松软突出煤层具有煤质松软，渗透性差，瓦斯含量高、压力大等特点，瓦斯抽放钻孔施工过程中，容易发生喷孔、塌孔、抱钻等孔内事故，导致钻孔成孔深度浅、成孔率低、瓦斯抽采效果差[1-2]等问题，已成为煤矿安全高效开采亟待解决的难题。

在长期的钻探实践中，国内煤矿企业逐渐形成中（常）风压钻进技术和干式钻进技术进行松软煤层钻探施工，并取得了明显效果[3-10]。中（常）风压钻进技术原理是煤、岩地层经钻头破碎以后，在风力携带运移过程中被螺旋钻杆翼片反复破碎成粉末状，直至排出孔口，常用的风压钻进技术钻具组合是φ94 mm PDC钻头+φ73/63.5 mm宽翼片螺旋钻杆。干式钻进技术原理是钻机回转器所产生的动力通过主动钻杆传递给螺旋钻杆至钻头，孔底及孔壁产生的钻屑由螺旋翼片推移式前进输送，直至排出孔口，常用的干式钻进技术钻具组合是φ110 mm硬质合金钻头+φ100/63.5 mm插接式螺旋钻杆。

师：为更方便地使用工具，有必要对量角工具进行适当改造。如：标上刻度，把刻度线统一长度，去除边角和太过密的射线。

但是，在一些富含硫铁矿结核的松软突出煤层钻孔施工时，上述2种钻杆配套相关工艺施工效果并不理想。宽翼片钻杆缺陷主要表现为：①硫铁矿结核密度高、硬度大，不仅不能被螺旋翼片破碎，也不易被风压携带，极易在钻孔环空形成积聚，造成卡钻、抱钻事故；②硫铁矿结核在孔壁下侧形成积聚，会不断抬高钻杆改变钻孔倾角，导致煤层钻遇率降低，从而影响了瓦斯抽放效果；③采用螺纹联接，不能反转，导致处理孔内事故时手段单一。插接式螺旋钻杆的不足主要表现为：①钻杆翼片窄，对孔壁刮切作用明显，钻孔稳定性差；②硫铁矿结核易卡在钻杆翼片之间，导致排粉困难，造成卡钻事故。此外，目前螺旋钻杆翼片与心杆普遍采用人工热熔焊接工艺，易出现焊缝“过焊”和“虚焊”[1]，进而造成施钻过程中钻杆沿翼片焊缝断裂或脱焊现象。为了解决以上问题，借鉴2种类型钻杆现场使用情况，提出了螺旋钻杆加工新思路，研制出插接密封式宽翼片螺旋钻杆。

1 钻杆设计

钻杆整体设计原则基于3个方面：①优先考虑与现场在用的ZDY3000LG型钻机的适用性，即钻杆的使用无需对现有的钻机进行改造，不会增加钻探施工程序和工人劳动强度；②保证钻杆包括接头、心杆、公母接头与心杆摩擦焊区及翼片与心杆热熔焊区的整体强度；③实现翼片机械排粉与井下风压排粉的复合排粉功能。具体设计如下：

上述认识误区都源于我们对公安信息化的本质没有弄清楚。公安信息化本质上就是公安机关采集、管理和使用警务信息的过程。从这个意义上说，警务从诞生那一刻起就从来没有离开过公安信息化，变化的只不过是采集、管理和使用警务信息的工具，该工具由最初的手工管理的体力劳动，逐渐被通信手段、计算机及其网络所代替。因此，公安信息化的核心不是计算机及其网络等现代信息技术的推广应用，而是利用这些技术提升公安机关采集、管理和使用警务信息的工作效能，进而提升公安工作的整体效能。

2）心杆设计。采用R780钢级及以上的φ60.3 mm×8 mm无缝钢管，保证杆体强度；为方便加接、拧卸和运输，钻杆有效长度设计为1.5 m。

以上这些，在今人解读《燕丹子》之时，还是自觉或不自觉地会受到它们的影响。故此，不辞琐碎，一一拈出，以示存照。

3）螺旋翼片结构设计。在常规宽翼片螺旋钻杆翼片结构基础上，大幅度增加螺旋翼片高度，提高钻杆螺旋槽装粉量；在常规插接式钻杆翼片结构基础上增加翼片宽度，降低施钻过程中螺旋翼片对孔壁的刮切作用；螺旋升角设计为20°，增强翼片机械排粉能力。3种钻杆螺旋翼片主要技术参数见表1。

