煤矿用钻杆断裂原因及解决措施浅析
试分析钻杆管体横向开裂的原因和解决方法
学性能试验定义方法以及ASTM E23中对金属材料的缺口试验标准做了拉伸和冲击试验。
从实验结果得知，本次断裂的钻杆在力学性能上与API SPEC 5DP 中的钻杆规范完全相符。
3.3 金相最后笔者又对钻杆的开裂部位做取样进行了金相分析，从中得出管内存有许多裂纹，在裂纹的两侧部位没有发现氧化与脱碳现象。
4 分析结果本文以一宗钻杆开裂事故为研究对象，对开裂钻杆化学成分与力学性能进行了初步的检查，得出钻杆本身没有任何问题。
之所以出现了钻杆断裂，主要是因为钻杆的工作环境对钻杆造成了较为严重的腐蚀。
通过对钻杆端口纹路分析得知断口最初出现在外壁，且断口的扩展区有着明显的疲劳辉纹。
外壁、钻杆都有微裂纹、腐蚀凹坑，得出钻杆的外壁裂纹与开裂断口有相同的性质。
内壁扩展区疲劳辉纹是腐蚀疲劳。
在钻杆壁出现的腐蚀物为氧化腐蚀物，所以钻杆腐蚀为氧化腐蚀。
钻井液是钻井过程中必须用到的物品，其循环系统为半敞开系统。
钻井液在除砂器、离心泵、振动筛、储罐通过时都会与和大气接触[1]。
大气中的部分氧气会在此过程中渗入钻井液成为游离氧。
因溶解氧强去极化作用导致即便氧的质量分数非常低，同样也会导致钻杆出现腐蚀问题，甚至造成严重的损伤[2]。
5 应对钻杆开裂的手段腐蚀是钻杆开裂最主要的原因[3]。
因此钻杆保养工作首先要做的就是为钻杆和钻井液提供更安全的工作环境，减少甚至是消除溶解氧对钻杆的腐蚀。
笔者建议定期对钻井液做脱氧处理在钻井液当中添加一定的缓腐蚀剂，提高钻井液的酸碱值，使其pH 值保持在10以上。
此外还要大力推广内涂层钻杆应用，做好钻杆堆放期的维护工作，以免存放不当引发钻杆出现腐蚀坑。
钻杆存放前必须清理钻杆内外的钻井液，当清洁结束后才可以堆放钻杆。
6 结语本次开裂的钻杆失效机理是腐蚀性疲劳，原因是钻杆的内外壁氧化腐蚀进而出现了腐蚀坑。
在交变应力作用下，钻杆内的腐蚀坑出现了疲劳裂纹，在疲劳裂纹不断扩张的作用下，导致钻杆出现了横向开裂问题。
钻杆断裂原因分析及预防措施——以陆丰13-1油田LF13-1—10A井钻杆为例
３ 通过对 在 该井 中使 用 的钻具 组合 与井 眼实际 测量 轨迹 模 拟计算 发 现 ，在钻 杆易 发生 疲劳 的 ７ ７ ） ０ ｍ
井段 附 近 。通 过将 普通 钻杆 更换 为 加重 钻杆 ，可 大大 延 长钻 具在 该井 段 的使用 寿命 『 。 ３ ］ ４ 在复杂 井 况条 件下 使用 钻杆 应相 应地 增 加对 钻 杆 检验 的控 制标 准 ，通 过 缩 短 检验 周 期 、增 加 监 ）
［ ］ 李 鹤 林 ．石 油 钻 柱 失 效 分 析 及 预 防 ［ ３ Ｍ］ ．北 京 ：石 油 工 业 出版 社 ，２ ０ ． ０８
［ 辑］ 萧 编
雨
弯 曲 应 力 ，并 长 时 间 承 受 循 环 应 力 而 导 致 钻 杆 发 生 纯 疲 劳 失 效 。
３ 钻杆 在使 用过 程 中 ，由于钻 速 非常低 ，进尺 缓 慢 。 曾遇起 下 钻 遇 阻严 重 ，采取 了划 眼 和倒 划 眼 ） 的方 式通 过 ，顶 驱憋停 次 数较 多 ，这都 使得 钻杆 在 取心 过程 中承 受较 大 的拉伸 和扭 转载 荷 ，长期 遭受 多
７ 建
Байду номын сангаас
议
１ 在该井 造 斜点 之上 同一 位置 附 近连续 发 生钻 杆 断 裂失 效 ，说 明造 斜 点 以下 附近 位 置 井 眼可 能 存 ） 在更 大 的异 常 ，钻杆 在该 处弯 曲可 能 比现有 数 据反 映 的情况 更严 重 。 因此 建议 对造 斜 点上下 位 置进行 更 精确 的测 井 。 ２ 该次 钻杆 断裂 位置 位 于造斜 井段 ， 由于在施 工 过程 中为 利 于早 点 偏 离 老井 眼 侧钻 出去 ，导 致 狗 ） 腿度 超过 设计 值 ，建议 在 施工 中对 于井 眼轨 迹较 复杂 的 井根据 实 际测 量轨 迹进 行钻 柱侧 向力 计算 ，并 做 相关 提示 ，以降低 由于井 眼全 角变 化率 较大 、井 段钻 杆 长期 承受 交变 应力 而导 致 的钻杆 疲劳 失效 事故 的
摩擦焊接钻杆焊缝断裂失效分析
摩擦焊接钻杆焊缝断裂失效分析运用金相显微镜、扫描电镜对摩擦焊接钻杆焊缝断裂失效进行了分析。
结果表明，碳化物分布不均匀导致调质处理后在钻杆接头中产生“带状组织”。
焊后不正确的热处理使焊缝组织中出现残存的条状分布的马氏体，此条状分布的马氏体使焊缝的强韧性下降，造成焊缝发生疲劳断裂失效。
改进热处理工艺后，消除了残存马氏体，提高了钻杆焊缝的强韧性，从而提高了钻杆的使用寿命。
石油钻杆是油田钻井机械的重要部件。
钻杆由钻杆接头和钻杆管体通过摩擦焊接而成，焊后进行正火或调质处理。
钻杆使用时承受很大的拉应力和扭矩，并经受强烈的震动和冲击。
合理的摩擦焊工艺和正确的焊后热处理可使焊缝力学性能满足行业标准［1］。
如果摩擦焊或焊后热处理工艺不当，钻杆使用时焊缝容易断裂，造成很大的经济损失。
现有现场使用断裂钻杆1根，需要进行失效分析，判定其失效原因，提出解决措施，以提高钻杆质量，避免断杆事故发生。
2 现场调研钻杆生产厂生产的钻杆采用的接头为外购件，材料为40CrMnMo钢，调质处理后硬度为285～319HB（30～35HRC）。
管体采用已使用过的钻杆切除已损坏的接头后的旧管体。
接头与管体采用摩擦压力25～30MPa和顶锻压力50～60MPa的摩擦焊进行焊接。
根据现场了解，摩擦焊工艺较稳定，一般情况下能保证焊接质量。
焊后钻杆经中频加热后冲去焊缝内翻边，然后用车床车去外翻边。
最终热处理工艺为：中频淬火＋中频加热回火。
