潛孔錘鉆頭比常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆頭在井下受力情況復(fù)雜,所以結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。一般刀片刃鉆頭的刀片刃排列呈十字形、X形或采用超前刃等形式。柱齒鉆頭的合金幾乎都采用過(guò)盈冷壓固齒方法。潛孔錘鉆頭直徑,我國(guó)目前常用220mm。國(guó)外大口徑超級(jí)潛孔錘直徑可達(dá)762mm,而集束式大口徑潛孔錘可鉆出1016mm直徑的鉆孔。



導(dǎo)正器表面開(kāi)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(kāi)有風(fēng)孔,以利吹孔時(shí)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(kāi)的風(fēng)口可對(duì)偏心擴(kuò)孔鉆頭進(jìn)行冷卻并防止巖屑卡住擴(kuò)孔鉆頭;大部分壓縮空氣由中心孔通過(guò)中心鉆頭的風(fēng)道直接沖洗孔底已破碎的巖屑。巖屑通過(guò)開(kāi)在導(dǎo)正器表面的風(fēng)槽進(jìn)入套管并被上返的高速氣流或泡沫帶出孔外。




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。





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。


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(jí)工、中級(jí)工、高級(jí)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(jìn)尺10mm的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系求得。即

鉆具轉(zhuǎn)數(shù)/鉆進(jìn)速度=1.6 (4-6)

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

潛孔錘跟管鉆進(jìn)方法

潛孔錘鉆進(jìn)用于基巖水井鉆探,取得了非常好的效果。但對(duì)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(wú)法采用常規(guī)潛孔錘鉆進(jìn)方法。因而出現(xiàn)了潛孔錘跟管鉆進(jìn)法。