坑道钻探用钻杆额定扭矩测量值的不确定度评定

孙志林

（煤炭科学技术研究院有限公司，北京100013）

0 引言

钻杆是坑道钻探设备的重要组成部分，是钻机向钻头传递能量的关键部件，钻杆在煤层三维空间中主要承受复杂交变的拉、压、扭、弯曲等载荷，若钻杆扭矩不满足设计要求，工作一段时间后就会失效。由于钻探施工一般采用一钻到底的工作方式，随着钻头的深入，需要逐渐增加钻杆，如果钻进过程因钻杆失效而造成钻杆断裂或脱落事故，不仅影响正常生产，而且还因打捞困难使事故恶化，造成人力、财力的损失，会给煤矿施工安全带来很大影响[1-4]。为从源头上保证钻杆质量，减少钻杆失效隐患，钻杆生产企业在出厂前必须进行定向钻杆扭矩测试。为了提高坑道钻探用钻杆额定扭矩测量数据的准确性、 可重复性，减小测量误差，本文对其测量不确定度进行分析研究。

1 建立不确定度数学模型

测量不确定度包括两类分量，一类是用统计方法计算的A 类分量， 用来对随机误差的分散程度做出评定；另一类是用非统计方法计算的B类分量，包括系统误差、仪器误差和粗差等，最后用方和根法对两类分量进行合成得到合成不确定度。 在钻杆测试中，A 类不确定度主要来源于重复性测试，B 类不确定度主要来源于人员操作、传感器精度、测试系统、安装同轴度、环境影响等[5-7]。在上述分析的基础上建立钻杆扭矩测量的不确定度数学模型，如公式（1）所示，式中参数单位均为N·m。

式中 N——扭矩

Nd——测量值

ΔNy——人员……