钻孔设备风动冲击器、风动潜孔锤
潜孔锤原理与设计
３ ． １ ． ３钻孔直径 ： 即桩Ｙ Ｌ Ｔ Ｌ 径， 一般为 ５ ５ ０ ～ ６ ０ ０ ｍ ｍ。
３ ． １ ． ４钻孔深度 ： 根据桩孔设计需要 ， 一般为数十米到
一
百米。 ３ ． １ ． ５钻 具 转 速 ： Ｄ Ｔ Ｈ 钻 进 一 般 为 低 速 回转 ，转 速 一
般 ７ ～ ２ ５ ｒ ／ ｓ 。
３ ． １ ． ６回转扭矩 ： 本次设计最大扭矩为 １ ５ ０ ｋ Ｎ・ ｍ。
３ ． ２设计参数的计算 Ｄ Ｔ Ｈ的设计 参数， 即Ｄ Ｔ Ｈ冲击设备的性 能参数。 在机 器设计时 ， 它是设计的依据 ， 而对于制造出的设备 ， 又是设 备 的性能参数。 ３ ＿ ２ ． １冲击设备的设计 压力 Ｐ 孔 排 渣 型和 旁 侧 洗 Ｔ Ｌ ￣ ： Ｅ 渣型。 国 内广泛 选用 ０ ． ４ ９ ＭＰ ａ （ 约为 ５ ￣ １ ０ Ｓ ｐ ａ ） 作 为气动 冲击 ２ 冲击器 结构 方案的确定 设备的设计标准。 本设计 的气动 Ｄ Ｔ Ｈ为无 阀冲击设备 ， 并 ２ ． １活 塞 自配 气 的 无 阀 冲 击 器 且钻孔 直径 大 ， 活塞重 量大 ， 因此高风压 更能显 示其性能 这种冲击器主要 由活塞 自身的气道进 行配气 ， 所 以活 上 的优 势 ，而且现在高 风压 的空气压缩 机使用越来 越广 塞构造 复杂 ， 活塞 体上布满 了气道 ， 从而使 活塞 强度降低 ， 泛 ，结 合 国 际 标 准 Ｉ Ｓ ０ ５ ９ ４ １ — １ ９ ７ ９ ，选 择 设 计 压 力 为 减 少了使用 寿命。但是 ， 这种冲击器具有集 内缸外缸于一 １ ． ６ ＭＰａ 。 体 的结构 ， 可 以加 大活塞 的有 效工作面 积 ， 提 高 了冲击器 ３ － ２ ． ２冲 击 功
Ｔ１
浅谈冲击器结构及维修保养
浅谈冲击器结构及维修保养作者：潘峰范晓彬来源：《中国新技术新产品》2015年第14期摘要：冲击器又称潜孔锤，是在矿山开采爆破孔，工程爆破孔，水井作业，油气田等领域应用广泛的一种钻孔工具。
该工具的性能在很大程度上影响到了作业的效率以及后续的开采和施工进度，所以了解冲击器的结构及维修保养对我们的生产能起到指导性的意义。
关键词：冲击器；活塞；做功；润滑；测量中图分类号：TD422.1 文献标识码：A一、冲击器结构及工作原理冲击器是一种利用压缩空气将活塞的动能转化成为钎头的撞击能的风动工具，具体结构如图1所示。
冲击器的主要部件包括：后接头，逆止阀，配气杆，气缸，活塞，外套管，钎头等。
冲击器的工作总共分为三个步骤：第一阶段强吹风阶段：钎头在自身重力的作用下处于冲击器的最下端，来自空压机的高压气体将冲击器逆止阀打开，高压气体通过配气杆，气缸，以及活塞的中心孔，从钎头头部吹出，此为强吹风，可以将工作面清理干净，为下一步钻孔做好准备。
第二阶段活塞返程阶段：当钎头与岩石缓缓接触，此时活塞上移，与气缸配合，活塞在返回腔高压气体推力的作用下，速度不断加快，当返回腔气体压力与驱动腔气体压力一致时，活塞不再受到外力作用，但由于活塞自身的惯性作用，活塞仍然会继续上移，但由于受到驱动腔阻力的作用，速度会越来越低，直至速度为零。
第三阶段驱动腔做功阶段：由于活塞与气缸的配合，使得驱动腔蓄积了很强大的压缩气体，此时活塞的速度为零，并且活塞与钎头的钎尾管会分开，这时活塞底部的瞬间气压为零，从而活塞在驱动腔高压的作用下，以很高的速度，撞击在钎头上，实现了能量的传递。
二、冲击器核心部件简述1 活塞众所周知，冲击器的活塞是冲击器内最核心，最关键的一个部件，它在工作中承受的主要载荷有：（1）脉冲载荷：该负荷是由活塞以6m/s～9m/s的速度和4Hz～50Hz的频率冲击钻头尾部所产生的，它是造成活塞断裂，冲击断面崩落，并出现下凹的主要动力。
（2）扭转力矩：具有螺旋棒结构的活塞，在上下运动的过程中也会产生旋转，从而产生约 5N·M～100N·M 的旋转力矩。
