气动潜孔锤钻进技术共96页
反循环气动潜孔锤工艺应用说明(金矿)
反循环气动潜孔锤工艺应用说明
一、技术原理说明：
反循环钻进技术，是多工艺空气钻进技术中的一个重要组成部分，也是空气钻进技术在碎岩方法上的一项重大突破。
目前此种钻进技术发展迅速，应用范围越来越广。
反循环的工作原理是：采用全液压动力头钻机时，动力头下部安装一气盒子，通过气盒子进气口将压缩空气直接送入到双壁钻杆环状间隙，驱动反循环潜孔锤工作，然后从钻头底部进入内管中空通道返回地表。
这种钻进工艺最大的优点是：排渣断面小，不受孔径限制，上返风速高，排渣干净，不重复碎岩，钻进效率高，钻头寿命长，从而节约了供风量，减少了功率消耗和设备数量。
同时也能有效的解决粉尘对环境和人员设备的危害。
二、应用领域：
可广泛应用于砂金勘探、喀斯特等特殊地质结构区域施工、地热井施工、煤层气井施工、地源热泵钻井施工等。
反循环工艺施工现场照片（图1）反循环砂金勘探现场照片（图2）
反循环潜孔锤结构示意图（图3）
双壁钻具照片（图4）
反循环钻具与全液压动力头钻机连接示意图（图5）
使用全液压车载动力头钻机进行反循环连续取样示意图（图6）
三、总结：
应用该技术不仅可以大幅度地提高钻进效率，而且能减轻工人劳动强度,实现劳动过程机械化。
其以钻进硬岩效率高、成本低、事故少、成井质量好等优越性，由于反循环气动潜孔锤钻进技术具有一系列的优点，在正循环钻进方法显得
无能为力的条件下，有效的解决了许多技术难题，正受到钻探行业的普遍青睐。
空气潜孔锤
1．概述空气潜孔锤钻进工艺，以其优质、高效享誉全世界。
我院在部、局领导下，为解决山西老区、山西人畜吃水及工业用水问题，从1994年开始应用此项新工艺打井，截止1997年底共成井16眼，进尺7220.15m,，总涌水量1800t/d,，单孔最深进尺712m，最大终孔直径250mm，最高台月效率1626m/台月，最高回次进尺220.11m，平均时效4.05m/h，最高时效42.03m/h，实现产值705万元，获得很好的经济和社会效益。
例如：河津下华乡周家湾村、杜家湾村由于多年缺水，人畜吃水每担水（约30L）1.5元，几个乡镇煤矿常年吃矿井水及雨水，成井后，几个自然村、学校及煤矿均能吃上优质的地下水，人们奔走相告，自动云集到井场庆贺，村委会给钻机工人发奖金5000元，并赠锦旗以表谢意，乡宁县光华镇西坡村、土窑村过去吃的是雨水和河里的污染水，成井后，人们载歌载舞高开庆功会，现已建成一座焦化厂，井水能保证生产、生活用水；中条山有色金属公司篦子沟矿，3000余名职工几十年来一直没有从根本上解决吃水问题，我院选择了一个裂隙发育地段打基岩井一眼，水质优良，出水量大，从此解决了他们的吃水问题；晋东南壶关县多年吃水困难，我院设计施工两眼700多米深的基岩水井，解决了人畜吃水问题，同时乡镇企业也焕发了新的生机；乡宁县冶炼总公司、永鑫冶炼公司、振兴焦化厂的生产生活用水，全部由我院采用潜孔锤钻进工艺所打水井供水，他们1997年产值突破1亿元。
2.设备及钻具空压机：XHP-750-CAT型，XHP－760－CAT型，单机风量21.3m/min，最大风压2.1MPa；钻机：SPJ-300型（带水刹车），ZJ150－1型改装成水井钻机，最大扭矩23kN?m,最小转速15r/min；泡沫泵；BW250/50型(去掉两个缸);排尘鼓风机:4-72/4.5A,风量2328m/h;动力机:4135柴油机,75kW发电机组.89mm钻杆;气动潜孔锤:J350,J250-B;J200-B;DH6-10A。
气动潜孔锤钻进技术在基岩地区水文钻探中的应用分析
１ Ｏ ０ ・
科 技 论 坛
气动潜孔锤钻进技术在基岩地区水文钻探中的应用分析
何 杨
（ 吉林 省 四平 地 质 工 程 勘 察 院 ， 吉林 四 平 １ ３ ６ ０ ０ １ ）
摘
要： 本文首先分析 了气动潜孔锤的基本原理及其应用优势 ， 并在 此基础 上对气动潜孔锤钻进技术在基岩地 区水 文钻探 中的具体
应用进 行研 究。期望 可以对气动潜孔锤 钻进技 术的大范围推广应用有一定的促进作 用。
关键词 ： 气动 潜 孔锤 ； 水 文 钻探 ； 钻 进 技 术
０ ． ５ — ０ ． ７ Ｍ Ｐ ａ ，另 一 种 是 高 风 压 潜 孔 锤 ， 它 所 需 要 的 风 压 为 １ ． １气动潜孔锤的基本 工作原理 ０ ． ８ — １ ． ５ Ｍ Ｐ ａ 。２ ． １ ． ２风量 。在对风量进行确定时 ， 应当以潜孔锤 以及 为了确保气动潜孔锤既能保持 正常的 气 动潜孔锤属于 冲击 回转钻进技术 ， 其具 体是 由以下几个部分 空压 机的性能为前提 。同时 ， 又能将孔 内的岩石粉末排 除干净 ， 钻杆与孔 壁环状 间隙 组成 ： 配气装置 、 活塞 、 气缸 、 外套以及附属部件等等 。 其 中配气装置 工作状态 ， ０ ０ ｍ ／ ｍｉ ｎ以上 。 