第六章 冲击回转钻进与冲击振动钻进
2023年回旋式钻机(冲击钻机)安全操作规程
2023年回旋式钻机（冲击钻机）安全操作规程第一章总则第一条为了保证回旋式钻机（冲击钻机）的安全运行，防止事故的发生，制定本安全操作规程。
第二条本规程适用于2023年回旋式钻机（冲击钻机）的操作人员及相关人员。
第三条操作人员应当具备相应的安全操作和维护知识，并严格遵守本规程的要求进行操作。
第四条操作人员应当经过专门培训并取得操作证书后方可从事回旋式钻机（冲击钻机）的操作。
第五条相关人员应当定期进行安全培训，提高自身的安全意识和应急处置能力。
第二章安全操作要求第六条操作人员应当在操作前检查回旋式钻机（冲击钻机）的设备是否正常、可靠，并确保安全装置齐全。
第七条操作人员在操作过程中应当严格遵守操作规程，不得超负荷使用设备，避免人为操作失误。
第八条操作人员应当在操作过程中随时观察设备运行情况，如发现异常情况应立即停机检查，并及时报告上级领导。
第九条操作人员应当配备个人防护装备，如安全带、头盔、防护眼镜等，并正确佩戴使用。
第十条操作人员应当进行定期的设备维护保养，保持设备的良好状态，及时排除设备故障。
第三章应急处置措施第十一条在发生事故或突发情况时，操作人员应当立即采取应急措施，保护自己和他人的安全。
第十二条在发生设备故障时，操作人员应立即停机并采取相应的维修措施，确保设备安全运行。
第十三条在发生火灾时，操作人员应立即使用灭火器进行灭火，如无法控制火势应及时报告消防部门。
第十四条在发生人员伤害事故时，操作人员应立即拨打急救电话，并进行简单的急救处理。
第十五条在发生放炮事故时，操作人员应立即撤离现场，并与现场人员保持良好的沟通以便及时采取应急措施。
第四章管理和监督第十六条监督部门应当对操作人员进行定期检查，以确保其安全操作和维护能力。
第十七条监督部门应当及时更新操作人员的安全知识，提高其安全意识和应急处置能力。
第十八条监督部门应当定期对回旋式钻机（冲击钻机）的设备进行检测和维护，保证设备的正常运行。
第十九条监督部门应当建立健全事故统计和分析制度，及时总结、分析和整改事故原因，预防事故的再次发生。
关于大孔径钻探的应用之我见
关于大孔径钻探的应用之我见工程地质勘探钻孔的孔径，大多数是168MM开孔，91MM终孔，这样的孔身结构能够满足一般的勘探、试验要求。
但是在特殊情况下，譬如为了探查坝基软弱夹层和强透水带的位置及展布方向、断层破碎带和缓倾角裂隙的产大辩论和特征，以及为了检查基础的灌浆质量和混凝土的浇筑情况，就需按照工程地质的要求，打一些大口每项钻孔，以工程技术人员进入孔中直接观察和测量。
大口径钻孔主要在水电工程地质勘探中采用。
我国于1963年在丹江口坝直址打成了第一口大口每径钻孔；之后，葛洲坝、小浪底、偏窗子、三峡等水利枢纽工程中相继采用，均取得很好的勘探效果。
面且承担了大坝基础处理等任务。
由于大口径钻孔能够让勘探人员直接进入其中观测和取样，准确地搜集到第一性地质资料，因而避免了用一般勘探耗费大量进尺而未能搞清某些地质现象和问题的弊病。
它也代替了施工复杂的竖井工程，而且由于无爆破震动，可以保持岩层的天然状态。
大口径钻探方法有冲击钻进和回转钻进，在工程地质勘探中主要使用后者，其孔径分别1150、1050、950和750MM，孔深30—60M，可以取得材心。
钻具是在现有设备基础上改装的，主要包括钻头、岩心管、取粉管、钻杆等。
除钻具外，还应配备吊笼、绞国及潜水泵等必要的设备。
1大口径钻探应用应用大口径钻探主要用于地下资源开发、基础工程施工和处理、地下工业设施建造三方面。
地下资源开发包括：工业和民用供水井、地热矿泉井、集水井；可溶盐类的钻孔水溶法开采；海底砂矿采选（反循环抽吸）等。
（1）基础工程施工和处理包括：各种钻孔灌注桩、扩底桩基础，陆地和水域嵌岩钢管桩基础；各种深层地基处理、注浆加固，原有工程基础的改造加固；高大建筑箱形基础及其挡土防渗墙；深基坑边坡和山坡防塌挡土墙；水坝防渗墙；深基坑开挖的降水井，防治地面沉降的回灌井；预制钢筋混凝土桩管的埋设和大型爆破孔等。
