìn)速度快等特點(diǎn)。其外徑尺寸與鉆機(jī)夾持器規(guī)格不符,無(wú)法采用鉆機(jī)自卸,即使已研究出快速擰卸的方法,取得了很好的效果,但其擰卸效率還是比不了外平鉆桿。雖然軋制直螺紋鋼筋連接技術(shù)的推廣較晚,但由于其良好的性能,穩(wěn)定的質(zhì)量,良好的施工適應(yīng)性和低成本,近年來(lái)發(fā)展迅速,已成為我國(guó)鋼制機(jī)械連接的主要形式。葉片較薄,強(qiáng)度較低,不耐磨,使用成本高,的是其鉆進(jìn)阻力大,易造成鉆孔偏斜,且受到鉆桿直徑、鉆機(jī)類(lèi)型與巷道條件的限制。圖1 麻花鉆桿綜上所述,常規(guī)鉆桿各具特點(diǎn),各有優(yōu)缺,針對(duì)性較強(qiáng)。