國(guó)家精品課程巖土鉆掘工程學(xué)第6章-沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)與

第六章沖沖擊回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆進(jìn)與沖沖擊、振動(dòng)動(dòng)鉆進(jìn)1、概述；；2、液體和和氣動(dòng)沖擊擊器；3、沖擊回回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用用鉆頭;4、沖擊回回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工工藝;5、鋼絲繩繩沖擊鉆進(jìn)進(jìn)及振動(dòng)鉆鉆進(jìn)工藝.國(guó)家精品課課程10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大大學(xué)勘查教教研室沖擊回轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)是在鉆鉆頭已承受受一定靜載載荷的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，以縱縱向沖擊力力和回轉(zhuǎn)切切削力共同同破碎巖石石的鉆進(jìn)方方法。與常常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)法相比比，沖擊回回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)只只要用不大大的沖擊力力，便可以以達(dá)到破碎碎堅(jiān)硬巖石石的效果。。沖擊回轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)最適用用于粗顆粒粒的不均質(zhì)質(zhì)巖層，在在可鉆性ⅥⅥ～Ⅷ級(jí)，，部分Ⅸ級(jí)級(jí)的巖石中中，鉆進(jìn)效效果尤為突突出。沖擊回轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)不僅應(yīng)應(yīng)用于硬質(zhì)質(zhì)合金鉆進(jìn)進(jìn)，還應(yīng)用用于金剛石石鉆進(jìn)及牙牙輪鉆進(jìn)。。沖擊回轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)不僅可可提高效率率和鉆頭壽壽命，而且且還可解決決“堵心””、“打滑”、“防斜””等問(wèn)題。。在巖土工程程的大口徑徑施工中也也有用武之之地。第一節(jié)概概述巖土鉆掘工工程學(xué)國(guó)家精品課課程沖擊回轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)的核心心部件是沖沖擊器，根根據(jù)驅(qū)動(dòng)介介質(zhì)類型可可分為液動(dòng)動(dòng)沖擊器和和氣動(dòng)沖擊擊器。液動(dòng)沖擊器器以高壓水水或泥漿驅(qū)驅(qū)動(dòng)，對(duì)中中硬以上巖巖石比單純純回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)進(jìn)有明顯優(yōu)優(yōu)勢(shì)，還可可與繩索取取心相結(jié)合合。廣泛用用于地質(zhì)鉆鉆探、水文文水井、工工程施工、石油鉆井井等領(lǐng)域。。但由于自自身沖擊能能較小，故故鉆進(jìn)效果果仍低于氣氣動(dòng)沖擊器器。氣動(dòng)沖擊器器(風(fēng)動(dòng)潛潛孔錘)以以壓縮空空氣驅(qū)動(dòng)。。由于單次次沖擊功大大，上返巖巖屑風(fēng)速高高，鉆進(jìn)效效率可比液液動(dòng)沖擊器器高2~3倍。近年年來(lái)出現(xiàn)了了貫通式?jīng)_沖擊器、跟跟管鉆進(jìn)、、成集束式式潛孔錘用用于大口徑徑鉆進(jìn)、、潛孔錘解解卡、起拔拔套管等。。鉆孔深度度從埋線桿桿孔2.3m——油油氣井1000m以以上。第一節(jié)概概述10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大大學(xué)勘查教教研室第二節(jié)液液動(dòng)和氣氣動(dòng)沖擊器器一、液動(dòng)沖擊擊器液動(dòng)沖擊器器根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)不同可分分為:閥式液動(dòng)沖沖擊器又可分為:(1)正作用閥式式液動(dòng)沖擊擊器;(2)反反作用閥式式液動(dòng)沖擊擊器;(3)雙雙作用閥式式液動(dòng)沖擊擊器.無(wú)閥式液動(dòng)動(dòng)沖擊器又可分為:(1)射流式液動(dòng)動(dòng)沖擊器;(2)射射吸式液動(dòng)動(dòng)沖擊器。。10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大大學(xué)勘查教教研室1.閥式液動(dòng)沖沖擊器1.1正正作用沖擊擊器液體壓力推推動(dòng)沖錘下下行沖擊，，彈簧力復(fù)復(fù)位—“正作用”。沖錘5在簧簧6作用下下處上位，，中孔被活活閥4蓋住住，液流瞬瞬間被阻，，液壓↑產(chǎn)產(chǎn)生水錘。。沖錘和活活閥一同下下行，壓縮縮閥簧3和和錘簧；活活閥下行時(shí)時(shí)被閥座9限制與沖沖錘脫開，，液流經(jīng)中中心孔流向向孔底，液液壓↓，活活閥在閥簧簧作用下返返位；沖錘錘在動(dòng)能作作用下利用用慣性繼續(xù)續(xù)運(yùn)行，沖沖擊鐵砧7，沖擊能能量經(jīng)鐵砧砧→巖心管管接頭→鉆鉆頭。沖錘在錘簧簧力作用下下彈回再次次與活閥接接觸。第二節(jié)液液動(dòng)和氣動(dòng)沖沖擊器10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)勘查教研室室其主要特點(diǎn)：(1)正作用用沖擊器結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能能穩(wěn)定，調(diào)試試容易。(2)沖擊器器中彈簧的反反作用要消耗耗一部分能量量，抵消了很很大一部分高高壓液流所產(chǎn)產(chǎn)生的沖擊力力。(3)彈簧在在1500次次／min或或更高的循環(huán)環(huán)壓縮、伸張張下，容易損損壞。第二節(jié)液液動(dòng)和氣動(dòng)沖沖擊器10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)勘查教研室室1.2反作作用沖擊器利用高壓液流流推動(dòng)沖錘上上行，壓縮工工作彈簧儲(chǔ)存存能量，經(jīng)彈彈簧釋能作功功。