规定的淬火加热温度为920℃，回火温图2 钻杆接头母材的金相组织×400腐蚀剂：4％硝酸酒精根据化学成分分析结果可知，该接头的材料为40CrMnMo钢。
接头母材的金相显微组织为回火索氏体，晶粒度为7～8级，沿接头轴向呈带状分布，显微组织不均匀。
白色区间显微硬度为183～188HV，黑色区间显微硬度为216～223HV。
黑色区间内含有较多的白色碳化物颗粒，用HR-150型洛氏硬度计测定其洛氏硬度值为31～36HRC，平均值为34HRC。
钻杆接头断裂失效原因分析与预防
石 油 矿 场 机 械
ＯＩ Ｆ ＥＬ Ｌ Ｉ Ｄ ＥＱＵＩ Ｍ Ｅ Ｐ ＮＴ
文 章 编 号 ： Ｏ０１ ４ ２（ ０１ ０ ０ ０ ０ ｌ ３ ８ ２ ２） ８ ０ ４ — ４
钻杆 接 头 断裂 失 效原 因分 析 与预 防
ＫＯＮＧ Ｘｕ — ｕ Ｉ Ｕ ｉ — ａ Ｍ Ａ ｎ ｑ ， ｅ ｙ ｎ， Ｉ Ｊ ｎ ｓ ｎ， Ｒｅ — ｉ ＹＵ ａ — ｉ ＹＵ ａ —ｏ ｇ Ｘｉｏ ｗｅ 。 Ｘｉ ｏ ｌ ｎ
（ ＣＮ（ Ｃ Ｅｎ ｒ Ｙ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ ＆ Ｓ ｒ ｉｅ ｐ ｒ ｉｉｎ ＆ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ Ｃｏ 。 ａ ｊｎ ３ ０ ５ Ｃ ｉａ） Ｘ） ｅｇ ｃ ｎ ｌｇ ｅｖ ｃｓＳｕ ｅ ｖ ｓｏ ｃ ｎ ｌｇ ． Ｔｉｎ ｉ ０ ４ ２， ｈ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｆｒ ｃ ｕ ｅ ｒ ａ ｏｎ ｏｆｔ ｒｌ ｐ ｐ ｕ ｒ ｎａ ｙ ｅ ｙ ｆ ａ ｔ ｅ ｍｏ ｐｈｏ ｏ ｎ ｈ ｍｉａ ｓ ｒ ｃ ： ａ ｔ ｒ ｅ ｓ ｈｅ ｄ ｉｌ ｉ ｅ ｓ ｂ ｗｅ ｅ ａ ｌ ｚ ｄ ｂ ｒ ｃ ｕｒ ｒ ｌ ｇｙ ａ ｄ ｃ ｅ ｃ ｌ
孔学云 ， 金山 ， 刘 马认 琦 ， 于潇 伟 ， 于小 龙
（ 海 油 能 源 发 展监 督监 理技 术公 司 ， 津 ３ ０ ５ ） 中 天 ０ ４ ２
摘 要 ： 杆接 头 断裂形貌 、 材料化 学成 分 、 相组 织 、 钻 原 金 力学性 能和 断 口处 Ｅ Ｓ微 观 能谱 分 析表 明， Ｄ 热 处理 调质 工 艺参 数 不合理使 材料 组 织没有 完全 转 变为 回 火 索氏体 组 织 ， 导致 钻 杆接 头的 强 度偏
措施 。
BRM-4型钻机钻杆发生断裂原因的分析及防止
设计制造
死 。这种地层往往接近终孔段 , 孔深且垂直度难以 保证 , 多呈波浪形或 “S ”形 , 而且常常因配重不 够 , 减压钻进操作难以得到保证 。钻杆在此种工况 下受力极其复杂 , 主要承受如图 2 所示的不对称交 变扭矩和轴向拉力或压力 ( 往往下部钻杆承受压 力 , 上部钻杆承受拉力 ) , 另因晃动和孔斜等引起 的侧向力作用 。由于交变扭矩比稳定扭矩对钻杆疲 劳强度的影响更大 , 所以有必要分别对钻杆在承受 非对称交变扭矩作用时的强度和承受最大冲击扭矩 作用时的静强度进行校核 , 计算如下 。 a1 钻杆在承受非对称扭矩作用下的强度计算 对钻杆疲劳强度影响最大的是变化的扭矩对钻 杆产生的交变剪应力 。为方便计算 , 暂对轴向力和 侧向力忽略不计 , 将钻杆近似看成是中心圆管受非 对称稳定交变扭矩作用 , 在钻杆中心管壁产生稳定 的非对称循环简单剪应力 , 如图 3 。 τ m= 剪应力幅 τ max - τ min = 2712MPa 2 45 号钢的剪切屈服极限 τ s = 180MPa , 对称循 环下剪应力极限 τ- 1 = 120MPa , 材料系数 ψ τ= 0, 钻杆外形系数 K τ 取 115 , 钻杆尺寸系数 ε τ 取 016 , 钻杆表面系数 β取 0165 。 τ α= 综合剪应力集中系数
017 × 7184 = 55kN・ m。
4 钻杆发生断裂损坏的原因及防止措施
通过上述计算 , 可以得出 : ① 一般工况下 , 钻 杆的抗拉强度安全系数为 414 , 这通常是钻杆强度 的设计依据 ; ② 在复杂工况下 , 遇到最大过载冲击 时钻杆的抗拉强度安全系数为 214 , 抗剪强度安全 系数为 2115 , 钻杆的强度是足够的 ; ③钻杆在承 受交变扭矩和频繁过载扭矩冲击作用下 , 按交变应 力计算 , 抗疲劳剪切安全系数仅为 1115 , 这正是 钻杆发生断裂损伤的根本原因 ; ④ 钻杆内应力非常 复杂 , 容易在钻杆法兰盘根部 、钻杆传扭筋与中心 管和法兰之间的焊缝热影响区等外形过渡处产生应 力集中 , 当峰值应力频繁作用在这些应力集中区 , 就造成了这些部位发生疲劳断裂 。钻杆的结构形式 也导致应力集中产生 , 这在其它型号的转盘式钻杆
钻杆：钻杆断裂的常见原因
钻杆：钻杆断裂的常见原因在钻井过程中，钻杆是连接钻头和钻机的重要部件。
钻杆的质量和牢固程度直接关系到钻井进度和效率。
然而，钻杆断裂是钻井作业中常见的问题，不仅会导致钻井中断，还可能造成意外事故。
本文将会介绍钻杆断裂的常见原因，以帮助读者更好地理解及预防此类问题的发生。
1. 材料问题钻杆通常由不锈钢、铁合金等优质材料所制成。
如果钻杆的材质不符合标准或者材料质量出现问题，那么钻杆就很容易出现裂纹或者断裂。
此外，由于钻杆通常处于悬挂状态，在运输、搬运和落地的过程中，如果受到撞击或者挤压等机械损伤，也会加速钻杆的疲劳破裂。
2. 钻杆疲劳通过连续地旋转和振动，钻杆会发生疲劳和龟裂现象。
尤其是在长时间的高强度钻井作业中，疲劳程度会更严重。
当钻杆内部的应力超过其承受能力时，就会出现疲劳破裂，导致钻杆断裂。