若是风量过小 ， 则不利于孔内 的主要作用是将 由钻杆输送过来 的压 缩空气分别送 给气缸 的前 室 的最低上 返风速应在 ９ 而且还会 对钻进效率造成一定程度 的影响 。 ２ ． １ － ３ 和后室 ， 借此来使活塞完成往复运动 ， 进 而达 到冲击钻头 的 目的 。 通 岩石粉末 的排 除 ， 常情况下 ， 配气装置应 当具有足够大 的断面 ， 并 且结构要尽 可能简 钻压 。实践表 明 ， 冲击功的大小 以及 冲击频率 的多少 与气动潜孑 Ｌ 锤 单， 最为重要 的是气道拐弯越少 越好 ； 在气动潜孔锤 中 ， 活塞是较为 的钻进效率密切相关 ， 而钻压是确保 冲击功能够充 分发挥作用 的主 重要 的组 成部 件之一 ， 也是主要 的运动 件 ， 其在 气缸 当中通 过往复 要 因素之一。 通常情 况下 ， 当潜孔锤直径一定时 ， 钻压应 当控制在一 运动产生 机械能 ， 并将 这部分能量传递 给钻头 ， 进而达到破 碎岩石 个 比较合理 的范 围内 ， 并 不是钻 压越 大 ， 钻进效 率就 越高 ， 恰 恰相 如果 在直径一定 的前提下 ， 钻 压设 置的过大 ， 会 使钻头的磨损速 的目的。 由于活塞相对 比较重要 ， 所 以要求其应 当具有合理 的尺寸 反 ， 及形状 ， 并且还要运动灵活 ， 这样才 能达 到较 高的冲击 效率 ； 气动潜 度 加 快 ， 这 样 会 降 低 钻 进 效 率 。若 是 选 用 的潜 孔锤 直径 为 ９ ０ ａ ｒ ｍ， 钻 孔锤 中的气缸分为前 室和后室 两个部分 ，它是活塞运动的载体 ， 对 压应 当控制在 ５ － ６ ｋ Ｎ为宜 ； 潜孔锤的直径为 １ ５ ０ ｍ ｍ， 钻压应 当控制 气缸最基 本的要求是结构简 单 、 抗磨 耐用 ； 外套 与气缸 之间组成 了 在 ９ － １ ０ ｋ Ｎ； 潜孔锤直径为 ２ ０ ０ ｍ ｍ， 钻压应当控制在 １ ３ — １ ５ ｋ Ｎ 。 个 空气 通道 ， 其 位于气缸 的外部 ； 气动潜孔 锤的主要 配套设备包 ２ ． ２ 气 动 潜 孔 锤在 基 岩 地 区水 文 钻 探 工 程 中应 用 括钻头 、 钻杆 、 钻机 、 空压机等等 。 为 了便 于研究 ， 下面依托具体 的工程 实例对气动潜 孑 Ｌ 锤在基岩 １ ． ２ 气 动潜 孔 锤 的应 用 优 势 地 区水文钻探 的具体应用进 行论述 。某地 区的 ｘ ｘ金矿水文观测孔 通过对大量的工程实践进 行研 究分析后发现 ， 气动潜孔锤具有 凿井 工程 中 ， 设计 了 ６个井 深 ５ ０ — ８ ０ ｍ的钻孑 Ｌ ， 主要用 作供 水井 的 以下应用优势 ： １ ． ２ ． １能够进一 步提高钻进效率 ， 并且可 以大幅度 缩 补充水源 。这 ６ 个钻孔全部位于 山间沟谷之 内。 该金矿所在地是典 短施工周期 。在对一些应用气 动潜 孔锤 的工程进行调查后发现 ， 采 型的基岩 地区 ， 地表覆盖层是厚度 为 ２ 一 ｌ Ｏ ｍ 的松散 第 四系冲积物 ， 用该 技术进行钻进施工 可以 比液动潜孔锤 的钻进效率 提高 ３ — ５ 倍 其 中含有 卵石 ，下覆盖层则是厚度 为 １ ０ — ２ ０ ｍ左 右的强风化 基岩 ， 左右， 若 是与回转钻进工艺相 比， 钻进 效率能够提高 ５ — １ ０倍 左右 。 再下是 比较完整的基岩 。该 地区的基岩岩性为黑云母花 岗岩 ， 局部 这是 因为气动潜孔锤在 钻进 的过程 中 ， 单次 冲击 功非常大 ， 并且 无 地方夹杂 由石英岩脉 。施工过程 中， 该地 区室外最低温度为零下 ３ ３ 液柱 压力 ， 同时 ， 排 渣风速较高 ， 不需要进行二 次破碎 ， 有效改善 了 摄氏度 ， 平均气温在零下 ２ ３摄氏度左 右。 本 工程在设计之 初选 用的 孔底碎岩条件 。 此外 ， 成孔之后可 以直接下泵进行抽水 ， 简化 了洗井 钻进工艺为泥浆护 壁 回转钻进 ， 由于室外 温度过低 ， 导致 水循环 管 工序 ， 它 的 机 械钻 速 最 高 可 达 ４ ０ ｍ ／ ｈ 。１ ． ２ ． ２可 以大 幅度 节 约 钻 探 成 路数 次出现冻结 ， 致使 工程 无法Ｊ ｒ ０ Ｉ ￣ Ｏ 进行。为了有效克服低 温对 钻 本。 由于气 动潜孔锤可 以采用球齿硬质合金钻头对硬度较高的岩石 进施工 的影响 ， 决 定采用气 动潜 孔锤 进行钻进施工 。改用气 动潜孔 进行 钻进 ， 这样一方面有助 于加快 岩石 的破碎速 度 ， 另一方 面球 齿 锤之后 ， 钻进施 工恢复正 常 ， 单 孔成孔仅 用 了 ５ ｄ ， 凿 井时 间大 幅度 硬质合金钻头 的使用寿命较之普通钻头高很多 ， 从 而节省了频繁更 缩短 ， 不但使出水量显 著提 高， 而且还 进一 步确保 了成井质量 。 鉴于 换钻头 的成本 。