为解决松软突出煤层钻孔施工中螺旋钻杆、宽刃螺旋钻杆和三刃螺旋钻杆的卡钻和埋设问题，介绍了一种整体式三刃螺旋钻具，讨论了其结构特点，研究了其加工工艺，并进行了试制。通过对钻杆试样的制作、断裂试验和断裂分析，证明钻杆的抗扭强度满足设计要求。该整体式三刃螺旋钻杆已在zdy-3200s全液压钻机上进行了钻井工业试验，成孔率为100%。
整体式三边螺旋钻杆
在煤矿开采过程中，瓦斯抽放是防止煤与瓦斯突出爆炸的根本措施。煤层钻探与瓦斯抽放技术作为防治煤矿瓦斯灾害的基本措施之一，得到了广泛的应用。然而，对于松软突出煤层，特别是在地应力高的地区，钻孔施工非常困难，容易出现井喷、塌孔、卡钻等异常现象，导致钻孔速度低，钻孔深度浅。软煤层钻孔深度一般不超过100m，严重影响钻孔抽放瓦斯效果。
目前，煤矿软突煤层钻探施工中使用的钻杆主要有螺旋钻杆、宽刃钻杆和三角形钻杆。
① 螺旋钻进是一种干式旋转钻进方法。螺旋钻杆和钻孔形成螺旋输送带。螺旋钻杆将钻头破碎的岩渣连续输送至孔外。螺旋钻孔有效地解决了排渣问题，但对钻孔干扰大，成孔困难。
② 宽刃钻杆基于螺旋钻杆。在不改变螺旋角和螺距的情况下，螺旋刀片的高度降低，刀片的厚度增加，这样钻杆就可以穿过旋转器卡盘和支架的内部通孔，这样钻头就可以在不使用主动钻杆的情况下拧下钻杆。同时，减少了螺旋叶片（翼）对钻孔内壁的刮擦，提高了钻孔稳定性和钻孔效率。然而，宽刃钻杆的排渣空间小于螺旋钻杆，排渣效率较低。
③ 三角形钻杆的排渣机理是在钻杆和井壁之间形成三个弧形空间，扩大了除煤除气的通道。在钻进过程中，钻杆搅拌煤粉，起到二次破碎煤的作用。在移动状态下由压缩空气吹出煤粉，可有效解决螺旋钻杆排渣通道堵塞的问题。钻进过程中不容易卡住和卡住钻杆。然而，三角形钻杆的加工质量难以控制，其强度低于同规格的其他钻杆。在钻井过程中，经常发生断杆和钻具损失，增加了钻井成本。为此，作者设计了整体式三面螺旋钻杆，解决了螺旋钻杆、宽刃钻杆和三面钻杆在松软突出煤层钻进施工中的上述问题。
1.整体式三刃螺旋钻杆的结构和工作原理
钻杆为整体结构，两端有公接头和母接头。钻杆本体的横截面轮廓与三角形钻杆相似，但在钻杆外壁上设有不连续的螺旋槽。
整体三角形螺旋钻杆结合了螺旋钻杆和三角形钻杆的优点。三棱柱的结构增加了钻杆外壁和孔壁之间的环形流动面积。在松软突出的煤层中，钻杆的旋转会引起涡流。沉积在钻孔底部的煤粉由钻杆的三个边缘提起，从而使孔中的煤粉始终处于运动状态，避免了煤粉在钻孔中的积聚和堵塞；
同时，钻杆外壁上的螺旋槽有助于除渣。当钻机卡钻或埋设时，利用螺旋槽的挖孔功能，可对塌孔进行疏通。