3. 断节区域设计问题钻井作业中，需要用到焊接的钻杆，若连接设计不合理或者焊接质量差，断节区域很容易出现龟裂、缺陷等缺陷，在钻井时候断裂导致难以控制、拆除。
断节区域的设计不当，比如装配了不适合的连接器，也会导致钻杆断裂。
4. 钻井参数设置问题在钻井过程中，如果钻杆没有合理的被加压或拉扯，可能会导致钻杆的轻微变形与内部的应力分布不均，从而导致疲劳破裂。
同时，如果钻井参数设置不合理，比如设置的钻头转速过快或钻压过大等等，也会导致钻杆断裂。
5. 操作方法问题如果钻杆的把持、转动或装卸不当，都会导致钻杆的损坏。
特别是在斜井或水平井中，如果钻杆撞到井筒边缘或者在管柱中折断，都属于操作不当导致的破裂。
6. 比例失衡在钻井施工中，如果使用过大的钻头，或者井深和钻头尺寸比例过于失衡，也会导致钻井作业中钻杆断裂。
比例失衡出现的最常见情况就是井深过大而使用过小的钻头，这会导致钻杆的剧烈振荡，从而导致钻杆的疲劳破裂。
总的来看，钻杆断裂往往是由材料问题、疲劳、断节区域设计问题、钻井参数设置问题、操作方法问题和比例失衡等多种因素共同作用导致的。
煤田勘探中钻杆断裂原因分析与预防措施的探讨
减小钻杆 弯曲挠度和弯 曲应力， 增 加半波 长度， 降低钻杆断裂频率 ： （ ４ ）针对不同岩性、 钻孔深度和钻孔直径 的要求， 合理选用钻进 参数， 防止钻 杆过载 ； （ ５ ）钻 杆 要 分 级 使 用 ， 不 能 新 旧混 用 。钻 杆 断 裂 总 是 在 钻 杆 最 薄弱的部位发生。因此， 钻杆连接时要尽量做到等强度， 按钻杆新 旧 程度分级， 统一调配 使用 ， 不能新旧混 用。 （ ６ ）钻杆在 使用时不应猛 敲、猛打，在每 回次时应对钻杆加强 检验，查找有裂 缝等不 良现象的钻杆 ，并用 新钻杆 替换 。 （ ７ ）在遇到溶洞或地层坍 塌时，应及时有效地处理，防止钻杆 弯曲应力增大，增大钻杆折断的系数。 ８ 结 语 在勘探 区其余钻孔 的施 工中，根据地层特 点有 效地 采取 了预防 措施，舍弃 了使用时 间过长 的钻杆 ，新增 了质量 要求合格 的钻 杆， 严格按照 《 岩心钻探规程 》进行施 工，合理选择钻进参数 ，在 遇到 问题时及时有效地处理 ，使得这些钻孔较之前施 工的钻孔减少 了钻 杆断裂的发生 ，从而降低 了钻探成本，钻孔质量得到很 大的提 高。
［ ２ 】 郑林． 钻杆加工工 艺探讨Ⅲ． 机械 工程师 ，２ ０ ０ ９ ． 【 ３ 】 刘鸿文． 材料力 学［ Ｍ］ ． 高等教 育出版社 ，１ ９ ９ ７ ． 作者简介 ： 赵得全 （ １ ９ ６ ６ ． ８ 一 ），男 （ 汉族 ），重庆 人，毕业于陕西煤炭工业 学校 ，煤炭钻探专业 ，高级工程师 ，从事钻探现场技术管理工作 。
能够基本满足客流量相对较大 区段 的需求 ， 而对于客流较小 的区段 ， 做到有 限度 得维持运 营。同时采用该行车组织方法，也可 以现场抢 修人 员有足 够的时间和空间去进去抢修作业 ，从而可 以尽早得处理 完故障，恢 复正常行车 。 ４ 结 语 我国城市轨道交通建设 已经进入 了一个快速 的发展 阶段 ，地铁 作为人们出行交通工具中的一种 ，客流不断增长 的情况下 ，地铁设 备难免发生故障。为 了提高轨道交通运营时正线 出现道岔故障 时的 应急处理效率，对于 出现道岔故障时在行车安全风险可控范 围内， 最大的提升行车组织效率， 把设备故障对运 营服务 的影响 降至最低 。 参考文献 ： …毛 保华．城市轨道 交通运营管理【 Ｍ】 ． 北京 ：人 民交通 出版社， ２ ０ ０ ６ ． 【 ２ 】 何 宗华， 汪松 滋， 何其 光． 城 市轨 道 交通运营组 织【 Ｍ】 ． 北 京： 中国建筑
煤矿用钻杆断裂原因及解决措施浅析
煤矿用钻杆断裂原因及解决措施浅析【摘要】安全一直是煤矿井下施工的重中之重，在煤矿井下瓦斯抽采、煤矿探放水钻孔等施工过程中，钻杆是钻孔装备的重要组成部分，钻杆在钻进过程中的受力状态复杂，实际工况要求钻杆具备良好的性能。
在实际的煤矿施工中如果钻杆断裂，必定会对造成安全事故，本文分析了煤矿钻孔用钻杆材质、加工工艺与质量、现场使用时钻进工艺等产生钻杆断裂的原因，并提出了如何提高并稳定钻杆质量、减少防止钻杆施工过程中发生断裂事故的措施。
【关键词】钻杆煤矿坑道钻机钻杆断裂原因分析解决措施在煤矿井下瓦斯抽采、探放水的钻孔施工中，经常使用煤矿坑道钻机，钻杆作为钻机的重要组成部分，在钻孔施工现场大量使用。
实际钻进过程中，钻杆处于孔内复杂的工作状态，通常承受拉、压、弯、剪扭、液力、振动等交变载荷，并伴随着液体的冲刷，钻进时经常出现钻杆断裂现象。
钻杆断裂不仅影响正常生产，而且还因打捞困难使事故恶化，造成人力、财力的损失，给煤矿的施工安全带来很大影响。
因此，正确客观分析钻杆的断裂原因，提前采取有效预防措施，提高控制钻杆质量，降低钻孔事故率，有重要的意义。
1 煤矿勘探用全液压动力头式钻机介绍分体式全液压动力头式煤矿坑道钻机现已成为国内普遍生产的一种矿用回转式钻机。
在煤矿井下钻孔施工中被广泛应用，其结构分主机、泵站、操纵台三大部分，适用于回转和冲击回转给进，主要用于煤矿瓦斯抽采、煤矿井下探放水、探地质构造、探煤层厚度、煤层注浆注水及管棚等各类工程钻孔的施工。
其解体性好，搬迁方便，机械式拧卸钻具，卡盘、夹持器与油缸之间，回转器与夹持器之间可联动操作，自动化程度高，工作效率高，操作简便，工人劳动强度小；采用双泵系统，回转参数与给进参数独立调节，提高了钻机对各种不同钻机工艺的适应能力，用支撑油缸调整机身倾角方便省力，回转器采用通孔结构，钻杆长度不受给进行程的限制，操作台集中操作，人员可远离孔口，有利于人身安全。