第四章 冲击及冲击回转钻进
5) 切削具的出刃形式多为平底形，且出刃量较大。
工程钻探学课件
第二节、冲击回转钻进
二、冲击回转钻进用的钻头
2、液动冲击回转钻进用钻头 ① 取心式硬合金钻头 普通大八角硬合金钻头 可带肋骨或不带肋骨。肋骨厚3mm 以增大通水面积，合金采用 10×10×16mm大八角柱八粒，内、 外出刃3mm，底出刃5mm，刃尖角
4) 钻头是以自由落体方式冲击岩石的。冲击钻头利用高的
冲击速度产生很大的冲击力，能有效破碎坚硬岩石。
工程钻探学课件
第一节、钢丝绳冲击钻进 一、钢丝绳冲击钻进的特点： 冲击钻进，总的来说是一种钻进速度低的老方法。它利用 钻具自由落体式进行钻进，因而只能钻进垂直的钻孔；与 现代先进钻进方法相比，钻进效率较低。因此，冲击钻进
（2）的中心通道而流人孔底，作经常性冷却钻头及吹粉，
②作为动力的主气流则沿缸壳(12）中的气槽，进人活塞 （冲锤）的中间环腔，并经缸壳上的下气槽进入锤下气室， 推动活塞上行。
工程钻探学课件
第二节、冲击回转钻进
一、冲击器
2、风动冲击器 ③在活塞上行中，当下段活塞封闭下气槽的入口后，就停 止向下气室进气，但锤下气室内的压气便膨胀井在惯性作用 下继续推动活塞上升。
冲击器钻进中硬岩石。
工程钻探学课件
第二节、冲击回转钻进
二、冲击回转钻进用的钻头
2、液动冲击回转钻进用钻头 ① 取心式硬合金钻头
工程钻探学课件
第二节、冲击回转钻进
二、冲击回转钻进用的钻头
2、液动冲击回转钻进用钻头 ②金刚石钻头 (1）现在金刚石冲击回转钻进方法仍以回转作用为主，冲击 为辅，所以选择钻头类型时，表镶或孕镶钻头都可以用；
2、风动冲击器 ⑥在活塞上行的过程中，当活塞的尾端离开轴承环(19）时， 活塞下气室中的膨胀气体经钻头中心孔排于孔底， ⑦当活塞下行至离开配气机构的尾管后，锤上气室的气体
气动潜孔锤钻进技术若干问题
气动潜孔锤钻进技术若干问题刘家荣;王建华;王文斌;许刘万【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,但在日常应用中也存在着诸如钻进效果不尽如人意,所选设备性能和施工条件不匹配、不适应其主要参数,基本操作守则掌握不好等问题.以工程实践为依据,参考有关文献,对气动潜孔锤钻进中的若干技术问题进行了论述,以期促进该技术的推广应用.【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》【年(卷),期】2010(037)005【总页数】5页(P40-44)【关键词】气动潜孔锤;钻进;钻进参数;设备;泡沫剂【作者】刘家荣;王建华;王文斌;许刘万【作者单位】中国地质大学《北京》,北京,100083;中国地质科学院勘探技术研究所,河北,廊坊,065000;中国地质科学院勘探技术研究所,河北,廊坊,065000;河北省地矿局石家庄综合地质大队,河北,石家庄,050081;中国地质科学院勘探技术研究所,河北,廊坊,065000【正文语种】中文【中图分类】P634.5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。
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。
从目前情况看,虽然推广面逐步扩大,技术领域不断拓宽,有的钻进效率比钢丝绳冲击钻进、牙轮回转钻进提高几倍到十几倍,成井率提高80%左右、成本降低50%,取得了显著的经济效益和社会效益。
但在日常应用中也存在一些问题和不足,诸如:(1）钻具组合形式单一,应用效果不尽如人意;(2）工艺方法简单,钻进效果不佳;(3）对泡沫剂的使用还不甚了解;(4）选用设备性能和施工条件不匹配、不适应;(5）进行气动潜孔锤钻进时,主要参数的选取和基本操作守则对钻进效率的提高影响等。
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。
