钻杆最可怕的失效方式是钻杆的开裂。钻杆在导向、定向钻进铺管过程中一但开裂，将会对工程构成严峻影响，不仅是经济上的丢失，并且影响工期，失掉诺言，后果不堪设想。因而，作为施工公司，一定要学会如何正确地挑选和运用钻杆；而作为钻杆生产厂家，要知道非开挖工程对钻杆的特殊要求，生产出高强度、高弹性和高可靠性的钻杆。

笔者在1994年至1998年间曾带队做过多项导向钻进非开挖铺管工程，虽然其时的钻杆质量十分差，但在施工过程中从未遇到断钻杆事端。后来，笔者从事非开挖技能和钻具的研讨、规划作业，此时期也是中国非开挖铺管技能迅猛发展的时期，经常有施工单位陈述钻杆开裂事端，总觉得有些费解。所以，笔者亲身在施工现场查询了多起事端因素，一起规划了多种构造方式的钻杆进行实验。通过多年的事端剖析和实验研讨，总结出一些钻杆失效（首要是开裂）发生的因素：除钻杆本身质量问题外，施工中不妥的操作是使钻杆失效的首要因素。笔者撰写此文诣在避免施工公司重复走弯路，也算作为中国非开挖技能的发展做一点奉献。

二、 钻杆首要失效方式及因素剖析

非开挖导向、定向钻进用钻杆通常在遭到较大拉力和扭力效果的一起，还遭到曲折力的效果。钻杆通过曲线段时，钻杆被逼曲折，弧线内侧受压应力效果，弧线外侧受拉应力效果。当钻杆在曲线段旋转时，杆体就遭到拉压交变应力的作力，而钻孔曲率半径越小交变应力就越大。研讨标明这个交变应力到达一定值后，就极简单使钻杆发生疲惫裂纹。钻杆刚开始发生的疲惫裂纹疲惫裂纹十分细小，肉眼很难发现，但疲惫裂纹发展速度极快，最终表现为俄然的脆性开裂。实验证实，钻杆受交变应力效果而疲惫开裂对错开挖钻杆开裂失效的首要因素。许多钻杆在施工导向孔时发生开裂事端就佐证了这一定论。

目前中国的非开挖施工部队有许多是经历丰富素质高的专业公司，但更多的是暂时凑集起来的没有任何施工经历和技能的部队，他们通常连钻杆（或钻孔）的曲率半径都没听说过，让他们来指挥非开挖施工是构成钻杆开裂的人为方面的首要因素。

表一中列出几种多见的钻植失效方式及失效因素。

表一

三、 避免钻杆非正常失效的办法

依据钻杆的失效因素剖析，钻杆除正常磨损而失效外，钻杆的非正常失效因素可分为为两个方面：工人操作因素和钻杆本身质量因素。因而，咱们能够从进步钻杆质量和标准操作两方面来避免钻杆非正常失效。

1．进步钻杆质量

（1）钻杆资料挑选：为习惯非开挖导向、定向钻杆的受力剖析，钻杆杆体应有较高的抗拉强度、较好抗弯功能和较好的冲击耐性。杆体资料应挑选中碳合金构造无缝钢管，合金元素中应富含Cr、Mo等元素以进步资料的抗拉强度和冲击耐性，富含Mn、Si等元素以进步资料的弹性（即抗弯功能）。有时还富含微量的B、V等元素以进步资料的淬透性。常用的杆体资料有：36Mn2V、35CrMo、42MnMo7、35CrMnSi、45MnMoB。

用于杆体的无缝钢管的壁厚均匀度和轧制缺点也是影响钻杆质量的重要因素。小钢厂轧制的钢管壁厚均匀状况严峻，当钻杆较大的扭力效果时，简单在壁厚较薄处纵向裂开。有的钢管有重皮、气孔等缺点，钻杆易从此处开裂或刺漏。

钻杆接头受力最为复杂，接头资料很高归纳机械功能。钻杆接头多采用35CrMo或42CrMo棒料制作，但通过铸造的接头资料能大大进步其归纳机械功能。

（2）加工技能挑选：目前国内非开挖钻杆从加工技能分首要有全体铸造钻杆（简称全体钻杆）、镦粗＋冲突焊钻杆（简称镦焊钻杆）和单纯冲突焊钻杆（简称冲突焊钻杆）。三种钻杆的优缺点对比如表二。