2 煤矿用钻杆介绍在煤矿瓦斯抽放、对煤层注水等钻孔施工过程中，钻杆是必不可少的设备，作为钻机的配套设备，钻杆质量的好坏就直接影响施工的安全与进度，然而由于煤矿中钻杆需要承受的压力、材质、以及加工工艺的不同，使得钻杆存在一些质量的问题，这必将影响煤矿施工的进度。
浅谈大宝山钻探钻具折断脱落跑钻事故的预防与处理
浅谈大宝山钻探钻具折断、脱落、跑钻事故的预防与处理浅谈大宝山钻探钻具折断、脱落、跑钻事故的预防与处理摘要:在大宝山生勘钻探中，由于种种原因，常常发生各种孔内故障而终断正常钻进，通常把这些故障统称为孔内故障。
而各种孔内事故中，钻具折断、脱落、跑钻事故是最容易发生的一种。
这种事故，如果孔壁稳定，孔内清洁，这种事故很容易处理。
但是，如果孔内情况复杂，处理方法不当，也很容易出现“事故套事故”的现象。
本文浅谈钻具折断、脱落、跑钻事故发生的原因，事故的征兆，事故的预防及事故的处理方法等几个方面，以作参考。
关键词:大宝山、孔内事故、钻具折断、脱落、跑钻事故一、钻具折断、脱落、跑钻事故发生的原因1.钻杆折断的原因钻杆柱在孔内工作时，工作条件比较恶劣，在孔内实质上形成一个长而细的弹性和柔软性非常好的“弹性线条”。
同时，钻杆柱在孔内工作时，承受拉、压、扭转，冲击转动等荷载，处于比较复杂的应力状态。
因此，一旦某一断面上的合成应力超过了它的强度极限，就会发生钻杆折断。
钻杆折断的主要原因有:(1)钻杆在钻进和提升时，所受压力、扭力、拉力过大;如钻孔弯曲，孔底不清洁，加压过猛等，均能引起钻杆折断。
(2)钻进中发生掉块卡钻、钢粒夹钻、烧钻、埋钻等事故时，钻具回转阻力增大，可能造成钻具折断。
(3)处理事故时，往往因强力起拔，造成钻具折断。
(4)钻杆在孔内工作条件不正常如钻杆本身不直，回转阻力很大;钻孔严重弯曲，钻杆回转蹩劲;钻杆直径与孔径相差悬殊，特别是严重超径孔段(大宝山地区的空区钻进)，都会造成钻杆折断。
(5)钻杆维护保养不好，造成弯曲、丝扣损坏或其它暗伤，以及使用中严重磨损或有裂纹等缺陷，在使用时检查不严，没有及时更换，一旦钻进中遇到较大回转阻力，就很容易在薄弱处扭断。
(6)钻杆加工质量不合要求如锁接头与钻杆丝扣锥度不一致;钻杆和岩心管同心度偏差过大造成过于弯曲;车丝扣退刀槽过深;接头中心镗孔过大;钻杆墩粗不合格和热处理不当等，都会降低钻杆强度，使用时容易发生折断，脱扣等事故。
浅析钻探施工中钻杆折断事故原因分析建议
浅析钻探施工中钻杆折断事故原因分析建议作者：郎家然来源：《华夏地理中文版》2016年第02期摘要：在钻探施工过程中，由于种种原因经常会发生钻杆折断事故，影响钻探施工的正常进行，情况严重时可能会造成很大的经济损失。
因此，我们有必要深入研究分析在钻探事故过程中，发生钻杆折断事故的具体原因，从而为采取有针对性的应对措施提供科学的参考依据，达到降低事故发生率以及减少事故危害的目的。
文章主要分析了钻探施工中钻杆折断事故的涵义，以及事故发生的预兆和症状，并且提出了钻杆折断事故的应对措施与处理方法，主要从一般的钻杆折断事故处理方法、断头不明确的事故处理方法、多头事故的处理方法等方面进行了探讨。
关键词：钻探施工；钻杆折断；事故原因；处理方法地质钻探是一项非常复杂而又艰苦的工作，由于地下岩石的性质和构造情况不同，所以钻探的难度大小也各不相同，对于质地较为坚硬的岩石，钻探起来就异常困难，特别是在钻探回转钻进过程中，比较容易发生一些钻具脱落甚至钻具折断等事故，当事故发生时如果处理不当，就会造成经济损失和人员损伤等问题。
因此，必须认真分析钻杆折断事故的发生原因，在此基础上采取科学的应对措施，对事故进行及时合理的处置，减少事故带来的损失。
一、钻杆折断事故的涵义在地质钻探施工过程中，由于岩石的硬度过大或者地质构造等原因，往往会使钻具受到极大的应力，当这种应力过大超出钻具承受应力的极限时，就会发生钻具折断事故，使钻杆在钻孔中折断。
此时如果钻具的丝扣不紧，或者是钻孔内的阻力过大时，一旦关车就会发生钻具回返现象，当钻具反脱时如果钻具升降操作不当，就会发生跑钻或者叫钻具脱落事故。
这些事故的发生，会影响钻探施工的正常进行，给钻探工作造成一定的损失和麻烦。
二、发生钻杆折断事故的预兆与症状在钻探过程中，使用的钻具一旦发生折断后，泵压会突然出现下降的现象，而冲洗液则会循环短路。
此时如果断掉的钻头插入孔壁中，很快就会造成蹩泵现象，从而导致泵内压力迅速攀升，这些情况一旦出现，就表明钻杆发生了折断。
钻杆管体横向开裂失效原因分析与预防
钻杆管体横向开裂失效原因分析与预防摘要：经济和科技不断的发展，使得钻井技术水平不断提升，本文就对发生横向开裂的失效钻杆进行断口形貌的宏观及微观观察、金相分析、物相分析，以及对钻杆尺寸、化学成分及力学性能的综合分析，并结合钻杆的受力状态，指出钻杆的失效原因是钻井液中的氧气对钻杆的内外表面产生严重腐蚀。
并提出了预防措施及建议。
关键词：钻杆；腐蚀；交变载荷；横向开裂；失效分析引言钻杆作为钻柱系统的重要组成部分，是影响钻井安全和钻进效率的关键部件，由于钻杆在使用过程中承受拉压弯扭等复杂交变载荷的作用，同时还受环境介质的影响，钻杆的主要失效有管体刺穿和断裂、接头螺纹黏扣、刺漏和断裂等形式。
一旦发生钻杆失效，尤其是断裂，极易引发严重的钻井事故，造成重大经济损失。
所以针对钻杆失效形式进行原因分析并采取措施避免，具有重要意义。
1实例某钻井公司在吉林省白山市进行地热井施工。
该区域为中朝准台地北缘东段，处于浑江凹陷、褶皱断层带上，为单斜构造。
地层总体走向北东45°，倾向东南，倾角在30～40°。
地热井主要钻遇地层为：0～10m，新生界第四系，岩性为砂层、砾石层黏土层；10～695.5m，中生界侏罗－白垩系，岩性为黄绿色、粉色砂岩，夹泥岩；695.50～1930m，元古界震旦系桥头组、万隆组和八道江组，岩性为灰岩、板状粉砂岩、石英砂岩。
