岩土钻掘工程冲击回转钻进
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• 钻孔质量好，采用钻压和转速较小且能 取得较高的机械钻速，有效防止孔斜
• 孔内事故少，回次进尺长，纯钻进时间提高了 20%－25%
• 成本降低约15%－20%
金刚
液
石钻
动
头
冲
击
回
转
钻
进
的
岩
心
表
面
状
态
冲击回转钻进
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
钻头
钻具
碎岩和取样排粉工具
起下套管工具 打捞工具 辅助工具
冲击回转钻进
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
二一、、冲冲击击回器转及钻进其钻工头作原理
液动冲击回转硬质合金钻头有以下特点：
（1）钻头刚体选用优质钢材，壁厚，长度较 大，常采用40Cr、45CrNi合金钢；只有小冲 击功的情况下，采用50号、40号钢。
（2）选用抗冲击性较强的合金。
（3）刃角较大，采用八角柱状不对称切削具 较多。
g外套
f活接头
1带孔的活塞阀
2活塞 3外套 4支撑座
5导向密封件 6塔形冲锤活塞
7导向密封件 8节流环
9铁砧
冲击回转钻进
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
一、冲击器及其工作原理
21、、阀无式阀正式作射用吸液液动动冲冲击击器器
SX-54III型射吸式冲击器：利用高压 液流喷射时的卷吸作用，使阀与活塞、冲 锤的上下腔产生交变压力差，从而推动冲 锤活塞往复运动。阀与活塞的回程和冲程 均由液压推动。
冲击回转钻进
1.概述
第一节 概述 二一、、冲概击念钻进的特点
主要用于：
• 大直径供水井，维修条件不高的地方 • 水文及工程地质勘察孔 • 露天矿井爆破孔 • 桩基孔等
冲击回转钻进
1.概述
第一节 概述 二一、、冲概击念钻进的特点
适用岩层及范围:
• 硬合金冲击回转钻进最适用于粗粒、不 均质的岩层。在6-8级、部分9级岩层中钻 进效果尤佳。具良好的防斜能力。
冲程
当活塞上升到上限时，与 活塞连成一体的冲锤顶部锥体 与阀结合，高速液流被迅速切 断而产生水击，上腔压力猛增； 与此同时，活塞下腔的压力急 剧下降。故上下腔间压力差推 动活塞迅速向下运动，阀抵达 行程后，活塞因惯性继续向下 运动直至冲击砧子为止。此时， 阀门完全打开，液流畅通，阀 与活塞又进入下一循环的回程。
授课内容
概述 冲击回转钻进的工具 冲击回转钻进工艺
冲击回转钻进
要求
wenku.baidu.com
要求：
了解冲击回转钻进的特点， 适用性，主要冲击器的类型， 冲击回转钻头，熟悉冲击回转 钻进的工艺特点。
冲击回转钻进
要求
重点内容：
熟悉冲击回转钻进的特点及适用性,明白 其效率高的主要原因。
熟悉液动冲击器的主要作用形式及用于 冲击回转钻进的各类钻头的特点。
冲击回转钻进
8缓冲垫圈
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
一、冲击器及其工作原理
1、阀式液动冲击器
（1）正作用液动冲 击器：液动冲击器冲击 锤下行进行冲击，用弹 簧恢复其原位。
冲程
回程
1外壳 活阀坐垫圈 3阀簧 4活阀 5冲锤活塞 6锤簧
7铁砧
冲击回转钻进
缓冲垫圈
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
孔内钻具结构－在一般回转钻进钻具基 础上，加一个冲击器。在取心钻进中，冲 击器安装在岩心管上端；在无岩心钻进时， 直接安装在钻头上方。
冲击回转钻进
1.概述
第一节 概述
二一、、冲概击念钻进的特点
①钻设进备时简，单钻，头重量在小受到一定的钻压和回 转②力钻矩液的不循同环时，，省还水受到冲击器以一定频 率③的钻冲头击碎岩能是量不，连钻续头的，在磨孔损底慢以但冲钻效击也剪低切 和回转切削共同作用，破碎岩石。冲击 回④转钻钻头进以自所由需落钻体压碎减岩，小能，有钻效头破转碎坚速硬降岩低， 不磨石设备，但损功仅能。率能提钻相高垂同钻直时孔，进；冲效提击率起钻，钻进而具可才钻且需凿降动较低力大钻，直头故径在孔的
• 可用于硬质合金钻进、金刚石及牙轮钻 头钻进，适用范围宽，但在不同岩性需采用 频率不同的冲击器
*优点:
• 钻进效率高－在5-7级、部分8级硬岩中钻效可 提高50%-100%；在金刚石冲击回转钻进中对810级岩石效率可提高20%-50%，对致密、弱研 磨岩层可有效防止“打滑”，效率可提高50%100%
