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矿用钻杆匹配方法研究

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0引言随着钻探深度要求不断提高,钻探勘测情况愈加复杂。目前,钻探孔的最大深度已达到1881m,而每根钻杆的长度是有限的,因而当一根钻杆进入工作面后,需要钻机停机,继而加接新的钻杆,以保证钻机继续工作。同样,当钻孔任务完成后,又需要将连接在一起的钻杆逐根拆卸。如此反复,使得不同规格尺寸的钻杆散乱堆放,这样既容易导致钻杆腐蚀生锈,钻杆使用寿命缩短,也不便于下次钻探时液压钻机自动送杆与加接。国内科研单位对钻杆库进行了广泛研究,但各种研究停留在相同规格尺寸的钻杆层面,没有对散乱堆放的不同规格尺寸的钻杆筛选提出相应的解决方案。针对上述问题,本文旨在设计出一种新型钻杆筛选装置,将相同规格尺寸的钻杆存储在同一钻杆匣子中,从而提高钻杆存放空间利用效率,对液压钻机自动送杆装置的研究也有重大意义。1钻杆箱和钻杆排出控制装置结构设计1.1钻杆箱设计箱体由3部分组成:外壳、支撑板、进出口。钻杆箱侧视图如图1所示。图1钻杆箱侧面机构示意图尺寸设计:箱体的外壳采用一定厚度的板材,通过螺栓联接或直接采用焊接相连接。箱体大小可以根据钻杆的型号和尺寸进行选择,此设计根据ZDY4000S型液压钻机进行选材设计,与之配套的钻杆最大直径准73mm,故以准73mm液压钻杆为基础进行设计。箱体的内部宽度与钻杆的长度相对应,井下钻杆长度一般500~3000mm,设计时箱体的内部宽度选择1000mm。箱体的内部长度和高度决定了它的存储量,初步设计时设定箱体的内部长度1200mm,钻杆外径准73mm,每层可以摆放15根钻杆。箱体的高度可以根据井下的条件视具体情况而定。箱体内钻杆摆放需要隔离开,故2层之间加入1个隔板使钻杆分离开来,隔板厚度10mm,长度1100mm。隔板与箱体通过螺栓联接,可以根据钻杆的直径来调节隔板间的距离,每个钻杆箱就可以摆放不同直径的钻杆,这样同一种工具能多次反复利用,增加了工具的利用率。隔板一端与外壳相连,另一端悬空,两端之间设置适当坡度,使钻杆在自身重力的作用下沿着斜坡向前滚动,实现自动送杆,不需要任何动力装置,节约了能量。但坡度不能过大,否则会加大每层之间的间隔距离,不利于箱体空间的充分利用;同时,坡度也不能过小,这样不能克服钻杆自身重力带来的摩擦力,钻杆便不会沿着隔板斜坡向前滚动,无法实现自动送杆的功能。钻杆的进入口在箱体的顶部,箱体的上部盖板能拆卸,直接把钻杆摆放在顶层隔板上钻杆自动

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