摘 要：在矿用强造斜稳定组合钻具系统中，挠性钻杆的研制是项目的技术难点和技术关键，文章基于实践性原则，对新型挠性钻杆的抗扭强度和密封性进行了实验研究。经过抗扭强度测试，抗扭强度达到了4000Nm；通过密封性试验，达到耐压8 MPa 的要求。
关键词：挠性钻杆；实验；抗扭强度；密封性
为了解决在送软煤层瓦斯抽采难的问题，研制了强造斜稳定组合钻具系统。在此系统中，挠性钻杆作为主要组成部件，需要达到的技术指标有抗拉强度、抗压强度和抗扭强度；其次是达到挠曲变形的要求；还要达到必要的密封要求。目前研制的新型挠性钻杆技术参数如表1 所示。为了检测挠性钻杆是否达到设计要求，对挠性钻杆的抗扭强度和密封性进行了实验研究。
表1 钻杆技术参数
1 挠性钻杆的抗扭强度的试验
本实验是在拧扣机上对新型挠性钻杆进行破坏性试验，测量挠性钻杆的破坏扭矩，测试挠性钻杆的抗扭强度。
试验采用交错双曲面夹紧机构液压拧扣机的改进型产品，试验过程中，首先将挠性钻杆两端定位夹紧，然后采用逐步增加实验设备的扭矩参数，观察实验钻杆扭曲情况，并时刻记录实验设备加载扭矩参数，直到钻杆发生功能失效性破坏，扭矩加载结束。
试验中，当实验机器持续加载扭矩，达到4000Nm 时钻杆未发生破坏，持续2 分钟后，仍旧未见破坏。为了测试挠性钻杆的破坏扭矩，当加载到4247Nm 时，挠性钻杆接头已经开始变形，挠性接头已经开始产生塑性变形，向两端翘起。当载荷增加到5247Nm 时，新型钻杆挠性接头发生功能失效性破坏，挠性接头变形情况如下图1 所示。
图1 钻杆失效性破坏的变形情况
试验数据表明，被加载钻杆静态扭矩最大可达4000Nm，远远超过1900Nm 的设计标准，满足相关功能要求。
2 挠性钻杆密封性能测试
在挠性钻杆工作过程中，为了冲洗钻头，在钻杆内孔内安装高压胶管，为了满足技术要求，需要对胶管接头与钻杆接头进行密封处理。因此要对挠性钻杆密封性能进行测试。
2.1 实验设备
挠性钻杆密封性试验采用3NB-300/12 型泥浆泵作为加压设备，该泵具有压力高、泵量大的特点。其主要技术参数见表2 所示。
表2 3NB-300/12 型泥浆泵主要技术参数
2.2 试验方案
在检测高压胶管接头与钻杆接头的密封性的试验中，将6 根钻杆连接在一起作为整体，一端用螺栓密封，另一端高压胶管与泥浆泵连接，如图2 所示。
图2 挠性钻杆连接示意图
为了进行密封效果对比，钻杆接头处由于未完全上紧，在供水压力为2MPa 时即出现泄漏，随着泵水压力的提高，泄漏量明显增加。挠性接头的密封性较好，随着供水压力的增加，无泄漏情况出现。
完成上述试验后，将钻杆接头上紧，尽量减少钻杆接头处泄漏量，分别向钻杆内泵送2、4、6 和8MPa 的压力水，继续进行密封性试验。
实验结果显示，在实验开始，钻杆接头处依然有少量水泄漏，但随着泵水压力增加，泄漏量增大，挠性钻杆转换接头处未出现泄漏。上述实验说明说明挠性钻杆的密封可靠，能够满足耐压8 MPa 的要求。
3 结 语
在验证新型挠性钻杆抗扭强度和密封性两项关键技术指标的过程中，对钻杆接头进行了破坏性抗扭试验，结果显示，在钻杆挠性接头不变形的状态下，试验钻杆静态抗扭强度达到了4000Nm，大于1900Nm 的设计要求；密封性试验的结果显示，在8 MPa 压力条件下，挠性钻杆密封可靠，达到了设计要求。
