偏心跟管钻具的配套选择及使用方法

偏心跟管钻具的配套及其在使用中的改进

近年来，随着铁路、公路、水电项目的纷纷上马，边坡、围堰等易坍塌地层的施工量也空前增加。有的地层由于过于松散或砾石、漂石多非常难成孔，因此套管跟进工艺就成了首选的成孔方案，但许多工程部门或施工人员由于初次使用，对该产品的技术、性能不熟悉而不能根据施工的实际情况而选择正确的偏心跟管，我们多年来从事偏心跟管的生产和售后服务，积累了一定的经验。现就如何根据不同的地层、不同的成孔尺寸如何正确地选择偏心跟管钻具，做好不同规格的偏心跟管、套管、钻杆、冲击器等系列的配套工作，谈谈自己的粗浅看法。

一、 偏心跟管钻具的优点及配套技术

1、偏心跟管与同心跟管的比较

目前市场上使用的跟管钻进主要有两种：偏心跟管和同心跟管（见示意图）

相对来说偏心跟管使用的比例较大，约占市场使用的95%，这都是由它的优点所决定的。偏心跟管较之于同心跟管的优点主要有两点：

a、 需要相同通径的孔，同心跟管往往比偏心跟管的需要大一个等级的套管，这无疑增加了材料成本，同时由于同心套管的等级较大，这既导致进尺慢又造成空压机耗油量增大。

b、 偏心跟管和同心跟管相比，由于同心跟管的钻进是同口径进入，尤其是遇到岩石或漂石时，钻进将非常困难，即使钻孔成功，由于钻孔缩径，起拔套管也非常麻烦，甚至经常造成套管断裂等孔内事故。

2、偏心跟管的选择

选择偏心跟管的规格是根据所须通孔直径所决定的，因为在施工中不需要跟管钻进到基岩，穿过破碎层后，可换冲击器带钻头直接钻进（即全面钻进），换冲击器及钻头时，主要考虑到套管靴的内径能否通过，以下是偏心跟管的一些具体尺寸：

规 格 φ108 φ127 φ146 φ168 φ178
能通过钻头的最大尺寸 φ85 φ102 φ120 φ138 φ147

3、套管的选择

套管的选择非常重要，一般我们遵循耐冲击和轻便两大特点，当然价格因素也不容忽视。现在许多单位在使用套管时往往愿选择厚壁管，其实这是一个误区。现在普通地质套管（如：D40）的屈服强度≥390Mpa，抗拉强度≥680Mpa；在一般六米左右孔深的情况下基本可用，但一旦深孔该套管就容易断裂产生事故。

为了达到更深孔的跟管要求，套管经过特殊处理后将大大地增加耐用度，其参数可达：屈服强度≥515Mpa，抗拉强度≥810Mpa；再还加上套管接头，有利于套管的刚性，尤其注意的是在套管接头和套管衔接的地方要倒角，以致使套管内表面光滑从而便与偏心头能顺利通过，以下是套管的规格以及最大的实际入孔深度：

4、钻杆的选择

钻杆的选择相对简单，一是考虑其强度，二是考虑其结构，一般最好使用外平钻杆目的是便于返渣。目前市场主要有两种φ73和φ89，若该杆体材料选择为R780（屈服≥520Mpa、抗拉≥780Mpa），再加上接头材料好、焊接工艺得当就基本能满足使用需要。一般配套为：

5、冲击器的选择

冲击器是整个偏心跟管的关键，冲击器的选择一般有以下原则：

a、 能够产生足够的冲击功使套管能顺利跟进。
b、 冲击功不宜过大，过大的冲击功会使套管易断裂。
为此，配套如下：

附冲击器的参数表：

6、特殊工艺的选择

在实际钻进过程中，由于常常钻进要求孔深较深，用一种孔径跟管到底，一是钻机和冲击器的动力不够；二是即使套管能承受，起拔时由于摩擦力太大也易导致套管断裂。为了便于钻进和拔管，我们可以用“大管套小管的工艺”。大管套小管可用如下配套：φ146配套φ108、φ168配φ127、φ178配φ146。

二、 偏心跟管在使用中的改进

在施工中，为适应不同的地层往往要求钻具不断的改进，根据地层要对偏心跟管钻具不断完善，以下是在原有的结构中改进的几种方案：

1、 正器的改进

导正器在偏心跟管中起着传递扭矩和冲击力的作用，目前导正器主要存在的问题有：（如图）

A、花键易断 B、大台阶不耐磨 C、R槽易磨损

具体解决方案：

a、 目前市场有不少与偏心跟管配套的冲击器，由于这些冲击器常用于矿山，只带普通钻头，花键承受的扭矩不够大，但对于偏心跟管来说，就很难满足要求，所以应增大花键的截面积，从而能以承受达2000牛米。

b、 大台阶不耐磨既造成材料的浪费，又常常因此而提钻影响效率。现在经过实验在大台阶上嵌入合金可使其耐磨性增大二倍。

c、 R槽不耐磨会使偏心头与导正器卡死，以致不能回收而导致孔内事故。针对此情况可在导正器上嵌入销子以承受偏心头的扭矩，使R槽只受拉力。

2、 偏心钻头的改进

偏心钻头作为整个偏心跟管的最前沿，它的质量好坏将对整个系统起着更为直接的影响。现在的偏心头总的来说没有大问题，只要合金耐磨、胎体硬度过关即可，问题是经常掉钻头，解决办法为：

a、 在偏心头的端面上铣一条弧形槽，用以配合导正器上的销子来承受扭矩。
b、 心头的竖销不再用螺纹结构，而是用卡圈结构，因为螺纹结构在振动中易自行脱扣，造成偏心头脱落