地热井设计井深2500m，施工目的层为1200～2500m的含水层段。
施工使用钻机为石油30。
事故发生时井深1320m，距井底135～140m的一支Φ127mm×9.19mm，G105钢级钻杆，提钻时发现管体有横向裂纹，尚未造成刺漏和折断，钻杆管体材质为26CrMo4s/2钢，钻杆开裂部位距内螺纹接头端面2.5m处。
钻具配置为Φ215.9mm镶齿牙轮钻头+Φ178mm钻铤4支+Φ165mm钻铤8支+Φ127mm钻杆，钻进过程中泵压4.5MPa，钻压2～3t，钻井液pH=7。
煤矿安全钻机钻杆断损原因分析
1 内锥螺纹接头;2 无缝地质钢管;3 外锥螺纹接头图1 直径42mm钻杆结构图图2 直接焊接焊缝结构图煤矿安全钻机钻杆断损原因分析江苏镇江煤矿专用设备厂 夏维玉摘 要 分析了煤矿安全钻机所使用的直径42mm 钻杆加工质量问题和现场使用时产生断损的原因。
提出了稳定钻杆质量、减少断损事故的措施。
关键词 煤矿安全钻机 钻杆 断损原因 改进途径1 概述煤矿安全钻机由于它重量轻、能解体、操作简单、使用可靠,在煤矿已被广泛使用。
该类钻机主要使用直径42mm 钻杆,其结构见图1。
钻杆由 42mm 4.5的无缝地质钢管2和两只材质为45钢的内、外锥螺纹接头1、3焊接而成。
由于煤矿安全钻机是目前煤矿瓦斯抽放和煤层注水钻孔的主要设备,显然直径42m m 钻杆用量和消耗量较大(据不完全统计直径42mm 钻杆全国煤矿年用量约5万余米)。
当前由于质量上存在一些问题,断损率较高。
因此正确分析钻杆质量和断损原因,采取有效措施,提高钻杆质量,降低钻孔事故率,保证瓦斯排放孔,煤层注水孔正常钻进,有着十分重要的意义。
2 钻杆断损的主要形式直径42mm 钻杆在使用中发生断损有以下几种形式:(1)焊缝开裂;(2)内锥螺纹接头端部扩胀变形(喇叭口);(3)外锥螺纹接头大端螺纹尾部断裂;(4)内锥螺纹接头端铣方处环状断裂。
3 断损原因分析3.1 材质原因直径42mm 钻杆设计要求是由 42mm 4.5无缝地质管和两只45钢的接头焊接加工而成。
这两种材料机械性能相近,焊接性能也相近。
但因管理或其它原因,接头下料时发生混料或错料,这样不但达不到设计要求,而且直接影响钻杆加工过程中后续工序的工艺质量。
现场使用中,因材质问题导致屡次发生钻杆扭曲变形,焊缝断裂、内锥螺纹端部扩胀、外锥螺纹接头大径处断裂等现象。
3.2 加工工艺原因3.2.1 内、外锥螺纹接头与杆体(无缝地质管)联接工艺方法不当。
目前 42mm 钻杆内外锥螺纹接头与杆体的联接方式有两种:(1)摩擦焊机直接焊接而成。
煤田勘探中钻杆断裂原因分析与预防措施的探讨
煤田勘探中钻杆断裂原因分析与预防措施的探讨【摘要】文章介绍了在遇见溶洞、地层破碎等复杂地层情况下钻杆断裂的危害，分析钻杆断裂的原因，并提出了预防措施。
【关键词】复杂地层；孔内事故；钻杆断裂1 概述在煤田钻探施工过程中，钻杆断裂尤为普遍，因此，分析钻杆断裂发生原因，研究更好的解决措施就有了十分重要的意义。
2 勘探区地层特点巫山勘探区位于渝东偏北部的巫山县官渡镇与湖北省建始县接壤处，地层“从上至下”主要分为中生界的三叠系下统嘉陵江组T1j、大冶组T1d和古生界的二叠系上、中统大隆组P3d、长兴组P3c、吴家坪组P3w、孤峰组P2g、茅口组P2m、栖霞组P2q组成。
区内三叠系嘉陵江组为灰色薄层块状溶角砾岩，其岩溶破碎裂隙发育，泥质灰岩夹白云质灰岩，含燧石，其下大冶组T1d、大隆组P3d、吴家坪组P3w为深灰色页岩、黑色钙质泥岩、砂质泥岩、燧石灰岩夹硅质灰岩、泥灰岩、燧石呈团块状产出，是易垮、塌、掉块、流砂涌漏的主要层段。
3 钻杆断裂的危害ZK212是勘探区内一钻孔，设计孔深815m，使用XY-5型钻机，采用金刚石钻进，开孔孔径φ170mm，终孔孔径φ75mm，钻孔施工的过程中，事故繁多，大大小小共计发生了20次左右，其中有一半的事故是属于钻杆、钻具断裂。
钻杆断裂带来的危害是很大的，其危害主要表现在：（1）浪费人力、物力，贻误工期，增大钻探成本由于该孔事故次数多，处理事故时间长，使得整个孔施工工期长达一年之久，浪费人力、物力，延误工期，增大了钻探成本。
（2）危及人身安全在事故发生和处理过程中，由于起下钻具频繁，常忙中出错，极易导致人身安全事故，事故频发的时候更是如此，操作人员心情过于急躁，操作失误导致提引器碰伤人、管钳忘记取下弹回伤人等一系列的人生安全事故。
（3）造成质量事故钻杆断裂事故，有时一旦处理不当，除了打偏心孔以外，还可能直接导致钻孔报废，造成极其严重的质量事故。
综上所述，由于钻杆断裂事故有如此多危害，分析钻杆断裂发生的原因以及采取预防措施，提高钻杆质量，降低钻孔事故率，保证正常钻进就具有了十分重要的意义。
丝扣连接类钻杆出现接头断裂常见原因分析
丝扣连接类钻杆出现接头断裂常见原因分析在石油开采、煤矿开采等行业中，钻杆作为钻井设备中的关键部件，承担着承载钻头、传递钻掌力等重要作用。
但在使用过程中，钻杆出现接头断裂是常见的故障之一，不仅会影响生产进度，甚至还可能造成人员伤害和财产损失。
本文将从钻杆接头设计、材料选用、制造加工和使用管理等方面分析丝扣连接类钻杆出现接头断裂的常见原因。
一、钻杆接头设计原因1.接头连接方式不合理钻杆接头的连接方式有丝扣连接、套头连接、滑动连接等。
对于丝扣连接类钻杆而言，如果接头连接方式不合理，就容易导致接头断裂的故障。
如接头螺纹形状和尺寸不符合规范，导致丝扣效果不好；或者接头设计时未考虑到材料疲劳的问题，导致接头疲劳寿命不足等等。
2.接头材料不适合接头材料应根据钻杆的工作环境、工作强度等作出选择。
