气动潜孔锤钻进技术

会计学气动潜孔锤钻进技术气动潜孔锤钻进技术一.气动潜孔锤的概况二.气动潜孔锤分类及特点三.潜孔锤多 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 钻进技术四.钻进技术参数及操作方法五.潜孔锤用于水文水井钻凿一.气动潜孔锤的概况十八世纪中叶(1857年)意大利工程师巴特里特首次发明了以压缩空气做为动力介质的世界第一台风动凿岩机，开创了潜孔锤钻进的新纪元。风动潜孔锤20世纪60年代引入我国，70年代我国技术人员已经自行 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 研制风动潜孔锤，应用领域主要是矿山爆破孔，完成的工作量愈年增加。风动潜孔锤钻进以其很高的钻进效率、很长的钻头寿命、较低的钻孔成本、并不需配制洗井介质、适合全天候施工作业等显著特点，在各钻孔领域展现出巨大的应用前景。自70年代始风动潜孔锤逐渐扩大其应用领域，发展到水文水井钻凿，其硬岩钻进效率较常规钻进方法(硬质合金钻进、钢粒钻进)效率提高5～8倍，风动潜孔锤钻凿水井做为一项高新技术当时被广为应用。上世纪80年代国外已将风动潜孔锤拓宽应用到地质岩芯勘探领域，将潜孔锤施工爆破孔几米至十几米深延伸到勘探钻孔的几百米深，将潜孔锤爆破孔只成孔不取芯发展到取芯取样钻进，并由普通正循环钻进发展为中心取样钻进，即CSR(CenterSampleRecovery)钻进方法。80年代开始，随着潜孔锤应用于勘探领域，国外钻探技术人员开始研究贯通式潜孔锤及反循环钻进技术。时值我国七·五计划开始，原地质矿产部瞄准国际前沿，也将贯通式潜孔锤及反循环钻进技术列为重点科技攻关项目，由原长春地质学院承担研究工作。我院自主研发的贯通式潜孔锤及反循环钻进技术、大直径湿式反循环钻进潜孔锤技术相继研究成功，经生产性野外试验，取得了良好的效果。应用领域气动潜孔锤钻进适用的地层几乎可包括所有火成岩和变质岩以及中硬以上的沉积岩。对于硬岩和坚硬岩层来说，使用潜孔锤钻进更为有利。因为硬岩和坚硬岩层的脆性大，在冲击载荷作用下，除局部岩石直接粉碎外，在钻头齿刃接触部位岩石将产生破裂形成一个破碎区，并产生较大颗粒的岩屑，因而钻进速度大大高于单纯回转钻进。气动潜孔锤对容易孔斜的岩层，如片理、层理发育，或者软硬不均匀以及多裂隙的岩层等，能有效防止或者减少孔斜。气动潜孔锤还能克服某些卵砾石层、漂砾层钻进困难。气动潜孔锤钻进的应用领域：1．固体矿产勘探在地质设计允许用岩屑取代岩心时均可采用潜孔锤钻进，以大幅度提高钻进速度。自从出现贯通式潜孔锤和取心潜孔锤(在港孔捶下部接岩心管)之后，很大程度扩展了其在固体矿产勘查领域的应用。2．砂矿床勘查某些矿产（如金矿）很多为砂矿床，并且往往赋存在卵砾石层以及含漂砾的沉积层中，用潜孔锤结合反循环取样效果甚佳。3．工程地质勘查工程地质勘查包括陆地和水域，一般多在第四系覆盖层中钻进。当遇到卵砾石层或漂砾时亦用潜孔锤钻进。4．水井钻凿施工这方面应用潜孔锤甚广，既能快速施工，又能提高成井质量，凡是在基岩井施工设计时都首先考虑采用这种方法钻进。5．爆破孔施工包括矿山采矿、水电、交通等建设中的爆破孔以及人工地震的震源孔，都广泛采用潜孔锤钻进。6．锚固与注浆工程施工用潜孔锤施工各种用途的锚固孔与注浆孔都比普通回转钻进方法优越的多，特别在某些滑坡治理和挡土墙锚固孔施工时往往忌用液体介质。7．基础工程施工主要指用潜孔锤施工钻孔灌注桩(特别是嵌岩桩)和地下连续墙。除用单体潜孔锤外，大断面基础工程可用组合式潜孔锤施工。8．矿山竖井施工包括矿山采矿用竖井、通风井、充填井、诽水井等，亦用于大型多方向反向井施工(RaiseDrilling)和高垂直度的冻结孔施工。9．其他应用领域如地下坑道用管棚法施工时打水平孔，铺设地下管线和栽埋线杆施工等。二.气动潜孔锤的分类及特点按其配气类型分：有阀及无阀两种；按其结构类型分：贯通式及非贯通式两种；按其工作压力分：低风压、中风压、高风压。气动冲击器，从使用的观点出发，它应具有以下一些要求。1．结构简单、便于制造与维修；2．工作稳定可靠，防空打机构灵活，潜入深水密封性好；3．孔底岩屑排除效果好；4．深孔钻进用冲击器在高背压条件下应有良好的工作基础；5．