冲击钻杆 钢丝绳接头 捞砂筒 取样器
规程参数：包括钻具重力、冲击高度和 悬距、冲击次数、岩粉密度
冲击回转钻进
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
冲 击 器 动 力 方 式 分 类：
液动冲击器 －高压水泥浆
正作用 阀式 反作用
双作用 无阀式 射流式
吸收式
气动冲击器(气动潜孔锤)－用压缩空气作动力介质
机械作用式冲击器－电机、电磁、牙嵌离合器
一、冲击器及其工作原理
1、阀式液动冲击器
（2）反作用液动冲 击器：用高压液流压力 动冲锤活塞上行，并压 缩工作弹簧储存能量， 经弹簧释能而作功。
1工作弹簧 2外壳
3冲锤活塞
冲程 回程
4铁砧
冲击回转钻进
缓冲垫圈
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
一、冲击器及其工作原理
1、阀式液动冲击器
（3）双作用 液动冲击器： 冲锤活塞的正 反冲程均由液 体压力推动。
掌握冲击回转钻进的规程特点，参数选 择的要领及值域。
冲击回转钻进
第一节 概述
一、概念 冲击回转钻
进－在钻头已 经承受一定静 载荷的基础上， 以纵向冲击力 和回转切削力 共同破碎岩石 的钻进方法。
在早期人工锤击凿岩基础上发展起来的
1.概述
红 旗 渠 工 地
冲击回转钻进
1.概述
第一节 概述
一、概念
发展为两类：顶驱式－在钻杆顶部用风 动、液动或电动机实现冲击，用钻杆传递 能量，深孔受限；潜孔式，以液力或气力 驱动靠近孔底的冲击器，同时由地面机构 施加轴向压力和回转扭矩，钻孔更快更深。
冲击回转钻进
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具 二一、、冲冲击击回器转及钻进其钻工头作原理
（4）底出刃较普通回转钻头大，一般为 3~5mm，出刃多为平底形，阶梯状出刃钻 头用于中硬或硬岩层。
回程：
启动前，冲击器的阀与冲锤活 塞均处行程下限，液流通道畅通。 启动时，工作液体从喷嘴喷出，高 速射流的卷吸作用将活塞上腔介质 抽往下腔，上腔迅速降压；进入下 腔液流，由于通道扩大，流速减慢 和冲击器砧子里节流孔的增压作用， 使活塞下腔压力升高。于是，上、 下腔形成压力差，使位于行程下限 的阀与活塞同时上行；由于阀的质 量较轻，运动速度快，先行到达行 程上限，随后活塞也抵达行程上限， 至此回程结束。
• 孔内事故少，回次进尺长，纯钻进时间提高了 20%－25%
• 成本降低约15%－20%
金刚
液
石钻
动
头
冲
击
回
转
钻
进
的
岩
心
表
面
状
态
冲击回转钻进
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
钻头
钻具
碎岩和取样排粉工具
起下套管工具 打捞工具 辅助工具
冲击回转钻进
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
二一、、冲冲击击回器转及钻进其钻工头作原理
液动冲击回转硬质合金钻头有以下特点：
（1）钻头刚体选用优质钢材，壁厚，长度较 大，常采用40Cr、45CrNi合金钢；只有小冲 击功的情况下，采用50号、40号钢。
（2）选用抗冲击性较强的合金。
（3）刃角较大，采用八角柱状不对称切削具 较多。
g外套
f活接头
1带孔的活塞阀
2活塞 3外套 4支撑座
5导向密封件 6塔形冲锤活塞
7导向密封件 8节流环
9铁砧
冲击回转钻进
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
一、冲击器及其工作原理
21、、阀无式阀正式作射用吸液液动动冲冲击击器器
SX-54III型射吸式冲击器：利用高压 液流喷射时的卷吸作用，使阀与活塞、冲 锤的上下腔产生交变压力差，从而推动冲 锤活塞往复运动。阀与活塞的回程和冲程 均由液压推动。
冲击回转钻进
1.概述
第一节 概述 二一、、冲概击念钻进的特点
主要用于：
• 大直径供水井，维修条件不高的地方 • 水文及工程地质勘察孔 • 露天矿井爆破孔 • 桩基孔等
冲击回转钻进
1.概述
第一节 概述 二一、、冲概击念钻进的特点
适用岩层及范围:
• 硬合金冲击回转钻进最适用于粗粒、不 均质的岩层。在6-8级、部分9级岩层中钻 进效果尤佳。具良好的防斜能力。
冲程
当活塞上升到上限时，与 活塞连成一体的冲锤顶部锥体 与阀结合，高速液流被迅速切 断而产生水击，上腔压力猛增； 与此同时，活塞下腔的压力急 剧下降。故上下腔间压力差推 动活塞迅速向下运动，阀抵达 行程后，活塞因惯性继续向下 运动直至冲击砧子为止。此时， 阀门完全打开，液流畅通，阀 与活塞又进入下一循环的回程。