高壓液流進(jìn)入入，由于水路路封閉當(dāng)沖錘錘上下端壓力力差超過(guò)彈簧簧1的壓縮力力和沖錘本身身質(zhì)量時(shí)，迫迫使沖錘上行行，并壓縮工工作彈簧儲(chǔ)存存能量；同時(shí)時(shí)，鐵砧4的的水路被逐步步打開，高壓壓液流流向孔孔底，液壓下下降，沖錘利利用慣性繼續(xù)續(xù)上行到上死死點(diǎn)時(shí)，沖錘錘利用自身質(zhì)質(zhì)量和工作彈彈簧的彈力使使沖錘急速向向下沖擊鐵砧砧。同時(shí)，由于沖沖錘與鐵砧相相接觸而又封封閉了液流通通向孔底的通通路，液壓開開始上升，當(dāng)當(dāng)上升到一定定值再次作用用于沖錘使其其上行，開始始第二個(gè)工作作周期。第二節(jié)液液動(dòng)和氣動(dòng)沖沖擊器10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)勘查教研室室反作用沖擊器器的主要特點(diǎn)：(1)對(duì)沖洗洗液的適應(yīng)能能力較強(qiáng)；(2)可獲得得較大的單次次沖擊功；(3)沖擊器器內(nèi)部的壓力力損失較小，，效率較高。。該類沖擊器的的主要缺點(diǎn)是是需要?jiǎng)偠容^較大的彈簧，，工作壽命只只有40~lOO小時(shí)。第二節(jié)液液動(dòng)和氣動(dòng)沖沖擊器10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)勘查教研室室1.3雙作作用沖擊器沖錘正沖程和和反沖程均由由液體壓力推推動(dòng)。鉆具自重使活活接頭f壓緊緊到外套g處處，工作腔d的液流分別別作用在活閥閥2和塔形沖沖錘6上，由由活閥上下端端的壓差使活活閥上移到最最上位置；沖錘活塞上、、下面積不同同產(chǎn)生壓差使使其向上移動(dòng)動(dòng)；當(dāng)沖錘上上行到與活閥閥接合時(shí)，通通道d1被關(guān)關(guān)閉，沖錘與與活閥一起急急速下行，當(dāng)當(dāng)下行h時(shí)，，活閥被支撐撐座4限止，，沖錘與活閥閥分離，借助助慣性繼續(xù)下下行到s時(shí)，，沖擊砧子9；由于沖錘中心心通道被打開開，液流恢復(fù)復(fù)循環(huán)，在液液流壓力作用用下，活閥與與沖錘急劇上上行，周而復(fù)復(fù)始。第二節(jié)液液動(dòng)和氣動(dòng)沖沖擊器10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)勘查教研室室其主要特點(diǎn)：（1）雙作用液液動(dòng)沖擊器的的液流能利用用率較大；（2）結(jié)構(gòu)比比較復(fù)雜，部部分零件磨損損較快等缺點(diǎn)點(diǎn)。第二節(jié)液液動(dòng)和氣動(dòng)沖沖擊器10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)勘查教研室室2.無(wú)閥沖擊擊器2.1射流流式?jīng)_擊器雙穩(wěn)射流元件件控制的液動(dòng)動(dòng)沖擊鉆具。。高壓水射流從從噴嘴噴出產(chǎn)產(chǎn)生附壁作用用。若先附于右壁壁，高壓液流流則流入通道道C并進(jìn)入缸缸體上部，推推活塞下行，，沖錘沖擊砧砧。在C輸出高壓壓水的同時(shí)，，有一小股高高壓液流(反反饋信號(hào))進(jìn)進(jìn)入D控制孔孔。在活塞行行程末了時(shí)，，反饋信號(hào)很很強(qiáng)，促使射射流由C切換換到E輸出，，高壓液流由由左通道輸出出，進(jìn)入下腔腔，推動(dòng)活塞塞向上?；钊闲袝r(shí)，，反饋信號(hào)又又回到F，射射流又切換到到右輸出通道道。如此反復(fù)復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)沖錘的沖擊擊動(dòng)作。第二節(jié)液液動(dòng)和氣動(dòng)沖沖擊器10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)勘查教研室室主要特點(diǎn):1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單易操作；2)無(wú)彈簧及及配水活閥等零件，壽壽命較長(zhǎng)；3)能量利用用率較高；4）工作時(shí)不不易堵水較好預(yù)防燒鉆鉆及蹩泵等事故；5）鉆進(jìn)中產(chǎn)產(chǎn)生的高壓水水錘波比閥式式?jīng)_擊器小，，鉆具工作較較平穩(wěn)，能減減少水泵、沖沖擊器及高壓壓管路等零件件損壞.第二節(jié)液液動(dòng)和氣動(dòng)沖沖擊器10/24/2022中國(guó)國(guó)地地質(zhì)質(zhì)大大學(xué)學(xué)勘勘查查教教研研室室2.2射射吸吸式式液液動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊器器利用用液液流流高高速速噴噴射射時(shí)時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生生的的卷卷吸吸作作用用及及閥閥與與沖沖錘錘間間壓壓力力與與位位移移的的綜綜合合反反饋饋關(guān)關(guān)系系，，通通過(guò)過(guò)閥閥與與沖沖錘錘、、活活塞塞上上腔腔與與下下腔腔液液流流壓壓力力差差的的正正負(fù)負(fù)交交換換而而使使沖沖錘錘反反復(fù)復(fù)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)。。主要要特特點(diǎn)點(diǎn):第二二節(jié)節(jié)液液動(dòng)動(dòng)和和氣氣動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊器器（1））結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單、、零零件件少少、、無(wú)無(wú)易易損損彈彈簧簧，，工工作作壽壽命命較較長(zhǎng)長(zhǎng)。。（2））輸輸出出輸輸入入技技術(shù)術(shù)參參數(shù)數(shù)范范圍圍較較寬寬，，能能在在高高頻頻狀狀態(tài)態(tài)下下穩(wěn)穩(wěn)定定沖沖擊擊，，耐耐背背壓壓特特性性好好。。10/24/2022中國(guó)國(guó)地地質(zhì)質(zhì)大大學(xué)學(xué)勘勘查查教教研研室室3.其其他他型型式式的的液液動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊器器:3.1繩索索取取心心式式液液動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊器器不僅僅具具有有繩繩索索取取心心鉆鉆進(jìn)進(jìn)的的各各種種優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，，同同時(shí)時(shí)沖沖擊擊載載荷荷可可克克服服繩繩索索取取心心鉆鉆進(jìn)進(jìn)鉆鉆頭頭唇唇部部較較厚厚，，鉆鉆頭頭比比壓壓較較小小在在堅(jiān)堅(jiān)硬硬致致密密巖巖石石中中鉆鉆速速較較低低的的缺缺點(diǎn)點(diǎn)。。