不仅如此 ， 气动潜孔锤 主要是 利用 空气 作为循环介 气动潜孔锤钻进技术的应用优势 ， 该 地区在随后 的水文地质勘察 工 质进 行钻进 ， 在整个钻进施工 的过程 中， 一般只需要非 常少 的生 产 程中再次采用 了气动潜孔锤施工两个抽水试验孔 ， 每个孔 的孔 深均 用水 ， 由此 不但节省 了用水 费用 ， 而且 还使该技术适用 于干旱缺 水 为 １ ５ ０ ｍ， 孔径为 ２ ５ ０ ｍｍ， 孔位 在构造破碎带上 。在应用气动潜孔锤 的地 区。 １ ． ２ ． ３有利于提 高成孔 的垂直度 。 因为气动潜孔锤在整个钻 进行 施 工 的 过 程 中 ， 钻 进 至基 岩 ２ － ３ ｍ后 ， 下人 护壁管 ， 两 个 井 眼仅 进 的过 程 中 ， 钻头 的钻 速 相 对 较 低 ， 加之离心力较小 ， 从 而使 得 钻 具 用了 ２ ０ ｄ 便顺利完成 ， 成井后 的出水量显著提高 。 对孑 Ｌ 壁 的撞击几率较低 ， 同时， 该技术是以高频对孑 Ｌ 底进行 冲击 ， 这 ３ 结 论 样一来有效减小了对破碎地层产生孑 Ｌ 斜的影响 ， 进 一步提高钻孔的 综 上所述 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 通 过本文 的分 析可知 ， 气 动潜 孔锤钻 进技术 能够在 垂直度 。１ ． ２ ． ４有助于确保成井质量 。通常情况下 ， 采用气动潜孔锤 比较坚硬 的基 岩地 区施工生产井 ， 该技 术不但工艺 简单 ， 而且施工 进行钻进 时 ， 不需要使用泥浆作 为循环介质 ， 这样便不 会 出现漏 浆 速度较快 。 同时 ， 该技术主要是 以空气作为驱动介质 ， 不会 受到外界 现象 ， 也就不 需要使用堵漏材 料 ， 而且 还有效减轻 了泥浆对含水 层 温度 的影 响， 尤其适合 在温 度较 低的条件下进行施工作业 。该技术 渗透性 的影响 ， 进一步提高 了成井质量。 在北方一些寒冷 的地 区有着较强的适 应能力 ， 具有广阔应用前景 。 ２ 气动潜孔锤钻进 技术在基岩地 区水 文钻探 中的具体应 用研 参 考 文 献 究 【 １ 】 宋军． 气动潜孔锤钻进在水 井施 工 中孔斜 问题 的原 因分析【 Ｊ １ ． 探 矿 ２ ． １气动潜孔锤 的参数选择 工程 ． ２ ０ １ ３ （ ７ ） ． 在应用气动潜孔锤进 行钻探的过程中 ， 钻进参 数的选择 是较为 【 ２ 】 张有． 空气潜孔锤钻进技术在抗浮 工程 中的应用研 究Ｉ Ｊ １ ． 中国煤炭 重要 的环节之一 ， 相关参数是否合理直接关 系到钻进效 率。气动潜 地 质 ， ２ ０ １ ２ （ １ ２ ） ． 孔锤 的钻进技术参数主要包括 如下 内容 ： ２ ． １ ． １风压 。 相关试验结果 【 ３ 】 李伟锋． 气动潜孔锤 钻进技 术在 大 口径 水井施 工ｑ － 的应 用『 ｃ １ 全 国 表明， 气 动潜孔 锤钻进 时 ， 钻速 会随着 风压 的增 大而增 大 ， 也就 是 成矿 理论 交流研讨会论文集ｆ Ｃ ］ ． ２ ０ １ ０ （ ３ ） ． 说， 风压与钻速成正 比例关系 。 在确定风压的过程中 ， 一方面需要 充 【 ４ 】 景远亮． 大孔径 空气潜孔锤钻进技 术在缺 水地区的应用『 Ｊ ］ ＿ 四川地 分考虑潜孔锤在正常工作 状态下所需的风压 ， 另一方 面还应 当考虑 质学报 。 ��
空气潜孔锤取心跟管钻进技术
空气潜孔锤取心跟管钻进技术一、基本概况空气潜孔锤取心跟管钻进技术针对河床、滑坡、等堆积地层，采用空气钻进而研发的一种钻探新方法，具有钻进速度快、取心质量好、不破坏植被和不影响地层稳定性等优势；主要用于浅部地质钻探（绿色钻探、砂卵砾石层钻探等），水利水电、滑坡等工程地质勘察领域。
该技术通过“优质、高效”的途径，解决了各种堆积地层的岩心质量较差和钻进效率较低等问题；可“以钻代槽”，避免槽探对植被的破坏。
二、技术主要内容空气潜孔锤取心跟管钻进技术采用风动钻进原理，将基础工程中的潜孔锤跟管钻进与岩心钻探领域的回转取心钻进组合，通过优化结构，优势互补，形成一种取心质量好、钻进速度快的钻进新方法，为工程地质勘察提供有效的技术手段。
其核心技术是潜孔锤取心跟管钻具。
图1 空气潜孔锤取心跟管钻具空气潜孔锤取心跟管钻进技术主要由中心取心钻具、套管靴总成组成。
前者执行取心钻进任务，并随钻带动后者跟进套管；后者执行推动套管随钻向孔底延伸，实现随钻跟管钻进。
整套钻具结构简单，使用简便。
中心钻具属于可提升部分，完成取心钻进回次后，可随钻杆被提到地表。
套管靴总成由套管钻头等三个零件组成。
该总成直接连接在套管下端，由中心钻具带动套管钻头旋转，承担跟管任务，钻孔施工期间，始终留在孔内隔离孔壁。
空气潜孔锤取心跟管钻进技术钻进原理：回转取心钻具，进行冲击取心钻进；同时，通过传扭副带动套管钻头回转，使其保持同步冲击回转钻进，并靠承传压付使套管向孔底延伸，而套管不回转。
钻进回次结束，直接将中心取心钻具提到地表进行取心，而管靴总成仍留在孔内；加长套管后，再将钻具下到孔底并与套管靴总成自动连接，可进行下一回次钻进。