钻孔灌浆设备
钻孔灌浆设备一、钻孔设备灌浆工程的钻孔设备包括钻机和钻进工具。
钻进工具是指水龙头以下与其连接组成的全套工具。
钻进方法不同，机具配置也不同。
图3-20为回转式岩芯钻机主要设备布置及钻具结构示意图。
图3-20 在地回转式岩芯钻机主要设备布置及钻具结构图（a）金刚石钻进；（b）硬质合金钻进；（c）钢粒钻进1—钻机；2—水弯头；3—进水管；4—灌浆水泵；5—储浆（水）槽；6—竖机钻杆；7—钻杆接头；8—岩芯管接头；9—岩芯管；10—金刚石扩孔器；11—金刚石钻头；12—合金钻头；13—沉淀管；14—三用接头；15—铁砂钻头选择钻机主要考虑施工条件、岩石性质、钻孔深度、钻孔方向、钻孔直径和灌浆方法等因素。
钻机按照破碎岩石方法不同分为回转式钻机、冲击式钻机和冲击—回转式钻机。
1.回转式钻机回转式钻机，是利用钻机的回转器带动钻具旋转，以磨削孔底岩石进行钻进。
其钻具多为筒状，能取出完整柱状岩心。
这种钻机的钻进速度较高，适用于各种硬度级别的岩石钻进，可钻直孔、斜孔、深孔。
回转式钻机，由于结构和性能的不同，一般可分为立轴式钻机，转盘式钻机和动力头式钻机等。
它是目前使用最多的一种钻孔设备，按回转机构的不同分为立轴式、转盘式和动力头式3种。
立轴式又分为手把式、液压式、螺旋差动式和全液压式4种。
其中立轴式液压钻机由于分档较多、转速高、机身轻、操作方便，能耗较低，是帷幕灌浆的主要设备。
立轴式液压钻机，是我国现在普遍使用的一种回转式钻机。
该钻机可使用金刚石钻头，硬质合金钻头，钻粒钻头和鱼尾钻头等。
可进行取心钻进和不取心的全孔钻进。
用卷扬机也能配合进行冲击。
现介绍几种不同型号的液压钻机。
（1）SGZ—ⅢA型钻机。
SGZ—ⅢA型钻机，是水利水电系统钻探机械厂制造的立轴式岩心钻探机械。
可钻凿与地面垂直或倾斜的孔。
主要用于水电工程钻探，坝基灌浆，探矿，以及道路，桥梁和爆破等钻孔。
SGZ—ⅢA型钻机的特点是：①结构紧凑，质量轻，分解性好，便于搬运；②液压卡盘，液压给进和液压移动机体，大大减轻了操作人员的劳动强度；③手把集中，操作方便；④有孔底压力指示器，可随时控制、调整孔底压力；⑤转速档数多，可满足钢粒、硬质合金，金刚石等多种钻进工艺需要。
潜孔锤原理与设计
潜孔锤原理与设计作者：党进赵伟民来源：《价值工程》2014年第24期摘要：本文首先介绍了潜孔锤钻孔方法的原理和特点，冲击器结构方案的确定等内容，然后对于具有活塞和气缸联合配气的无阀冲击器结构的潜孔锤进行了理论分析和相关参数计算，最后通过有限元的方法对潜孔锤钻头进行了分析，验证了设计的正确性。
关键词：潜孔锤；冲击器；有限元分析；理论分析中图分类号：TD4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）24-0070-030 引言根据施工区域的地质情况，钻孔机常采用四种主要的钻孔方法，如图1所示。
a、气动或液压驱动的旋转动力头与冲击设备结合，通过钻杆的顶部传输旋转和冲击能量，通过钻杆中的冲击波传递能量给钻头进行钻孔。
仅限于小孔径和深度浅的作业，一般常用于采石场，建筑工地和地下采矿作业。
b、潜孔锤（以下简称DTH）位于钻柱的底部，压缩空气通过钻柱进入DTH，驱动活塞往复运动直接冲击钻头，向岩石传递冲击能量。
系统功率损耗不大，特别适用于深孔、直孔和中硬岩石。
c、反循环（RC）钻孔是采用DTH从钻头面收集并输送岩石样品的一种形式，通过DTH 的中心管将干燥和未被污染的岩屑装入样品收集装置，为地质分析作准备。
d、由液压或电动马达驱动的齿轮箱形成旋转的动力头，通过钻架上上下移动的进给系统和厚壁钻杆产生下拉力给三牙轮钻头施加足够的进给力。
用于较软岩石或强节理硬岩石。
1 DTH的原理与特点DTH钻进所使用的地层几乎都是能够包括所有火成岩和变质岩以及中硬以上的沉积岩。
使用DTH钻进硬岩和坚硬岩层更为有利。