如果材料不适合，则会导致接头强度不足、接头表面粗糙、接头易磨损等问题，从而导致接头断裂故障的发生。
二、钻杆材料选用原因1.材料质量不合格作为钻杆这种关键部件，材料的质量非常重要。
如果材料质量不合格，容易导致材料中存在缺陷、气孔等不良问题，劣质材料的钻杆易出现断裂故障。
2.材料强度不足钻杆要承受较大的压力和扭矩，如果材料强度不足，则无法达到要求的工作强度，容易出现钻杆折断等严重问题。
三、钻杆制造加工原因1.工艺不规范钻杆加工过程中，若加工工艺不规范、操作不当，将会导致钻杆中出现材料疲劳、过热产生渗碳等不良情况，从而对钻杆的使用寿命产生严重影响，直接导致钻杆接头断裂的出现。
2.检测不严谨在钻杆制造过程中，X光探伤和磁粉探伤是非常常见的检测手段。
如果检测不严谨，将会存在缺陷漏测等问题，从而对钻杆质量产生影响，增加断裂故障的风险。
四、钻杆使用管理原因1.使用寿命不足如果钻杆的使用寿命到期之后，仍然继续使用，就会导致断裂故障的风险增大，造成严重安全事故。
2.过度损耗钻杆的损耗是不可避免的，但如果损耗过度，则会导致钻杆故障的发生。
所以，对钻杆的使用过程进行科学规范的管理，对于延长钻杆的使用寿命和减少故障的发生具有重要意义。
钻杆断裂常见的原因
钻杆断裂常见的原因，详见如下几点
钻杆是一种尾部带有缧纹的钢管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置。
钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。
钻杆在转动过程中，必须能够承受较大的扭矩、扭曲、弯曲和振动。
在钻探过程中，钻杆可以多次使用。
关于钻杆断裂常见的原因，详见如下几点：
1、非开挖钻杆使用时间太长,表面损伤较多,接近或超出疲劳寿命。
及时更换新钻杆。
2、钻杆杆体材质、厚度不符合就技术规范要求。
3、扩孔或长距离打导向孔时,钻头突然碰到硬物产生强大的冲击力。
造成扭矩突然增大,引起非开挖钻杆折断或扭断。
操作手在操作非开挖钻机时应合理控制旋转速度和推进力,避免该类情况发生，钻进，加压，以适宜的旋转速度正转钻进。
4、施工孔的曲率半径超过钻杆的最小曲率半径的参数控制施工孔的最小曲率半径。
5、钻杆杆体表面划伤严重避免使用有伤痕的钻杆。
6、钻机的扭矩大于钻杆倾角承受的扭矩。
为钻机配置合适的钻杆。
7、对孔位。
不形成对钻杆的操作，但要注意不要""别""钻杆。
8、放钻。
在钻杆和钻具重力作用下，克服孔壁磨擦力和泥浆浮力，实现钻杆伸展的过程叫放钻。
9、正确的放钻顺序为：外杆下放到位，相邻内杆才开始从外杆内伸出，由外到内，逐个完成。
煤矿用钻杆发生断裂的原因分析及预防措施
煤矿用钻杆发生断裂的原因分析及预防措施文章主要从金相组织角度出发，对我司外销产品进行成分化验、力学性能检测、金相分析等检测方法，最终确定带状组织在成品钢管热处理时如果消除不完全，就会导致钢管在不同方向上承受力的程度不同，即力学性能在不同方向上呈现异性，从而降低了钻杆的强度，导致过早的出现断裂。
标签：钻杆；断裂；带状组织1 前言我司供某机电公司的φ42×5mm规格、45钢钻杆用无缝钢管在组装焊接成钻杆后发往煤矿后在使用过程中钢管的中间部位发生断裂。
钢管焊接的单元长度为590mm，钻杆的总长度在150-200米间。
2 断口分析从整个断裂面观察，断口形貌粗糙，整个断面呈现由上部至周围放射性的河流花样，且断面处钢管呈现椭圆形，管材外壁有氧化脱皮现象，属于典型的塑性断裂，且裂纹源应位于钢管的上部。
3 化学成分检测在距断裂面10mm处取样进行化学成份检测，结果为碳：0.45%；硅：0.22%；硫：0.011%；磷：0.009%；锰：0.59%含量均符合GB/T 8162-2008中45钢碳：0.42-0.50%；硅：0.17-0.37%；硫：≤0.015%；磷：≤0.025；锰：0.50-0.80%的标准要求。
4 力学性能检测距断裂面20mm至260mm处，在断裂钢管上截取拉伸试样，结果为屈服强度（Rel）：400MPa、380MPa；抗拉强度（Rm）：640MPa、650MPa；断后伸长率（A）：21%、22%。
均符合GB/T 8162-2008中45钢屈服强度≥335MPa，抗拉强度≥590MPa，断后伸长率≥14%，的标准要求。
5 非金属夹杂物检测在距断裂面10mm处取样进行非金属夹杂物检测，结果为硫化物类夹杂0.5级、氧化铝类夹杂1.5级、硫酸盐类夹杂0.5级、球状氧化物类夹杂2.0级、单颗粒球状类夹杂1.0级。
按GB8162-2008结构用无缝钢管标准要求，无需对钢管材质进行非金属夹杂物的检测，本文进行该项检测的目的是确定非金属夹杂物因素对钢管断裂所带来的影响程度的大小。
钻杆轴断裂分析与改进
衡， 而且 在 钻削过 程 中 因洗 精煤 、 精矿 粉 等分 布 的疏
紧不 同 ， 这也 会 造成 钻杆 轴 要 受 径 向力 。因 此 推力
轴 承使 用 时需组 合 能 承受 径 向力 的调 心 、 柱滚 子 圆
区
或 圆锥 滚子 轴承 等 以消除径 向力 对它 的影 响 。
３ 钻 杆 轴 设 计 的改 造
第 ６期
总 第 １６期 ９
１２ 月
冶 金 丛 刊
Ｍ ＥＴＡＬＬＵＲＧＩ ＣＡＬ ＣＯＬＬＥＣＴ１ ０ＮＳ
Ｓｕ ． ９ ｍ １６
Ｎ Ｏ． ６
２０１１ 年 ＤｅBiblioteka ｅ ｅ ２ ０ １ ｃ ｍｂ ｒ １
钻 杆 轴 断裂 分 析 与 改进
张琪 锋
部 钻完 。投 入运 行 ６个 月 ， 中关 键部 位 ： 钻 系统 其 群
中的八 件钻 杆 轴有 三件 陆续 断裂 。断 裂位 置 和断 口 形 式都 一样 。断裂位 置 见 图 １ 。