表1 潜孔锤取心跟管钻具规格及其主要技术指标钻具名称 Φ127取心跟管钻具Φ146取心跟管钻具Φ168取心跟管钻具钻具规格/mm Ф127 Φ146 Ф168钻孔直径/mm Φ132 Φ152 Ф176岩心直径/mm Ф54.5 Φ67 Ф75跟进套管/mm Ф127 Φ146 Ф168钻头类型 球齿合金钻头 球齿合金钻头 球齿合金钻头钻具长度/mm 1570（外管1米）2570（外管2米）1525（外管1米）2525（外管2米）1710（外管1米）三、重要意义及应用情况1、成果的重要意义现阶段及相当长时间，我国高原等植被脆弱地区地质勘探，铁路等基础设施，水利水电和滑坡等工程地质勘察，其各种堆积地层钻探工作量巨大；“一带一路”向外延伸沿线的铁路、公路等基础设施建设，也将有巨大的工程地质勘察工作，该技术具有巨大市场，应用前景非常广阔。
空气潜孔锤钻进工艺
空气潜孔锤钻进工艺嘿，咱今天就聊聊这空气潜孔锤钻进工艺。
这玩意儿可厉害啦！就像个超级战士，在地下世界冲锋陷阵。
空气潜孔锤钻进，那可是个充满挑战和惊喜的过程。
想象一下，一个巨大的钻头，像一头凶猛的野兽，狠狠地咬进大地的怀抱。
而空气潜孔锤呢，就像是这野兽的心脏，不断地跳动，为钻头提供强大的动力。
它的工作原理其实并不复杂。
压缩空气通过钻杆进入潜孔锤，推动锤头高速冲击岩石。
这冲击的力量，那可真是惊人！就好像无数个小锤子，不停地敲打，把坚硬的岩石一点点地打碎。
这过程，不就像一个勇敢的战士，拿着武器，与敌人展开激烈的战斗吗？在实际应用中，空气潜孔锤钻进工艺有很多优势。
首先，它钻进速度快。
那速度，简直就像火箭一样，嗖的一下就钻进了地下。
相比传统的钻进方法，它能节省大量的时间。
这对于那些着急完成工程的人来说，可真是个大宝贝。
其次，它对地层的适应性强。
不管是硬岩还是软岩，它都能轻松应对。
就像一个万能的工具，不管遇到什么难题，都能找到解决办法。
这一点，可让很多工程师们省了不少心。
而且，空气潜孔锤钻进工艺还能提高钻孔的质量。
钻出的孔壁光滑，直径均匀，就像用尺子量过一样。
这对于后续的工程施工来说，可是非常重要的。
不过，空气潜孔锤钻进工艺也不是完美无缺的。
它对压缩空气的要求比较高。
如果压缩空气的压力不够，或者质量不好，就会影响钻进的效果。
这就像一个运动员，如果没有足够的氧气供应，就无法发挥出自己的最佳水平。
还有啊，操作空气潜孔锤钻进设备也需要一定的技术和经验。
如果操作人员不熟练，就容易出现问题。
这就像开车一样，新手司机和老司机的水平肯定不一样。
但是，这些问题都不能阻挡空气潜孔锤钻进工艺的发展。
随着技术的不断进步，这些问题都在逐渐得到解决。
现在，越来越多的工程都开始采用空气潜孔锤钻进工艺，它的应用前景一片光明。
总之，空气潜孔锤钻进工艺是一种非常有前途的钻进方法。
它就像一颗闪亮的星星，在地下工程领域绽放着光芒。
让我们期待它在未来能为我们带来更多的惊喜吧！。
浅析气动潜孔锤钻进技术在钻探中的应用
2 气动潜孔锤施工的优点
（1） 施工冲击功率大� 潜孔锤以冲击碎岩为主， 钻进效率高， 是钻进坚硬岩层, 卵砾和漂砾层等坚硬 岩层的有效方法，而且潜孔锤的单次冲击功一般可 高达数百至一千焦耳以上， 以冲击碎岩为主 �汝箕沟 矿区白芨沟煤矿地层以石英粗砂岩 , 硅质细砂岩为 主， 岩石比较硬 ， 钻进比较困难 � 下表是在白芨沟煤 矿坚硬岩层中各钻进工艺对照表，空气潜孔锤钻进 钻速高达 5 1 0 m/ h （见同类地层进尺对照表） ， 充分说 明气动潜孔锤施工冲击功率大的特点�
（5 ） 气动冲击器结构简单， 便于制造维修， 工作 性能可靠， 潜入深水时密封性好， 孔底岩屑排除效果 好， 钻进速度和使用寿命长 �在施工白芨沟矿防灭火 灌浆 孔中， 30 0 m 的 两个钻 孔只用 一个 钻头， 价值 11 0 0 元， 施工只需 3 5 天 ，如果用普通钻 头钻进 300 m， 最少也需 60 个钻头， 价值 90 0 0 元， 施工最少
� 30 天左右 � 利用潜孔锤钻进， � 效率十分可观， 真正达 径 1 20 1 50m m 时，供风量在 1 0 1 2m 3/m i n 最合适， � 在 大于 1 20 34 0 m 采用 高压 冲击 器 时， 供 风量 在 到低消耗, 低劳动强度， 高效率, 高效益的目的 �
3 气动潜孔锤钻进缺点
第 8 卷 第 3期 VOL.8 NO.3
2010 年 6 月 Jun.2010
浅析气动潜孔锤钻进技术在钻探中的应用
黄忠正 谷保泽 宗伟琴
（神华宁煤集团公司生产技术部， 宁夏 银川， 7 50 0 0 4）
摘
要： 通过对神华宁夏煤业集团公司汝箕沟矿区地面防灭火钻孔及部分瓦斯抽放钻孔采用气动潜孔
锤钻进工艺施工， 总结出了气动潜孔锤施工的工艺优点和技术参数， 从而提高施工效率， 减少钻进事故� 关键词： 气动潜孔锤 施工工艺 处理措施 中图分类号： D 41 文献标识码： A 文章编号： 1 674-8 49 2 （20 10 ） 0 3 -0 40 -0 3