因为硬岩和坚硬岩层相对较脆，在冲击载荷作用下，除了直接粉碎掉的一些岩石外，还会在钻头齿刃接触部位产生破裂，形成一个破碎区，并产生较大颗粒的岩屑，因此钻进速度要比单纯回转钻进快很多。
如图2所示的力学模型表明了冲击回转钻进过程中岩石所受到的各种载荷作用情况。
另外DTH对片理、层理发育等容易孔斜的岩层，或者软硬不均匀以及多裂隙的岩层等，能有效减少孔斜，并且还能克服某些卵砾石层、漂砾层钻进困难的问题。
潜孔锤钻机
潜孔锤钻机潜孔锤钻机是一种重要的土木工程工具，广泛应用于地基处理和地下工程施工中。
它采用了先进的工作原理和高效的钻掘技术，能够在各种复杂的地质条件下进行高效的钻掘作业。
潜孔锤钻机的工作原理是通过驱动旋转钻杆向地下钻掘，并同时进行加压和打击作用，以破碎岩石和土壤，完成钻孔作业。
与传统的钻孔机相比，潜孔锤钻机具有以下几个显著的优点。
首先，潜孔锤钻机具有高效的钻井能力。
它采用了高速旋转和高能量冲击相结合的方式进行钻井作业，能够迅速穿越各种类型的地质层，如硬岩、软土和沙层等。
在钻孔速度和效率方面，潜孔锤钻机远远超过了传统的钻孔机。
其次，潜孔锤钻机在施工效果上更加可靠。
由于潜孔锤钻机在与地层互动的同时，实施加压和冲击作用，可以克服地质层的抵抗力，减少钻井中的阻力，从而达到更高的钻孔质量和稳定性。
这使得潜孔锤钻机在地基处理和地下工程施工中得到广泛应用。
第三，潜孔锤钻机具有良好的适应性和可扩展性。
潜孔锤钻机可以适应不同的土壤和岩石条件，例如湿土、软土、砂砾、构造岩以及强风化岩等。
它还可以通过更换不同类型和规格的冲击器头和钻杆来适应不同的施工需求。
这种可扩展性使得潜孔锤钻机适用于多种地质环境和工程项目。
此外，潜孔锤钻机还具有安全性和环保性的优势。
潜孔锤钻机的工作过程中采用了液压传动和控制系统，在操作过程中可以实现精确的控制和调整，减少了操作员的劳动强度和工作风险。
另外，潜孔锤钻机还采用了高效的粉尘收集和排放系统，可以将钻孔过程中产生的粉尘和废弃物进行有效处理和污染控制。
总结起来，潜孔锤钻机作为一种先进的钻孔设备，具有高效性、可靠性、适应性和安全性等多重优势。
在地基处理、隧道施工、地下管道敷设等工程领域得到了广泛应用。
随着技术的不断进步和创新，潜孔锤钻机在未来将会继续发挥重要的作用，并不断提高工作效率和施工质量，推动地下工程的发展。
江西工艺美院—潜孔钻引孔沉桩施工方案
江西陶瓷工艺美术职业技术学院搬迁项目潜孔锤引孔沉桩施工方案目录第一章工程概况 (2)第一节项目概况 (2)第二节地质概况 (2)第三节桩基设计要求 (2)第二章潜孔锤引孔沉桩工艺与参数分析 (3)第一节潜孔锤引孔沉桩工艺 (3)第二节机具设备 (4)第三节潜孔锤引孔技术参数分析 (5)二、引孔施工中的主要技术问题处理 (6)三、潜孔锤引孔工期的保证 (6)第一章工程概况第一节项目概况因B1综合实训教学大楼连廊处有市政排洪管网穿过，其埋设约10m处的现状土层（土质不均匀），且排洪管均采用平口对接，存在接口错位漏水的隐患，经多次会议确定将排洪管周边的桩端设计到中风化岩层中。
根据地质勘查报告和现场踏勘情况，在B1区教学楼、实训楼预应力管桩施工需要入中风化岩层5米，若直接采用锤击沉桩，容易引起断桩或打裂，且难以沉入持力层，因此须采用大直径风动潜孔锤引孔技术先引孔进入中风化岩层，再进行锤击沉桩。
第二节地质概况根据野外钻探、现场原位测试等资料的综合分析，据本次钻探揭露，勘探深度内，场地地层结构由素填土（Q4ml），第四系残坡积层（Q2el）及中元古界双桥山群变质岩（Pt）组成。
按其岩性及其工程特性，场地内地层自上而下分别为：①层素填土层、③层粉质粘土层、④层强风化板岩层、⑤中风化板岩层。
第①层：素填土素填土：黄褐色，松散，稍湿，填料主要为粘性土、碎石块及风化岩块,碎石块含量约为20%,粒径1-4cm，新近堆填，尚未形成自重固结。
第③层：粉质粘土粉质粘土：黄褐色，棕红色，可塑状，韧性中等，干强度中等，其母岩为板岩，原岩风化剧烈，矿物成分显著变化，岩芯风化成土柱状，主要由粘粒、粉粒组成，无摇振反应。