实 ， 易板 结 ， 极 形成 坚 硬 的实块 。尤其 是 在冬 季冰 冻 时 ， 结情 况 尤 为严 重 。 现 在使 用 的卸 车 机 因设 计 板 功率 及工 作方 式 限制 ， 无法 进行 机械 卸车 ， 只能靠 人 力 卸 车 ， 产 效率极 其 低下 ， 远远 满足 不 了新钢 快 生 这
（ 安建 筑科 技 大学 ， 西 西 安 ７ ０ ５ ） 西 陕 １ ０ ５
摘 要 分 析 新 钢 焦 化 厂 物 料 疏 松 机 钻 杆 轴 断 裂 的 工 况 ， 出 设 计 缺 陷 是 钻 杆 轴 断 裂 的 原 因 。通 过 改 进 设 计 ， 得 设
备 运 行 良好 ， 高 了生 产 效 率 ， 得 了 良好 的经 济 效 益 。 提 取
钻具断落事故的预防与处理
⑥钻进时加压过大，或发生连续别钻，或在 遇阻遇卡时强扭，把钻杆母螺 纹胀大、胀 裂，造成钻具脱落。
钻具事故发生的起因
⑦对各种连接螺纹特别是配合接头的连接螺 纹长期使用而不定期卸开检 查，以致螺纹 磨损造成钻具脱落。 要知道，连接着的螺 纹也经常 处 于 变 化 之 中，不可不查。
⑧在接头或钻杆加厚部分的内径突变处，流 动的钻井液形成涡流，冲蚀管 壁。甚至会 把管壁刺穿，降低了钻杆的抗拉抗扭强度，
钻具事故发生的起因
这就 是经常可以看到的铁锈。 氧的浓度 越大，反应越快，腐蚀就越严重。 氧的腐 蚀 首先是坑蚀，然后由点到面发展，覆盖 整个钻具表面。
2、二氧化碳的腐蚀 二氧化碳可能由地层 产生，也可能由钻井液处理剂的分解而产 生。二氧化碳与水反应形成一种弱酸即碳 酸，也会在钻具表面造成蚀疤。 它的反应 式 如下 ：
钻具事故发生的起因
⑨将连接螺纹的规范搞错，把尺寸相近而又 不是同一规范的公母螺纹连 接在一起，因 为它们咬合不紧，在运转过程中容易磨损 而造成钻具脱落，
⑩ 中途测试挤坏钻杆， 为了进行地层测试， 测试工具要用钻杆连接下到 测试层位，在 测试阀打开之前，钻杆内是空的，底部钻 杆处于钻井液的静压下， 如超过了钻杆的 抗挤强度，就会把钻杆挤坏。 下面把各种 钻杆的最小抗挤压 力列于 表
新钻杆和一级钻杆的最小抗挤压力（Mpa）
二、三级钻杆最小抗挤压力 单位：Mpa
钻探施工中钻杆折断事故原因分析及预防建议
加 以分 析 。
在 华 勘 四ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ队 近几 年 钻探 施 工 中 ， 因钻 杆折 断 造
成管材损失 ， 钻孔报废现象每年都有发生 ， 同时也造
成 了较 大 的经济 损失 。近 年钻 杆折 断事 故统 计情 况
钻 探施 工 中 ， 经 常会 发生 孔 内钻杆 、 钻 具折 断事 故， 这将 直 接影 响施 工进 度 ， 如处 理不 当还 会造 成钻
探 进 尺报废 及 管材 的损 失 ， 由此 造 成 大 量 人力 物 力
２ 断钻 事故 实例分 析 造成 钻杆 折 断的原 因无 外乎 二大 因素 。一是 钻 进 的客观 主体 即地 层 因素造成 的 ， 即钻 进松 散 、 超 径
见表 Ｉ 。
表Ｉ ２ ０ ０ ８～ ２ ０ １ １年钻杆折断情况统计
２ ． １ 实例一 ： 内蒙古新 巴尔虎右旗铅锌矿钻探工程
Ｚ Ｋ ２ １— ２钻孔
２ ． １ ． １ 施 工 概况
Ｚ Ｋ ２ １— ２钻 孔 设 计 孑 Ｌ 深５ ５ ０ ｍ， 设计倾角 ８ ５ 。 ，
摘 要： 针对钻探施工 中不断发生 的钻杆折 断事 故 ， 通过断钻实例分析 了事故产 生的原 因， 提 出了预防或减少 事故
发生 的措施及建议 。
关键词 ： 钻杆折断 ； 丝锥 ； 钻孔报废 ； 预防措 施
中图分类号 ： Ｐ ６ ３ ４ ． ８ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ２— ７ ４ ２ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ —０ ０ ３ １ — ０ ４
杆断原因分析及采取措施
表２
Ｓ Ｎ 值 统计井 数 硷 泵杆 断｛ 井次）
ｄ 、 ｉ ｒ ａｑ ｉ （ 井次） 杆断 率（ ％ ）
因杆断检泵井数减少４ ８ 井次。 矿打捞１ ０ ２ 井次 （ 不包 括７ 井 次劳服 干 ２ 井 次不是 杆 断） ， 厂打捞 １ ４ ６井次 ， （ 不 包括 １ ８ 井 次不是 杆 断） ， 合计 打捞 ２ ４ ８井次 ， 与去
西丁 ２ ０ ８ 一Ｓ Ｐ １ ０井 ， ２ ０ ０ ８ — ３— ７ 日全 井 换
２ ２ ａｍ 限位抽 油杆 ， ｒ 冲程 ４ ． ２ ｍ， 冲次 ８次／ 分， 沉没度
２ ６ ８ ． ８ ０ ｍ， ２ ０ ０ ９ —６ —３ ０日 ２ ０ ０ ９ 杆 断位 置 分别 是 ２ ５ ＃和 ４ ０ ＃， 说 明 冲次 快 ， Ｓ Ｎ２值 高造成 杆断 。
８ ２
内蒙 古石 油化 工
２ ０ １ ３ 年第 ｌ １ 期
杆 断 原 因分 析 及采 取 措 施
唐 怀 庆
（ 大庆油 田有限责任公司 ， 黑龙江 大庆 １ ６ ３ １ １ １ ）
摘
要： 针 对近 几年 抽 油机 井杆 断增 多 ， 从 而造 成原 油产量 紧张的情 况 ， 我矿 ２ ０ ０ ９年对 全矿杆 断 井
统计井数
检泵杆断（ 井次） 打捞 秆断（ 井次） 小 计杆断 （ 井次）
—
２ ７ ８
４ ２ ７ ３ ｌ
９ ０
ｉ ｌ ４ ｌ ５ １ ６ ６ ７
５ ． ４ ７
ｌ 叭
４ ３ ９ ４ ３ ４ ２ ５ ７
ｌ ５ ． ６ ９
年 同期 对 比增加 ９ Ｏ井 次 。 以上 杆 断共 计 ２ ７ ４ 井次。