有良好的能量恢复作用，能耗较小；6．有较高的钻进速度和使用寿命。1.阀式气动潜孔锤属于这类冲击器在我国使用最多的为J系列冲击器（如J—80、J—100、J—150、J—200、J—250）和CZ系列冲击器等。（嘉兴J200型）J系列冲击器结构如图所示。冲击器工作时，压缩空气由接头2压开止逆阀19进入缸体。进入缸体的压缩空气分成两路，一路是直吹排粉气路，经阀座8、配气杆22、活塞9的中孔通道以及钻头23的中心孔进入孔底，直接用来吹洗孔底岩屑；另一路是气缸工作的配气气路，压缩空气进入具有阀片7的配气机构，并借助活塞9与配气杆22、内缸11上的孔及衬套12上的槽进行配合，使阀片翻转，实现上、下进排气的转换，推动活塞往复运动。（嘉兴JG150型）2.无阀式气动潜孔锤型号风压（MPa）耗风量（m3/s）冲击功（J）冲击频率（HZ）外径（mm）重量（Kg）长度（mm）钻头直径（mm）JG-801.05411123.37627.595790JG-80B0.630.110816761985490-95JG-1001.054.521019.29237.51164105-115JG-100A1.055.421019.292461164105-115JG-1502.466.5608201371381591155-165J-100B0.630.15165169530870110J-150B0.630.254000.25136811012155-235J-170B0.630.343015156941196175-240J-200B0.630.452017.21881631299200-210J-250B0.630.556016.22152081474250-300嘉兴潜孔锤类型和技术参数1—上接头；2—密封圈；3—弹簧；4—止逆阀；5—垫圈；6—密封圈；7—进气座；8—内缸；9—外缸；10—喷嘴；11—冲锤；12—隔套；13—导向套；14—圆键；15—下接头；16—钻头W—200型无阀冲击器结构图W型无阀冲击器为国产中心排气的潜孔冲击器。结构见图。其工作原理为压缩空气经上接头1，逆止阀4进入进气座7的后腔，然后压气分两路前进；一路经进气座和喷嘴10进入活塞和钻头的中空通道，在孔底冷却钻头和喷吹岩屑；另一路进入内缸14之间的环形腔（此腔作为活塞运行的进气室）。位于进气室的压气，经气缸的径向孔以及活塞上的环形槽进入3.高风压气动潜孔锤该类冲击器适于高风压下工作，属无阀式中心排气型冲击器。是仿美国英格索—兰德公司的DHD—360冲击器设计的。由嘉兴冶金机械厂、宣化风动工具厂等单位生产。该冲击器的特点是活塞大端冲击钻头尾部，能量传递效率高，活塞大端直接与外缸接触，在相同外径限制下，活塞有较大的做功面积。工作原理：该类型风动冲击器工作原理是在活塞返回行程时（如图所示），压气由上接头1进入，以配气座10上的长孔①、内缸12上端的气孔②、外缸13上端的环⑦⑧⑨⑩状空间③、内缸12的长孔⑤、再经活塞上端与外缸13之间的空间⑦、活塞下端上的气槽⑧与外缸管下端的环状⑨关闭时，前气室停止供气；当活塞继续后退至其上端气槽⑥与内气缸12上的气槽④相通时，压气仍经①、③、⑤、⑥以及④到达后气室，后气室开始供气，推动活塞冲程做功。前后气室的废气，分别由钻头尾部排气管和活塞中心孔经钻头排出至孔底。另外该冲击器还有一条经配气座中心孔，活塞及钻头中心孔排至孔底的气路，以作为排除岩屑的补充，该气流的大小由节流塞直径来调节。宣化有阀式风气潜孔锤宣化无阀式风气潜孔锤型号风压（MPa）耗风量（m3/min）冲击功（J）冲击频率（r/min）外径（mm）重量（Kg）长度（mm）钻头直径（mm）CIR-900.5-0.77.2107.88408018.586490CIR-1500.5-0.715.9333.4890136861010155CIR-150A0.5-0.717420850891008155-165CIR-1700.5-0.716.84218001561021150175CIR-170A0.5-0.719.55008401191142175-185DH-40.56-2.462.3-14.7152-6651340-2000138451138105-114DH-60.56-2.467.1-36.8450