潛孔錘鉆進需配備較大風(fēng)量和風(fēng)壓的空壓機、氣動潛孔錘和潛孔錘鉆頭等機具。

有關(guān)潛孔錘類型及其結(jié)構(gòu)和工作原理等內(nèi)容請參見本章第一節(jié)第六部分的內(nèi)容。



潛孔錘鉆頭

潛孔錘鉆頭的種類很多,但從碎巖的硬質(zhì)合金的形狀可分為兩種,一是刀片刃鉆頭,另一種是柱齒鉆頭,如圖4-35所示。前者用于一般軟地層,后者用于硬地層。


導(dǎo)正器表面開有提鉆吹巖屑的風(fēng)孔,與潛孔錘外殼底部接觸的地方也開有風(fēng)孔,以利吹孔時能使大量的空氣從套管內(nèi)部上返,并將夾在該部位的黏土清除。偏心軸上開的風(fēng)口可對偏心擴孔鉆頭進行冷卻并防止巖屑卡住擴孔鉆頭;大部分壓縮空氣由中心孔通過中心鉆頭的風(fēng)道直接沖洗孔底已破碎的巖屑。巖屑通過開在導(dǎo)正器表面的風(fēng)槽進入套管并被上返的高速氣流或泡沫帶出孔外。




潛孔錘鉆進速度快,單位時間內(nèi)所產(chǎn)生的巖屑顆粒大且量重,需要較大的風(fēng)量才能使孔底干凈。對于潛孔錘本身也有一定的額定風(fēng)量才能正常工作。如 W-200型潛孔錘的額定風(fēng)量為10～20m3/min。


鉆壓

潛孔錘鉆進,必須保持鉆頭始終不離開孔底,因此必須施加一定的孔底壓力。但如鉆頭壓力過大,不僅不會增加鉆進速度,反而會加速鉆頭的磨損。如使用直徑為φ100～300mm的潛孔錘,鉆壓在10～18kN時,鉆進效率最佳。



轉(zhuǎn)數(shù)大小與潛孔錘的最優(yōu)轉(zhuǎn)角和沖擊頻率有關(guān),其三者關(guān)系為

地勘鉆探工：初級工、中級工、高級工

式中:A為最優(yōu)轉(zhuǎn)角(°);n為鉆具轉(zhuǎn)數(shù)(r/min);f為沖擊頻率(次/min)。

如最優(yōu)轉(zhuǎn)角取11°,沖擊頻率為600次/min,則可求得鉆具轉(zhuǎn)數(shù)為18r/min。轉(zhuǎn)數(shù)也可由鉆頭每回轉(zhuǎn)一周,進尺10mm的經(jīng)驗關(guān)系求得。即

鉆具轉(zhuǎn)數(shù)/鉆進速度=1.6 (4-6)

例如,小時效率為12.2m/h時,鉆具轉(zhuǎn)數(shù)n=12.2m/h×1.6=19.5≈20r/min。

潛孔錘跟管鉆進方法

潛孔錘鉆進用于基巖水井鉆探,取得了非常好的效果。但對極其松散的流砂層、卵砂漂石層、回填土層及第四系覆蓋層,則無法采用常規(guī)潛孔錘鉆進方法。因而出現(xiàn)了潛孔錘跟管鉆進法。