（2）地下工业设施建造包括：竖井、斜井等各种坑道；通风、排水、运输和灭火通道；输电、气、水等地下管线的敷设；隧道涵洞、地下铁路、地下街道房屋的承重框架；安放地震、地壳运动观测仪器的地下孔洞；地下核试验井、导弹发射井；储存石油、液化气的地下库，储藏珍贵物品、危险品的特种地下保险库；排放核废料、有毒废液渣、污染物的地下洞池等。
钻探工程
钻探工程[填空题]1简述钻探工程的基本过程。
参考答案：是有动力机（电机、柴油机）带动钻机回转，并由钻机供给钻杆柱一定的轴向压力和扭拒，从而使钻头勊取岩石，达到不断向深部钻进获取地质资料的目的。
[填空题]2什么是钻探设备？参考答案：从事钻探工作所使用的全套技术装备。
[填空题]3钻探工艺要求钻机能完成的工序是？参考答案：①提供使钻杆柱及碎岩钻具（钻头）回转的动力；②具有能使钻杆柱及碎岩钻头继续前进的能力，以达到不断破碎岩石、连续钻进的目的；③当钻头磨钝后、需要提取岩心及处理有关井内事宜时，钻机具有使钻杆柱及钻进工具提出孔口及再下入孔内继续下一个回次钻进的能力。
[填空题]4回转式钻机的基本组成有哪些？参考答案：回转机构、给进机构、升降机构、传动机构、操纵装置及机座等基本组成。
[填空题]5回转器有哪几种方式？参考答案：立轴式、转盘式二大类。
[填空题]6给进机构任务是？参考答案：量钻具重量；进行加压或减压钻进——调节和保持孔底钻头上的轴向压力和钻进速度；并根据钻头的钻进速度给进钻具，保证钻头连续不断地钻孔；平衡钻具重量；倒杆、提动和悬挂钻具；强力起拔钻具等。
[填空题]7给进机构其性能应满足哪些工艺要求？参考答案：①能根据地层性质、钻进方法、钻头类型和直径，无级调节轴心压力②能无级地调节钻进速度，最好能自动调节。
③有快速提升和一定的起重能力。
④应能准确迅速地反映孔内情况，以便及时掌握和分析孔内情况，调整钻进工艺或采取处理措施，因此要具有一定的观测装置，如孔底压力、进尺和钻速的观测仪表等。
⑤要尽可能缩短辅助工序时间。
[填空题]8钻机的技术参数是什么的重要依据？参考答案：钻机的技术参数是选择钻机、使用钻机及评价钻机的重要依据。
[填空题]9钻机的技术特性参数包括哪些内容？参考答案：钻机的能力参数、各工作机构的工作参数，配备动力机的有关参数、钻机的重量及总体尺寸等。
[填空题]10选用、评价钻机的原则有哪些？参考答案：①钻进能力参数②回转系统参数③钻机给进系统参数④钻机升降系统参数[填空题]11泥浆泵在钻探工作中的作用？参考答案：（1）清除岩屑（2）冷却、润滑钻头和钻具（3）保护井壁（4）供给钻具能量（5）输送特种物质（6）判断孔内情况[填空题]12泵按工作原理分为哪几类？参考答案：叶轮泵：如离心泵（单级离心泵、多级离心泵、潜水泵、深井泵）、轴流泵、混流泵、漩涡泵等。
煤田地质勘探中的冲击回转钻进工艺
煤田地质勘探中的冲击回转钻进工艺【摘要】本文主要阐述了煤田地质勘探中冲击回转钻进的钻具转速、钻压、泵量与泵压、净化冲洗液等技术工艺技术问题。
【关键词】煤田地质；勘探；冲击回转；钻进工艺1、钻具转速进行冲击回转钻进时，钻具回转转速的高低，一般按所钻岩石的性质、所用磨料的种类以及冲击器冲击功的大小和冲击频率的高低等因素进行确定。
以块柱状硬质合金为磨料的钻头，钻进硬岩层或钻进强研磨性岩层时，由于破碎岩石的主导作用是冲击载荷，所以钻具的回转转速应在20-80./min之间。
钻的岩石越硬，其钻具的回转转速就越低。
实践表明，若钻具的转速过高，不仅会使冲击间距大，降低破碎岩石效果和崩坏硬质合金；还随着钻头圆周速度的提高，硬质合金与岩石进行摩擦的里程增加，也会迅速磨损切削具，其结果会大幅降低回次进尺长度。
要提高钻具的转速，转速通常要在80-300r/min之间。
按钻探生产实践经验，钻具转速的选取可参阅表1。
选择钻具转速除要岩石性质外，还应考虑冲击器的性能状况。
冲击器的冲击功较大时，要适当的提高钻具转速；反之，要降低钻具的转速。
同样，冲击器的冲击频率较高时，钻具的转速也要适当增加；反之，应适当降低转速。
冲击频率高时要提高钻具的转速，而冲击频率低时要降低转速呢？可从以下情况看出它们之间的关系。
冲击回转钻进时，钻头上的每一颗硬质合金由于同时受回转的作用在完成第一次冲击破碎岩石后，便移动一段距离，进行第二次冲击破碎岩石。
