鉆桿被廣泛應(yīng)用于礦山開采、地質(zhì)鉆探、油氣田勘探、水平定向鉆穿越管道敷設(shè)等多個領(lǐng)域。鉆桿作為整個鉆柱的重要組成部分，在鉆進過程中起著舉足輕重的作用。鉆桿質(zhì)量的優(yōu)劣，保養(yǎng)、維護的好壞對現(xiàn)場使用效果、鉆具事故的發(fā)生、施工成本等都有著重要影響。
一、水平定向鉆鉆桿常見的破壞情況
水平定向鉆鉆桿在施工過程中被損壞的因素較多，其一是由復(fù)合鉆進引起鉆桿的均勻磨損，頂進鉆進引起鉆桿的偏磨，這些磨損都會使鉆桿強度下降；其二螺紋密封脂使用或涂抹方法不當(dāng)，涂抹量少或涂抹不到位等，造成鉆桿螺紋連接時不能進行有效的密封和潤滑而發(fā)生絲扣黏結(jié)而引起的鉆桿損壞；其三是地層因素,地層構(gòu)成不同，對鉆桿尤其是對鉆桿接箍的研磨程度也不同。地層可鉆性差(5-7級)，不均質(zhì)性強,在鉆進過程中易發(fā)生憋、跳現(xiàn)象，加劇了鉆桿縱向振動,使鉆桿發(fā)生疲勞失效的概率增加；但最為主要的鉆桿事故是鉆桿螺紋聯(lián)結(jié)處的疲勞及與疲勞相關(guān)的失效所引起的。
二、鉆桿使用過程中的注意事項
1、鉆桿使用前，應(yīng)將其整齊擺放在距地面0.3m以上且擁有足夠架墩的活動鉆桿管架上，防止水、濕氣、泥土等對鉆桿造生銹蝕;鉆桿管架要保持平行并在同一水平面上，以防止鉆桿產(chǎn)生彎曲變形;位于管架兩頭的鉆桿要用塞塊予以卡緊，防止鉆桿滾動、跌落。
2、新鉆桿初次使用時，建議以稍低于規(guī)定值的扭矩對接頭進行兩次擰卸操作，確認接頭螺紋及密封面完好后，再足量、均勻涂抹好絲扣油并按規(guī)定扭矩將接頭螺紋上緊，再使用。這種磨合扣的操作有利于強化螺紋表面硬度，增強螺紋的抗粘扣性能，延長鉆桿的使用壽命。
3、裝接鉆桿前，要清理干凈公扣與母扣，并抹上絲扣油（絲扣油不能用其他費油、劣壓油代替）防止公扣和母扣過早磨損或損壞。同時，上扣預(yù)緊力應(yīng)控制在15Mpa之內(nèi)，防止因壓力過大卸扣困難。避免用火烤接頭減低接頭的機械性能，（尤其是母接頭）影響使用壽命。另外，不預(yù)緊，螺紋連接擺動，造成螺紋互相研磨牙頂變尖，側(cè)面產(chǎn)生棱脊，導(dǎo)致螺紋損壞或產(chǎn)生粘扣現(xiàn)象；不預(yù)緊，母扣臺階未壓緊，可導(dǎo)致公扣接頭螺紋根部疲勞折斷；在高壓液流的作用下，母接頭被刺穿，產(chǎn)生刺蝕現(xiàn)象，易導(dǎo)致母接頭縱裂。
4、 注意清理水道孔，防止雜物阻塞通道引起泥漿系統(tǒng)憋壓。
5、注意檢查鉆桿各部位磨損情況，出現(xiàn)非正常磨損應(yīng)及時找出原因：
⑴判斷是否是孔內(nèi)尖銳硬質(zhì)物質(zhì)劃傷鉆桿；
⑵判斷是否是鉆機導(dǎo)向裝置對鉆桿的劃傷。
當(dāng)非開挖鉆機鉆桿桿體部位劃傷痕跡深約1mm呈螺旋狀態(tài)一圈以上時，請謹慎用。防止鉆桿在施工中被折斷，造成更大的損失。鉆桿扣型有局部小范圍（約1-2扣，扣長10mm）的損傷，也應(yīng)及時修復(fù)后再使用。
6、 注意避免用虎鉗夾鉗夾持鉆桿桿體的任何部位，以避免桿體被卡瓦夾傷，降低鉆桿的使用壽命。
三、鉆桿使用后的維護保養(yǎng)
鉆桿工作結(jié)束后，將鉆具按不同的規(guī)格、壁厚、水道孔大小、鋼級、分類等級，整齊地擺放在鉆桿管架上。及時用清水對鉆具的內(nèi)、外表面，接頭螺紋，以及臺肩密封面進行徹底清理、沖洗并吹干。檢查鉆桿表面有沒有裂紋、刻痕，螺紋是否完好，接頭是否存在偏磨，臺肩面是否平整、有無擦傷，管體是否存在彎曲和擠咬傷，鉆桿內(nèi)、外表面是否存在腐蝕、麻坑等缺陷。如果條件允許的話，應(yīng)不定期對鉆桿管體進行超聲波探傷，對螺紋部位進行磁粉探傷，以降低接頭螺紋斷裂、鉆桿管體刺漏等失效事故的發(fā)生幾率。
