中心通纜式鉆桿的工作條件
中心通纜式鉆桿組成的鉆桿柱是一個(gè)彈性系統(tǒng)，在定向鉆進(jìn)過程中鉆桿所受載荷的大小和方向變化，中心通纜式鉆桿在三維空間中承受著復(fù)雜交變的拉、壓、扭、彎曲、振動(dòng)等載荷，加上磨損腐蝕等作用，在經(jīng)過一段時(shí)效后很可能在應(yīng)力集中部位斷裂。同時(shí)，伴隨著地質(zhì)條件的變化以及卡鉆、埋鉆等事故的發(fā)生，鉆桿的受力情況將變得更為復(fù)雜。中心通纜式鉆桿的工作條件決定了中心通纜式鉆桿將是鉆進(jìn)過程中受力復(fù)雜、工況惡劣的部件。
總之，進(jìn)水平千米定向鉆機(jī)在煤礦井下的使用，滿足了煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)與裝備之急需，實(shí)現(xiàn)了井下瓦斯抽采鉆孔從“無控鉆進(jìn)”到“定向鉆進(jìn)”的跨越，在我國煤礦瓦斯抽采技術(shù)領(lǐng)域起到了引導(dǎo)和示范作用，尤其推動(dòng)了我國煤炭行業(yè)瓦斯治理的技術(shù)進(jìn)步，完善了煤礦治理瓦斯的技術(shù)手段。千米定向鉆進(jìn)技術(shù)具有很大的技術(shù)優(yōu)勢和推廣應(yīng)用前景，可以為礦井的瓦斯等災(zāi)害治理提供根本的技術(shù)途徑。
中心通纜鉆桿與定向鉆機(jī)配套在鉆探工程中應(yīng)用及其廣泛，如鉆孔糾斜；補(bǔ)取巖礦芯；繞過事故孔段或復(fù)雜孔段；避開地面障礙；一孔多分支；勘探陡斜礦體；煤層瓦斯抽放或煤層氣開采；礦山豎井特定位置區(qū)域水文地質(zhì)與工程地質(zhì)勘查；開挖鋪設(shè)地下管線等。但就煤礦而言，在瓦斯防治與開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用也是多方面的,如進(jìn)行區(qū)域性本煤層瓦斯預(yù)抽放、掘進(jìn)預(yù)抽、抽放采空區(qū)瓦斯、非開采層瓦斯預(yù)抽等,不但能減少瓦斯防治與開發(fā)的投資成本,還能提高抽放濃度,為瓦斯的利用提供質(zhì)量保障。
鉆桿承受的基本載荷有:
1)拉力和壓力。鉆進(jìn)過程中，鉆桿向鉆頭施加軸向壓力時(shí)鉆桿受壓，提鉆時(shí)鉆桿受拉。在處理孔內(nèi)事故進(jìn)行起拔時(shí)，鉆桿會(huì)受到較大的拉力。
2)扭轉(zhuǎn)。由于鉆桿的主要功能就是承受或傳遞扭矩，因而使得鉆桿處于受扭狀態(tài)，產(chǎn)生扭應(yīng)力。特別是在處理孔內(nèi)事故時(shí)(中心通纜式鉆桿在處理孔內(nèi)事故時(shí)可以回轉(zhuǎn))，鉆桿突然停止回轉(zhuǎn)，此時(shí)鉆機(jī)等設(shè)備的回轉(zhuǎn)部分和鉆桿柱的回轉(zhuǎn)動(dòng)能使鉆桿受到扭轉(zhuǎn)沖擊，產(chǎn)生很大的扭應(yīng)力。