第④层：强风化板岩强风化板岩：褐黄色、灰黄色，灰绿色，强风化，泥质结构，板状构造，主要矿物成分为绢云母，绿泥石等，节理裂隙一般发育，裂隙面见铁锰氧化物，岩石风化强烈，锤击声哑，易碎,岩芯呈块状及短柱状，一般块径2-8cm。
气动潜孔锤钻进技术(PPT文档)
气动潜孔锤钻进 1 — 螺纹保护套； 2 — 上接头； 3 － 调整垫圈； 4 — 碟形弹簧； 5 — 节流顺； 6 — 阀盖； 7 — 阀片； 8 — 阀座； 9 — 活塞； 10— 外缸； 11— 内缸； 12— 衬套； 13— 柱销； 14— 弹簧； 15— 花键套； 16— 钢丝； 17— 圆键； 18— 密封圈； 19— 止逆阀； 20— 弹簧； 21— 磨损片； 22— 配气杆； 23— 钻头； I — 防空打孔； II— 内外缸环形腔； III— 衬套沟槽
气动潜孔锤钻进技术
气动潜孔锤钻进
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
气动潜孔锤钻进
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。
气动潜孔锤钻进
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。来自2. 无阀式气动潜孔锤
硬岩地层钻孔桩快速成孔施工技术应用
硬岩地层钻孔桩快速成孔施工技术应用发布时间：2022-03-10T07:10:45.352Z 来源：《科技新时代》2022年1期作者：陈长胜[导读] 城市化程度的不断提高，基坑开挖深度需不断加，同时入岩桩基的施工难度增加。
中国中铁南方投资集团有限公司，广东省深圳市，518000摘要：城市化程度的不断提高，基坑开挖深度需不断加，同时入岩桩基的施工难度增加。
采用传统的桩基工艺，在深厚硬岩段成孔过程中，极易出现偏孔、成孔工效低下与施工成本高昂现象，在填土层厚度较大的地方，还会存在塌孔现象。
为加快施工进度，简化施工工序，节约工程成本，采用普通旋挖钻机抓土入岩+硬岩段潜孔锤碎石成孔+旋挖钻机清孔技术施作钻孔灌注桩，通过现场实践，其硬岩钻进速度快，成桩质量好，为同类工程提供施工建议。
关键词：硬岩；桩基施工；钻进速度快引言随着城市轨道交通的迅速发展和空间综合利用，地铁车站基坑开挖深度不断增加，同时地质条件也将越来越复杂，特别是深厚硬岩区桩基施工，采用传统钻孔桩施工工艺已经无法满足工期、成本及施工质量要求，结合深圳地铁14号线布吉站、石芽岭站的地质情况，通过设备和方案选型研究，创新采用普通旋挖钻机抓土入岩+硬岩段潜孔锤碎石成孔+旋挖钻机清孔工法施作钻孔灌注桩施工技术，有效解决了深厚硬岩地层桩基施工问题。
1 技术特点深厚硬岩段钻孔机械采用潜孔锤，岩层掘进速度0.9-1.2m/h，相比普通旋挖钻机掘进速度0.15m/h，工效提高6-8倍，有效地提高了施工工效,节约了工期。
2 适用范围本技术适用于工期较紧的深厚硬岩段（硬岩强度等级≥100MPa，岩层埋深≯6m）钻孔灌注桩施工。
3 施工技术原理潜孔锤主要由桩机、潜孔锤头与空压机组成，该工法以长螺旋多功能桩机（或旋挖桩机）做桩架，以长螺旋动力头（或旋挖桩机动力头）做旋转动力。
在特制的钻杆下悬挂风动式潜孔锤，在空压机产生的高压空气带动下动力头带动钻杆及潜孔锤头进行适度的钻压与回转钻岩石，φ800mm潜孔锤冲击器其冲击特点是冲击频率高、冲程低，在工作时遇到的岩层越硬，产生反力越大，致使潜孔锤钻头振动频率越高。
潜孔锤钻井技术特点
北京金正纵横信息咨询有限公司潜孔锤钻井技术特点
潜孔锤钻井技术特点
2006年首次用TSJ-2000型水源钻机尝试了空气钻井技术，完善了煤层气空气钻井设备配套，同时用空气压缩机并车的方式对T685空气钻井参数进行了改进，钻井时效大幅度提高，成本有所降低。
