绳索取心钻探施工中钻杆折断原因分析及应对措施.pdf

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1、2009年3月探矿工程(岩土钻掘工程)15绳索取心钻探施工中钻杆折断原因分析及应对措施姜光忍，李忠，王献斌(河北省地勘局第一地质大队，河北邯郸056001)摘要：通过分析绳索取心钻探施工工况、钻杆折断事故现状及折断部位，探讨绳索取心钻杆折断的原因，提出预防绳索取心钻杆折断措施。关键词：绳索取心钻进；钻杆折断；钻杆柱；钻孔结构中图分类号：P634．4文献标识码：A文章编号：1672—7428(2oo9)03—0015—03AnalysisontheCauseofDrillingPipeFractureinWi

2、re-lineCoringConstructionandtheCountermensure&／JlANGGuang—ren，LIZhong，WANGXian—bin(No．1GeologicalPartyofHeibeiBureauofGeologyandMineralExplorationandDevelopment，HandanHebei056001，China)Abstract：Thecauseofdrillingpipefracturewasdiscussedaccordingtotheanalys

3、isonconstructionconditionsofwire-linecoringdrillingandaccidentscene，andthepreventioncountermeasureswereputforward．Keywords：wire—linecoringdrilling；drillingpipefracture；drillstring；boreholestructure0前言口径应控制在085．2mm以内。与普通金刚石钻进相比，绳索取心钻探具有钻钻杆发生折断事故的原因肯定是多方面的，找

4、进效率高，人工劳动强度低，钻头寿命长，钻孔质量到其中的主要原因并加以解决和排除，是解决问题好，钻孔事故少等优点。绳索取心钻进工艺和普通的根本。金刚石岩心钻进有所不同，由于需要在钻杆柱内捞取岩心，因此钻杆壁薄，钻头唇部壁厚、钻杆与孔壁1绳索取心钻杆折断原因分析间隙小等。施工单位应该根据绳索取心钻进的特点1．1绳索取心钻杆折断事故和具体的施工条件，设计合理的钻孔结构，确定合理例1：某队在内蒙古进行绳索取心钻探施工时，的钻进技术参数。频繁发生钻杆折断事故，该钻孔为2。斜孔，使用071目前，随着我国地质工作的复苏和

5、加强，使用绳mill加厚绳索取心钻杆，未下089mm技术套管，下索取心技术进行钻探取心工作越来越多，施工技术0108mm×5．5mm套管，钻孔口径77mm。已经非常成熟，但也遇到钻杆经常折断的现象。邯例2：某队在河北沧州进行钻探施工时，0～900郸探矿机械厂生产制造的绳索取心钻杆先后在内蒙m采用全断面破碎钻进，900m后绳索取心钻进，古和河北沧州施工现场发生频繁的钻杆折断事故，600m处钻孔弯曲，实施纠偏，纠偏后钻孔仍弯曲而在承德大乌苏铁矿和唐山钻探施工中根本未出现2。，至900in时，使用071mm加厚绳

6、索取心钻杆，钻杆折断事故，甚至没有什么磨损。笔者根据上述未下089mm技术套管，下0108mmx5．5mm套钻杆折断事故，从野外施工和钻杆本身进行分析原管，钻孑L口径开始091mm、取心046mm，由于钻头因，以加强野外预防措施，避免和消除技术和操作方克取岩石面积是正常钻头的1．8倍，所以进尺很慢，面的潜在问题，找到钻杆存在的弱点，提高整个钻探钻杆折断频繁，改为077mm钻进后，进尺变快，钻系统的可靠性。杆折断仍然发生，但改善许多。日本利根公司提出，钻杆与孔壁间隙应限制在1．2原因分析钻杆直径的15％一20

7、％以内，否则钻孔超径后，钻1．2．1孔径级配不合理杆局部弯曲严重，容易发生钻杆螺纹部分折断事故。钻杆回转时，离心力随孔径增大而增大，当钻杆也就是说使用071mm绳索取心钻杆钻进，其钻孑L所受离心力超过钻杆强度极限时，钻杆级配不合理，收稿日期：2008一l1—17：改回日期：2009—02—25作者简介：姜光忍(1971一)，男(汉族)，河北人，河北省地勘局第一地质大队高级工程师，矿业机械专业，从事新产品开发工作，河北省邯郸市光明南大街4号，jiangguangren@sina．com；李忠(1963一)，男

8、(汉族)，河北人，河北省地勘局第一地质大队队长、高级工程师，钻探工程专业，从事生产与技术管理工作。16探矿工程(岩土钻掘工程)第36卷第3期对钻杆受力状态的影响极为严重，有时会远远超过1．3．1钻杆柱上部受力钻杆许用疲劳强度，就可能发生钻杆折断事故。由拉力Q=qL一800=8．2×1500—800=11500kg弯曲应力计算公式w=1000dr／1知，其它条件不(其中q为每米钻杆质量，q=8．2kg)，拉应力，=