3.2孔底底反反循循環(huán)環(huán)液液動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊器器既可可以以實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)局局部部反反循循環(huán)環(huán)，，又又具具有有沖沖擊擊作作用用的的孔孔底底鉆鉆具具。。第二二節(jié)節(jié)液液動(dòng)動(dòng)和和氣氣動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊器器10/24/2022中國(guó)國(guó)地地質(zhì)質(zhì)大大學(xué)學(xué)勘勘查查教教研研室室二、風(fēng)風(fēng)動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊器器也稱稱風(fēng)風(fēng)動(dòng)動(dòng)潛潛孔孔錘錘，，以以壓壓縮縮空空氣氣作作為為介介質(zhì)質(zhì)工工作作，，壓壓縮縮空空氣氣也也兼兼做做沖沖洗洗介介質(zhì)質(zhì)，，因因此此也也具具有有空空氣氣鉆鉆進(jìn)進(jìn)的的一一些些特特點(diǎn)點(diǎn)。。實(shí)踐踐表表明明，，風(fēng)風(fēng)動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)進(jìn)的的效效率率一一般般比比液液動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)進(jìn)高高0.75~1.6倍倍，，主主要要原原因因是是風(fēng)風(fēng)動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊的的單單次次沖沖擊擊能能量量較較大大，，且且孔孔底底沖沖洗洗效效果果較較好好。。使用用風(fēng)風(fēng)動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊器器鉆鉆進(jìn)進(jìn)時(shí)時(shí)，，需需配配備備能能力力較較大大的的空空壓壓機(jī)機(jī)，，燃燃料料消消耗耗較較大大，，設(shè)設(shè)備備也也較較復(fù)復(fù)雜雜。。第二二節(jié)節(jié)液液動(dòng)動(dòng)和和氣氣動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊器器10/24/2022中國(guó)國(guó)地地質(zhì)質(zhì)大大學(xué)學(xué)勘勘查查教教研研室室1.有有閥閥沖沖擊擊器器1.1壓差差式式斜斜面面蝶蝶狀狀閥閥配配氣氣裝裝置置所謂謂壓壓差差式式是是以以風(fēng)風(fēng)動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊器器活活塞塞運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)方方向向的的前前方方增增壓壓，，后后方方減減壓壓所所造造成成的的壓壓力力差差來(lái)來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)閥閥的的變變位位，，從從而而達(dá)達(dá)到到配配氣氣的的目目的的。。第二節(jié)液液動(dòng)動(dòng)和氣動(dòng)動(dòng)沖擊器器圖.斜面蝶狀閥配氣裝置1-閥箱，2-閥片，3-閥座。蝶狀閥片片為圓形形，兩面面帶有斜斜面，靠靠閥片左左右擺動(dòng)動(dòng)實(shí)現(xiàn)閥閥體變位位。壓縮空氣氣P由風(fēng)動(dòng)沖沖擊器上上接頭進(jìn)進(jìn)入氣室室A，經(jīng)開啟啟的左側(cè)側(cè)氣孔沿沿B進(jìn)入下氣氣室，推推動(dòng)活塞塞上行。。產(chǎn)生壓壓差后，，蝶狀閥閥片在壓壓差作用用下擺動(dòng)動(dòng)變位，，閥的右右翼開啟啟而左翼翼蓋嚴(yán)。。于是壓壓縮氣體體經(jīng)開啟啟的右側(cè)側(cè)氣孔沿沿C向進(jìn)入上上氣室，，推動(dòng)活活塞向下下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)生一次次沖擊作作用。10/24/2022中國(guó)地質(zhì)質(zhì)大學(xué)勘勘查教研研室如果活塞塞串聯(lián)使使用時(shí)，，C1孔道的壓壓氣去下下一個(gè)活活塞的上上氣室，，推動(dòng)活活塞向下下沖擊作作功。壓壓縮氣體體的少部部分經(jīng)配配氣閥中中心孔、、活塞中中心孔流流入孔底底，沖洗洗巖粉。。活塞向向下沖擊擊又產(chǎn)生生壓差，，閥片又又?jǐn)[動(dòng)變變位，開開始第二二個(gè)循環(huán)環(huán)工作。。壓差式斜斜面蝶狀狀閥配氣氣裝置主主要用于于美國(guó)英英格索蘭蘭公司制制造的DHD系列風(fēng)動(dòng)動(dòng)沖擊器器上。該該類型配配氣裝置置動(dòng)作靈靈敏可靠靠，但閥閥片加工工較困難難。第二節(jié)液液動(dòng)動(dòng)和氣動(dòng)動(dòng)沖擊器器圖.斜面蝶狀閥配氣裝置1-閥箱，2-閥片，3-閥座。10/24/2022中國(guó)地質(zhì)質(zhì)大學(xué)勘勘查教研研室1.2防防空打打機(jī)構(gòu)及及工作原原理潛孔錘工工作時(shí)，，活塞的的沖擊能能通過(guò)鉆鉆頭直接接傳至孔孔底巖石石，缸體體不承受受沖擊載載荷。即使在懸懸吊狀態(tài)態(tài)時(shí)，亦亦不允許許承受沖沖擊負(fù)荷荷（即所所謂空打打）。用防空打打孔Ⅰ來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)這這一功能能。當(dāng)潛潛孔錘處處于懸吊吊狀態(tài)時(shí)時(shí)，鉆頭頭23及活塞9均借助于于自重向向下滑行行一段距距離，則則防空打打孔Ⅰ露露出，于是是來(lái)自配配氣機(jī)構(gòu)構(gòu)的壓氣氣被引入入缸體，，并經(jīng)活活塞中心心孔道及及鉆頭孔孔道流入入孔底，，使?jié)摽卓族N自行行停止工工作。第二節(jié)液液動(dòng)動(dòng)和氣動(dòng)動(dòng)沖擊器器10/24/2022中國(guó)地地質(zhì)大大學(xué)勘勘查教教研室室1.3配配氣機(jī)機(jī)構(gòu)及及工作作原理理(1)返回行行程工工作返回行行程→→閥片片7,活塞9處于下下限→→壓氣氣經(jīng)閥閥片7后面、、閥蓋蓋6上的軸軸向與與徑向向孔進(jìn)進(jìn)入環(huán)環(huán)形腔腔Ⅱ→→至氣氣缸前前腔，，推動(dòng)動(dòng)活塞塞向上上運(yùn)動(dòng)。