气动潜孔锤技术
• 气动潜孔锤技术概述 • 气动潜孔锤的类型与选择 • 气动潜孔锤的优缺点分析 • 气动潜孔锤的工艺流程与操作要点 • 气动潜孔锤技术的发展趋势与展望
01
气动潜孔锤技术概述
定义与特点
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
定义
气动潜孔锤技术是一种利用压缩 气体驱动的钻孔技术，通过冲击 破碎岩石或土层，实现地下钻孔 的目的。
智能化控制
引入先进的传感器和控制系统，实 现对气动潜孔锤的实时监测和智能 控制，提高钻孔精度和安全性。
环保节能技术
研发低能耗、低噪音、低排放的气 动潜孔锤，降低钻孔作业对环境的 影响。
应用领域的拓展
矿业开采
气动潜孔锤技术在矿业开采领域的应用不断拓展，尤其在 中小型矿山的开采中，气动潜孔锤钻孔效率高、成本低的 优势得到充分发挥。
提高钻孔精度
研究和发展新型的气动潜孔锤技 术，以减少钻孔过程中的震动， 提高钻孔精度。
优化气动系统
改进压缩空气的供应和调节系统， 提高压缩空气的压力和流量，从 而提高气动潜孔锤的钻孔效率。
04
气动潜孔锤的工艺流程与操作要 点
工艺流程
钻孔
使用气动潜孔锤钻机在岩石或土 层中钻孔。
扩孔
将钻孔扩大以适应潜孔锤的安装 和操作。
回转式气动潜孔锤的钻孔效率较高，钻孔质量较好，且钻孔 深度较大。
振动式气动潜孔锤
振动式气动潜孔锤是利用压缩空气驱动钻头产生振动进行 工作的。其结构简单，工作可靠，适用于各种硬岩和软岩 的钻孔作业。
振动式气动潜孔锤的钻孔效率较高，钻孔质量较好，且钻 孔深度较大。
选择依据
根据钻孔深度、钻孔直径、岩石硬度、岩石类型等因素综合考虑选择合适的气动 潜孔锤类型。
气动潜孔锤钻进技术
126
1485 152-165
47
1161 105-114
129
1295 152-165
4、贯通式潜孔锤
（吉林大学建设工程学院） （GQ-200型）
1、钻杆内管 5、心管 2、钻杆外管 6、内缸 3、扶正环 7、活塞 4、外 缸 8、衬套
9、钻头
A、上腔 B、进风孔 C、下腔
潜孔锤外径（mm）
190
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(Center Sample Recovery)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。
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
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
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。
气动潜孔锤跟管钻进技术在钻孔桩施工中的应用
气动潜孔锤跟管钻进技术在钻孔桩施工中的应用摘要：以澳门地区实际工程为例，浅析气动潜孔锤跟管钻进技术原理及在钻孔桩施工中的应用。
关键词：跟管钻进技术气动潜孔锤钻孔桩The Application of Pneumatic DTH Hammer Drilling with Casing Technology in the Construction of Bored PilesYao suixi(China Civil Engineering Construction Corporation, Beijing 100038, China)AbstractExamples of actual construction projects in the Macau region, simple analysis of the application of pneumatic DTH hammer drilling with casing principle and technology in the construction of bored piles.KeywordsDrilling with Casing Technology , Pneumatic DTH hammer，Bored Piles1 引言气动潜孔锤跟管钻进成孔技术是多工艺空气钻进方法之一，广泛应用于地质勘探、水文钻井、滑坡防治、隧道及桥梁等工程领域。
近年来在城市建筑施工中亦多有应用，尤其适用于第四系冲击层地质的钻孔作业，具有钻进速度快、成孔率高、成孔深度大等优点。
2 气动潜孔锤跟管钻进成孔原理气动潜孔锤跟管钻具系统一般主要由潜孔冲击器、导向钻头、环状钻头、扩孔钻头、套管靴及套管组成。
跟管钻具由钻机提供回转扭矩及推进动力，空压机提供高压空气通过钻杆进入潜孔冲击器使其工作。
冲击器冲击跟管钻具的导正器并将冲击波及钻压传给中心钻头及环状钻头破碎孔底岩石。
在不同地层中气动潜孔锤钻进技术探讨
