《煤矿巷道定向水平钻孔用高韧性中心通缆钻杆》

1煤矿巷道定向水平钻孔用高韧性中心通缆钻杆本文件规定了煤矿巷道定向水平钻孔用高韧性中心通缆钻杆的分类和型号、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输与贮存。本文件适用于煤矿井下瓦斯抽采、地质勘探等定向水平钻孔作业中，用于传输信号和动力的高韧性中心通缆钻杆。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T197普通螺纹公差GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法GB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分:试验方法GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划GB/T3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求GB/T3836.2爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备GB/T4208外壳防护等级（IP代码）GB/T4336碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）GB/T6402钢锻件超声检测方法GB/T9253石油天然气工业套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验GB/T10125人造气氛腐蚀试验盐雾试验GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术第3部分：射频电磁场辐射抗扰度试验MT/T154.1煤矿机电产品型号编制方法第1部分：导则MT/T521煤矿坑道钻探用常规钻杆MT/T1097煤矿机电设备检修技术规范SY/T5561钻杆3术语和定义MT/T521界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1中心通缆钻杆centralcabledrillpipe内部设有贯通孔道，用于布设测斜、通讯或动力电缆的钻杆，实现孔底与孔口的数据和电力传输。3.2定向水平钻孔directionalhorizontaldrilling2在煤矿巷道中，按设计轨迹进行的长距离、近水平或小角度钻孔。3.3高韧性hightenacity在保证高强度的同时，具有优异的抗冲击和抗疲劳性能。4分类和型号按MT/T154.1、MT/T521的规定进行。5技术要求5.1材质要求5.1.1钻杆体应选用26CrMo、42CrMo或同等性能的合金结构钢，经调质处理后，力学性能应不低于SY/T5561中G105钢级要求，钻杆应符合MT/T521的规定。5.1.2中心通缆装置应符合以下要求：a)传导芯线：应采用无氧铜合金，导电率不低于98％IACS，抗拉强度≥300MPa；b)绝缘层：应采用聚四氟乙烯或氧化铝陶瓷，介电强度≥20kV/mm；c)防护套管：应采用304不锈钢或钛合金，壁厚≥1.5㎜，耐腐蚀性符合GB/T10125中500h中性盐雾试验要求；d)密封件：应采用氢化丁腈橡胶或氟橡胶，邵氏硬度75HA±5HA，耐水压不低于15MPa。5.1.3接头应选用42CrMo或35CrMo合金结构钢，经调质处理后硬度为HRC28～HRC32，与钻杆体焊接后整体力学性能匹配。5.2外观与尺寸偏差5.2.1外观要求包括但不限于以下要求：a)钻杆体表面应无裂纹、折叠、结疤、夹杂、分层等缺陷，锈蚀深度≤0.2㎜，表面粗糙度Ra≤6.3μm；b)螺纹表面应无毛刺、损伤、缺牙，螺纹牙型完整，无明显磕碰痕迹；c)通缆装置应插头无变形、损坏，绝缘层无破损、老化、变色现象；d)焊缝表面应无气孔、夹渣、未焊透、裂纹等缺陷，焊缝余高均匀，无明显凹凸不平；e)螺旋翼片外观应完好；f)钻杆及接头螺纹应保留因退刀而形成的牙型。5.2.2尺寸偏差应符合表1的规定。3≤5%5.3性能要求5.3.1力学性能力学性能应符合表2规定。表2力学性能㎫㎫㎫㎫%J年5.3.2信号传输性能应符合以下要求：a)绝缘电阻：导体与钻杆体之间的绝缘电阻应≥2㏁（500V兆欧表测量，持续1min在120℃高温环境下，绝缘电阻应≥1㏁；b)通缆电阻：单根钻杆通缆装置总电阻≤0.5Ω（20℃环境下）；c)信号传输衰减：在1km钻杆串、1kHz～10kHz信号频率下，衰减应≤5%;d)传输延迟：信号传输延迟应≤1ms/km；e)抗干扰性能：在50Hz、100V/m电磁环境下，信号信噪比应≥30dB，保障复杂井下环境数据传输稳定。5.3.3环境适应性耐水压性能在15MPa水压下保压30min，无渗漏、无结构变形，压力下降应≤0.5㎫；耐温性能在-20℃~120℃环境下保温2h后，力学性能下降应≤10％，信号传输性能应无明显变化。耐腐蚀性4在含5％硫化氢（H₂S）的酸性溶液中浸泡72h，表面应无点蚀、开裂，力学性能下降应≤5％。同时符合GB/T10125中500h中性盐雾试验无红锈要求。防爆性能应符合GB/T3836.1、GB/T3836.2要求，摩擦撞击不产生火花，最高表面温度应≤150℃;防尘防水性应符合IP65防护等级要求，适配井下多尘、潮湿环境。