-19771210-18501361261485152-165DHD-340A1.06-2.452.3-13.3158-6941090-180092471161105-114DHD-3601.06-2.454.5-26.6390-17191100-18001361291295152-165宣化潜孔锤类型及技术参数4、贯通式潜孔锤（吉林大学建设工程学院）（GQ-200型）潜孔锤外径（mm）190单次冲击功（J）720贯通孔直径（mm）62冲击频率（HZ）18钻孔直径（mm）200-250耗气量（m3/min）14潜孔锤长度（mm）1468潜孔锤压力降（MPa）1.01、钻杆内管2、钻杆外管3、扶正环4、外缸5、心管6、内缸7、活塞8、衬套9、钻头A、上腔B、进风孔C、下腔贯通式潜孔锤工作原理图见图2.2。压缩空气经双通道气水龙头2由双壁钻杆5进入贯通式潜孔锤的上接头环状间隙，推开逆止阀6，充满外缸和内缸8之间的环状通道，由内缸8上的径向进气孔进入前后气室推动活塞9往复运动产生冲击能量。前后气室内做功后的废气分别排入活塞9与心管7之间的环状通道，进入钻头上部环槽，经钻头花键槽底部留出的通道由钻头排气孔排出。经扩压槽和孔底岩石的反射作用，并在钻头抽吸孔的强力抽吸作用下，气体携带岩样直接进入钻头中心，经潜孔锤的贯通孔和双壁钻杆的中心通道，通过双通道气水龙头的鹅颈弯管3、排渣管1最后排到地 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 收集岩样设备中，实现不停钻连续取心（样）钻进高新工艺。5、大直径湿式反循环潜孔锤三.潜孔锤多工艺钻进技术1.常规潜孔锤钻进常规潜孔锤钻进指的是采用普通潜孔锤进行全面破碎孔底岩石的一种钻进方式。它是最早使用的一种以单一干压缩空气作为动力（后来发展加入雾化、泡沫等介质）风动工具。它所产生的冲击能量，可直接传给钻头，利用冲击器排出的压缩空气以正循方式冷却钻头和排屑。常规潜(一)常规潜孔锤钻进方法特点该钻进方法特点是不取岩心，孔底全面破碎，岩屑量大，并全部由高速气流携出孔外。因此，能否将孔底破碎的岩屑及时、干净地排出孔是关系到钻速高低和能否维持正常钻进的关键。这就要保证整个钻孔中，各段上返风速都不应低于排屑要求（一般为15m/s），特别是孔口处，风速不能下降太多。因此，设计钻孔结构时，应根据地层条件和潜孔锤钻进工艺的要求尽量简化，最好一径成井，这对于爆破孔、工程施工孔、锚杆孔、帷幕灌浆孔等均可实现。当钻凿水井时，潜孔锤钻进方法多用于基岩钻进，完整岩层多为裸眼井身，上部覆盖层用套管隔离。此外，水位以上的大裂隙和溶洞也必须用套管封闭。有时需下入更大直径的水泵，不能一径成井，但可用潜孔锤扩孔钻头扩孔。此时需要下入两层套管，外层套管用以隔离覆盖层，内层套管为钻进技术套管。先用经济井径钻到预定深度，然后起出技术套管，再用选定的潜孔锤扩孔钻头扩孔，至需要的深度。(二)复杂地层钻进潜孔锤钻进的特点是以压缩空气作为动力介质，采用柱齿硬质合金钻头进行冲击回转钻进的一种高效钻进工艺。实践证明：它适用于硬脆碎、坍塌、漏失等复杂地层钻进。1.覆盖层及风化基岩地基钻进，这些地层的特点是破碎、软硬不均，并往往含有卵砾石及松散粘土等，给潜孔锤钻进带来的困难是钻孔坍塌、堵塞钻头气路，造成冲击器无法持续工作。如在用水方便地区，仍先采用泥浆回转钻进到完整基岩，下入套管后再改用潜孔锤钻进。但是，空气潜孔锤套管钻进大都用于干旱地区施工，再加上不另设水泵等设备，所以遇到这类地层常用的方法是：①以空气作为冲洗介质，采用硬质合金钻头进行取心钻进；②在比较浅的覆盖层，可用人工开挖的方法；③最为理想的是采用潜孔锤同步跟管或用双壁钻杆实现泥浆反循环钻进。2.对于少量渗水的弱含水层钻进。主要是克服“泥领”糊钻问题。由于孔内有少量水存在，钻进产生的岩粉、岩屑与水混合后，呈粘稠的混凝状，聚积在钻具周围和粗径钻头上方的孔壁上，使排屑困难，甚至终止。这时，钻具回转，提动都很困难，空压机风压急剧升高。在这种情况下，最好是改用泡沫钻进，即由泡沫灌注泵通过送风管路将泡沫剂源源不断输入孔内。钻进该类地层临时的处理方法是，从孔口或通过钻杆向孔中加入清水或泡沫剂，然后送风并反复活动钻具，稀释并冲开泥领，将钻屑吹出再继续钻进。