地質(zhì)鉆探鉆桿加工技術(shù)改進(jìn)

　　 鉆桿是地質(zhì)鉆探工程施工中使用的主要鉆具之一，它是達(dá)到各種工藝操作要求、保證鉆探施工速度和質(zhì)量的關(guān)鍵，是優(yōu)質(zhì)高效開展地質(zhì)鉆探工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。

　　地質(zhì)鉆探是指利用鉆探機(jī)械設(shè)備帶動(dòng)鉆桿和鉆頭，破碎地殼巖石，鉆出一定的直徑和深度的柱狀圓孔，取出巖礦樣品以進(jìn)行分析和掌握地下地質(zhì)情況，從而滿足地質(zhì)礦產(chǎn)、工程地質(zhì)、巖土工程工作的需要。
　　地質(zhì)鉆探鉆桿是采用地質(zhì)專用管材通過機(jī)械加工后而生產(chǎn)為鉆桿的，它的質(zhì)量主要取決于兩個(gè)方面，一方面是地質(zhì)管材自身的質(zhì)量，另一方面是機(jī)械加工過程所形成的產(chǎn)品質(zhì)量。地質(zhì)專用管材常用牌號(hào)有：DZ40、DZ50、DZ55、DZ60、DZ65等，是優(yōu)質(zhì)中碳合金鋼無縫管，它是按強(qiáng)度供應(yīng)的，只保證材料的強(qiáng)度，不保證材料的化學(xué)成份。DZ65以下鋼級(jí)的強(qiáng)度、屈強(qiáng)比是通過鋼廠冶金過程中依靠合金化的原理來保證。在合金化過程中要保有一定含量的有益元素，如C、Si、B、Mn、Mo、V、Cr、Ni等。盡可能減少有害元素，如S、P等含量不得大于0.04%，從而保證鋼材本身的質(zhì)量。高強(qiáng)度管材是通過整體熱處理來實(shí)現(xiàn)的。
　　傳統(tǒng)的地質(zhì)鉆探鉆桿其生產(chǎn)加工工藝路線主要為：下料―加熱―鐓頭―熱處理（頭部）―車螺紋―檢驗(yàn)―包裝―入庫(kù)。在管材材質(zhì)一定的情況下，機(jī)械加工工藝質(zhì)量的好壞，就成為決定鉆桿質(zhì)量的主要因素，以下主要從加工工藝方面的改進(jìn)情況作為分析和對(duì)比。
　　一，原材料的檢查
　　1、 嚴(yán)格檢查管材的表面質(zhì)量，管材表面不得有折疊、裂縫、發(fā)紋、離層、扎折和結(jié)疤等外觀缺陷存在。
　　2、 管材橢圓度和壁厚不得超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許的公差范圍。
　　3、 管材的彎曲度不能超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許的公差范圍。
　　二、材質(zhì)的選擇
　　應(yīng)根據(jù)地質(zhì)鉆探的施工情況，如鉆孔直徑、鉆孔深度、鉆孔地層等情況而選擇不同的鋼級(jí)。目前常用的為上海寶鋼廠所生產(chǎn)的R780材質(zhì)管材（相當(dāng)于DZ55）。
　　 三、改變加熱方法
　　 加熱的目的是為了將管材加熱到一定的鍛造溫度，以便于鐓厚成形。原先采用焦碳煤爐火焰加熱，加熱成本較低。設(shè)備簡(jiǎn)單，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，污染環(huán)境大。管材加熱的溫度、加熱的長(zhǎng)度尺寸不好控制，主要取決于操作者經(jīng)驗(yàn)；加熱溫度過高，容易出現(xiàn)管材氧化、過熱、過燒等加熱缺陷；加熱溫度過低、加熱長(zhǎng)度尺寸過短或過長(zhǎng)，鐓頭時(shí)容易出現(xiàn)加厚尺寸過短、孔內(nèi)折皺、加厚厚度不均勻等缺陷。
　　 現(xiàn)在采用中頻感應(yīng)的電加熱方法，管材的加熱溫度和加熱尺寸長(zhǎng)度等問題都可以用設(shè)備工藝來控制，大大降低了人為因素。溫度可以通過加熱時(shí)間來嚴(yán)格控制，尺寸長(zhǎng)度可以通過感應(yīng)器的尺寸長(zhǎng)度控制。從而減少了管材加熱缺陷，提高了加熱工藝的質(zhì)量，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善了工作環(huán)境；感應(yīng)加熱速度快、時(shí)間短，提高了生產(chǎn)效率。
　　四、采用液壓墩管
　　為了保證鉆桿兩端加工螺紋處有足夠的強(qiáng)度，生產(chǎn)中是采用加厚管材內(nèi)壁厚度（內(nèi)加厚）的方法來增加斷面尺寸以降低應(yīng)力集中。管材加厚要在專用的墩管機(jī)上進(jìn)行加工。原先采用自制的三軋輥墩管機(jī)對(duì)鉆桿的頭部進(jìn)行加厚處理，因?yàn)榱α坎粔颍a(chǎn)中容易出現(xiàn)厚度不均、偏心、折皺、加厚尺寸過短缺陷。產(chǎn)品質(zhì)量很難控制。新工藝采用了功率較大的液壓墩管機(jī)，它的頂鍛力較大能夠充分滿足42、50、60鉆桿墩頭的需要，管材墩頭后的質(zhì)量由此得以保證。
　　五、熱處理工藝改進(jìn)
　　過去管材墩頭后，將管材堆在地上，用石灰或石棉粉把頭部埋住保溫，防止因冷卻過快、管材硬度增加而難以車削加工，從而也就降低了管材加厚部位的強(qiáng)度。現(xiàn)在采用中頻應(yīng)二次加熱技術(shù)、控制好加熱的溫度，然后讓其自然冷卻。這樣實(shí)質(zhì)上對(duì)管材墩頭加厚部位進(jìn)行了一次正火熱處理工藝，消除了因墩頭鍛造溫度所引起的鋼材組織晶粒粗大及其加工應(yīng)力；細(xì)化了鋼材組織晶粒，提高了鋼材的強(qiáng)度和韌性，也就提高了墩頭部位的內(nèi)在力量。
　　六、采用專用數(shù)控機(jī)床和專用螺紋量規(guī)
　　過去采用普通車床，鉆桿螺紋部分的尺寸精度和錐度難以保證。過去使用自制的螺紋量規(guī)精度低，螺紋的互換性和緊密距很難保證?，F(xiàn)在采用專用數(shù)控機(jī)床專用刀具及專用螺紋量規(guī)后，鉆桿螺紋的齒形精度、錐度精度、互換性、緊密距等都有了極大提高。
　　七、結(jié)語(yǔ)
　　鉆桿加工技術(shù)的不斷改進(jìn)和完善，極大的保證了鉆桿在機(jī)械加工過程中所形成的產(chǎn)品質(zhì)量，從而提高了地質(zhì)鉆探鉆桿內(nèi)在質(zhì)量和使用性能。