在不同地层中气动潜孔锤钻进技术探讨目录一、前言 (2)二、气动潜孔锤的工作原理 (2)三、气动潜孔锤的分类 (3)3.1 有阀式潜孔锤 (3)3.2 无阀式潜孔锤 (3)四、潜孔锤钻进工艺方法 (4)4.1 潜孔锤正循环钻进 (4)4.2 潜孔锤反循环钻进 (4)五、气动潜孔锤的钻进方法 (5)5.1 土层中气动潜孔锤的钻进方法 (5)5.2 卵砾石层中气动潜孔锤钻进方法 (5)5.3 硬岩地层和基岩地层中气动潜孔锤钻进方法 (5)5.4 复杂地层中气动潜孔锤钻进 (6)5.4.2 同步跟管钻进法 (7)5.4.3 贯通式气动潜孔锤反循环钻进法 (7)5.4.4 泡沫钻进法 (7)六、结语 (8)一、前言气动潜孔锤钻进广泛应用在露天开采和采石工作水井钻进、矿物勘探、桩孔钻进、现场勘察、岩层加固、桩墙钻进、地层锚固、特殊的地下钻进、地热孔钻进、通讯孔钻进、浅孔钻进、排水管和接地杆的安装等。
这样会遇到各种不同的地层情况。
二、气动潜孔锤的工作原理在气动潜孔锤钻进过程中，高压空气驱动冲击器内的活塞作高频往复运动。
并将该运动所产生的动能源源不断的传递到钻头上，使钻头获得一定的冲击功。
钻头在该冲击功的作用下，连续的对孔底岩石施行冲击。
岩石在该冲击功的作用下，形成体积破碎。
同回转钻进相比，该工艺是以钻头冲击破碎岩石取代了切削岩石；以动载冲击代替了静载研磨，以岩石的体积破碎代替了研磨剪切破碎。
在潜孔锤钻进的同时，一部分被体积破碎下来的岩屑被具有一定压力及速度的空气吹离孔底，并排出孔口、减少了岩石重复破碎的机会。
所以气动潜孔锤有较高的钻进效率。
气动潜孔锤的选择主要涉及其性能参数（冲击功、冲击频率、冲击能量以及压缩空气耗用量）、钻进规程（风量、风压、钻压、转速）和钻头。
实际上良好的冲击器应达到两个指标：及有较高的破碎岩石效率和较长的钻具寿命。
三、气动潜孔锤的分类气动潜孔锤按配气类别分为两大类：有阀式潜孔锤和无阀式潜孔锤。
气动潜孔锤在钻孔硬岩钻进中的应用
部分经过缸体上的“ Ｂ ” 槽和锤头上的三个缺 Ｅ ｌ喷射 出来 ． 清洗孔底 ． 部分压缩空气带碎 石返出孔外 ． ｅ 证 冲击器不断凿入新 的岩层 ： 另一 部分则进入配气装置 ， 迫使 锤头往复运动 ， 冲击岩１ ） 将 中１ １ ０ ｍ ｍ复合片钻头连接至钻 杆前 ， 钻进 ３ ｍ ～ ５ ｍ后起钻 ， 将复合 片钻孔卸去 （ ２ ） 将潜孔锤连接至钻杆前 ， 下 入至孔底 。 在钻杆尾部高压管上安 装润滑装置 ． 开启压风 ， 进行冲击钻进。 （ ３ ） 潜孔锤 施工岩层变 软时 ． 起钻 更换 ｑ ｂ ９ ４ ｍ ｍ复合 片钻头施 工 至８ 煤底板见岩 ｌ ｍ起钻。
４ 施 工情 况
２ ０ １ ４年 １ 月 ９日中班将空压机调试正常后 ． 系统风压达 １ ． ０ Ｍ Ｐ ａ ． 两台钻机正常施工后 ． 系统风压保持在 ０ ． ９ Ｍ Ｐ ａ 。 使用 ０ ９ ０ ａ ｒ ｍ潜孔锤 进行施工 ， 硬岩段每小班平均进 尺 １ ５米 。倾角在一 ２ ５ ｏ 的钻孔 ， 平均孔 深３ ０ 米． 硬岩段平 均 １ Ｏ 米， 钻孔施工平均在 １ 至２ 个小班完成。 使用 １ １ ０ ｍ ｍ潜孔锤进行施工 ．硬岩段每小班平均进尺 １ Ｏ 米 倾角平均 在一 ９ ｏ 的钻孔 ． 平 均孔深 ８ ５米 ， 硬岩段平 均 ３ ０米 ． 钻 孔施工平 均在 ３ 个小班完成 。 使用 潜孔锤施 工 时间 ： ２ ０ １ ３ 年 １ 月 ９日中班 至 ２ ０ １ ４年 ２月 １ ０ 日早班 ， 共计施 工 ３ １ 个 圆班 ２个小班 。钻孔施 工数量 ： ４ ８个 ， 累计钻 孔量 ： ２ １ ４ ６米 。硬岩段每小班施工 １ Ｏ至 １ ５米 ， 平均每施 工一个钻孔 。
对 设 备 进行 优 化 使 用 ． 形 成 一 套 基 本成 熟 的硬 岩 钻 进 钻 进 施 工 工 艺 。
气动潜孔锤在钻孔硬岩钻进中的应用
Science &Technology Vision科技视界煤矿井巷揭煤工作工期紧、任务重。
揭煤钻孔施工过程中,当遇到高硬度岩时,使用普通复合片钻头进尺慢、效率低,很难满足揭煤工期要求。
当钻孔施工遇高硬度岩石时,对钻具、设备及施工进度都造成了较大的影响,为保证安全顺利揭煤,必须改进硬岩钻进施工工艺,将液压钻机与气动潜孔锤相结合,顺利地完成揭煤任务。
1概况1.1巷道情况西翼暗主斜井主要用途是做为张集矿(中央区)二水平采掘活动的运煤胶带机巷,北邻西翼回风大巷(二),右邻西翼-590回风大巷。
该巷位于西一采区系统大巷煤柱内,上口标高-484.6m,下口标高-816.2m,全长1360m。
西翼暗主斜井揭8煤巷道停头位置-724.13m,距8煤法距7米。
1.2地质情况8煤:黑色,粉末状为主,加块状,半暗~半亮型煤,平均煤厚3.2m;8煤顶板为石英砂岩,岩性坚硬,普氏硬度系数:11.5。
1.3钻孔设计措施孔共设计11排,每排11个钻孔,共计121个,钻孔总量:5206.2m。