通常在干孔钻进时，钻至含水层前（即潮湿地层）最易发生上述情况。3.破碎坍塌地层钻进。在空气潜孔锤钻进中，为了使孔内上返风速保持一定，应尽量简化钻孔结构，少变孔径，尤其不宜采用多级下套管隔离，可采取下列措施：①下完孔口管，钻进一段完整岩石之后，又遇破碎地层，而且不是含水层或非主要含水层，需要继续钻进时，多采用水泥固结透孔法。即尽可能在破碎层中多钻进一定深度，至无法继续钻进时，提出钻具，灌入水泥浆，待水泥渗入裂隙将破碎岩石固结后，再用潜孔锤将钻孔透开，继续用原口径钻进。②一般基岩水井的主要含水层多是断层破碎带，选定井孔位置时，应尽量使井身大部处于完整岩石中，待钻至破碎带后，孔内水位上升，再钻进一定深度后即可完井。2.潜孔锤取心钻具潜孔锤取心钻具是采用空气潜孔锤冲击隔风双管岩心管取心，并以驱动潜孔锤工作后压气正循环洗井。岩心管结构形状又分为单动双管和双动双管两种。图3-1为双动双管钻具结构图，图3-2为单动双管钻具结构图。图3-1双动双管取心钻具结构图1-冲击器接头；2-弹簧；3-外管；4-内置；5-取心钻具；6-岩心卡簧；7-半圆头柱齿硬质合金；8-弹头柱齿硬质合金；9、10-支承块；11-导风块图3-2单动双管取心钻具结构图1-冲击接头；2、4-轴承；3-心轴；5-悬托环；6、10-钢球；7-挡环；8-钢丝挡圈；9-岩心管接头；11-外管；12-岩心管；13-卡座；14-滚珠；15-钻头；16-柱齿硬质合金；17-卡块弹簧；18-卡块轴；19-卡块3.潜孔锤扩孔钻进由小规格潜孔锤带动大直径钻头，以原来小直径钻孔为导向孔，进行环状孔底钻进，使原来小直径钻孔扩为较大直径的钻孔，并把钻屑排出孔外，这就是潜孔锤扩孔过程。目前，国内外常用潜孔锤的规格为Φ100～250mm，为了下入更大规格的水泵，或者因钻进工艺需要，如为了下入大直径套管或为了节省风量用小直径钻杆保证有一定的上返风速，先钻进小直径钻孔，然后将已钻的上部孔段或全孔进行扩孔。如采用常规硬质合金回转钻具在硬岩中扩孔效率低，在可钻性Ⅶ级以上硬岩甚至无法扩孔钻进；采用钢粒钻具扩孔需制造人工活动孔底，不仅技术复杂而且十分麻烦。使用原来钻孔用的小规格的潜孔锤配用大直径的扩孔钻头，进行潜孔锤扩孔是一种高效方便的钻进方法。4.潜孔锤跟管钻进即潜孔锤一边钻进，套管一边随钻头下入孔内。跟进的套管具有稳定孔壁和保护孔口作用，而且钻进、排屑和护壁3个工序同时进行，使钻孔工作得以顺利进行。这是一种既发挥潜孔锤碎岩效率高的优点，又设法克服其护壁性能差而采取的一种工艺措施。目前已用于生产的有：瑞典的“ODEX”偏心扩孔法（见图3-3）、德国的“土星”（见图3-4）和“海王星”双回转钻进法（见图3-5）、美国英格索兰公司的“对心扩孔法”（见图3-6）。作者为解决香港马鞍山工程，研制了单偏心和双偏心两种偏心扩孔钻头，其结构如图3-7、图3-8，经生产性试验表明：两种偏心扩孔钻头结构简单、加工方便，钻头伸张及收缩动作可靠，使用寿命长。图3-3“ODEX”钻具示意图1-套管；2-导向部分；3-偏心扩器；4-中心钻头.图3-4“土星”跟管系统示意图1-潜孔锤2-偏心钻头3-套管鞋4-凸块5-套管.图3-5海王星跟管系统示意图1-潜孔锤;2-偏心钻头;3-内管;4-套管;5-套管鞋;6-套筒;7-凸台;8-螺旋伸缩套.图3-6同心扩孔潜孔锤钻头1）双壁钻具外部结构2）双壁钻杆内部结构3）双壁钻杆的组成和典型结构贯通式潜孔锤反循环连续取心钻具系统4.双壁钻具结构气举反循环双壁与单壁钻杆组合钻具气水混合器及双、单转换接头交叉通道结构双通道气水龙头结构正反接头结构非外平式双壁钻杆结构外平式双壁钻杆结构①SBC73/44mm非外平式双壁钻杆5.双壁钻杆结构类型与规格②SBC89/44mm非外平式双壁钻杆③SBC127/62mm非外平式双壁钻杆④SBC89/44mm外平式双壁钻杆SBC89/44mm外平式双壁钻杆特点:(1)钻杆强度大，处理孔内事故能力强；(2)钻杆内管径向浮动结构设计，使钻杆加工容易，现场拧卸方便；(3)钻杆耐磨性强，使用寿命长。