为了推动国家经济的发展，加快西部建设，目前国家正在大力兴建铁路。地质勘察是铁路设计必不可少的工序：铁路选线，绕避不良地质，必须以地质勘察为依据；铁路中大小型桥梁及隧道要求的岩土参数也全部来自地质勘察。 根据工程的需要，铁路勘察往往要进行深孔勘探来进一步查明地层岩性、地应力分布规律以及水文等情况。在复杂地层钻探过程中，由于多种因素的影响，导致钻探中钻杆柱发生磨损程度不一，折断失效事故时有发生，施工单位难以确定钻杆发生折断失效的时间。单位都害怕事故的发生，因为事故发生后，要打捞钻杆，花费大量的时间和人力，更换新的钻杆要花费较多的资金，大型钻机发动需要大量的燃料，更重要的是要耽误工期。铁路勘察是走在铁路建设前列的，设计院通常会对勘察单位下达严格的工期要求，不能在工期范围内完成任务将有严重的后果。 青藏线改建铁路西格段关角隧道，位于青海省海西蒙古族藏族自治区关角山，隧道设计全长30多公里，是目前亚洲最长的隧道，布置的勘察孔深度最深的为380m，浅的为50m。勘察单位为铁道部第一勘察设计院，在勘察过程中产生了较多的钻杆折断事故，造成了大量的损失，铁一院提出了钻杆磨损与折断研究的课题。针对380m的深孔，笔者对钻杆柱的磨损、折断和如何提高钻杆柱的寿命进行了研究。该孔用的是XY-44钻机，孔内破碎带多，地应力高。 本文共分四大部分，第一部分是铁路深孔勘探简介；第二部分是钻杆柱磨损研究：第三部分是钻杆柱折断研究；第四部分是关于钻杆柱使用寿命的研究。 论文第一部分对铁路深孔勘探进行简介。 本部分介绍了铁路勘探的发展和演进、铁路勘探钻具和铁路勘探钻杆柱的研究内容。 在铁路勘探的发展和演进这节中，介绍了我国钻机发展历史，钻探技术发展历史，铁路勘测工作存在的主要问题。 在铁路勘探钻具这节中，介绍了XY-44型钻机的技术参数、钻机图片及一些钻杆图片。 在铁路勘探钻杆柱的研究内容这节中，阐述了对钻杆柱的研究主要体现在性能要求、材质、钻杆柱螺纹及钻杆柱的结构型式等几方面。 论文第二部分对钻杆柱的磨损进行研究。 笔者根据现场所作的考察，先从常规的五种磨损形式来分析磨损发生的主要形式及造成的磨损的大小，然后从受力方面考察了钻杆柱的磨损原因。笔者认为钻杆柱磨损的因素主要有以下几点：自身材质的缺点、钻井液的影响、受力引起的疲劳腐蚀及偏磨引起的严重的磨粒磨损及粘着磨损。 论文第三部分是对钻杆柱折断的研究。 笔者认为钻杆柱折断分正常折断与非正常折断。在进行正常折断研究时，笔者先对钻杆柱进行了受力分析。主要分析了钻杆柱受轴力、弯曲及扭应力的情况，并根据第四强度理论，计算了钻杆柱的米塞斯应力。 观察现场取回的样品断口，折断通常发生在钻杆与接箍连接的接头牙根处，对这一部位进行了仿真分析，用ANSYS进行建模，得出了Mises应力云图。 笔者认为在钻进过程中，振动也是钻杆柱折断的一个重要因素，一定的转速引起共振发生时，钻杆柱将受较大的力。笔者用ANSYS软件进行了钻杆自振频率的分析，分别得出了钻杆长180m、270m和360m时的前三阶自振频率，为操作时采用合适的转速，避免共振提供了参考。 关于钻杆柱的不正常折断，笔者认为钻杆柱非正常折断主要原因是卡钻，造成卡钻因素很多，笔者主要从岩层、钻井液、钻具结构及工人操作水平四方面进行了分析。 论文第四部分研究了怎样提高钻杆的使用寿命。 笔者主要从钻杆的加工工艺、尺寸的优化和施工工艺三方面进行了分析。 在加工工艺上，笔者认为主要做好热处理与焊接保护。热处理要控制好”四把火”，通过退火使钻杆内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，并为进一步淬火作准备；通过正火钻杆的组织更细；通过淬火使钻杆变硬，但同时变脆：为了降低钻杆的脆性，进行了回火处理。关于焊接，笔者提出了一些措施来保证焊接的质量。 在结构上，笔者根据XY-44钻机确定了一定的钻压和扭矩，选取了几组锥度和牙高，分别对螺纹的米塞斯应力进行了计算，根据计算结果分析了牙高和锥度对钻杆的影响。 在规范施工上，笔者根据施工现状，就检修设备、严格施工、控制泵流量、保持泥浆性能、处理掉岩芯事故、拧卸钻杆及钻杆监测等方面提出了相关的建议。 最后，笔者对钻杆的磨损与折断作出了结论，并对铁路勘探将来的发展作了展望。