螺旋鉆桿從螺紋部位斷裂原因的分析
鉆桿螺紋是按MTT 521-2006 標(biāo)準(zhǔn)加工的圈錐形三角螺紋(其錐度K=1:16,每英寸10扣,牙形角為60°)。鉆進(jìn)中的鉆桿螺紋要承受拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)及它們的合成應(yīng)力的作用,并在螺紋部位產(chǎn)生應(yīng)力集中,因此,多在螺紋部位發(fā)生斷裂。當(dāng)鉆桿與接手螺紋連接符合要求時,由于鉆桿螺紋尾部的截面是突變斷面,斷裂多在此處發(fā)點。而近年來,現(xiàn)場鉆桿斷裂常發(fā)生在螺紋中部接近錐體小頭第5扣處,而且事故比較頻繁,給鉆探施工造成示少困難。因此,探討鉆桿出現(xiàn)這種斷裂現(xiàn)象的原因及其解決辦法,成了不可忽視的一個課題。本文就此問題進(jìn)行初步探討。
螺旋鉆桿的連接方式有法蘭盤式和接頭式兩種。法蘭盤式靠連接螺栓傳遞軸向壓力和回轉(zhuǎn)力矩;接頭式連接又分插接式、牙嵌式和螺紋式。
插接式采用不同形狀的公母接頭插接后再加穿銷。公母接頭的截面形狀有兩方、三角形、四邊形和六方形等,靠接觸面?zhèn)鬟f扭矩,以銷軸傳遞軸向力;牙嵌式連接采用牙嵌式接頭,以其牙齒和牙槽對正插入后,再用銷釘或螺栓連接,以牙嵌傳遞扭矩,以銷釘或銷栓承受軸向力;螺紋式連接則是在鉆桿兩端加焊公母接頭承受軸向力。此種螺紋連接安全可靠,但其缺點是不允許反轉(zhuǎn)卸土;扭矩過大時不易拆開。
地質(zhì)螺旋鉆桿桿體選用地質(zhì)合金鋼管,鉆桿接頭選用合金結(jié)構(gòu)鋼,經(jīng)真空調(diào)質(zhì)處理,大大提高了抗疲勞強(qiáng)度和抗剪切強(qiáng)度。選用的摩擦焊焊接生產(chǎn)工藝,鉆桿具有抗彎強(qiáng)度高,焊接牢固等特點。