授课内容
概述 冲击回转钻进的工具 冲击回转钻进工艺
冲击回转钻进
要求
wenku.baidu.com
要求：
了解冲击回转钻进的特点， 适用性，主要冲击器的类型， 冲击回转钻头，熟悉冲击回转 钻进的工艺特点。
冲击回转钻进
要求
重点内容：
熟悉冲击回转钻进的特点及适用性,明白 其效率高的主要原因。
熟悉液动冲击器的主要作用形式及用于 冲击回转钻进的各类钻头的特点。
冲击回转钻进
8缓冲垫圈
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
一、冲击器及其工作原理
1、阀式液动冲击器
（1）正作用液动冲 击器：液动冲击器冲击 锤下行进行冲击，用弹 簧恢复其原位。
冲程
回程
1外壳 活阀坐垫圈 3阀簧 4活阀 5冲锤活塞 6锤簧
7铁砧
冲击回转钻进
缓冲垫圈
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
孔内钻具结构－在一般回转钻进钻具基 础上，加一个冲击器。在取心钻进中，冲 击器安装在岩心管上端；在无岩心钻进时， 直接安装在钻头上方。
冲击回转钻进
1.概述
第一节 概述
二一、、冲概击念钻进的特点
①钻设进备时简，单钻，头重量在小受到一定的钻压和回 转②力钻矩液的不循同环时，，省还水受到冲击器以一定频 率③的钻冲头击碎岩能是量不，连钻续头的，在磨孔损底慢以但冲钻效击也剪低切 和回转切削共同作用，破碎岩石。冲击 回④转钻钻头进以自所由需落钻体压碎减岩，小能，有钻效头破转碎坚速硬降岩低， 不磨石设备，但损功仅能。率能提钻相高垂同钻直时孔，进；冲效提击率起钻，钻进而具可才钻且需凿降动较低力大钻，直头故径在孔的
• 可用于硬质合金钻进、金刚石及牙轮钻 头钻进，适用范围宽，但在不同岩性需采用 频率不同的冲击器
*优点:
• 钻进效率高－在5-7级、部分8级硬岩中钻效可 提高50%-100%；在金刚石冲击回转钻进中对810级岩石效率可提高20%-50%，对致密、弱研 磨岩层可有效防止“打滑”，效率可提高50%100%
冲击钻杆 钢丝绳接头 捞砂筒 取样器
规程参数：包括钻具重力、冲击高度和 悬距、冲击次数、岩粉密度
冲击回转钻进
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
冲 击 器 动 力 方 式 分 类：
液动冲击器 －高压水泥浆
正作用 阀式 反作用
双作用 无阀式 射流式
吸收式
气动冲击器(气动潜孔锤)－用压缩空气作动力介质
机械作用式冲击器－电机、电磁、牙嵌离合器
一、冲击器及其工作原理
1、阀式液动冲击器
（2）反作用液动冲 击器：用高压液流压力 动冲锤活塞上行，并压 缩工作弹簧储存能量， 经弹簧释能而作功。
1工作弹簧 2外壳
3冲锤活塞
冲程 回程
4铁砧
冲击回转钻进
缓冲垫圈
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具
一、冲击器及其工作原理
1、阀式液动冲击器
（3）双作用 液动冲击器： 冲锤活塞的正 反冲程均由液 体压力推动。
掌握冲击回转钻进的规程特点，参数选 择的要领及值域。
冲击回转钻进
第一节 概述
一、概念 冲击回转钻
进－在钻头已 经承受一定静 载荷的基础上， 以纵向冲击力 和回转切削力 共同破碎岩石 的钻进方法。
在早期人工锤击凿岩基础上发展起来的
1.概述
红 旗 渠 工 地
冲击回转钻进
1.概述
第一节 概述
一、概念
发展为两类：顶驱式－在钻杆顶部用风 动、液动或电动机实现冲击，用钻杆传递 能量，深孔受限；潜孔式，以液力或气力 驱动靠近孔底的冲击器，同时由地面机构 施加轴向压力和回转扭矩，钻孔更快更深。
冲击回转钻进
2.钻进工具
第二节 冲击钻进的工具 二一、、冲冲击击回器转及钻进其钻工头作原理
（4）底出刃较普通回转钻头大，一般为 3~5mm，出刃多为平底形，阶梯状出刃钻 头用于中硬或硬岩层。
回程：
启动前，冲击器的阀与冲锤活 塞均处行程下限，液流通道畅通。 启动时，工作液体从喷嘴喷出，高 速射流的卷吸作用将活塞上腔介质 抽往下腔，上腔迅速降压；进入下 腔液流，由于通道扩大，流速减慢 和冲击器砧子里节流孔的增压作用， 使活塞下腔压力升高。于是，上、 下腔形成压力差，使位于行程下限 的阀与活塞同时上行；由于阀的质 量较轻，运动速度快，先行到达行 程上限，随后活塞也抵达行程上限， 至此回程结束。