金正纵横了解到与常规钻井技术相比，该技术主要优点如下:（1）空气密度低，降低了井底的压力，有利于提高机械钻速；（2）空气对不稳定低渗煤层气储层有保护作用；（3）空气在井内循环流速快，能迅速将井底岩屑气举至地面，有利于及时准确判断井底情况；（4）气体介质容易制备，在井漏、供水困难的煤层气钻探施工区可降低钻井成本；（5）压缩空气除在井内循环作用外，还可以作为动力源实现冲击回转钻进，可大幅度提高钻井速度，降低钻井成本。
潜孔锤钻井是常规空气钻井基础上发展起来的一个分支和延伸，钻进时井底循环压力没有超过气柱和夹带岩屑的重量，最大程度减轻了地层应力的作用，这样使钻头牙齿能够以最高的效率进行冲击破碎，是一种降低钻井成本提高效率最佳的钻井技术。
潜孔锤是以压缩空气为循环动力的一种风动冲击工具(能量转换装置)。
它所产生的冲击功和冲击频率可以直接传给钻头，然后再通过钻井转盘旋转驱动，形成对井底地层的脉动破碎能力，同时利用冲击器排出的压缩空气对钻头进行冷却和将破碎后的钻屑排出环空返出井口，从而实现井底冲击旋转钻井的目的；钻头在钻井过程中在冲击力的作用下，形成体积破碎。
与旋转钻井相比，该工艺是以钻头冲击破碎岩石取代了切削岩石的方式；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。
在潜孔锤钻井的同时，一部分岩屑被具有一定压力及速度的空气吹离井底并排出井口、减少了井底岩石重复破碎的几率。
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空气潜孔锤钻进和普钻在伊利地区矿区中的应用比较
在西部大开发， 国土资源地质大训杏 中． 中央及 国土资源部 已把 党 矿 产 资 源 的 勘 查 与 开发 列 为重 中之 熏 。矿 产 资 源 调 查 评 价 是 地 质 大 测 查 中的 一 项 重要 Ｔ作 内容 ．要 想 按 时 按 质 的完 成 任 务 和 达 到 预 定 的 日 标 ， 采 用先 进 的地 质 理 论 和 地 质 技 术 外 ， 必 须 采 用 先 进 的 钻 探 新 技 除 还 术 。若 采用 常规 的钻 探 技 术 进 行 施 ，有 很 多 地 存 着 不 少 技 术 难 题。 如勘探速度慢 ， 效率低， 成本高等等不利因素。 不可避免地影响对矿 产 资 源 的勘 查 与 评 价 。 这 观 念 ， 行 要 进 技术革新 ， 选择适 合一定地区的钻探技术 ， 提高钻探效率 降低成 本 ， 保 质 保 量 的完 成 任 务 ， 而 带 动钻 探 新 技 术 的 推 广 应用 一 从
在 的 经 济 与环 保 价 值 ． 过 对伊 犁 脑 艾 图矿 区的 地 质 条件 和 钻 进 要 求提 出 了各 种 地 层 使 用 空 气潜 孔 锤 钻 进 的 方 法 ， ． 通 包括 土层 中 气动
潜 孔锤 的钻 进 方 法 、 砾 石 层 中 气 动潜 孔 锤 的 钻 进 方 法 、 岩地 层 和 基 岩 地 层 中 气动 潜 孔锤 的钻 进 方法 卵 硬 ． ［ 关键 词 ］ 气钻 进 气 动 潜 孔锤 空
１前 言 ．
提 高钻 进 效 率 钻进 工 艺 压 的 大 Ｊ Ｘ ￣械 钻 速 的影 响不 同 ， 钻进 可 铺性 ８ 以 下 岩层 时 ， 均 Ｊ ，／ ，Ｉ Ｌ 在 绒 平 机 械 钻 速 将 随钻 的增 加 而有 所 增 加 ； 而钻 进 ８ 以 Ｉ岩 层 时 ， 而 有 级 反 所下降。 ３１２ 速 ．．转
气动潜孔锤在工程地质钻探中的应用
风动潜孔锤钻探工艺在岩土工程中的应用风动潜孔锤钻探工艺是以压缩空气作为动力带动孔内冲击器工作，钻头以冲击一回转破碎岩石，同时利用高压气流作为携粉介质。
这种方法克服了常规钻进中单一的切削破碎缺陷及泥浆携粉带来的漏失及孔壁坍塌等缺点，具有钻进效率高、成孔质量好且成本较低的优势，是破碎坚硬岩石层及松散的漂卵石地层的首选钻探工艺。