⑤SBC89/44mm双螺纹外平式双壁钻杆双壁钻杆与贯通式潜孔锤的选配型　　号结构形式钻杆规格（ｍｍ）配套潜孔锤研发单位外管外径内管内径SBC73/44非外平７３４４ＧＱ—８０ＧＱ—８９ＧＱ—１００ＧＱ—１０８ＧＱ—１２７ＧＱ—１４６吉林大学SBC８９/44外平８９４４同上吉林大学SBC８９/44外平双螺纹８９４４同上吉林大学无锡钻探工具厂SBC１２７/６２非外平１２７６２ＧＱ—１６０ＧＱ—１８０ＧＱ—２００ＧＱ—２５０吉林大学冀南井业公司SBC１４０/８９非外平１４０８９ＧＱ—１８０ＧＱ—２００ＧＱ—２５０ＧＱ—３２０吉林大学四.钻进技术参数及操作方法空气潜孔锤钻进效率的高低，不仅取决于所用的空气压缩机、冲击器及钻头的性能和质量，而且必须做到合理操作，正确选用钻进技术参数。潜孔锤钻进的主要技术参数应包括下述几顶内容作用下破碎的，因而潜孔锤钻进效率的高低，主要取决于冲击功的大小和冲击频率的多少。轴向压力的汗用是为了克服冲击器在促使活塞下行时在气缸内所产生向。L推举力，以保证冲击功有效地传递给钻头，进行碎岩。因此，其压力的大小，主要取决于所用冲击器在气缸内所产生的压力大小。过大和过小都会影响潜孔锤钻进的正常工作。大则会引起钻头的过早磨损，球齿掉落，回转困难；过小将影响冲击功的有效传递。一般当钻压达1．3—1．6c时(J—20D及w—200型冲击器)钻进效率最佳。1.轴心压力2.转速钻具的转速主要是根据岩石的性质、钻头直径、冲击劝和冲击频率来确定。因为气动潜孔锤主要是以冲击动能来破碎岩石的，回转速度仅是为了改变硬质合金刃破岩的位置，所以合理的回转速度应保证在最优的冲击间隔范围内破碎岩石。最优冲击间隔的确定，国内外也不一样，有的以转角表示；有的以弧长表示。实践表明：像J—200B型及w—200澳气动潜孔锤钻进时，转速—‘般在15—30r／m5n范围内较为合适。如回转速度低，不仅会产生重复破碎，影响效率的提高，而且钻头球齿也易发生凿人碎岩坑穴中，造成回转困难和钻头的损坏。如果回转速度过高，则不仅会使冲击碎岩的作用减弱，而度会造成钻头的强烈磨损，使冲击碎岩转化为切削碎岩，造成效率低、钻头磨损严重。在操作中，必须防止上述现象的发生。一个柱齿钻头，如使用正常，在可钻性7—8级从岩中RJ进尺1Doom以比如使用不当，很可能几十米就磨损，不能使用了。钻头柱齿磨损后，使钻头齿与岩石的接触面积逐渐增大，而潜孔锤的单次冲击功是一定的，那么，作用在单位接触面积上的冲击功将逐渐减少。因此，钻进效率也要逐渐F降。当钻速下降20％左右时，即应考虑钻头的修磨。此时进行钻头修舀，经济效益最佳。经过修磨的钻头，核复了齿的形状，因而可以保持原有的钻进能力。柱齿钻头的磨损，一般表现为柱齿球面被磨平。所以在修磨时，应磨去平面部分，恢复球形。但球齿的高度以不低于8．5—9．5mm为好。如图示。3.供风量潜孔锤钻进时，送入的压缩空气有两个作用，其一是提供冲击器活塞运动的能量；其二是携带岩屑、冷却钻头等。因此，供风量多少的确定，一方面是根据所用的冲击器性能所需耗风量的大小；另一方面是要保证钻杆环状空间的上返风速。利用空气的气流进行洗孔排除岩屑属于气力输送问题。岩屑在空气流介质中，因本身的粒度、密度和形状的不同而具有不同的自由悬浮速度(如流体以等于球体自由沉降速度向上运动时，则球体将在一个水平面上呈摆动状态，既不上升，也不下降，此时流体的速度称为该物体的自由悬浮速度)。因此，钻孔环状空间内上返风速必须大于岩屑的悬浮速度。4.风压空气潜孔锤钻进时，空压机压力主要用于克服压缩空气在整个流动通道中的沿程损失和各个局部压力损失；克服孔内水柱压力和提供潜孔锤工作所需的压力。钻进速度与所供给的风压密切相关。下图表示了四种不同型号的潜孔锤(均配有直径为415.2mm的柱齿钻头)在花岗岩中钻进时，其钻进速度与所用风压的关系曲线。从曲线可以看出，不同结构的潜孔锤在相同的风压时，其钻进速度不同。而对于同一潜孔锤来说，在不同的风压作用下，其钻进速度变化尤其明显。从曲线还可以看出，阀式潜孔锤当风压为105MPa左右时，其钻速最高。无阀潜孔锤，随着风压的提高，其钻进速度增加得更快；而每米进尺所消耗的风量却相对减少。在钻进过程中，随着钻孔的加深，压缩空气循环阻力增加，空压机的供风压力将升高。此时若不加以调整，则空压机转速将下降，风量随之下降，继而达到某一动态平衡。在实际工作中，往往是通过自动装置或人工调整动力机，增加其输出功率(加大油门)，尽量维持空压机原转速，以保证送入钻孔内的风量不变，稳定钻孔环隙的上返风速。