氣缸上上腔經(jīng)經(jīng)活塞塞9及鉆頭頭23的中心心孔與與孔底底相通通→壓壓氣使使活塞塞9加速向向上運(yùn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞塞9端面與與配氣氣桿22配合時(shí)時(shí)，上上腔排排氣孔孔關(guān)閉閉→處處于壓壓縮狀狀態(tài)→→活塞塞做減減速運(yùn)運(yùn)動(dòng)。。第二節(jié)節(jié)液液動(dòng)動(dòng)和氣氣動(dòng)沖沖擊器器10/24/2022中國(guó)地地質(zhì)大大學(xué)勘勘查教教研室室活塞桿桿端面面越過(guò)過(guò)襯套套12上的溝溝槽ⅢⅢ時(shí)，，下腔腔壓氣氣經(jīng)鉆鉆頭中中孔與與大氣氣通，，在壓壓差作作用下下閥片片7迅迅速上上移關(guān)關(guān)閉下下腔氣氣路，，開始始沖擊擊行程程的配配氣工工作。。(2)沖擊行行程工工作原原理沖擊行行程開開始→→活塞塞和閥閥片均均處于于極上上位置置→壓壓氣經(jīng)經(jīng)閥蓋蓋和閥閥座的的徑向向孔進(jìn)進(jìn)入氣氣缸上上腔→→推動(dòng)動(dòng)活塞塞高速速向下下運(yùn)動(dòng)動(dòng)沖擊擊鉆頭頭。當(dāng)活塞塞行至至襯套套的花花鍵槽槽被關(guān)關(guān)閉時(shí)時(shí)→下下腔壓壓力開開始上上升→→活塞塞上端端中心心孔離離開配配氣桿桿→上上腔通通大氣氣壓力力降低低，工工作行行程結(jié)結(jié)束。?；钊麤_沖擊鉆鉆頭尾尾部后后→閥閥片因因其上上、下下壓差差作用用→換換向→→活塞塞重復(fù)復(fù)返回回行程程動(dòng)作作。第二節(jié)節(jié)液液動(dòng)動(dòng)和氣氣動(dòng)沖沖擊器器10/24/2022中國(guó)地地質(zhì)大大學(xué)勘勘查教教研室室2.無(wú)無(wú)閥閥潛孔孔錘潛孔錘錘控制制活塞塞往復(fù)復(fù)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的配配氣系系統(tǒng)裝裝在活活塞或或氣缸缸壁上上，活活塞運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)自動(dòng)動(dòng)配氣氣。利用壓壓氣的的膨脹脹功，，推動(dòng)動(dòng)活塞塞繼續(xù)續(xù)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，從從而減減少了了動(dòng)力力氣的的消耗耗；取取消了復(fù)雜雜的配配氣機(jī)機(jī)構(gòu)，，代之之以簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的的配氣氣氣路路，氣氣道路路程短短，氣氣壓損損失小小。主主要有有國(guó)產(chǎn)W系列和和國(guó)外外DHD系列。。W-200型的的工作作原理理：壓縮空空氣經(jīng)經(jīng)上接接頭1、止逆逆塞4進(jìn)入進(jìn)進(jìn)氣座座7下腔，然后后氣體體分成成兩路路：一一路經(jīng)經(jīng)進(jìn)氣氣座7的中心心孔道道和節(jié)節(jié)流塞塞10進(jìn)入活活塞11和鉆頭頭16的中心心孔道道至孔底底冷卻卻鉆頭頭和清清除巖巖粉；；第二節(jié)節(jié)液液動(dòng)動(dòng)和氣氣動(dòng)沖沖擊器器10/24/2022中國(guó)地地質(zhì)大大學(xué)勘勘查教教研室室另一路路氣進(jìn)進(jìn)入外外缸9和內(nèi)缸缸8間的環(huán)環(huán)形腔腔(活活塞運(yùn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)進(jìn)氣室室)→→推動(dòng)動(dòng)活塞塞上下下運(yùn)動(dòng)動(dòng)。進(jìn)氣室室的氣氣體經(jīng)經(jīng)內(nèi)缸缸徑向向孔及及活塞塞上環(huán)環(huán)形氣氣槽進(jìn)入入下缸缸，活活塞開開始向向上運(yùn)運(yùn)動(dòng)→→上移移關(guān)閉閉進(jìn)氣氣氣路路→活活塞靠靠氣體體膨脹脹運(yùn)行行，當(dāng)下下缸與與排氣氣孔相相通時(shí)時(shí)→活活塞靠靠慣性性運(yùn)行行.無(wú)無(wú)閥潛潛孔錘錘返程程包括括進(jìn)氣氣、膨膨脹、、慣性性滑行行三階階段。?；钊谠跊_程程過(guò)程程中，，氣體體經(jīng)活活塞上上環(huán)形形氣槽槽進(jìn)入入上缸缸→經(jīng)經(jīng)歷沖沖程進(jìn)進(jìn)氣、、空氣氣膨脹脹、活活塞慣慣性滑滑行三三階段段，不不同的的是各各階段段運(yùn)行行長(zhǎng)度度不同同，沖沖程要要保證證有足足夠的的進(jìn)氣氣長(zhǎng)度度，使使活塞塞獲得得較大大的速速度，，而具具有較較大的的沖擊擊能。。第二節(jié)節(jié)液液動(dòng)動(dòng)和氣氣動(dòng)沖沖擊器器10/24/2022中國(guó)地地質(zhì)大大學(xué)勘勘查教教研室室3.油油氣氣鉆井井用的的氣動(dòng)動(dòng)潛孔孔錘空氣錘錘提離離井底底時(shí)，，壓縮縮空氣氣從公公接頭頭流到到鉆頭頭清理理井眼眼，并并沒有有激發(fā)發(fā)活塞塞。當(dāng)空氣氣錘放放到井井底同同時(shí)加加上鉆鉆壓時(shí)時(shí)，鉆鉆頭接接頭被被壓緊緊到空空氣錘錘內(nèi)部部密封封艙上上。活活塞的的一個(gè)個(gè)通氣氣口(流體通通過(guò)活活塞的的流道道之一一)對(duì)準(zhǔn)控控制桿桿的一一個(gè)窗窗口，，壓縮縮空氣氣→活活塞底底部空空間→→推動(dòng)動(dòng)活塞塞向上上運(yùn)動(dòng)動(dòng)。在活塞塞上行行中，，沒有有空氣氣通過(guò)過(guò)鉆頭頭流到到孔底底。實(shí)實(shí)際上上吹洗洗巖屑屑的工工作暫暫停了了。第二節(jié)節(jié)液液動(dòng)動(dòng)和氣氣動(dòng)沖沖擊器器10/24/2022中國(guó)地地質(zhì)大大學(xué)勘勘查教教研室室活塞到到達(dá)沖沖程頂頂部時(shí)時(shí)，活活塞的的另一一個(gè)通通氣口口對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)了控控制桿桿的一一個(gè)窗窗口，，壓縮縮空氣氣→活塞上上方空空間→迫使活活塞向向下運(yùn)運(yùn)動(dòng)→活塞撞撞擊鉆鉆頭接接頭上上方。。同時(shí)，，控制制桿的的底閥閥打開開，鉆鉆柱內(nèi)內(nèi)部的的空氣氣通過(guò)過(guò)控制制桿、、鉆頭頭接頭頭以及及鉆頭頭噴嘴嘴吹向向孔底底帶走走巖屑屑。