 

表1 钻杆翼片主要技术参数

  

钻杆规格/mm翼片参数头数 密封形式螺距/mm 高度/mm 宽度/mm φ95/60.3 φ73/63.5 φ100/63.5 112 100 120 120 17 5 18 16 20 6插接密封螺纹密封无密封

2 关键工艺

试验期间共施工钻孔8个，成孔6个，另2个钻孔因停钻时间过长导致塌孔埋钻未能成孔。试验钻孔设计孔深90 m，实钻最大成孔深度为103.5 m，平均成孔深度近97 m；试验钻孔煤层钻遇率达到100%，平均钻进效率为10.4 m/h，纯钻进效率为18.3 m/h，试验钻孔孔口返渣基本无较大硫铁矿结核；在钻孔过程中遇到瓦斯喷孔、卡钻等现象，钻机能力大，钻杆能够正反转，处理了绝大部分的孔内事故；试验期间钻杆未发生断钻、翼片开裂或脱焊、弯曲变形等异常现象，经检测该批次钻杆仍可继续使用。

刚刚退休的爱荷华州立大学农学和毒理学教授杰夫·沃尔特（Jeff Wolt）则评价说：“基因编辑后造成的事故，既有可能发生在实验室中，亦有可能发生在自然界里，但即使如此也很少让农作物的培育者望而却步。如果这个事故真的发生了，可能会产生较大的负面影响，如造成生物生长停滞，产生新的过敏源和毒素，或使植物暴露于疾病之中。”而植物学家在20世纪60年代就已经尝到这个苦果。

1）接头设计。采用六棱锥插接配合方式，钻杆可正反转，提高孔内事故处理能力；公、母接头配合端面设计有密封圈弹性密封机构；此外，考虑到松软煤层快速下护孔筛管技术的使用，接头设计有常规通径和大通径2种。

2）接头与心杆相位摩擦焊接技术。摩擦焊接技术具有优质、高效、节能和无污染等特点，机械化程度高，生产效率高[11]。目前，煤矿井下钻杆普遍采用的焊接方式是先将公接头或母接头与心杆的一端摩擦焊接，然后再将母接头或公接头与心杆的另一端进行摩擦焊接。这种焊接方式会造成2根插接式钻杆联接以后，螺旋翼片不连续，施钻过程煤、岩粉颗粒易在此处聚集，导致孔内抱钻事故的发生。φ95/60.3 mm插接密封式宽翼片螺旋钻杆采用相位摩擦焊接技术，其焊接方式是将公、母接头同时与心杆进行摩擦焊接，焊接前将公、母接头相位对正并分别装置于焊机两侧夹具，焊接时焊机同时驱动两侧接头在摩擦压力作用下与心杆产生相对旋转，由此产生的机械摩擦热使接头与心杆焊接界面附近的金属产生粘塑性变形，此时工件被迅速制动并沿轴向施加顶锻压力，保压一定时间后，即可使公、母接头与心杆可靠地焊接为一整体，形成钻杆。采用相位摩擦焊接技术可以保证2根插接式钻杆联接以后螺旋翼片的连续性。

2015年12月5日至12月15日，φ95/60.3 mm 插接密封式宽翼片螺旋钻杆配套ZDY3000LG型高转速钻机和φ98 mm插接密封式胎体弧角钻头进行工业性试验。试验期间钻压控制在0～7 MPa；全程采用系统压风，钻场风压约0.3～0.4 MPa；风量根据孔口排粉情况适时调整；钻机转速控制在200～250 r/min。

试验地点位于义安矿二111080上巷，每隔1 m布置1个钻孔。根据二111100上巷及二111060下巷实际揭露情况分析，二111080工作面煤层整体变化不大，煤层赋存稳定，平均煤厚4.45 m，煤层煤质松软，坚固性系数为0.1～0.3，煤心中含有大量硫铁矿结核，属中高硫、特低磷、低中灰、高发热量、粉状贫煤，煤层透气性差，属于较难抽放煤层。