可见，这种状态相当于一个恒流风源变压供风的情况，此时供给潜孔锤的风量维持不变。但是，由于随着钻孔的加深，特别是有水的钻孔，其水柱的增加使潜孔锤排气背压也增加。这时，潜孔锤的性能将发生变化。经试验和研究发现，无阀式潜孔银将产生冲击频率提高，单次冲击功下降。这是由于在供风址维持不变的情况下，随着背压的增加，潜孔锤内压力降也增加。风量被压缩体积缩小而形成的。有阀式冲击器往往会控不动阀片面而终止工作。从以上 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可以看出，在潜孔锤钻进个，空压机的压力是整个压缩空气流动通道今各种压力损失的总和，是各个流通环下工作状态的反映，而不是想刘潜孔锤加多大风压航加多大风压。也正因为如此，在钻进个密切观察风压表的变化，就能掌握潜孔锤的工作状态和孔内钻进情况。4.操作方法及注意事项1．潜孔锤钻进时机上余尺不宜加得太多。加接钻杆后，潜孔锤距孔底应有o．5—10m的安全距离(视孔内岩屑多少)。主动钻杆应比一般钻杆长tm以上，以保证接上主动钻杆后，潜孔锤距孔底有一定安全距离。2．加接钻杆后，接上主动钻杆应先送压气，待压气送通后，再慢慢下降钻县工作。3．操作中应避免潜孔锤在不回转的情况下冲击，以防打出“键槽孔”。因故障被迫停止回转时，应迅速将钻县提升一段距离或立即刹紧绞车制带，使潜孔锤尽快由冲击工作状态转为吹孔状态。4．回次终了时，应强吹孔底几分钟，以排除孔底积存的岩屑。有泡沫灌注装置时，可同时注入泡沫液，以提高吹孔效果，提出主动钻杆后，再慢慢停气，不可猛然放气，以防孔底合岩屑的水倒灌潜孔锤。5．潜孔锤要经常注油润滑。狂无润滑袖加注装置时，每回次加接钻杆讨从钻杆接头处加入。0.5千克稀的润滑油。拆卸潜孔锤时，各零件应洗干净并涂以润滑油，组装时，若零件不到位，可用小锤在外壳处轻轻敲震，不可用锤去打。6．停用的潜孔锤经拆洗、涂油组装后，进气口应赌好棉纱，带好防护帽，防止异物进入潜孔锤内缸。1.潜孔锤正循环钻凿水文水井的不足和问题1）孔底沉渣难以排除2）孔口污染严重，不利于环境保护3）难以满足水文地质勘察的要求4）影响水井出水量5）不利于复杂地层钻进五.贯通式潜孔锤在钻凿水文水井的应用表中数据清楚表明，水文水井系列孔径满足上返风速要求时的供风量均大于驱动潜孔锤做功所要求的供风量。当钻孔直径超过Φ200mm时，上返风速要求的供气量是潜孔锤工作所需风量的二倍以上。孔径越大，供风量之差就越大。潜孔锤钻进中，设备投资大，施工成本高的主要是空压机和供风量。如果按需求的上返风速配备空压机施工作业，将会大幅度增加钻孔成本，实际应用中也没有只为排渣屑而大幅度增加供风量的。因此，潜孔锤钻进水井，存在的主要技术难题是孔内岩渣屑无法排出，严重影响了潜孔锤高速钻进的效果。水井钻进排渣问题已成为制约潜孔锤推广应用的主要矛盾。不同孔径条件下满足上返风速15m／s时对供风量的需求孔径（mm)项目Φ160Φ180Φ200Φ220Φ250Φ280上返风速所需风量（m3/min）12.517.322.728.638.649.8潜孔捶碎岩钻进所需风量（m3/min）8～1010～1212～1414～1616～1818～202.潜孔锤正、反循环的参数对比钻孔直径（mm）Φ100Φ112Φ132Φ160Φ180Φ200Φ220Φ250Φ280正循环配用钻杆Φ73Φ73Φ73Φ89Φ89Φ89Φ89Φ89Φ89上返环空断面积（cm2）36.6956.5794.99138.85192.26251.95347.92428.66553.54风量（m3/min）3.355.188.6912.7017.5823.0429.0739.2050.62反循环配用钻杆SHB—73/44SHB—73/44SHB—73/44SHB—89/60SHB—89/60SHB—89/60SHB—114/70SHB—114/70SHB—128/87上返通孔断面积（cm2）15.2115.2115.2128.2728.2728.2738.4838.4859.45风量（m3/min）1.391.391.392.592.592.593.523.525.44潜孔锤正、反循环上返通道面积及所需最低风量比较实施潜孔锤反循环钻进技术，流体介质及岩渣屑沿钻具及潜孔锤贯通孔上返，断面积小，风速高，携粉能力强，孔底干净。