钻孔掩护范围控制在巷道轮廓线外不少于12m,呈扇形布置,相邻两个钻孔终孔水平间距为3m。
钻孔方位:-45.7°~44.3°,倾角(以水平线为准):-40.7°~-5.9°,预计8煤见煤深度:9.3m~57.9m,止煤深度:14.2m~82.9m,实际终孔位置以穿过8煤后见岩1m 终孔。
由于岩石较硬,措施钻孔进行优化后,设计7排,每排7个钻孔,共计49个,钻孔量:2262.3m,相邻钻孔终孔水平间距为5m。
图1图22钻机及设备选择(1)钻机:ZDY3200S 型全液压钻机,额定转矩3200N.m,额定转速70~240r/min。
(2)钻杆:Φ63.5/73mm 肋骨钻杆。
(3)空压机:埃尔特空压机,型号:MLG21/10-132G,排气压力:1.0MPa,排气量:21m 3/min。
(4)潜孔锤1)潜孔锤的类型采用CIR90型低压冲击器,以压缩空气为动力,冲击器长度820mm,Φ80mm,冲击行程50mm,施工选择锤头Φ110mm、Φ90mm。
气动潜孔锤钻进技术98页PPT
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
气动潜孔锤钻进技术
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
气动潜孔锤技术
1 概述
空气潜孔钻进技术因其如下的一些特点，是它 拓展应用领域的有利条件：
1、钻进效率高，生产实践证明，其钻研进效率 比波动冲击回转钻进效率高了3～10倍，效率 提高的原因是：单次冲击功大，排渣风速高， 孔底干净，无二次破碎；由于无液柱压力，在 无地下水的情况下，改善了孔底破条件。
2、潜孔锤的柱齿或球齿硬质合金钻头，在坚 硬破碎岩石中伴用，既有利于破岩，又有比金 刚石钻头寿命高的适应性，大大降低了钻头成 本。
（二）根据空气潜孔锤在复杂地层条件下的 碎岩优势，研究其松散布地层及基岩地层中 的取心钻进，进一步完善钻具配套，拓展其 在复杂地层在进行工程地质勘察的应用。
1.2 研究的主要内容
（三）风动潜孔锤钻进行ODEX工艺，它不仅使用 了潜孔锤造孔，同时解决了套管跟进问题，避免了 钻孔坍塌和重复破碎，提高了钻进速度，本文拟探 索，在成孔口径及钻进深度上有所突破，以满足还 在水利、水电、工路、铁路、工业及民用等各类灾 害及基础施工中的不取心钻进。
1.1 研究现状
介质的各种客观条件等宜于发展采用多工艺空 气钻进技术，以保证钻探质量，提高钻探速度 和降低成本。我国地质部门曾于1957～1958年 在北京和甘肃锡铁山进行过早期空气钻进试验。 60～70年代乃至“六五”期间不少单位陆续进 行研究试验生产应用，虽未能形成较大规模的 生产能力，但对发展此技术的认识都是肯定的， 地质生产部“七五”科技及攻关项目之一“多 工艺空气潜孔锤钻进技术的开发研究”，经过 五年攻关活动，项目所设七项课题和分解进行 的此项专题，均取得了丰硕成果，包括如下几 下方面：
1993年1994年笔者曾在成都市顺城街地下通道管棚施工及三角处交流中心深基坑支护成孔锚杆施工中遭遇此困难因地层皆为第四系列卵石层且地下水皆已疏干护孔极为困难虽当时已有偏心跟管工艺应用但因该工艺在生产中的应用还不十分成熟且钻进浓度远达不到当时浓度米的要求给施工带来较大困难为此笔者在通过如何就就根据冲击器的结构特点及工作原理进行认真分析后成功实现了空气潜孔锤在跟拔管施中的应用解决了施工难题并为单位创造了较好的社会及经济效益为在复杂地层中进行水平孔钻进提供了有利的技术支撑使空气潜孔钻进工艺在非开挖铺设管线隧道管棚施工边坡锚杆及锚索施工以及钻探埋卡钻的事故处理上得到了更为广泛的应用拓展了空气潜孔锤的应用领域
浅谈气动潜孔锤钻进技术的应用
浅谈气动潜孔锤钻进技术的应用摘要：气动潜孔锤钻进技术以其钻进效率高、钻孔质量好等一系列优点已被广泛应用，为使这一技术能够更好的应用，作者以实践为依据，参考有关技术资料，对气动潜孔锤钻进技术的应用进行了论述。
关键词：气动潜孔锤钻进技术一、前言气动潜孔锤钻进是当代多工艺空气钻进技术方法之一，由于它具有钻进效率高、钻孔质量好等一系列优点已被广泛应用，而且得到了大家的认可。
此项钻进技术迄今为止已有50多年历史，早期用于建筑业，随后扩展到采矿、钻凿水井。
我国于20世纪80年代初期，在基岩水井施工中开始应用这一技术。
经过几十年的科研开发和推广应用，现已取得了非常显著的成效，从根本上改变了长期存在的钻进效率低、成本高、成井质量差、出水量小、使用寿命短等问题。
二、气动潜孔锤钻进原理气动潜孔锤钻进是以压缩空气作为动力，推动潜孔锤工作，利用潜孔锤对钻头的往复冲击作用，来达到破碎岩石的目的，被破碎的岩屑随潜孔锤工作后排出的废气携带到地表。
由于用途范围的不断扩大，促进了潜孔锤向多品种（常规式、偏心式、中空式、多种口径）、大口径以及集束式发展。
三、气动潜孔锤钻进的优点1.适用于极硬、中硬地层中钻进，效率和成孔质量均很高。
2.所需钻压小。
一般钻压在10～30kN。