鉆頭上上的沖沖擊力力使得得鉆頭頭旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)破巖巖的效效率大大大提提高。。這種種輪流流的沖沖擊，，使得得空氣氣錘能能夠以以較低低的鉆鉆壓鉆鉆進(jìn)。。第二節(jié)節(jié)液液動(dòng)動(dòng)和氣氣動(dòng)沖沖擊器器10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)勘查教研室室第三節(jié)沖擊擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用用鉆頭0、沖擊回轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)用鉆頭的的特點(diǎn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)進(jìn)時(shí)鉆頭剛體體承受沖擊荷荷載、軸向靜靜載和扭矩，，剛體材料強(qiáng)強(qiáng)度要高于普普通鉆頭———40Cr、、45CrNi合金鋼；；取心沖擊鉆頭頭壁厚較普通通取心鉆頭厚厚，一般壁厚厚10~20mm，鉆頭頭體長(zhǎng)度較長(zhǎng)長(zhǎng)(140mm)；而氣氣動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆頭壁厚更更大或多采用用全面鉆進(jìn)型型式；鉆頭體的外形形多呈多邊形形，以增大通通水、通氣面面積；為使鉆頭切削削具承受大沖沖載，多采用用YGl5或或粗粒YG11C硬質(zhì)合金切削削具，多采用用圓柱狀、八八角狀和球齒齒形狀。切削具的出刃刃形式多為平平底形，且出出刃量較大。。10/24/2022中國(guó)國(guó)地地質(zhì)質(zhì)大大學(xué)學(xué)勘勘查查教教研研室室第三三節(jié)節(jié)沖沖擊擊回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)進(jìn)用用鉆鉆頭頭一、液液動(dòng)動(dòng)沖擊擊回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)進(jìn)用用鉆鉆頭頭1.硬質(zhì)質(zhì)合合金金鉆鉆頭頭（1））普普通通大大八八角角硬硬合合金金鉆鉆頭頭可帶帶肋肋骨骨或或不不帶帶肋肋骨骨。。肋肋骨骨厚厚3mm以以增增大大通通水水面面積積，，內(nèi)內(nèi)、、外外出出刃刃3mm，，底底出出刃刃5mm，，刃刃尖尖角角90oo~100oo，，適于于鉆鉆進(jìn)進(jìn)5～～8級(jí)級(jí)中中硬硬巖巖石石。。（2））長(zhǎng)長(zhǎng)片片狀狀肋肋骨骨式式硬硬合合金金鉆鉆頭頭鉆頭頭內(nèi)內(nèi)肋肋骨骨與與鋼鋼體體成成一一體體。。外外肋肋骨骨厚厚4mm，，外外出出刃刃1.5mm，，內(nèi)內(nèi)出出刃刃1mm，，底底出出刃刃5mm，，沖沖擊擊刃刃角角110oo。。適用用于于低低頻頻大大沖沖擊擊功功液液鉆鉆進(jìn)進(jìn)中中硬硬巖巖石石。。10/24/2022中國(guó)國(guó)地地質(zhì)質(zhì)大大學(xué)學(xué)勘勘查查教教研研室室第三三節(jié)節(jié)沖沖擊擊回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)進(jìn)用用鉆鉆頭頭（3））異異形形硬硬合合金金鉆鉆頭頭利用用異異形形截截面面鉆鉆頭頭體體增增大大液液流流斷斷面面，，減減少少流流阻阻背背壓壓和和巖巖心心堵堵塞塞。。鑲焊焊6粒粒硬硬質(zhì)質(zhì)合合金金，，內(nèi)內(nèi)、、外外出出刃刃各各1mm，，底底出出刃刃2.5~3mm，，合合金金刃刃尖尖角角90oo~100oo，，適于于在在5~7級(jí)級(jí)中中硬硬巖巖石石中中使使用用。。10/24/2022中國(guó)國(guó)地地質(zhì)質(zhì)大大學(xué)學(xué)勘勘查查教教研研室室第三三節(jié)節(jié)沖沖擊擊回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)進(jìn)用用鉆鉆頭頭2.金金剛剛石石鉆鉆頭頭液動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)金金剛剛石石鉆鉆頭頭主主要要是是孕孕鑲鑲?cè)∪⌒男你@鉆頭頭，，常常用用在在堅(jiān)堅(jiān)硬硬“打滑滑”地層層常常用用高高頻頻低低沖沖擊擊功功的的液液動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊器器。。結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)特特點(diǎn)點(diǎn)：：(1)首選選人人造造孕孕鑲鑲金金剛剛石石鉆鉆頭頭或或聚聚晶晶體體鉆鉆頭頭；；(2)選用用高高強(qiáng)強(qiáng)度度的的或或經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)渾渾圓圓化化和和金金屬屬鍍鍍層層處處理理的的金金剛剛石石；；(3)因金金剛剛石石單單晶晶抗抗沖沖擊擊韌韌性性與與粒粒度度成成反反比比，，故故粒粒度度不不要要太太大大，，可可選選70~80目金金剛剛石石，，金金剛剛石石濃濃度度75%左右右；；(4)要有有足足夠夠的的胎胎體體強(qiáng)強(qiáng)度度和和硬硬度度，，避避免免沖沖擊擊破破裂裂，，一一般般選選中中硬硬-硬胎胎體體，，唇唇面面形形狀狀以以平平底底形形、、圓圓弧弧形形和和同同心心圓圓尖尖齒齒形形為為好好；；(5)由于沖洗液量量大，鉆頭的的過(guò)水面積應(yīng)應(yīng)增大，除主主水口外增設(shè)設(shè)副水口，加加長(zhǎng)加深鉆頭頭鋼體內(nèi)壁水水槽，適當(dāng)增增大胎體外徑徑。10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)勘查教研室室第三節(jié)沖擊擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用用鉆頭二、風(fēng)動(dòng)沖擊擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)（（潛孔錘）鉆鉆頭多為全面鉆頭頭——整體式式和分體式。。根據(jù)碎巖材料料可分為硬質(zhì)質(zhì)合金型和金金剛石加強(qiáng)型型。切削刃形狀———分為刃片片型、柱齒型型和片柱混裝裝型。1.柱齒1.1硬質(zhì)合金柱齒齒硬質(zhì)合金牌號(hào)號(hào)：K4012A，“K”表示礦產(chǎn)開采采用，“40”表示半球形柱柱齒，“12”表示直徑為12mm，“A”表示高度。半球齒強(qiáng)度最最高，錐球齒齒次之，楔形形齒最低；但但鑿巖效率相相反。