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钻杆承受的基本载荷有:
1)拉力和压力。钻进过程中,钻杆向钻头施加轴向压力时钻杆受压,提钻时钻杆受拉。在处理孔内事故进行起拔时,钻杆会受到较大的拉力。
2)扭转。由于钻杆的主要功能就是承受或传递扭矩,因而使得钻杆处于受扭状态,产生扭应力。特别是在处理孔内事故时(中心通缆式钻杆在处理孔内事故时可以回转),钻杆突然停止回转,此时钻机等设备的回转部分和钻杆柱的回转动能使钻杆受到扭转冲击,产生很大的扭应力。
在常规钻进施工中,由于钻杆在离心力以及轴向压力作用下失稳,产生弯曲,钻杆柱内部产生弯曲应力。在施工定向孔的过程中,需要不断地调整钻孔轨迹,会引起钻杆在孔内的弯曲变形。弯曲的钻杆柱进行回转时,钻杆内产生的交变应力易引起钻杆的疲劳破坏。
4)弹性振动。钻杆柱是一个弹性系统,在弯曲及扭转等因素的复合作用下,会发生纵向和横向振动。严重时,钻杆柱的振动使得钻机等配套设备受迫振动,影响钻具及配套设备的寿命。
中心通缆式钻杆的工作条件
中心通缆式钻杆组成的钻杆柱是一个弹性系统,在定向钻进过程中钻杆所受载荷的大小和方向变化,中心通缆式钻杆在三维空间中承受着复杂交变的拉、压、扭、弯曲、振动等载荷,加上磨损腐蚀等作用,在经过一段时效后很可能在应力集中部位断裂。同时,伴随着地质条件的变化以及卡钻、埋钻等事故的发生,钻杆的受力情况将变得更为复杂。中心通缆式钻杆的工作条件决定了中心通缆式钻杆将是钻进过程中受力复杂、工况恶劣的部件。
中心通缆钻杆
定向钻进是利用钻孔自然弯曲规律或采用人工造斜工具使钻孔按设计要求延伸钻到预定目标的一种钻进方法。也可以解释成为了钻达到一个预定的地下目标,使井眼在特定方向偏斜的工艺和科学。定向钻进技术是目前世界上前端的钻进方法,它具有GDS导向系统,通过孔外计算机监测,可以按照预先设计的钻进轨迹钻进至位置。这对瓦斯抽放、煤气层开发、紧急救援、探测排放采空区积水及地质构造等,有着无可比拟的性。