3.钻孔垂直度好。
4.设备损耗小。
与回转钻进相比，潜孔锤钻进所需扭矩较小，这样对设备的损耗相对很小。
5.潜孔锤钻进维修费用低，使用寿命长，每米进尺成本比一般回转钻进降低50%。
6.钻进时不用水，有效的解决了干旱缺水地区施工供水困难问题。
四、气动潜孔锤钻进技术参数1.风量、风速和风压风量的确定，一方面是要根据所用冲击器的性能而定，另一方面则要满足所需的上返风速。
因为岩屑在气流介质中由于本身的粘度、密度和形状的不同而具有不同的悬浮速度，因此要使岩屑有效的排出孔外，达到孔底干净，就必须采用大于岩屑悬浮速度的上返风速才行，这也是潜孔锤钻进时重要参数之一。
除了反循环气动潜孔锤钻进不受孔径的限制外，正循环钻进风量在钻杆与孔壁环状间隙中的上返流速，不少资料推荐宜在15m/s～30m/s。
空气潜孔锤跟管钻进技术(赵建勤)
谢 谢！
赵建勤电话:13908196468
4.7 拔管机
5 空气潜孔锤跟管钻进工艺
5.1 工艺流程如下图所示
钻孔放样
钻机就位
校正、定位
检查跟管钻具等连 接牢固、转动灵活
跟管钻进开孔
孔斜检测
跟管钻进造孔
每钻进0.3～0.4米强 吹孔排屑
跟管钻进至孔 壁能自稳处
反转收敛钻具、提钻
换常规钻头通过套管 靴继续钻进至设计孔 深来自.2 空气潜孔锤跟管钻具装配、调试
2、冲击器内进入异物；
2、取出异物；
3、从钻杆中加油润滑冲击器，单次加油 3、间歇性加油单次加油量不宜过多，
量过多，粘住阀门；
最好使用注油器连续加油润滑冲击器；
4、钻具尾管断裂。
4、更换尾管。
套管 不同 步跟 进
1、与管靴连接的套管螺纹断裂；
1、套管螺纹加工应按工艺要求进行，
2、孔口有大块异物落入，使套管脱扣或 并上紧套管螺纹；
5.5.3 空气潜孔锤取芯跟管钻进工艺
（1）钻进工序 开孔:将套管靴总成直接放到孔位，采用简易措施将其定位；
将中心钻具下入套管内并使其到位，送空气，开动钻机进行冲 击回转钻进。
钻具到位判断 :每回次钻杆下完后，采用钻机控制钻具下行， 下至接近（LY+210 mm时，用管钳搬动钻具旋转，使取芯钻头 与套管钻头处于配合状态。这一过程的直观表现是下放钻具遇 阻，搬动钻具，钻具在旋转过程中瞬间往下掉210mm。检查实 际机上余尺与计算余尺LY是否吻合，吻合则说明钻具到位，可 以进行正常钻进操作；如实际机上余尺大于(LY+210mm)，说明 钻具尚未到位，不能进行钻进操作。
气动潜孔锤双冲击跟管钻进技术
气动潜孔锤双冲击跟管钻进技术郑英飞;王茂森;岳文斌【摘要】To solve the common problem of casing pipe breaking in DTH hammer drilling with casing and to increase the depth of drilling with casing, double shock of DTH hammer drilling with casing was adopted and casing pipe jar was designed to put external force to the top of the casing in the drilling process.By calculating the force of the jar and analyzing the factors on the maximum drilling depth of drilling with casing, this paper verifies that the impact generated by the jar can drive the casing follow-down smoothly, so as to solve the problem of casing pipe breaking and low depth of casing with drilling.%为了解决潜孔锤跟管钻进过程中经常发生的套管断裂问题以及增加套管跟管深度，采用了潜孔锤双冲击跟管钻进技术，设计了套管振击器，在钻进过程中对套管顶端施加外部作用力。
通过计算套管振击器产生作用力的大小和分析套管跟管最大深度的影响因素，验证了振击器产生的冲击力能够使套管顺利跟进，解决了套管断裂及跟管深度过低的问题。
【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P38-41)【关键词】气动潜孔锤;跟管钻进;套管断裂;双冲击;振击器;跟管深度【作者】郑英飞;王茂森;岳文斌【作者单位】吉林大学建设工程学院，吉林长春130026;吉林大学建设工程学院，吉林长春130026;吉林大学建设工程学院，吉林长春130026【正文语种】中文【中图分类】P634.51 概述钻探过程中，经常要穿过复杂的第四系地层，也经常要对付稳定性差的风化破碎带、裂隙溶洞和松软地层等，导致钻进困难，甚至是难以成孔。