空气潜孔锤在水文水井钻探中的应用

钻井系统就可以达到井底冲击旋转钻进的目的。另外，鉴于传统的施工方式，空气潜孔锤不适用于矿山钻孔结构的施工中，结
构的稳定性和耐久性较低。因此，空气潜孔锤在矿山钻孔中的应用是该工程的委托施工矿用凿岩结构可以提高凿岩效率，降低
凿岩成本 ；通过选用矿用凿岩建筑物冲洗液，可以满足空气潜孔锤钻进技术对低粘度、低密度、低剪切、高润滑能力的要求和
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空气潜孔锤在水文水井钻探中的应用
吴昂昂
（安徽省地质矿产勘查局 327 地质队，安徽 合肥 230011）
摘 要 : 空气潜孔锤是一种利用压缩空气驱动的气动冲击器。其冲击能量和冲击频率可直接传给水钻（水井钻机，以下简称水
钻）系统的钻头，由水钻和钻杆的转动驱动，同时利用水钻中的压缩空气冷却工件，将破碎的岩石从孔洞中取出。因此采用气动
3 应用实例 3.1 皖南山区某水井
（1）概况。皖南山区某水井，设计深度为 700 米，建设单位 对其进行了选址。近处找不到生产水源，若采用常规钻井工艺， 只能远距离取水，费时费力，建设费用昂贵。经有关部门技术支 撑，肯定使用气潜孔锤以及气举反循环钻孔结合工艺施工，完满 实现施工任务。
（2）施工方式。应用 350mm、300mm 空气潜孔锤打技术，可 打入 62 米左右的护孔管。地下水上部的揭穿影响水位埋深忽然 飙升到 20 米，不适合空气潜孔锤设计要求 ；下部应用 295 mm 和 245 mm 牙轮钻头进行钻孔。在钻孔达到 700 米之后，由于钻孔
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考虑了勘探孔性质，所以必须勘探深层。最终钻井深度达到 900 米，并继续采用反向气举钻井技术。
（3）取得的成果。①空气锤击潜孔钻井技术完美地处理了钻 井率度偏低（上部漂石、卵砾石层）的难题，均匀时效 2.99m, 较 高时效 4.74m。②气举反循环钻进工艺完美地处理了大段泥灰岩 易崩塌、不便迅速经过的难题，无因钻进时间较长而产生崩塌， 顺当地下井。③复合钻井技术取得了较好的经济技术指标 ：钻 头寿命 188 m，平均升程 56.65 m，最大升程 145.14 m，平均时效 2.18 M，最大时效 6.00 m，岩屑粒度大，连续取样，满足地质分 层要求。 3.2 矿山实例分析 3.2.1 概况
当时，因为实现井的时间短，损耗按比率直接减少，如人工 工资、油耗、电力损耗等 ；此外，由于垂直度大，有些重复作业 如传统工艺钻进后，在下入井前需要多次修孔、校验等工作也大 大减少。 2.4 钻洗结合妙
在地下含水层钻井过程中，尤其是气举反循环钻井过程中， 可以采用复合钻井技术实现钻、洗井的目的，在该工艺下，孔底 部很整洁，简直无二次破碎情况。该技术不但能够减少牙轮钻头 的损坏，还能可以有效地清除井眼岩石裂隙中因井底负压而产 生的残留物。 2.5 施工用水少
1 基于空气潜孔锤钻进技术的矿山钻探施工方法 在本文开发空气潜孔锤钻进技术的基础上，在矿井掘进设
计中，预先确定了空气潜孔锤钻进技术的设计原则。详细分析了 空气潜孔锤钻进技术在矿山凿岩技术中的重要环节。空气潜孔 锤钻进技术在矿山钻进中的应用，首先要有一定的资质和合理 的矿山钻进结构。钻孔结构不同，一般应选用三种不同钻孔类型 的潜孔锤，并与地表硐室、技术硐室相结合，在井位开孔钻进 10 层以下基岩位置或钻孔安装达到一定深度时，在钻孔时充填地 表硐室。当矿井埋深较大，易发生崩塌、漏矿、高压、盐渍等情 况时，采用现有的技术，可以隔离外壳层，保护钻孔，为了在开 采过程中继续影响上部复合模板对下部施工的影响，同时在钻 孔下部配备性能良好的冲洗液，针对深孔钻削问题，基于空气潜 孔锤钻进技术的钻削结构施工是该技术的重要因素，还是提升 钻削率度、下降钻削成本的肯定性步骤。
目，大大增加市场份额，另一方面也良好地处理了同时率难点， 使仅限的设备较大限度地施展其作用。 2.2 改善钻孔定位
使用空气潜孔锤钻进技术“低压、低速”和气举反循环的“孔 底加压、挂钻”的特点，改善了钻孔的侧向定位。一般情况下， 钻孔倾角不大于 0.5° /100 M，保证了铺管止水工艺的顺当实 行，因此也为转变孔径后安全有效地钻进供应了强有力的保障。 2.3 摊费用用低
2 水文水井钻探工艺特点 2.1 成井周期短
不管是气潜孔锤钻还是气举反钻，由于钻进中减少了提钻 次数，相对增加了纯钻进时间，大大缩短了钻孔单位的钻井周 期。这一方面可以在相同的生产周期内完成更多的水井建设项
收稿日期 ：2021-02 作者简介 ：吴昂昂，男，生于 1988 年，汉族，安徽宿州人，本科，工程师，研究 方向 ：钻探技术与管理。
矿用凿岩建筑物对地层护壁的要求。设计实例分析表明，该设计方法的可持续性显著高于对照组，说明该设计方法具有较好的
设计可靠性。
关键词 : 空气潜孔锤 ; 水文水井 ；钻探工艺
中图分类号 ：P634.5
文献标识码 ：A
文章编号 ：11-5004（2021）03-0161-2
结合以往勘探资料，该井田地质性质较全面。当然，矿山钻 孔的施工坐标是在现场实际测量后从矿山获取的。技术质量要 求为 ：终孔、直缝焊管钻孔后，潜孔锤钻孔不需要任何填塞材料 填塞缝隙间的墙壁 ；钻孔结束后，送精密钻爆药，位移偏差不大 于 2.5m ；焊接壳体箍，焊接肋条，为保障封闭性，工程及护壁管 的使用、安装一定适合质量需求，本工程两个瓦斯抽放孔构造、 房屋规范、质量以及技术需求相等，施工工艺基本相同。为了满 足高准确度矿山钻探技术的需求，空气潜孔锤钻进技术在矿山 钻探的基本上，在国内外取得了良好的应用效果，发展了空气潜 孔锤钻进技术。
该复合工艺以空气为循环介质，施工过程中仅需少量生产 水，若采用空气潜孔锤，生产泡沫液所需水量不超过 2m3 ；若采 用气举反循环，若水流量小，沉没比不足，则只需将少量水吸入 孔内，便可生产大量泡沫液，因而可节省大量的水，在干燥缺水 的施工现场具有独特的优势。 2.6 上返岩屑粒径大
应用气举反循环技术，具有上升速度快，潜伏期短，岩屑重 复破碎少，颗粒尺寸大 ( 一般为 15-35 mm) 等优点。按钻井时效， 定点捞取岩屑样本，整齐摆放，岩样直观，适合地质层次的需求。