Подробный анализ различных типов бурильных штанг и основных мер предосторожности.
Круглые бурильные штанги, бурильные штанги для угольных скважин и бурильные штанги для горных пород — это широко используемые высокоточные изделия в горнодобывающей промышленности и добыче угля, поэтому их качество находится под пристальным вниманием. В процессе производства распространенной технической задачей является баланс между прочностью и ударной вязкостью. В то же время, поскольку наклонно-направленные и горизонтальные скважины все чаще заменяют часть традиционной работы по бурению вертикальных скважин, требования к производительности бурильных штанг стали более высокими. В реальных условиях эксплуатации неизбежны и некоторые повреждения бурильных штанг.
Спиральные буровые штанги разработаны на основе высокооборотных геологических буровых штанг и изготавливаются с одно- или двухспиральными лопастями с использованием предварительно напряженной намотки и полностью автоматизированных процессов сварки. Изделия диаметром 42 мм и менее обычно классифицируются как спиральные буровые штанги. Геологические спиральные буровые штанги диаметром до 73 мм могут напрямую использоваться с различными буровыми установками для подземных горных работ без изменения существующих методов работы. Установка может напрямую зажимать внешнюю цилиндрическую поверхность как для бурения, так и для замены штанги, что упрощает и повышает эффективность работы, значительно снижая трудозатраты.
Геологические спиральные буровые штанги в основном подходят для глубокого бурения в среднетвердых и твердых породах и обеспечивают эффективное удаление бурового шлама. Стандартные спиральные буровые штанги лучше подходят для разведочного бурения в угольных пластах и приугольных формациях, поскольку они имеют меньший вес, более простое соединение и более быструю транспортировку бурового шлама. В практической работе следует придерживаться принципа выбора стали наименьшего возможного класса, которая все еще соответствует требованиям к прочности. Выбор бурового инструмента на основе реальных полевых условий может снизить затраты на закупку и уменьшить вероятность несчастных случаев на строительстве.
В зависимости от профиля резьбы соединения бурильных штанг обычно делятся на четыре типа: внутреннее заподлицо (IF), полное заглубление (FH), стандартное (REG) и нумерованное соединение (NC). Правильное резьбовое соединение должно удовлетворять трем основным условиям: совпадению размеров, идентичному типу резьбы и правильной совместимости наружной и внутренней резьбы. Основной принцип работы спиральной бурильной штанги следующий: энергия в основном обеспечивается буровым раствором и системой двигателя. Буровой раствор, перекачиваемый грязевым насосом, протекает через бурильную колонну в гидравлический двигатель спиральной бурильной штанги. Между входом и выходом двигателя образуется перепад давления, приводящий в движение вращение ротора. Затем крутящий момент и скорость передаются через универсальный вал и приводной вал к долоту для завершения бурения.
В процессе производства сырье сначала проходит неразрушающий контроль качества, после чего производится сварка корпуса стальной трубы и соединений инструмента. После сварки проводится термообработка и окончательная обработка сварных швов для снятия остаточных напряжений в сварных соединениях. Перед покраской и упаковкой готовых буровых штанг необходимо провести несколько проверок, включая измерение твердости, испытание под давлением и неразрушающий контроль, чтобы обеспечить соответствие стандартам качества. Горнодобывающие стальные трубы и круглые стальные трубы проходят несколько этапов механической обработки, прежде чем стать готовыми буровыми штангами. Сначала труба утолщается для увеличения толщины стенки, затем нарезается резьба и наносится слой медного покрытия для повышения прочности и общих эксплуатационных характеристик.
Корпус буровой штанги обычно изготавливается из специальной геологической легированной стали, а соединительные элементы – из легированной конструкционной стали. После вакуумной закалки и отпуска прочность на усталость и сопротивление сдвигу могут быть значительно улучшены. Передовые процессы сварки трением обеспечивают буровым штангам высокую прочность на изгиб и надежную сварку. При использовании буровой штанги для бурения отверстий под анкерные кабели в боковых стенках угольная или каменная пыль выгружается вдоль винтовых канавок, что снижает или исключает необходимость в пылеудалении с помощью воды. При проходке выработок под наклоном вниз это также помогает уменьшить скопление воды в забое. В сочетании с пневматическими буровыми установками для добычи угля буровые штанги могут значительно повысить как скорость проходки тоннелей, так и качество строительства.
При использовании необходимо соблюдать следующие меры предосторожности. Ни при каких обстоятельствах не смешивайте буровые штанги с разными типами резьбы. Даже штанги с одинаковым номинальным типом резьбы от разных производителей не следует смешивать, поскольку различия в технических характеристиках, методах обработки, инструментах и оборудовании неизбежно приводят к различиям в допусках и посадке резьбы, создавая риски для безопасности. Не смешивайте штанги со значительными различиями в сроке службы или степени износа, так как это также может увеличить эксплуатационные риски. При обнаружении локального повреждения резьбы, например, на одном-двух витках на протяжении примерно 10 мм, незамедлительно устраните его перед повторным использованием, чтобы обеспечить безопасную работу.