3 应用

3.1 工作面地质概况

4）翼片与心杆机器人热熔焊接技术。煤矿井下使用的螺旋钻杆其翼片与心杆普遍采用人工热熔焊接，对人员焊接工艺水平要求较高，实际加工过程中焊接质量的可控性与稳定性较差，不可避免的产生翼片“过焊”或者“虚焊”等现象[1]，导致施钻过程中发生钻杆断裂、翼片脱落等事故。插接密封式螺旋钻杆翼片与心杆采用机器人热熔焊接技术，机器人系统采用ABB工业机器人IRB12600+IRC5，焊接系统采用EWM焊机，通过程序控制，可完成工件的自动上料、自动焊接和自动下料工作[12]。

3.2 应用情况

3）摩擦焊区热处理工艺。为了消除摩擦焊后冷却过程中焊缝处出现的复杂的混合组织及焊接热影响区出现的软化区，改善焊区综合机械性能，需进行焊后热处理[11]。试验了中频热处理工艺和批量整体回火热处理工艺。结果表明2种热处理工艺均能满足煤矿井下钻杆性能要求。中频热处理工艺在焊缝均匀性、冲击韧性、组织晶粒度等方面优于整体回火工艺，但在塑性延伸强度、抗拉强度及效率等方面较整体回火热处理工艺低。综合考虑钻杆性能及生产效率，φ95/60.3 mm插接密封式宽翼片螺旋钻杆焊缝热处理选用批量整体回火热处理。

1）心杆直线度控制。为了保证公母接头与心杆摩擦焊接、螺旋翼片与心杆热熔焊接质量的可靠性和稳定性，需用校直机对心杆进行校直，直线度控制在1 mm/1.5 m。

4 结语

1）研制出的φ95/60.3 mm插接密封式螺旋钻杆具有良好的综合机械性能，实现了以翼片机械排粉为主风压排粉为辅的复合排粉方式，能够正反转，可直接与ZDY3000LG型高转速钻机配套使用，不会增加施工工序和工人劳动强度。

2）钻杆接头与心杆采用相位摩擦焊接技术，保证了2根钻杆连接后螺旋翼片连续，提高了钻杆翼片机械排粉能力；钻杆翼片与心杆采用机器人热熔焊接技术，解决了传统人工焊接方式存在的翼片“过悍”、“虚焊”现象，提高了焊缝质量的可靠性和稳定性。

3）现场试验表明：φ95/60.3 mm插接密封式螺旋钻杆在富含硫铁矿的松软突出煤层施工成孔效果好，与φ98 mm胎体弧角钻头配合使用在成孔深度、煤层钻遇率、成孔效率等方面优势明显。

4）需要注意的是施工过程中长时间停钻会增加塌孔埋钻的风险，严重时会压死钻杆造成钻孔报废，建议长时间停钻之前将孔内钻具提出孔外。

按:美尼埃病在临床是一种常引发眩晕的疾病,由于该病会反复发作,给患者带来强烈的痛苦感,采用西药治疗虽然有一定的治疗效果,但无法根除该病。该病的主要症状有眩晕以及呕吐,小柴胡汤可治疗这两种症状,所以在使用小柴胡汤进行治疗后获得了良好的成效。

参考文献：

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［3］ 冀前辉.松软煤层中风压空气钻进供风参数研究及除尘装置研制［D］.北京：煤炭科学研究总院，2009.

［4］ 胡振阳，李锁智，郭冬琼，等.螺旋钻进技术在松软煤层瓦斯抽采中的应用［J］.西部探矿工程，2008，38（7）：57-59.

［5］ 郭湧.宽叶螺旋钻中风压钻进技术在晋城某矿的应用［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2012，39（3）：48-51.

［6］ 刘勇，殷新胜，刘建林.松软煤层井下泡沫钻进工艺试验［J］.煤田地质与勘探，2014，42（6）：114-116.

［7］ 张宾.肋骨钻杆中风压钻进技术在顾桥矿的应用［J］.西部探矿工程，2011，36（7）：38-40.

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［9］ 孙新胜，王力，方有向，等.松软煤层筛管护孔瓦斯抽采技术与装备［J］.煤炭科学技术，2013，41（3）：74.

［10］ 郝永进，李乔乔，王毅，等.松软突出煤层复合排渣钻进技术试验研究［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2016，43（6）：22-25.

［11］ 朱世忠.石油钻杆的摩擦焊接和焊缝热处理工艺研究［J］.宝钢技术，2006（1）：52-55.

［12］ 王亚波，吴智峰，董萌萌，等.高速清枪系统在钻杆焊接工作站中的应用分析［J］.煤矿机械，2017，38（3）：121-122.