硬质合金两次冲击之间的距离为冲击间距（S）。
计算可知，冲击间距（S）的大小是与冲击频率的高低和钻具回转转速的快慢有着密切关系的。
岩石越硬，其抗破碎阻力越大，越容易崩刃和磨损硬质合金；所以冲击间距（S）应该小一些。
钻进硬岩层时，应该采用较低的转速。
各种岩石都有它的最优冲击间距值，根据生产实践经验，一般可钻性为6-7级的岩石，S=10～15mm，可钻性为7-8级的岩石，S=8-10mm，可钻性为9-10级的岩石，S=5～8mm。
国家精品课程：岩土钻掘工程学第6章——冲击回转钻进与冲击、振动钻进
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第二节 液动和气动冲击器
活塞杆端面越过衬套12上的沟槽Ⅲ时，下腔压气经 钻头中孔与大气通，在压差作用下阀片7迅速上移 关闭下腔气路，开始冲击行程的配气工作。
(2) 冲击行程工作原理
冲击行程开始→活塞和阀片均处于极上位置→压气 经阀盖和阀座的径向孔进入气缸上腔→推动活塞高 速向下运动冲击钻头。
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第二节 液动和气动冲击器
其主要特点： （1）双作用液动冲击器的液流能利用率
较大； （2）结构比较复杂，部分零件磨损较快
等缺点。
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第二节 液动和气动冲击器
2.无阀冲击器
2.1 射流式冲击器
双稳射流元件控制的液动冲击钻具。 高压水射流从喷嘴喷出产生附壁作用。 若先附于右壁，高压液流则流入通道C并进入缸体上部，
冲锤在锤簧力作用下弹回再次与活阀接触。
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第二节 液动和气动冲击器
其主要特点： (1)正作用冲击器结构简单，性能稳定，调
试容易。 (2)冲击器中弹簧的反作用要消耗一部分能
量，抵消了很大一部分高压液流所产生的 冲击力。 (3)弹簧在1500次／min或更高的循环压缩、 伸张下，容易损坏。
• 同时，由于冲锤与铁砧相接触而又封闭了液流通向 孔底的通路，液压开始上升，当上升到一定值再次 作用于冲锤使其上行，开始第二个工作周期。
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第二节 液动和气动冲击器
反作用冲击器的主要特点： (1)对冲洗液的适应能力较强； (2)可获得较大的单次冲击功； (3)冲击器内部的压力损失较小，效率较高。
• 活塞在冲程过程中，气体经活塞上环形气槽进入上 缸→经历冲程进气、空气膨胀、活塞惯性滑行三阶 段，不同的是各阶段运行长度不同，冲程要保证有 足够的进气长度，使活塞获得较大的速度，而具有 较大的冲击能。
冲击回转钻进技术说明书
摘要冲击回转钻进技术的设想始于欧洲。
从上世纪五十年代开始，在美国，加拿大和前苏联才研制出几种具有实用意义的液动冲击器。
我国从1958年底开始在原地质矿产部勘探技术研究所对液动冲击回转钻进技术进行研究，几乎与世界同步。
液动冲击器是液动冲击回转钻探的关键设备。
随着中国现代化建设的不断推进和发展，国民经济增长对液动冲击回转钻探不断提出更高的要求，所以，加速液动冲击器的研究势在必行。
本文在综述了国内外液动冲击回转钻探和液动冲击回转钻探核心机械—液动冲击器的基础上，研究阀式反作用液动冲击器的工作原理和结构特点，并提出了计算液动冲击力和冲击频率的方法。
通过分析，指出阀式反作用液动冲击器适用于中到中硬以上的岩层，并且应尽量增大泥浆排量，采用较大刚度的冲锤弹簧，以使冲击器的优点得到充分发挥。
并针对液动冲击器的关键零件—冲锤弹簧进行了详细的分析计算和验算。
并从技术和经济学角度分析了液动冲击回转钻探的技术经济效果。
本文主要作了以下工作：1）详细阐述了液动冲击回转钻探；2）详细介绍了各种液动冲击器；3）分析了反作用液动冲击器的结构原理和结构特点4）阀式反作用液动冲击器的性能分析和参数计算。
