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《地質(zhì)螺旋鉆桿：高扭矩深孔鉆探的高效排渣解決方案》

發(fā)布時間：

2025-05-30

在中硬以上地質(zhì)條件的深孔鉆探施工中，排渣效率與鉆孔穩(wěn)定性是決定工程質(zhì)量的核心要素。地質(zhì)螺旋鉆桿通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與工藝升級，在傳統(tǒng)地質(zhì)鉆桿高扭矩性能基礎(chǔ)上集成螺旋排渣功能，為復雜地層的深孔作業(yè)提供了高效可靠的技術(shù)方案。?
一、核心結(jié)構(gòu)設(shè)計與技術(shù)原理?
地質(zhì)螺旋鉆桿采用 "高強度桿體 + 差異化螺旋葉片" 的復合結(jié)構(gòu)設(shè)計：主體選用優(yōu)質(zhì)地質(zhì)專用合金鋼管，經(jīng)高壓成型與真空調(diào)質(zhì)處理，形成高強度抗扭基體；外附螺旋葉片通過摩擦焊接工藝與桿體精密結(jié)合，其螺距、螺旋角及葉片高度根據(jù)不同地質(zhì)條件優(yōu)化設(shè)計，構(gòu)建高效排渣通道。?
作業(yè)時，鉆桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力與螺旋升力協(xié)同作用，將鉆孔內(nèi)巖屑、煤粉等鉆渣沿葉片表面快速輸送至孔外，避免渣體堆積導致的卡鉆風險。這種 "動力傳輸 + 排渣一體化" 設(shè)計，突破了傳統(tǒng)鉆桿依賴泥漿循環(huán)排渣的局限，尤其適用于缺水或復雜地層環(huán)境。?
二、多元連接體系與規(guī)格適配?
鉆桿提供三種標準化連接形式，滿足不同鉆機設(shè)備的接口需求：?
  • 螺紋連接型：平扣規(guī)格涵蓋 Φ34.0mm、Φ42.0mm、Φ50.0mm，錐扣規(guī)格包括 Φ63.5mm、Φ73.0mm、Φ89.0mm，適用于常規(guī)深孔鉆探的快速拆裝與扭矩傳遞；?
  • 四方連接型（F24、F26、F30、F32）與六方連接型（B34、B35、B41、B45、B55 等）：采用多邊形接口設(shè)計，顯著提升抗扭強度，適用于高轉(zhuǎn)速、大扭矩工況，有效減少連接部位的疲勞損傷。?
三、差異化性能優(yōu)勢與工程價值?
（一）材料工藝升級保障可靠性?
  • 高強度基體：桿體與接頭均采用優(yōu)質(zhì)合金材料，經(jīng)整體表面硬化處理，抗彎強度提升 30% 以上，抗疲勞壽命較傳統(tǒng)鉆桿延長 40%，顯著降低深孔作業(yè)中的斷裂風險；?
  • 精密制造工藝：螺紋加工采用自動化設(shè)備精準控制牙型精度，配合焊接區(qū)的無損檢測技術(shù)，確保連接密封性與整體力學性能的一致性。?
（二）螺旋結(jié)構(gòu)的地質(zhì)適配性?
  • 中硬地層專用設(shè)計：高螺旋葉片（大螺距、高葉片）通過強導流作用快速排出硬巖碎屑，適用于 f≥6 的巖層深孔鉆探，成孔深度可達 500 米以上，排渣效率較普通鉆桿提升 25%；?
  • 松軟地層優(yōu)化方案：低螺旋葉片（小螺距、薄葉片）減少對孔壁的擾動，適用于松軟煤層或破碎地層的瓦斯抽放鉆孔，有效降低卡鉆概率，成孔率提升至 95% 以上。?
（三）施工效率與成本優(yōu)化?
免泥漿排渣的特性大幅簡化施工現(xiàn)場布置，減少配套設(shè)備投入；高效排渣能力避免重復掃孔作業(yè)，單孔施工周期縮短 20%-30%，綜合成本降低 15% 以上。?
四、應用場景與技術(shù)標準?
該鉆桿適用于煤礦瓦斯抽放、金屬礦勘探、工程地質(zhì)勘查等中硬以上地層的深孔作業(yè)，尤其在以下場景展現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢：?
  • 煤礦瓦斯抽采：松軟煤層鉆孔中保持孔壁穩(wěn)定，提升瓦斯抽放通道的長期有效性；?
  • 金屬礦深孔勘探：高扭矩傳輸確保硬巖鉆進效率，螺旋排渣避免巖芯堵塞；?
  • 水文地質(zhì)勘查：復雜裂隙地層中實現(xiàn)連續(xù)排渣，保障數(shù)據(jù)采集的完整性。?
產(chǎn)品設(shè)計遵循行業(yè)標準，經(jīng)測試驗證可在抗壓強度≤80MPa 的地層穩(wěn)定作業(yè)，各項力學性能指標均達到國際同類產(chǎn)品先進水平。?
五、技術(shù)創(chuàng)新與行業(yè)意義?
地質(zhì)螺旋鉆桿通過結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計，實現(xiàn)了深孔鉆探中動力傳輸與排渣效率的雙重突破。其差異化的螺旋葉片配置與多元連接體系，構(gòu)建了覆蓋全地質(zhì)類型的解決方案，推動鉆探技術(shù)從 "依賴輔助排渣" 向 "主動高效排渣" 升級，為資源勘探、災害防治等工程領(lǐng)域提供了可靠的裝備支撐，具有顯著的工程應用價值與市場推廣潛力。