然而，风动潜孔钻探工艺的效率，受关键设备——空压机的风量、风压——制约较大，且破碎地层漏风、塌孔、返渣率低，因而必须因地制宜，采用本文所介绍的工艺方法以提高风动潜孔锤在复杂地层中的钻进效率。
1．岩土工程施工常用的潜孔锤钻具组合和钻进参数1．1钻具组合Φ50(Φ73)变通钻杆+Φ90-110冲击器+Φ110-Φ130球齿冲击钻头。
1．2钻进参数风量：9—12m3／min风压：0．5—0．7Mpa转速：25-30r／min钻压：300—500N2．偏心潜孔锤跟管钻进工艺在松散破碎复杂地层钻进，尤其是锚杆土钉类水平孔钻进中，塌孔卡钻一直是造成钻效低甚至钻孔钻具报废的难题，我们通过实践研究采用偏心潜孔锤跟管钻进工艺较好地解决了这个难题。
偏心潜孔锤跟管钻进是利用偏心潜孔锤在破碎地层跟管钻进克服所遇到的塌孔、卡钻、漏气等问题，使返渣效率大幅度提高而空压机耗风较少，因此，钻孔质量高，钻进效率大幅度提高。
如我院在某导弹试验区高边坡治理锚索工程施工中，钻孔所遇地层0-15m 为中等风化花岗岩，岩体破碎，节理裂隙发育，用Φ90冲击钻配Φ110偏心钻头，跟Φ16 8护壁套管，钻进时速在3-5m／h而相同地层未用偏心潜孔孔锤，出现塌孔、卡钻，每孔钻探时间少则一个班，多达几天，钻进效率极低，且钻探事故频繁，经常出现卡钻，导致钻孔钻具报废。
3．螺旋钻杆用于潜孔锤钻进工艺潜孔锤钻探工作的效率高低，取决于关键设备——空压机的性能好坏。
一般来说，钻孔深度、孔径愈大，岩土体愈破碎，则要求空压机的风量和风压愈大，然而，一般单位多数有6-12m3／min高压空压机，在施工深度大于20m的破碎岩土体中，常出现上返气流小、大颗粒吹不上来、重复破碎、加杆困难、埋钻等事故，利用两台或多台空压机并取送风，其管路连接复杂，而且不经济。
岩心钻探钻进方法4-冲击回转钻进
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③ 冲洗液量 Q
其功用不但要冷却钻头、排除岩粉，更重要的是为冲击 器提供能量。
所以，冲洗液量主要以冲击器的需要确定。 液动冲击器的冲洗液流量和压力直接影响冲击器的工作 性能——冲击功与冲击频率。因此，液动冲击回转钻进的泵 量要远大于普通回转钻进，并且，泵压也要高得多。
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.2 常用液动冲击器结构及工作原理
液动冲击器
正作用
有阀式 无阀式
反作用 双作用 射流式
射吸式
工程钻探
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7.2.2.1 阀式液动冲击器
① 正作用液动冲击器
结构：如图所示。 工作原理：以液体压力推动冲锤 下行进行冲击，以弹簧作用力复 位。 特点：结构简单，技术成熟。冲 锤活塞向下作功时，可利用高压 室中巨大的水锤能量；但复位弹 簧的反作用力将抵消相当大的冲 击力。
在塑性岩石中钻进，因为冲击器的冲击能量大部分被岩 石塑性变形所吸收，所以，它不可能对岩石破碎起到主要 作用。
这时静压力使切削具吃入岩石，回转扭矩使切削具剪切 岩石，冲击力只起到促进岩石裂隙发育、脆性增加的辅助 碎岩效果。
工程钻探
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◆两类不同岩石中的不同破碎机理，决定了采用 的工艺规程参数应当不同。
形状：一般做成多边形以增加外环过水面积，可减 少背压和提高排粉速度。
螺纹：为与回转钻进钻头保持互换性，一般做成 一样，只在冲击功大于100焦耳后，才采用特殊螺纹 。普通冲击器冲击功一般15~70焦耳。
工程钻探
图
7.9
HC
T 型 硬 质 合 金 钻 头 结 构 图
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② 硬合金