关键词：液动回转钻探反作用冲击器1AbstractThe text ,basing on summing up the studying of nation inside and outside n circumgyrate drilling of fluid move concussion and fluid move impulsion implement of counteractive of valve style,study working principle and frame characteristic of fluid move impulsion implement of counteractive of valve style.And it advances the measure that account the wallop and concussion frequency.Overpass the analysis,it indicate that the fluid move impulsion implement of counteractive of valve style is the same with the terrane that whose rigidity is middle or upwards.Besides it should accretion the arrange quantity of slop to the best of its abilities and adhibits clash spring of the greater limit to exert the excellence of impulsion implement.It also makes detailed analyzed account and checking computations in allusion to the key part of the impulsion implement,and analyses the technic economy effet of the impulsion implement.The text do mianly these work:1)expound circumgyrate drilling of fluid move concussion particular.2)introduce diversified impulsion implement particular.3)analyse orking principle and frame characteristic of fluid move impulsion implement of counteractive of valve style.4)capability analysis and parameter account of fluid move impulsion implement of counteractive of valve style.Key words: fluid move, circumgyrate, drilling, counteractive ,concussion implement2目录摘要 (1)Abstract (2)第一章液动冲击回转钻探 (1)1．1概述 (1)1．2冲击回转钻进的实质和特点 (2)1．3冲击回转钻进的应用范围 (3)1．4冲击回转钻进的发展概况................................................. 错误！未定义书签。
浅论冻土层条件下的钻探施工工艺
浅论冻土层条件下的钻探施工工艺发布时间：2021-08-31T09:08:36.159Z 来源：《建筑实践》2021年第12期作者：高茜[导读] 我国北方一些地区存在着季节性冻土层，由于其特殊的工程地质特性，高茜辽宁地质工程职业学院【摘要】我国北方一些地区存在着季节性冻土层，由于其特殊的工程地质特性，对工程地质勘察工作中的钻探勘察工作造成了一定影响。