鉆鑿極堅(jiān)硬和和堅(jiān)硬、磨蝕蝕性強(qiáng)的巖石石采用半球齒齒，鉆鑿中硬硬或堅(jiān)硬、性性脆的巖石采采用錐球齒，，鉆進(jìn)軟巖時(shí)時(shí)宜采用楔形形齒。10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)勘查教研室室硬合金柱齒耐耐磨性較低，，鉆進(jìn)堅(jiān)硬磨磨蝕性巖石時(shí)時(shí)周邊柱齒磨磨損嚴(yán)重，最最好的辦法是是采用金剛石石加強(qiáng)柱齒。。1.2金剛石加強(qiáng)柱柱齒有聚晶型和孕孕鑲型——將將金剛石層復(fù)復(fù)合到硬質(zhì)合合金柱齒頭部部，利用硬質(zhì)質(zhì)合金良好的的沖擊韌性。?？裳娱L(zhǎng)鉆頭頭壽命，提高高鉆速降低鉆鉆進(jìn)成本。聚晶型柱齒在在金剛石壓機(jī)機(jī)上高溫高壓壓燒結(jié)而成。。為克服金剛剛石聚晶層與與硬質(zhì)合金基基體的熱膨脹脹系數(shù)不同，，彈性模量不不同，在金剛剛石聚晶與硬硬質(zhì)合金基體體間采用了兩兩層過(guò)渡層。。孕鑲型柱齒在在中頻爐上采采用熱壓法燒燒結(jié)而成，，金剛石含量量為75%左左右，采用了了特殊配方和和燒結(jié)工藝使使金剛石層與與硬合金基體體牢固連接。。第三節(jié)沖擊擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用用鉆頭10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)勘查教研室室第三節(jié)沖擊擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用用鉆頭2．潛孔錘柱齒鉆頭用冷壓方法在在鉆頭體中嵌嵌裝柱齒。鉆頭的柱齒在在鉆進(jìn)過(guò)程中中能自行修磨磨，使鉆速穩(wěn)穩(wěn)定；柱齒損損壞20%時(shí)時(shí)鉆頭仍可繼繼續(xù)工作，而而刃片型鉆頭頭崩角后便不不能使用?？煞譃槎硇涡?、三翼形和和四翼形鉆頭頭。圖中J-200型四翼鉆頭宜宜用在中硬及及中硬以下巖巖石。近似于半球球形的頭部（（亦稱球齒形形鉆頭）使邊邊齒傾斜角近近45°提高鉆頭壽壽命?？煞譃槠筋^型型、圓弧型、、中凹型及中中凸型等。圓圓弧型和中凸凸型鉆速較高高。中凹型由由于凸出的巖巖核起定心作作用，所以能能鉆較直的炮炮孔。10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)勘查教研室室第四節(jié)沖沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)進(jìn)工藝一、沖擊回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)破巖機(jī)理沖擊使接觸應(yīng)應(yīng)力瞬間達(dá)極極大，應(yīng)力集集中，巖石產(chǎn)產(chǎn)生裂紋。沖沖擊速度↑巖巖石脆性↑，，裂隙發(fā)育↑↑，不大的沖沖擊能（數(shù)十十焦耳）就可可破碎極堅(jiān)硬硬的巖石。鉆頭上同時(shí)作作用軸向靜載載、沖擊力和和回轉(zhuǎn)力矩。。刃具具有沖沖擊碎巖和回回轉(zhuǎn)碎巖兩者者的特征。根據(jù)沖擊和回回轉(zhuǎn)碎巖作用用的主次，又又將沖擊回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆進(jìn)分為沖沖擊-回轉(zhuǎn)和和回轉(zhuǎn)-沖擊兩種碎巖巖形式。10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)勘查教研室室1.沖擊-回轉(zhuǎn)碎巖主要以沖擊載載荷碎巖為主主，軸向靜壓壓力主要用來(lái)來(lái)克服鉆具的的反彈力，改改善沖擊能的的傳遞。回轉(zhuǎn)力矩主要要是使切削具具沿孔底剪切切兩次沖擊間間殘留的巖石石脊峰。擬訂訂最佳回轉(zhuǎn)速速度時(shí)，應(yīng)能夠?qū)⒅兄虚g凸起的扇扇形巖脊剪碎碎。沖擊器具有低低頻率，大沖沖擊功，風(fēng)動(dòng)動(dòng)潛孔錘即屬屬此類。利用這種沖擊擊剪崩和回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)剪切作用，，造成脆性巖巖石大顆粒巖巖體的剝離。。隨巖石脆性性與硬度增大大，碎巖效果果愈顯著。第四節(jié)沖沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)進(jìn)工藝10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大大學(xué)勘查教教研室第四節(jié)沖沖擊回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝藝2.回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)-沖擊碎碎巖回轉(zhuǎn)-沖擊擊碎巖是把把高頻低沖沖擊功，加加在一般回回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的的硬質(zhì)合金金鉆頭或金金剛石鉆頭頭上。主要要用于小口口徑鉆進(jìn)，，液動(dòng)沖擊擊器即屬此此類。破巖機(jī)理：：巖石受高高頻沖擊力力后，一方方面在刃具具接觸處產(chǎn)產(chǎn)生應(yīng)力集集中，增大大了破碎體體積；另一一方面巖石石內(nèi)部分子子被迫振振蕩而產(chǎn)生生疲勞破壞壞并降低了了強(qiáng)度，再再加上軸向向的靜壓和和回轉(zhuǎn)切削削，增加了了破巖的效效果。10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大大學(xué)勘查教教研室第四節(jié)沖沖擊回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝藝二、影響沖沖擊回轉(zhuǎn)碎碎巖效果的的因素沖擊能量對(duì)對(duì)碎巖效果果的影響并非沖擊器器的沖擊能能量越大越越好。評(píng)定定碎巖效果果還必須考考慮碎巖比比功。無(wú)論論單次或多多次沖擊鉆鉆進(jìn)，A和a的關(guān)系分成成A＜A0—傷痕區(qū)，沖沖擊能小，，巖石不產(chǎn)產(chǎn)生破碎坑坑，巖粉很很細(xì)，因而而比功很大大；A0≤A≤Ac—過(guò)渡區(qū)，比功a變化不大；；A＞Ac—穩(wěn)定區(qū)，，比功a較小且變化化不大。對(duì)一般巖巖石，沖擊擊能量Ac=10J/cm，破碎比功功a有穩(wěn)定值。。10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大大學(xué)勘查教教研室第四節(jié)沖沖擊回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝藝2.