鉆進(jìn)黏土層和砂土層時(shí),可不用偏心擴(kuò)孔鉆頭,并將中心鉆頭換成錐形鉆頭鉆進(jìn),利用土層在高頻振動(dòng)下的“液化”現(xiàn)象來(lái)切削地層實(shí)現(xiàn)跟管。




潛孔錘鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)

風(fēng)壓

潛孔錘的沖擊頻率和沖擊功都與風(fēng)壓有關(guān)。當(dāng)風(fēng)壓從0.6MPa提高到1.03MPa時(shí),鉆進(jìn)效率可增加一倍。

目前,國(guó)產(chǎn)潛孔錘按其所需風(fēng)壓的不同有兩種。低壓潛孔錘所需的風(fēng)壓為0.5～0.7MPa,高壓潛孔錘所需風(fēng)壓是1.2～2.2MPa。



在使用潛孔錘鉆進(jìn)時(shí),除去潛孔錘正常工作所需的風(fēng)壓外,還要加上隨鉆孔深度的增加和克服水位以下的水柱壓力所增加的壓力。


潛孔錘鉆進(jìn)速度快,單位時(shí)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(duì)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。



從試鉆情況看,當(dāng)井內(nèi)上返風(fēng)速大于15m/s時(shí),潛孔錘才能發(fā)揮良好的效果。因此,要求風(fēng)量要保證井內(nèi)上返風(fēng)速大于15m/s。

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)單位大多擁有9m3/min的空壓機(jī),使用該機(jī)鉆進(jìn)水井鉆孔時(shí),風(fēng)量顯得不足。常將兩臺(tái)或多臺(tái)空壓機(jī)并聯(lián)使用,可解決風(fēng)量不足問(wèn)題。



鉆壓

潛孔錘鉆進(jìn),必須保持鉆頭始終不離開(kāi)孔底,因此必須施加一定的孔底壓力。但如鉆頭壓力過(guò)大,不僅不會(huì)增加鉆進(jìn)速度,反而會(huì)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(shí),鉆進(jìn)效率最佳。




用雙壁鉆桿進(jìn)行中心取樣鉆進(jìn)時(shí),加上帶有封隔器的正反接頭,取消排粉罩和取粉管。鉆進(jìn)時(shí),空氣或泡沫從鉆桿進(jìn)入潛孔錘使沖擊器工作,沖擊器活塞沖擊導(dǎo)正器,導(dǎo)正器偏心軸上套著偏心擴(kuò)孔鉆頭,前端用絲扣連接著中心鉆頭。當(dāng)鉆具正向回轉(zhuǎn),偏心擴(kuò)孔鉆頭由于慣性力和井壁摩擦力張開(kāi),并在開(kāi)啟到最大位置后被導(dǎo)正器上的擋塊限位。


潛孔錘同步跟管鉆具作用原理

這種鉆具的鉆頭能在套管底部鉆出大于套管外徑的鉆孔,使套管能順利地跟進(jìn);在提鉆時(shí)又能使擴(kuò)孔鉆頭方便地縮回,使整個(gè)鉆具能從套管中提出。圖4-36所示為跟管鉆進(jìn)鉆具組合圖。它由潛孔錘、導(dǎo)正器、偏心擴(kuò)孔鉆頭、中心鉆頭、偏心護(hù)套、砂土層用錐形鉆頭和套管鞋等組成。并根據(jù)需要可附加扶正器、取粉管、排粉罩,或者使用雙壁鉆桿加有封隔器的正反接頭用于中心取樣鉆進(jìn)。



沖擊力由導(dǎo)正器傳給中心鉆頭和偏心擴(kuò)孔鉆頭,對(duì)孔底巖石進(jìn)行破碎。偏心擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)出大于套管外徑的通道使套管能不受孔底巖石的阻礙而通過(guò)。當(dāng)套管外壁的摩擦阻力過(guò)大,套管停止跟進(jìn)時(shí),由于內(nèi)層鉆具繼續(xù)向前破碎巖石,直到導(dǎo)正器上的臺(tái)肩與套管鞋上的臺(tái)肩接觸,此時(shí)導(dǎo)正器將潛孔錘傳來(lái)的沖擊力部分施加給套管鞋,再加上鉆壓,迫使套管鞋帶動(dòng)整個(gè)套管柱與鉆具同步跟進(jìn),保護(hù)已鉆孔段的井壁。