上表列出了九种不同钻孔直径采用正循环和反循环不同循环方式时满足上返风速需求时的最低供风量比较。表中数据清晰反映出既使钻孔直径较大时，采用反循环钻进方法满足上返风速条件时所需供风量依然很小。当选用的钻杆确定后，上返风速即排渣屑(连续取芯)能力不随钻孔直径改变而变化，只与供风量有关。实际钻进中，反循环上返风速所需风量已远远小于潜孔锤正常工作所需的额定供风量。也就是说实施反循环钻进时，实际上返风速远大于最低上返风速要求，有时甚至高出数倍。因此，孔底排渣屑干净、彻底，并且有能力直接将钻出的柱状岩(矿)心反循环连续排至地表，实现反循环连续取芯钻进。（二）潜孔锤反循环钻进技术1.潜孔锤反循环钻进工艺原理1-天车；2-鹅颈弯管；3-双通道气水龙头；4-排芯（样）胶管；5-取样器排气（尘）管；6-旋流取芯（样）器；7-钻机立轴；8-接芯（样）桶；9-双壁钻杆；10-钻机；11-双壁钻杆锁接头；12-贯通式冲击器；13-反循环钻头；14-空压机；15、16-输送压气胶管；17-空气储气罐贯通式取芯潜孔锤设备配套及钻具系统2.系列规格贯通式潜孔锤研制GQ-80GQ-89GQ-100GQ-108GQ-127GQ-146GQ-160GQ-200GQ-250潜孔锤外径（mm）8089100108127146160190242贯通孔直径（mm）283355385555606260钻孔直径（mm）85～11295～120105～132112～132132～152152～185165～200200～250250～350潜孔锤长度（mm）106212221056125512641267130214681459单次冲击功（J）1241561652684105346407201052冲击频率（HZ）1819181918.817161816耗气量（m3/min）34.8591112131417潜孔锤压力降（MPa）1.11.41.01.41.41.11.01.01.05活塞质量（kg）44.95.28.51317202334系列贯通式潜孔锤照片2003/08/27jlu.constGQ-250型贯通式潜孔锤3.潜孔锤反循环钻头（三）潜孔锤反循环钻进工艺1.水文水井钻孔结构复杂地层钻孔结构2.潮湿地层钻进工艺●快速钻进通过；●连续吹孔；●孔内注水；注泡沫剂；●压缩空气中注水（三通阀、注水泵）。        3.复杂易堵地层钻进工艺●取心钻头1●取心钻头与岩心照片取心钻头照片岩心照片2003/08/26jlu.const2003/08/27jlu.const2003/08/27jlu.const●取样钻头2003/08/27jlu.const五.潜孔锤用于水文水井钻凿1.潜孔锤正循环钻凿水文水井潜孔锤正循环钻凿基岩水井始于20世纪70年代，在基岩中钻速较常规钻进方法提高5～10倍，展示了潜孔锤钻凿基岩水井的良好前景。但遇到最大的技术难题是孔内岩渣屑难以排除，因压缩空气在孔内的上返流速远低于携屑的风速值，造成岩渣屑滞留孔底，重复破碎，加剧钻头磨损，影响钻进效率。更为严重的是，潜孔锤钻速高，产生的岩渣屑粒径大，孔内堆积厚度大，极易发生埋钻、卡钻事故。强力回转、起拔钻具又易造成钻具折断。为避免孔内岩渣屑堆积，在潜孔锤正循环钻进中需增加捞渣工序，即钻进几米后，提出孔内钻具，换接专门的捞渣工具捞取孔内岩渣屑，增加了捞渣的辅助作业时间，抵消了潜孔锤高速钻进的优点，使该项技术的特点难以发挥。河南新乡第一水文队80年代既开始应用潜孔锤技术钻凿水文水井，购置了二台W—10/60高风压车载型空压机，在石灰岩地层钻进时效达4～6m/h，但因水井口径通常为Φ250mm，上返风速仅为临界上返风速的一半，孔内岩渣屑无法排除，严重影响了潜孔锤的正常钻进。为解决排渣问题，该队技术人员采用了小径打，大径扩的钻进工艺方法。即依据空压机供风量和临界上返风速计算钻孔直径，以保证钻进中孔内渣屑的正常排出。该队的技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 为：先用JG—150型高风压潜孔锤和Φ165潜孔锤钻头钻进小直径勘探孔，既保证了潜孔锤高速钻进，又可勘探水井含水层及出水量，一径到底。