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煤矿用钻杆断裂原因及解决措施浅析
【摘要】安全一直是煤矿井下施工的重中之重，在煤矿井下瓦斯抽采、煤矿探放水钻孔等施工过程中，钻杆是钻孔装备的重要组成部分，钻杆在钻进过程中的受力状态复杂，实际工况要求钻杆具备良好的性能。
在实际的煤矿施工中如果钻杆断裂，必定会对造成安全事故，本文分析了煤矿钻孔用钻杆材质、加工工艺与质量、现场使用时钻进工艺等产生钻杆断裂的原因，并提出了如何提高并稳定钻杆质量、减少防止钻杆施工过程中发生断裂事故的措施。
【关键词】钻杆煤矿坑道钻机钻杆断裂原因分析解决措施
在煤矿井下瓦斯抽采、探放水的钻孔施工中，经常使用煤矿坑道钻机，钻杆作为钻机的重要组成部分，在钻孔施工现场大量使用。
实际钻进过程中，钻杆处于孔内复杂的工作状态，通常承受拉、压、弯、剪扭、液力、振动等交变载荷，并伴随着液体的冲刷，钻进时经常出现钻杆断裂现象。
钻杆断裂不仅影响正常生产，而且还因打捞困难使事故恶化，造成人力、财力的损失，给煤矿的施工安全带来很大影响。
因此，正确客观分析钻杆的断裂原因，提前采取有效预防措施，提高控制钻杆质量，降低钻孔事故率，有重要的意义。
1 煤矿勘探用全液压动力头式钻机介绍
分体式全液压动力头式煤矿坑道钻机现已成为国内普遍生产的一种矿用回转式钻机。
在煤矿井下钻孔施工中被广泛应用，其结构分主机、泵站、操纵台三大部分，适用于回转和冲击回转给进，主要用于煤矿瓦斯抽采、煤矿井下探放水、探地质构造、探煤层厚度、煤层注浆注水及管棚等各类工程钻孔的施工。
其解体性好，搬迁方便，机械式拧卸钻具，卡盘、夹持器与油缸之间，回转器与夹持器之间可联动操作，自动化程度高，工作效率高，操作简便，工人劳动强度小；采用双泵系统，回转参数与给进参数独立调节，提高了钻机对各种不同钻机工艺的适应能力，用支撑油缸调整机身倾角方便省力，回转器采用通孔结构，钻杆长度不受给进行程的限制，操作台集中操作，人员可远离孔口，有利于人身安全。
2 煤矿用钻杆介绍
在煤矿瓦斯抽放、对煤层注水等钻孔施工过程中，钻杆是必不可少的设备，作为钻机的配套设备，钻杆质量的好坏就直接影响施工的安全与进度，然而由于煤矿中钻杆需要承受的压力、材质、以及加工工艺的不同，使得钻杆存在一些质量的问题，这必将影响煤矿施工的进度。
下图是直径为42毫米的钻杆结构图，不仅包括外锥螺纹接头、无缝地质钢管还包括内锥螺纹接头，这个就是矿用钻杆的最基本结构。
因此我们要想提高钻杆的质量，就要先从钻杆断裂的原因着手，从而找到对钻杆质量安全的控制对策（如图1）。
3 煤矿用钻杆断裂原因的分析
3.1 钻杆的断裂形式
钻杆在实际施工过程中主要有几下集中断裂的形式：（1）螺纹接头焊缝处断裂；（2）内螺纹接头端部变形成喇叭口或彻底开裂；（3）外螺纹接头处大端螺纹尾部断裂；（4）外螺纹接头螺纹脱扣滑扣或断裂；（5）钻杆杆体钢管中间处断裂。
3.2 钻杆断裂原因分析
3.2.1 杆体母材材质质量缺陷
钻杆常用母材无缝钢管在冶炼加工中本身存在裂纹、结疤等质量问题。
加之对钻杆母材经常进行抽样的质量检测，没有对全部母材进行控制，母材材质问题便成为钻杆质量残疵的源头，在现场使用中，因钻杆母材材质的质量问题导致经常发生钻杆扭曲变形、焊缝断裂、螺纹接头大端螺纹尾部断裂等现象。
3.2.2 加工工艺与质量
公母螺纹接头与钢管连接工艺；第一、摩擦焊接工艺与质量：目前钻杆的公母接头与钻杆杆体主要通过摩擦焊接连接。
这种工艺方法是两种材料在高挤压力作用下强力接触并相对旋转，通过接触面摩擦产生高温，将接触部分的材料加热到塑性状态，使两者紧紧地挤压连接在一起。
这种焊接方式焊缝承载能力较高，而且焊接缺陷相对较少，但焊缝接触面积的大小会影响到其承载能力，且在实际焊接工艺中，因为摩擦焊机挤压力、温度等参数未调好造成钻杆从焊缝处断裂的事故时有发生。
第二、接头与钢管采用先螺纹联接而后手工普通焊接的工艺与质量；钻杆螺纹公母接头与钻杆杆体通过普通焊接连接时，焊接人员水平、焊接过程中对于焊条、焊缝的宽度与焊接方式选择执行不到位，都会造成焊接质量的问题；焊接温度的不稳定导致焊缝中的奥氏体组织转化成马氏体组织，使焊缝脆化，马氏体组织还会以条状的形态留在焊缝中，当受到强烈荷载时，钻杆就会产生焊缝裂纹，另外中碳钢可焊性差，手工焊接夹渣、气孔等焊接缺陷难以避免。
加之联接螺纹并不能加强接头焊缝的承载能力。
当焊缝因承载过大出现裂纹时，联接螺纹只能加快焊缝裂纹扩大，最终导致钻杆的断裂。
目前很多小企业钻杆加工现场经常采用这种方法。
3.2.3 钻杆连接接头的尺寸精度误差
第一、连接螺纹加工精度达不到要求；由于螺纹锥度、牙形等的加工误差，导致两根钻杆连接时，尽管公扣、母扣接头端的径向松动。
造成在钻进施工过程中，钻杆高速旋转承受径向冲击载荷，导致接头螺纹尾部发生断裂；由于螺纹中径精度误差控制不好，钻杆连接时接头端间隙达不到技术要求。
使得钻杆所承受的弯曲、扭转载荷全部由螺纹承受，这样钻杆在螺纹联接处易发生疲劳裂纹，导致螺纹滑扣脱扣。
第二、接头螺纹同轴度超差；由于材料、工艺方法、人员失误等原因，两端公扣、母扣螺纹同轴度超差导致钻杆在连接处发生弯曲。
这样在钻
进过程中，钻杆不但要承受正常的轴向负荷，而目螺纹连接处还要承受很大的径向载荷。
3.2.4 钻杆危险断而应力集中
钻杆公扣、母扣接头端台肩根部应有R>0.5的圆角，圆角过小或者没有圆角会导致钻杆在使用过程中产生应力集中现象，最终疲劳断裂。
3.2.5 机加工质量
钻杆的杆体的外表面一般用车床加工加工，由于车削加工造成钻杆表面有大的裂纹缺陷，也是造成钻杆断裂的原因之一。
同时很深的机加工刀痕本身是一个尖锐的缺口，存在较大的应力集中，在应力集中区很容易萌生疲劳裂纹，导致钻杆断裂。