材料：为提高耐冲击韧性，冲击回转钻进钻头采用含钴量高的硬合 金切削具，如YG15或YG13c。虽然耐磨性能有所降低，但切削具与岩 石接触时间短，回转速度也低，故对钻头耐磨寿命影响不大。
建筑工程中潜孔锤施工技术的应用
建筑工程中潜孔锤施工技术的应用摘要：目前，潜孔锤技术在国内外都取得了一定的应用，随着应用范围的不断扩大，它的发展突飞猛越，潜孔锤钻进技术也是日渐完善。
在桩基施工中潜孔锤也被得到了广泛应用，它可以将桩基很好的打入到地下，桩基有助于建筑物的牢固。
本文将简要说明潜孔锤技术在桩基施工中的应用以及相关的注意事项。
关键词:潜孔锤；桩基施工；应用潜孔锤技术问世于十九世纪末，到现在已经经过了百余年的发展，它的技术也是日趋的完善，在一些方面已取得了喜人的成就。
潜孔锤有很多种类，如空气潜孔锤、风动潜孔锤等等，但是共同的原理都是产生冲击作用潜入孔内。
潜孔锤技术在桩基施工中已经得到了广泛应用，众所周知，桩基施工工作量极大，有时可能有数十根或数百根桩需要施工，所以有了潜孔锤，就可以在很短时间内准确无误的完成。
1.桩基施工的特点1.1首先，桩基的选择。
桩基的选择将对工程的质量好坏造成影响，所以在选择桩基时要考察清楚，一般有以下原则：根据地质的条件进行选择，要充分考虑施工地点的水位、场地条件等，通过计算来选择桩基类型；注重外加负荷，上部建筑的负荷量是确定桩基具体承载的重要指标。
1.2严格控制桩基的质量桩基的质量直接关系到上层建筑物的质量，所以在质量控制时一定要把好关，坚决不用伪品、劣品。
检查原材料，在施工的过程中，应该有专人负责桩基的水泥、钢筋、石头等材料的抽查工作，如有不合格的，立即停用并追究其生产厂家，严重者依法追究其法律责任。
对桩基进行抗压等试验，来保证原材料的质量。
此外，在保证原材料质量的基础上，进行对钻孔的复核与检查。
在钻孔之前，要对桩位的高度及直径进行计算，来保证精确性，施工合理规范，以保证所设计的桩基能有一定的承受力，达到规定的要求。
2.潜孔锤技术的优点潜孔锤工作是利用压缩空气为循环介质，并且作为驱动孔底冲击器的能源而进行的冲击回转钻进。
目前，在国内外潜孔锤技术已经得到了广泛应用。
它有很多的优点，如：、效率高，比一般的水力冲击器、金刚石回转钻进效率高很多；、钻进时减轻钻套机械设备所承受的压力；、钻进无污染，不像别的设备那样污染环境；、潜孔锤钻进安全，减少了对地层的影响，不会产生坍塌现象，有效的防止大岩块滑动；、孔径大、钻孔深，有多种型号的钻头，能满足不同施工的要求。
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一、钻孔设备风动冲击器、风动潜孔锤。
新金刚钻孔设备风动冲击器、风动潜孔锤。
以压缩空气为动力介质,利用压缩空气的能量产生连续冲击载荷的孔底动力机具。
压缩空气同时可以兼作洗孔介质。
气动冲击器有高风压和低风压、阀式和无阀式之分。
通常气动冲击器直接与硬质合金柱齿钻头连接以冲击方式碎岩,低速回转不取心全面钻进。
主要应用于水文水井钻探、无岩心地质钻探、地质灾害防治工程以及矿山凿岩等领域。
适合在卵砾石及硬岩层中应用,配置特殊结构的钻头也可在软土层中使用。
湖南新金刚工程机械有限公司是专业研发和生产矿山开采、岩凿工程、基础建设、水井基桩系列高、中气压、反循环潜孔冲击器、钻头；系列对心扩孔、偏心扩孔、跟管钻进产品；系列顶锤式冲击凿岩钻头、螺纹钻等钻具的技术型生产企业。
我公司生产、研发的系列高气压、节能高效高气压、贯通式反循环潜孔冲击器具有钻进效率高、故障率低、使用寿命长等优点。
即使是对于各类高硬度、高磨蚀性的严酷岩石，新金刚钻具也同样可以实现高效、经济的钻凿。
“新金刚”品牌潜孔钻具以其稳定的质量、优良的性能而畅销全国，并远销欧洲、澳洲、非洲、俄罗斯、中东、及东南亚地区。
二、风动潜孔锤产品分类
潜孔钻头
三、风动冲击器分类
潜孔冲击器
国内业务:+86 730 6808685 地址:湖南省岳阳市三W点xjgdrill点亢。