表二

（3）镦粗加厚段的处理：不管是全体钻杆仍是镦焊钻杆，镦厚有些与未镦厚有些之间的过渡段处理好坏是影响镦锻质量的主因素。过渡段应有满足的长度，壁厚过渡均匀、光滑，无折皱。杆体经镦锻后最佳进行全体调质处理，以去掉过渡段内应力，并进步其归纳机械功能。

（4）接头构造型式

a. 应力涣散槽：实验研讨标明，非开挖导向、定向钻杆受循环曲折应力效果而疲惫开裂是钻杆的首要失效方式，而这种失效首要发生在钻杆公接头根部或公接头螺纹根部。在钻杆公接头根部规划应力涣散槽可有效地减小该处应力集中，然后进步其抗弯才干。此外，尽量增大螺纹直径、锥度螺纹规划和加大螺纹丝底圆弧半径也能显着改善钻杆公接头根部的抗弯才干。

b. “双顶”构造：所谓“双顶”构造，即在钻杆公、母扣拧紧时母扣端部与公扣台肩处顶紧的一起，母扣的内台肩处也与公扣的端部顶紧。“双顶” 构造钻杆的加工难度大，但它与“单顶”钻杆比较具有多方面的优越性：

l 密封效果好 钻进液由内向外走漏需经两个密封面，走漏阻力大。

l 能接受更大的扭矩 “双顶”钻杆提供两个抗扭台肩，其台肩总触摸面积远大于通常钻杆，因而接受的扭矩也远大于通常钻杆。

l 进步钻杆的运用寿命 通常钻杆通常由于接头磨损，母扣端部变薄而被公扣锥成喇叭口，然后使整根钻杆失效。“双顶”钻杆在接头磨损严峻后内台肩仍有效地起效果，钻杆仍能持续运用。

（5）丝扣的外表处理：丝扣外表氮化处理能有效地避免粘扣，还能进步丝扣的耐磨性，然后进步其运用寿命。氮化层厚度通常在0.2~0.3mm，厚度过大简单发生碎性裂纹，厚度过小则抗粘扣效果差。全体钻杆无法进行氮化处理，取而代之的是层厚小得多的磷化处理。

（6）螺纹加工精度：接头螺纹应在数控车床上用成形螺纹车刀加工，以确保钻杆的互换性。接头螺纹紧密距应控制在合理的范围之内，确保丝扣啮合杰出。

2．施工技能的改善

（1）标准操作：施工中要严厉依照各种钻杆所允许的拉力、扭矩和曲率半径来运用钻杆。对于施工公司来说，只要按标准运用钻杆，才干有效避免钻杆的非正常失效。

（2）过渡杆的效果：在扩孔和拉管过程中，与扩孔钻头衔接的那根钻杆的曲率半径很可能远小于钻孔规划的曲率半径（如图1），即r<，然后使这根钻杆在反转并受拉力效果下而遭到较大的循环应力效果，使其疲惫损害，进而发生裂纹而开裂。这种开裂多发生在距钻杆公接头0.3~0.8m之间。在通常钻杆与扩孔钻头之间衔接过渡杆，可使扩孔钻头与通常钻杆之间的小曲率过渡由加过渡杆来承当，然后维护了通常钻杆。过渡杆的这种效果通常被用户所忽略，但是许多看似无法解释的断钻杆事端其因素就在于此。

（3）避免钻杆失稳：钻杆是力学中的细长杆，在受压力效果下有失稳的趋势。因而，在导向孔施工阶段要对处于自在状况的钻杆进行束缚，避免在造斜顶进过程中钻杆失稳而曲折失效。钻杆失稳状况多发生在钻机夹持器至入地址之间的钻杆段，应尽量缩短该段长度，或采纳恰当的束缚办法。为防钻杆失稳，通常应使钻杆自在段长度小于钻杆直径的20倍。

（4）丝扣油的运用：质量好的丝扣油能有效避免钻杆粘扣、减小卸扣扭矩、削减扣面磨损。

（5）冲洗液的运用：在砂层、卵砾石层中钻进时，运用优异泥浆作冲洗液。泥浆在钻杆外壁构成泥皮，起光滑效果，能减小钻进扭矩，削减钻杆磨损，对维护钻杆起到十分重要的效果。

（6）钻杆的查看：钻杆运用一段时间后，就应查看钻杆的磨损、曲折、外表划痕等状况，要及时筛选磨损过度、显着曲折及外表划痕较深的钻杆。尤其要仔细查看镦锻过渡段的磨损状况，该处通常最易被磨损变薄而开裂