沖擊間隔對(duì)對(duì)碎巖效果果的影響兩次沖擊之之間切削刃刃回轉(zhuǎn)一個(gè)個(gè)角度———稱為沖擊擊間隔。反反映了轉(zhuǎn)速速與沖擊頻頻率之間的的關(guān)系，使使兩次沖擊擊間的巖脊脊能被全部部剪崩或切切削掉的最最大間隔，，稱為“最優(yōu)沖擊間間隔”，常用相鄰鄰兩次沖擊擊間的最優(yōu)優(yōu)夾角β表示；最優(yōu)沖擊間間隔與沖擊擊器的沖擊擊功、巖性性、沖齒圓圓弧半徑R和切削刃角角α有關(guān)；隨沖擊功↑↑巖石的最最優(yōu)角β↑，花崗閃閃長(zhǎng)巖，當(dāng)當(dāng)A=6.1J/cm時(shí)，β=5°；A=12.5J/cm時(shí),β=7.5°。隨巖石硬度度↓最優(yōu)角角β↑，如A=6.1J/cm時(shí)大理巖β=7.5°，花崗巖巖β=5°。10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大大學(xué)勘查教教研室第四節(jié)沖沖擊回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝藝3.沖擊應(yīng)力波波對(duì)碎巖效效果的影響響沖擊力以應(yīng)應(yīng)力波的形形式傳給巖巖石，對(duì)碎碎巖效果有有重要影響響。細(xì)長(zhǎng)沖錘入入射波幅值值低作用時(shí)時(shí)間長(zhǎng)；短短而粗沖錘錘入射波幅幅值高作用用時(shí)間短。。圖中沖錘錘質(zhì)量相同同，但入射射波形卻不不同。入射波形對(duì)對(duì)碎巖的影影響：緩和和入射波比比陡的鑿入入效率高，，因鑿入初初不需很大大的力，隨隨刃具侵深深增加，所所需力也增增大，故緩緩和波形與與之匹配。。改變?nèi)肷洳úㄐ螤?，除除調(diào)整活塞塞的形狀和和斷面積之之外，還可可以用調(diào)整整撞擊面的的接觸條件件來(lái)達(dá)到。。10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大大學(xué)勘查教教研室第四節(jié)沖沖擊回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝藝三、沖擊回回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)規(guī)規(guī)程參數(shù)1、鉆壓鉆壓給巖石石內(nèi)部預(yù)應(yīng)應(yīng)力，改善善沖擊能量量的傳遞條條件。但鉆鉆壓↑切削刃單位位進(jìn)尺磨損損量↑，為為↓刃磨損損，鉆壓不不能過(guò)大，，但必須克克服沖擊器器反彈力。。硬合金液動(dòng)動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆進(jìn)：硬硬度不大弱弱研磨性巖巖石要充分分發(fā)揮回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)切削碎巖巖作用，應(yīng)應(yīng)采用較大大鉆壓。堅(jiān)堅(jiān)硬強(qiáng)研磨磨性巖石應(yīng)應(yīng)發(fā)揮沖擊擊碎巖的作作用，鉆壓壓可相對(duì)小小些。金剛石鉆頭頭以微切削削與磨削為為主，沖擊擊為輔，故故巖石越硬硬所需鉆壓壓越大，鉆鉆頭口徑↑↑鉆壓也也應(yīng)↑。。風(fēng)動(dòng)潛孔錘錘全面鉆頭頭，沖擊功功大，鉆壓壓對(duì)碎巖的的影響較小小，據(jù)報(bào)導(dǎo)導(dǎo)，其鉆壓壓為液動(dòng)沖沖擊的1/3就可獲得較較好的鉆進(jìn)進(jìn)效果。10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大大學(xué)勘查教教研室第四節(jié)沖沖擊回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝藝2、轉(zhuǎn)速——風(fēng)動(dòng)和液動(dòng)動(dòng)潛孔錘選選擇轉(zhuǎn)速方方法相同硬合金潛孔孔錘回轉(zhuǎn)僅僅是為改變變切削刃破破巖的位置置，若轉(zhuǎn)速速過(guò)慢，切切削刃將打打入先前的的坑穴中使使鉆頭回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)受阻。若若轉(zhuǎn)速過(guò)快快，會(huì)導(dǎo)致致切削刃過(guò)過(guò)早磨損。。所以，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速是否合合理將直接接影響鉆速速和鉆頭壽壽命。合理理轉(zhuǎn)速主要要據(jù)最優(yōu)沖沖擊間隔來(lái)來(lái)確定。金剛石沖擊擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)進(jìn)為充分發(fā)發(fā)揮多刃切切削研磨巖巖石，轉(zhuǎn)速速應(yīng)盡量提提高。如J-200型風(fēng)動(dòng)潛孔孔錘鉆進(jìn)，，轉(zhuǎn)速一般般15~30r/min。而孕鑲金金剛石沖擊擊回轉(zhuǎn)應(yīng)開開高轉(zhuǎn)速，，一般500~700r/min。10/24/2022中國(guó)國(guó)地地質(zhì)質(zhì)大大學(xué)學(xué)勘勘查查教教研研室室第四四節(jié)節(jié)沖沖擊擊回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)進(jìn)工工藝藝3、、泵泵壓壓和和泵泵量量沖洗洗流流量量不不僅僅影影響響洗洗井井質(zhì)質(zhì)量量，，而而且且直直接接影影響響沖沖擊擊器器的的工工作作性性能能（（沖沖擊擊功功和和沖沖擊擊頻頻率率）），，從從而而影影響響鉆鉆進(jìn)進(jìn)效效率率。。液動(dòng)動(dòng)沖沖擊擊回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)進(jìn)中中，，一一般般隨隨泵泵量量增增加加，，機(jī)機(jī)械械鉆鉆速速也也增增加加。。因因此此，，只只要要巖巖層層允允許許，，泵泵的的能能力力足足夠夠，，就就應(yīng)應(yīng)采采用用大大泵泵量量。。泵壓壓的的規(guī)規(guī)律律：：沖沖擊擊器器在在0.5~0.6MPa開始始工工作作，，當(dāng)當(dāng)1.8~2.0MPa時(shí)沖沖擊擊器器工工作作穩(wěn)穩(wěn)定定，，平平均均每每百百米米增增加加0.2~0.3MPa，泵泵壓壓相相應(yīng)應(yīng)增增加加。。10/24/2022中國(guó)國(guó)地地質(zhì)質(zhì)大大學(xué)學(xué)勘勘查查教教研研室室風(fēng)動(dòng)動(dòng)潛潛孔孔錘錘鉆鉆進(jìn)進(jìn)，，因因鉆鉆速速快快單單位位時(shí)時(shí)間間產(chǎn)產(chǎn)生生的的巖巖屑屑多多而而重重，，故故需需比比空空氣氣鉆鉆進(jìn)進(jìn)大大的的風(fēng)風(fēng)量量才才能能使使井井底底干干凈凈。。