檢查沒有問題的鉆具要在螺紋及臺肩密封面涂抹好防銹油，戴好護絲，做好各項防護措施。 有問題的鉆桿用油漆做好標記并分開存放，防止誤用。
對于長期露天存放不用的鉆桿，要用防雨苫布進行遮蓋，并定期檢查鉆桿內(nèi)外表面的腐蝕情況，做好防潮、防腐工作。
四、鉆桿報廢有哪些標準
（1）本體折斷;
（2）本體刺穿;
（3）本體脹裂;
（4）本體扭曲或嚴重彎曲，經(jīng)過校直仍無法達到表內(nèi)允許的直線度。
鉆桿允許直線度
（5）水道孔堵塞，無法通開；
（6）被火燒過或被硫化氫污染，經(jīng)過檢驗發(fā)現(xiàn)材質(zhì)或機械性能變化；
（7）兩端加厚部分的任一端有效長度不足 50mm；
（8）經(jīng)過無損探傷發(fā)現(xiàn)有疲勞裂紋。
鉆桿管體磨傷報廢條件
五、如何有效提升水平定向鉆桿使用效果？
如何提升水平定向鉆鉆桿使用效果,主要體現(xiàn)在鉆桿規(guī)格尺寸系列的優(yōu)化設(shè)計,使用高強度鋼材,端部連接結(jié)構(gòu)、螺紋類型與加工和現(xiàn)場合理使用維護等。
(1)采用合理規(guī)格尺寸
鉆桿直徑與鉆孔孔徑、軸向荷載相匹配，壁厚,主要考慮強度與操作輕便，鉆桿長度與作業(yè)空間、鉆機規(guī)格與施工鉆孔長度有關(guān),可以靈活考慮。
(2)采用優(yōu)質(zhì)高強度鋼材
鉆桿強度習(xí)慣用屈服強度表示其鋼級,并采用石油勘探和礦產(chǎn)巖心鉆探鋼級標準。歷史上曾長期使用E級鋼鉆桿,后來逐漸發(fā)展到X95、G105、S135、U170等,采用優(yōu)質(zhì)合金鋼同時進行調(diào)質(zhì)(淬火-回火)處理。
(3)采用鉆桿端部內(nèi)加厚或焊接接頭
為增加螺紋部位的有效截面積,使其強度與鉆桿體強度一致,甚至超過鉆桿體強度,石油勘探技術(shù)曾提出接頭的扭轉(zhuǎn)強度應(yīng)比鉆桿體強度大13%~20%,作為安全系數(shù)。鉆桿接頭的厚度為了加工螺紋必須遠大于鉆桿體厚度,并且可以采取不同加厚和焊接方法。
(4)選擇合理的螺紋類型
主要包括螺紋類型、螺旋角、錐度、密封臺肩、應(yīng)力消減槽1-3=1-1*9/10+2*9-7=3和加工檢測等。螺紋部分是鉆桿最重要的應(yīng)力集中和遭受磨損的部位。除前述要增加壁厚外,螺紋本身設(shè)計加工將直接影響鉆桿使用效果。
(5)合理操作與維護
做到合理操作與維護可以延長鉆桿使用壽命,杜絕事故。
①所用鉆桿規(guī)格性能(鉆桿直徑、壁厚及鋼級)能匹配施工作業(yè)中受到的各種荷載。
②鉆孔直徑與軌跡設(shè)計和施工中軌跡要慎重考慮鉆桿荷載能力,盡量采用小入、出土角較大彎曲率半徑、較少彎曲變化的鉆孔軌跡設(shè)計;埋深不大的管線因地制宜采用工作坑設(shè)計有利于減少彎曲孔段施工。這都有利于減輕鉆桿所受綜合應(yīng)力和磨損,尤其要保證扭應(yīng)力在安全范圍內(nèi),以防止鉆桿斷裂。
③鉆桿連接時扭矩要恰到好處。防止過載粘扣或未擰滿現(xiàn)象,嚴防卡盤和管鉗傷害鉆桿。
④先進的鉆機都有自動給進、提位、搬移、對中、擰卸和涂螺紋脂機構(gòu)。有直視參數(shù)儀表顯示扭矩、轉(zhuǎn)速和軸向荷載等,并有預(yù)警裝置防止超負荷作業(yè),利于保護鉆桿。
⑤宜采用優(yōu)質(zhì)含軟金屬材料的固體螺紋潤滑脂。
⑥經(jīng)常檢查鉆桿完好和磨損程度。
⑦暫時不用的鉆桿,要進行清洗,包括外表、內(nèi)壁和螺紋部分,并涂專用防銹油,要有螺紋保護帽,妥善存放。
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