然后换用Φ250mm扩孔潜孔锤钻头进行扩孔钻进。钻进破碎的岩渣屑掉入Φ165mm小径井内，直至完成设计井深。最后再用捞渣筒将Φ165mm小径井内的渣屑捞出。该工艺方法虽解决了孔底积留岩渣屑问题，但多了一次扩孔钻进，小直径井内仍需捞渣，使正常潜孔锤钻进的效率降低了一倍以上，且增加了钻进成本，并非理想的工艺方法。另外，潜孔锤正循环钻进中，岩粉随气流高速喷出，对周围环境造成严重污染，影响操作人员身体健康，同时岩屑(粉)也加剧了钻机设备的磨损。1.贯通式潜孔锤反循环钻进在水文水井钻凿中的应用1989年，学校承担的地矿部七·五攻关项目“GQ—200型贯通式潜孔锤研究”样机研制并调试成功。结合河南新乡第一水文队潜孔锤钻凿水井的难题，学校与水文队合作开展了潜孔锤反循环钻进试验研究，重点解决井内排渣屑难题。经多次现场试验研究和室内模拟试验及理论研究，成功研制了潜孔锤反循环钻头，在河南基岩水井钻凿中取得了良好效果。GQ—200型贯通式潜孔锤反循环钻进现场施工系统见图5—4。主要设备：SPH—300型黄河钻机，W—10/60型高风压空压机，SHB—127型双壁钻杆，GQ—200型贯通式潜孔锤及反循环钻头。空压机输出的压缩空气经贮气罐12由进气胶管5进入双通道气水笼头7，经双壁钻杆3的环状断面通道输入贯通式潜孔锤2，驱动活塞冲锤往复运动，高速冲击反循环钻头1，产生巨大的冲击力破碎孔底岩石，完成高速钻进。做功后的废气由钻头下部的排气孔高速排出，在孔底形成低压区，经钻头底端面的排气槽进入钻头的中心孔，以较高的风速和携屑能力将孔底的岩渣屑及钻进形成的岩芯经潜孔锤贯通孔、双壁钻杆中心通道、双通道气水笼头中心孔及鹅颈弯管9由排渣管8排出孔外，从而实现动力介质的反循环，即贯通式潜孔锤反循环及连续取芯钻进。GQ—200型贯通式潜孔锤结构见下图。在河南辉县、林县、鹤壁等地区完成了7口基岩水井的生产性试验，平均钻进效率比普通正循环潜孔锤提高4.5倍，平均台月效率提高4.8倍，平均纯钻进时间利用率提高2.9倍，岩芯采取率达98%以上，且取芯迅速，判层准确，根本上解决了孔口污染问题，取得了十分显著的经济与社会效益。总结和概括贯通式潜孔锤反循环及连续取芯钻进用于水文水井钻凿，具有下述特点：1、钻进效率高：贯通式潜孔锤工作参数设计与同口径普通型潜孔锤相当，而贯通式潜孔锤钻头为环状碎岩，且反循环排渣屑，孔底干净，无重复破碎，孔内事故少，因此钻进效率大幅度提高，是普通潜孔锤的3～5倍；2、纯钻进时间利用率高：因孔内事故少，不需提钻取芯，钻头寿命长，使纯钻进时间利用率比其它方法有较大提高；3、孔内排渣屑能力强：贯通式潜孔锤实施反循环钻进，压缩空气及流体介质沿钻具中心通道上返速度高，携渣屑能力强，形成的柱状岩芯在钻进中既可连续排出地表，孔底始终保持清洁；4、反循环能力强，孔径不受限制：反循环形成机理是由特殊设计的多喷咀引射器型反循环潜孔锤钻头实现，反循环的形成与钻具及孔径的级配无关。在钻具规格不变时，水井口径可任意设计，不会影响反循环的形成和排渣效果；5、岩芯(样)采取率高，品质好：孔底钻进产生的岩渣屑或岩芯只有一个反循环中心通道，别无通路。钻出的岩芯在巨大冲击力作用下及时折断，形成短圆柱，及时迅速排至地表。因此，岩芯(样)采取率高，无污染，不颠倒，代表性强，品质好；6、判层准确、及时，利于地质人员准确划分地质界限或含水层：潜孔锤钻进所产生的岩渣屑颗粒大，产生的岩芯及时排至地表，地质人员几乎与孔底钻头同时接触同一岩石，时效性强，及时判层，及时采取相应的技术措施和进行正确的决策，提高工程质量；7、孔口无污染：潜孔锤正循环钻进，因气流上返速度高，流体介质由孔口喷出，环境污染严重，影响操作者健康，加速了设备的磨损。潜孔锤反循环钻进，流体介质由中心通道输运沿排渣管排至地表，从根本上解决了孔口污染和环境保护问题；8、不堵塞含水层裂隙，提高水井出水量：潜孔锤正循环钻进，孔内排出的岩渣屑沿孔壁和钻具的外环间隙上返，易堵塞含水层裂隙。钻孔完成后需抽水洗井，难以彻底抽出含水层裂隙中的堵塞物，因此影响水井出水量。潜孔锤反循环钻进，岩渣屑及流体介质均经钻具中心通道上返，孔壁及含水层无岩渣屑或岩粉通过，并且潜孔锤反循环钻进过程亦抽水洗井过程，利于疏通含水层，省去了抽水洗井工序，并提高水井出水量。