潛孔孔錘錘本本身身也也需需一一定定風(fēng)風(fēng)量量才才能能正正常常工工作作。。具具體體風(fēng)風(fēng)量量應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)潛潛孔孔錘錘對(duì)對(duì)風(fēng)風(fēng)量量的的要要求求和和鉆鉆孔孔環(huán)環(huán)狀狀上上返返風(fēng)風(fēng)速速計(jì)計(jì)算算來(lái)來(lái)定定，，選選擇擇其其大大者者。。潛孔孔錘錘工工作作風(fēng)風(fēng)壓壓要要大大于于上上、、下下配配氣氣室室的的壓壓差差，，潛潛孔孔錘錘活活塞塞才才能能作作上上下下往往復(fù)復(fù)運(yùn)動(dòng)動(dòng)。。目目前前，，國(guó)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)潛潛孔孔錘錘：：低低壓壓潛潛孔孔錘錘，，所所需需風(fēng)風(fēng)壓壓是是0.5~0.7MPa；高高壓壓潛潛孔孔錘為為0.8~1.1MPa。鉆進(jìn)進(jìn)時(shí)時(shí)還還需需加加上上隨隨鉆鉆孔孔加加深深帶帶來(lái)來(lái)的的沿沿程程壓壓降降(0.0015MPa/m)和克克服服水水位位以以下下的的水水柱柱壓壓力力。。第四四節(jié)節(jié)沖沖擊擊回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆鉆進(jìn)進(jìn)工工藝藝10/24/2022中國(guó)國(guó)地地質(zhì)質(zhì)大大學(xué)學(xué)勘勘查查教教研研室室一、、鋼鋼絲絲繩繩沖沖擊擊鉆鉆進(jìn)進(jìn)工工藝藝鋼絲絲繩繩沖沖擊擊鉆鉆進(jìn)進(jìn)借借助助一一定定重重量量的的鉆鉆頭頭，，在在一一定定的的高高度度內(nèi)內(nèi)周周期期地地沖沖擊擊井井底底，，使使巖巖石石破破碎碎而而獲獲得得進(jìn)進(jìn)尺尺。。在在每每次次沖沖擊擊之之后后，，鉆鉆頭頭在在鋼鋼絲絲繩繩帶帶動(dòng)動(dòng)下下，，回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一一定定角角度度，，從從而而使使鉆鉆孔孔得得到到規(guī)規(guī)則則的的圓圓形形斷斷面面。。應(yīng)用范范圍:(1)鉆鉆鑿鑿大直直徑水水井；；(2)鉆鉆鑿鑿露天天礦山山爆破破孔；；(3)用用于于鉆進(jìn)進(jìn)基礎(chǔ)礎(chǔ)樁孔孔、連連續(xù)墻墻鉆孔孔、壩壩基處處理孔孔以及及其它它工程程孔；；（4）鋼鋼絲繩繩沖擊擊鉆，，只能能鉆進(jìn)進(jìn)垂直直孔。。第五節(jié)節(jié)鋼鋼絲絲繩沖沖擊鉆鉆進(jìn)與與振動(dòng)動(dòng)鉆進(jìn)進(jìn)工藝藝10/24/2022中國(guó)地地質(zhì)大大學(xué)勘勘查教教研室室第五節(jié)節(jié)鋼鋼絲絲繩沖沖擊鉆鉆進(jìn)及及振動(dòng)動(dòng)鉆進(jìn)進(jìn)工藝藝1.鉆鉆具鉆頭、沖擊鉆鉆桿、鋼絲繩繩接頭頭、撈撈砂筒筒1.1鉆頭與與鉆桿桿鋼絲繩繩沖擊擊鉆頭頭為使使沖擊擊力更更集中中施加加于巖巖石。。鉆頭頭底部部帶有有各種種刃角角的切切削刃刃。一一般軟軟巖取取65~80°中硬硬90~110°硬巖巖110~120°。為減少少孔內(nèi)內(nèi)巖粉粉漿對(duì)對(duì)鉆頭頭運(yùn)動(dòng)動(dòng)的阻阻力，，增大大沖擊擊力，，鉆頭頭體上上開有有流通通巖粉粉漿的的溝槽槽。鉆頭形形狀有有：一一字形形、工工字形形、十十字形形、馬馬蹄形形或圓圓形。。目前前普遍遍用十字形形帶副副刃的的鉆頭頭.沖擊鉆鉆桿為為實(shí)心心鉆桿桿以增增加自自重.10/24/2022中國(guó)地地質(zhì)大大學(xué)勘勘查教教研室室第五節(jié)鋼鋼絲絲繩沖擊擊鉆進(jìn)及及振動(dòng)鉆鉆進(jìn)1.2鋼絲繩接接頭鋼絲繩接接頭使鉆鉆具在鋼鋼絲繩扭扭力作用用下，讓讓鉆頭每每沖擊一一次自動(dòng)動(dòng)回轉(zhuǎn)一一個(gè)角度度。提升鉆具具時(shí)整個(gè)個(gè)鉆具因因鋼絲繩繩拉伸而而轉(zhuǎn)一個(gè)個(gè)角度，，鉆具下下放時(shí)活活套脫離離墊片，，鋼絲繩繩不受力力而恢復(fù)復(fù)扭緊，，活套與與墊片間間產(chǎn)生滑滑動(dòng)不會(huì)會(huì)帶動(dòng)鉆鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)。這樣樣鉆頭每每沖擊一一次轉(zhuǎn)一一個(gè)角度度。1.3抽抽筒筒又稱掏砂砂筒，用用于撈取取孔內(nèi)巖巖粉。其其閥門有有球形、、半球形形和平閥閥等形狀狀。10/24/2022中國(guó)地質(zhì)質(zhì)大學(xué)勘勘查教研研室2.鋼絲絲繩沖擊擊鉆進(jìn)規(guī)規(guī)程2.1鉆鉆具重重量———單位刃刃長(zhǎng)上鉆鉆具重量量取決于于巖性：：軟巖層--200~300N/m；；中硬巖巖層--350~400N/m；硬巖層--500~600N/m；；極硬巖巖層--650~800N/m。2.2沖沖擊高高度———沖擊運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)鉆鉆頭提離離孔底的的高度改變鉆機(jī)機(jī)的曲柄柄和連桿桿的連接接孔位，，可改變變沖擊高高度。由由于鋼絲絲繩彈性性伸長(zhǎng)，，鉆機(jī)壓壓輪上下下高度≠≠鉆頭沖沖擊高度度。懸距=壓壓輪在最最高點(diǎn)、、鋼絲繩繩靜止、、鉆頭距距孔底的的距離。。沖擊高度度通常取取0.6~1.1m，極硬巖巖層取小小值，軟軟巖取大大值。懸懸距的最最優(yōu)值一一般為3~4cm。第五節(jié)鋼鋼絲絲繩沖擊擊鉆進(jìn)及及振動(dòng)鉆鉆進(jìn)工藝藝10/24/2022中國(guó)地質(zhì)大大學(xué)勘查教教研室2.3沖沖擊次數(shù)沖擊次數(shù)與與沖擊高度度有關(guān)一般粘土層層j=4.5~5m/s2；硬巖j=6~6.5；清潔孔底底j=8.7。2.4巖巖粉密度若巖粉密度度↓懸浮差差孔底巖粉粉墊↑鉆效效↓，不同同的巖性存存在著最佳佳巖粉密度度。巖石密密度↑巖粉粉密度可越越↑。操作中通過(guò)過(guò)控制掏砂砂間隔和數(shù)數(shù)量來(lái)調(diào)整整巖粉密度度，規(guī)程上上規(guī)定“勤勤掏少掏””就是為了了控制巖粉粉密度。第五節(jié)鋼鋼絲繩沖沖擊鉆進(jìn)及及振動(dòng)鉆進(jìn)進(jìn)工藝沖擊高度,m沖擊次數(shù),次/min1.1500.78580.486510/24/2022中國(guó)地質(zhì)大大學(xué)勘查教教研室3.典型型巖層的沖沖擊鉆進(jìn)