中心通纜鉆桿又稱做隨鉆測(cè)量鉆桿,主要用于搭配千米定向鉆機(jī)進(jìn)行深孔鉆進(jìn)。
中心通纜式鉆桿是孔底測(cè)斜單元與孔口測(cè)斜設(shè)備之間的信號(hào)傳輸裝置,是定向鉆進(jìn)順利實(shí)施的重要配套鉆具,主要應(yīng)用于煤礦井下定向鉆進(jìn)、煤礦井下回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)以及其他地質(zhì)受控定向鉆進(jìn)工況。
隨鉆測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)傳輸方式分為有線(電纜)和無線兩種。中心通纜式鉆桿作為有線(電纜)傳輸方式可直接向孔底傳感器供電,實(shí)現(xiàn)孔底與孔口設(shè)備之間的雙向通訊,實(shí)時(shí)性好、數(shù)據(jù)傳輸率高。同時(shí)中心通纜式鉆桿解決了以往產(chǎn)品電纜與鉆桿聯(lián)接以及電纜之間聯(lián)接的安裝問題,能夠有線(電纜)隨鉆測(cè)量系統(tǒng)信號(hào)的傳輸。

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。

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。

在常規(guī)鉆進(jìn)施工中,由于鉆桿在離心力以及軸向壓力作用下失穩(wěn),產(chǎn)生彎曲,鉆桿柱內(nèi)部產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。在施工定向孔的過程中,需要不斷地調(diào)整鉆孔軌跡,會(huì)引起鉆桿在孔內(nèi)的彎曲變形。彎曲的鉆桿柱進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí),鉆桿內(nèi)產(chǎn)生的交變應(yīng)力易引起鉆桿的疲勞破壞。
4)彈性振動(dòng)。鉆桿柱是一個(gè)彈性系統(tǒng),在彎曲及扭轉(zhuǎn)等因素的復(fù)合作用下,會(huì)發(fā)生縱向和橫向振動(dòng)。嚴(yán)重時(shí),鉆桿柱的振動(dòng)使得鉆機(jī)等配套設(shè)備受迫振動(dòng),影響鉆具及配套設(shè)備的壽命。