6试验方法6.1材质检验6.1.1化学成分分析应采用火花源原子发射光谱仪，按GB/T4336执行，每个炉号取1个试样。6.1.2力学性能试验拉伸试样取自钻杆体横向，冲击试样取自钻杆体纵向（夏比V型缺口硬度试样取自接头表面，分别按GB/T228.1、GB/T229、GB/T230.1执行。6.1.3焊缝探伤采用超声波探伤仪（UT），按GB/T6402执行，探伤比例100％。6.2尺寸与外观检验按以下要求进行：a)外径、壁厚测量：采用数显卡尺、超声波测厚仪，在钻杆全长均匀选取3个截面，每个截面测量4个均匀分布的点，取平均值；b)长度测量：采用激光测距仪或钢卷尺，测量钻杆两端端面之间的距离；c)螺纹精度检测：采用螺纹量规、工具显微镜，按GB/T197执行；d)同轴度测量：将钻杆放置在V型块上，采用百分表测量钻杆两端及中部的径向跳动，取最大值；e)外观检验：采用目视检查与手感触摸相结合，焊缝表面采用磁粉探伤（MT）检测。6.3性能试验6.3.1力学性能试验拉伸试样取自钻杆体横向，冲击试样取自钻杆体纵向（夏比V型缺口硬度试样取自接头表面，分别按GB/T228.1、GB/T229、GB/T230.1执行。6.3.2信号传输性能试验绝缘电阻测量采用500V兆欧表，一端接传导芯线，另一端接钻杆体（接地），持续1min，记录稳定后的电通缆电阻测量采用直流电阻测试仪，在20℃环境下测量单根钻杆通缆装置两端芯线之间的总电阻。信号传输衰减试验选取3根同规格钻杆串联成1km试验段，采用信号发生器输出1kHz～10kHz正弦信号，接入钻杆串一端，另一端通过示波器接收信号，计算衰减率。传输延迟试验采用脉冲信号发生器输出上升沿≤10ns的方波脉冲，接入1km钻杆串一端，用示波器测量输入与输出脉冲信号的时间差。抗干扰性能试验按GB/T17626.3规定，将钻杆放置在50Hz、100V/m的电磁环境中，通过频谱分析仪检测输出信号的信噪比。6.3.3环境适应性试验耐水压试验将钻杆两端密封，接入水压试验台，缓慢升压至15㎫，保压30min，观察有无渗漏，记录压力变化。耐温性能试验分别在-20℃、120℃环境下保温2h后，测试力学性能与信号传输性能。耐腐蚀性试验按GB/T10125规定，将钻杆试样放入含5%硫化氢（H₂S）的酸性溶液中，浸泡72h后检测表面腐蚀情况及力学性能。防爆性能试验按MT/T1097规定，进行摩擦火花试验，测量钻杆额定载荷下的表面温度。防尘防水性能试验按GB/T4208规定，进行IP65防护等级测试。7检验规则7.1检验分类煤矿巷道定向水平钻孔用高韧性中心通缆钻杆的检验分为出厂检验和型式检验。7.2出厂检验7.2.1组批以同一工艺、同一原辅材料生产的同一规格产品为一组批。67.2.2抽样规则出厂检验应进行全数检验；当批次产品数量超过100件时，可实行抽样检验。抽样检验方法依据GB/T2828.1中规定，采用正常检验，一次抽样方案，一般检验水平Ⅱ,质量接受限（AQL）为6.5，其样本量及判定数值按表3进行。表3出厂检验抽样方案812233456787.2.3检验项目出厂检验的项目为5.1、5.2的内容。7.3型式检验7.3.1提交型式检验的产品必须是经生产厂质量检验部门检验合格的产品。7.3.2有下列情况时，应进行型式检验：a)新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；b)正式生产后，如结构、材料、工艺有较大转变，可能影响产品性能时；c)正常生产时应每半年进行一次检验；d)产品停产一年后，恢复生产时；e)合同规定进行型式检验时；f)质量监督检验机构提出进行型式检验要求时。7.3.3型式检验的项目为第五章全部内容。7.4批量用同一批原材料在相同生产工艺和产品条件下连续制造的产品视为同批量。7.5判定规则7.5.1性能均符合本文件规定时，则判定该批产品合格。其中任一项不合格，则判定该批产品为不合格。7.5.2顾客对产品有特殊要求的，按顾客要求进行（组批、检验和判定）。7.6复验规则检验结果不符合要求时，则应从同批次产品中加倍抽样进行复验；如果复验结果仍不符合要求时，则该批产品应报废或降级使用。8.1标志8.1.1产品标志每根钻杆应在接头端部或钻杆体明显位置设置永久性标志，采用激光打标方式，内容应包括：——产品标记；——生产企业名称或商标；——生产日期或生产批号；——产品合格证编号；——防爆标志。8.1.2包装标志产品包装外表面应设置清晰标志，内容应包括：——产品名称及标记；——生产企业名称、地址、联系方式；——产品数量（根数）、毛重、净重；——包装外形尺寸（长×宽×高，单位：mm）；——警示标志：“小心轻放”“防潮”“防腐蚀”“防爆产品”；——标准编号。8.2包装8.2.1钻杆两端螺纹应套上塑料或橡胶保护套，螺纹不宜损伤、锈蚀。8.2.2单根钻杆应采用塑料薄膜缠绕包装，多根（不超过5根）钻杆按规格捆扎成束，捆扎处应加软垫（橡胶或泡沫）。8.2.3铣槽型钻杆的槽口盖板应采用胶带或塑料膜密封，通缆装置插头应套上防护帽。8.2.4包装内应随附产品合格证（注明产品信息、检验结果、检验员编号）、产品使用说明书及装箱清单。8.3运输8.3.1运输工具应清洁、干燥、无腐蚀性物质，钻杆不宜与易燃易爆、腐蚀性物品混装运输。8.3.2运输过程中应避免剧烈撞击、挤压、翻滚，不宜弯曲、变形或通缆装置损坏。8.3.3装卸时应采用吊具吊装，吊具与钻杆接触处应加软垫，不得直接拖拽、