地质钻杆低应力脆断的原因、危险性及相关注意事项
发布时间:
2025-12-24
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地质钻杆低应力脆断在整个钻柱失效案例中占比颇高，且具备极强的危险性，此类断裂现象在钻杆及钻柱转换接头中均有发生，例如钻杆焊缝的脆性断裂、钻挺及钻柱转换接头螺纹部位的脆性断裂等。此类断裂多由疲劳损伤引发，其显著特征为断裂前无宏观前兆，常规检测手段难以察觉，易在无预警状态下引发灾难性事故，因此低应力脆断被列为最危险的断裂形式之一。
一、钻杆定期保养与使用规范
1.定期开展保养维护：需要结合使用环境及空气湿度设定合理保养周期，定期对钻杆进行防锈涂油、防尘处理，保障钻杆表面状态良好。
2.匹配适配钻机参数：钻杆使用需严格控制在钻机额定钻距范围内，依据钻距技术参数及钻机型号，选用规格相匹配的钻杆，避免超负荷使用。
3.新型煤钻杆特性与适用场景：新型煤钻杆系列产品在老式麻花煤钻杆基础上优化而成，采用优质钢管与T型钢带焊接结构，通过先进预应力缠绕焊接工艺制造。产品具备重量轻（较老式麻花钻杆减轻45%）、进尺速度快、粉尘产生量小、垂直向下钻孔无岩屑残留、成孔清晰等优势；杆体可与钻尾分离倒头使用，有效延长使用寿命，采用弹簧销或螺纹连接方式，操作便捷高效。分为单螺旋叶片、复式螺旋叶片两种类型，涵盖通水型与干式型。
4.钻杆与钻头配套使用要求：钻杆与钻头配套使用时，通常钻头直径应大于钻杆直径；钻进过程中需实时关注钻机及钻杆运行状态，若出现卡钻、抱死等异常情况，应立即停钻或回钻后缓慢钻进，防止钻杆发生弯曲变形。
5.密封与连接检查保养：钻杆通风或通水作业时，需确保钻杆连接紧密；若钻杆配备O型密封圈等密封件，需定期检查密封件使用状态，发现破损、腐蚀等问题及时更换，钻进作业完成后，需对密封件进行保养清理。
6.钻杆连接操作规范：钻进前需手动完成钻杆连接，确保配合紧密，严禁直接使用钻机上钻，避免对钻杆造成机械损伤。
二、断轴原因分析
1.结构与受力因素：传动轴受自身结构强度限制，且长期承受交变应力，是钻具强度的薄弱环节，在复合钻进状态下，其工作受力环境更为恶劣，易引发失效。
2.材质与工艺因素：轴体选材不合理，或热处理工艺存在缺陷，导致自身机械强度达不到使用要求，承载能力不足。
3.疲劳损伤因素：传动轴长期处于交变载荷作用下，逐渐产生疲劳裂纹，裂纹持续扩展后引发断裂。
4.结构设计因素：轴体螺纹退刀槽或变径部位过渡设计不合理，形成应力集中，此处易成为断裂始发点。
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