本技术涉及一种适用于复杂地层的轻量化钻杆及其钻进方法。该钻杆设计具有等距环形横截面,由圆弧和直线构成,两端配备螺纹接头以实现快速连接。该设计旨在提高钻探效率,降低作业难度,同时减轻设备重量,适用于多种复杂地质条件下的钻探作业。
背景技术
松软突出煤层、软硬复合地层、结核构造地层、超硬地层等复杂钻探环境的钻孔施工是公认的技术难题。由于复杂地质条件煤岩体强度低、松软破碎,钻进过程中,钻杆自重大导致钻孔孔壁变形量大、局部易失稳破坏及钻孔轨迹偏斜严重,钻孔施工难以进行。国内外矿井试验应用了钢制钻杆、铝合金钻杆和复合材料钻杆。铝合金钻杆存在硬度低、易磨损,容易在使用过程中产生划痕、磨痕和拉断等失效形式,以及与钢接头连接不可靠等缺点;而复合材料结构多样、硬度各异,并且复合材料钻杆价格为普通钻杆的3倍左右,增加了成本。综合对比,钢制钻杆仍然是最为有效、最为经济的钻进工具,但目前钢制钻杆存在自重大,导致其摩擦阻力大,钻进过程中,卡钻、断钻现象频繁,致使钻孔深度浅、钻进效率低。因此,常规的钢制钻杆、铝合金钻杆和复合材料钻杆并不适用于地质条件复杂的松软煤岩区域,亟需开发一种新型钻具,即具有轻量高强特点,从而减轻工作人员劳动强度,同时又能够有效降低钻杆的旋转阻力,间接降低钻机动力损耗。
实现思路