總之,進(jìn)水平千米定向鉆機(jī)在煤礦井下的使用,滿足了煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)與裝備之急需,實(shí)現(xiàn)了井下瓦斯抽采鉆孔從“無控鉆進(jìn)”到“定向鉆進(jìn)”的跨越,在我國煤礦瓦斯抽采技術(shù)領(lǐng)域起到了引導(dǎo)和示范作用,尤其推動(dòng)了我國煤炭行業(yè)瓦斯治理的技術(shù)進(jìn)步,完善了煤礦治理瓦斯的技術(shù)手段。千米定向鉆進(jìn)技術(shù)具有很大的技術(shù)優(yōu)勢和推廣應(yīng)用前景,可以為礦井的瓦斯等災(zāi)害治理提供根本的技術(shù)途徑。

1.中心通纜式鉆桿的主要功能
中心通纜式鉆桿是定向鉆進(jìn)裝備的重要組成部分,是定向鉆進(jìn)過程中受力復(fù)雜、工況惡劣的部件,其主要功能有:
1)鉆進(jìn)時(shí)傳遞鉆機(jī)施加給鉆頭的軸向壓力,承受孔底馬達(dá)的反扭矩;
2)起下鉆具時(shí)傳遞鉆機(jī)對鉆具施加的推拉力;
3)作為介質(zhì)通道,向孔底輸送沖洗液。
為了方便孔內(nèi)事故的處理,中心通纜式鉆桿既可用來進(jìn)行定向鉆進(jìn)施工,也可進(jìn)行常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)施工。因此,中心通纜式鉆桿還應(yīng)滿足常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)向鉆頭施加扭矩的要求。

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。

鉆桿承受的基本載荷有:
1)拉力和壓力。鉆進(jìn)過程中,鉆桿向鉆頭施加軸向壓力時(shí)鉆桿受壓,提鉆時(shí)鉆桿受拉。在處理孔內(nèi)事故進(jìn)行起拔時(shí),鉆桿會(huì)受到較大的拉力。
2)扭轉(zhuǎn)。由于鉆桿的主要功能就是承受或傳遞扭矩,因而使得鉆桿處于受扭狀態(tài),產(chǎn)生扭應(yīng)力。特別是在處理孔內(nèi)事故時(shí)(中心通纜式鉆桿在處理孔內(nèi)事故時(shí)可以回轉(zhuǎn)),鉆桿突然停止回轉(zhuǎn),此時(shí)鉆機(jī)等設(shè)備的回轉(zhuǎn)部分和鉆桿柱的回轉(zhuǎn)動(dòng)能使鉆桿受到扭轉(zhuǎn)沖擊,產(chǎn)生很大的扭應(yīng)力。