本文主要针对冻土条件下工程钻探施工可能出现的工程问题，浅谈季节性冻土层条件下的钻探工程施工工艺、技术要点和钻孔偏斜的预防。
1 引言季节性冻土层是指温度降低到0℃以下，土壤里的水就会冷凝成冰，并将土壤也冻结在一起，形成一层坚硬的冻土层，而当天气变暖时该冻土层又逐渐融化，这种冻土层我们称之为季节性冻土层。
我国北方大部分地区及高山地区都存在着这种季节性冻土层。
土的冻胀程度一般用冻胀率（冻胀变形量与冻结深度之比）表示。
冻土层的存在对钻探勘察施工的难易程度，钻孔倾角角度的把握程度都造成了一定的影响。
2 冻土层勘察钻探方法的选择工程地质钻探可取岩芯或不取岩芯来了解地壳表层工程地质情况的过程。
因此，不同类型、结构和不同岩土工程特性的岩土层，一般均采用不同类型的钻探勘探手段。
2.1 常用的钻进方法根据不同的岩石条件和钻进目的，要采用不同的钻孔方法。
常用的钻进方法有冲击钻进法、回转钻进法、振动钻进法和冲洗钻进法等。
2.2 冻土层勘察钻进方法的选择常规情况下，工程勘察采用机械回转式钻进，一般钻孔口径为开孔168mm，终孔91mm。
但在冻土层条件下，从其物理力学性质方面来说，它的抗压强度高、脆性大，表现在其受冲击荷载作用下，较小的冲击功即可使其破碎。
另外，冲击速度越大，冻土层脆性也越大，故在冲击荷载作用下更容易破碎。
因此，尽管岩石的静硬度要小于动硬度，冲击荷载仍然可以较小的冲击功产生很大的破碎效应，这是以冲击方式破碎坚硬岩土层的突出优点。
因此一般情况下采用冲击回转钻进。
这种钻探方法对于提高冻土层这类硬质岩土层的钻进速度，提高岩芯采取率及成孔质量是行之有效的一种勘察技术手段。
岩土钻掘工程--第06章_冲击回转钻进
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。
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
3.钻进工艺
第三节 冲击回转钻进工艺 一二三四、冲冲击击回钻参转进数钻机进理规的机程理
12、、转钻速压
（3）各种岩石都有最优的冲击间距， 必须在施工中累积资料。前苏联对于 9~11级岩石，最优冲击间距为5~8mm； 对于7~8级岩石，最优冲击间距取 8~14mm。
冲击回转钻进
3.钻进工艺
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。
冲击回转钻进
3.钻进工艺
第三节 冲击回转钻进工艺
二三一、、冲冲冲击击击回参钻转数进钻机进理的机理
④随着冲击速度的增加，岩石的塑性系数下降， 硬度和屈服极限上升，破碎比功增加。
⑤岩石的脆性增大，有利裂纹发育和脆性破碎， 钻速增加。
⑥对于一定岩层，存在一个最优冲击间距；合
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第二节 液动和气动冲击器
其主要特点： (1)正作用冲击器结构简单，性能稳定，调 试容易。 (2)冲击器中弹簧的反作用要消耗一部分能 量，抵消了很大一部分高压液流所产生 的冲击力。 (3)弹簧在1500次／min或更高的循环压缩、 伸张下，容易损坏。
国家精品课程
岩土钻掘工程学
2012-7-25
中国地质大学勘查教研室
第二节 液动和气动冲击器
1.2 反作用冲击器
国家精品课程
岩土钻掘工程学
利用高压液流推动冲锤上行，压缩工作弹簧储存能 量，经弹簧释能作功。 高压液流进入，由于水路封闭当冲锤上下端压力差 超过弹簧1的压缩力和冲锤本身质量时，迫使冲锤 上行，并压缩工作弹簧储存能量；同时，铁砧4的 水路被逐步打开，高压液流流向孔底，液压下降， 冲锤利用惯性继续上行到上死点时，冲锤利用自身 质量和工作弹簧的弹力使冲锤急速向下冲击铁砧。 同时，由于冲锤与铁砧相接触而又封闭了液流通向 孔底的通路，液压开始上升，当上升到一定值再次 作用于冲锤使其上行，开始第二个工作周期。
图 . 斜面蝶状阀配气装置 1-阀箱，2-阀片，3-阀座。
2012-7-25
中国地质大学勘查教研室
第二节 液动和气动冲击器
如果活塞串联使用时，C1孔道的压气去下 一个活塞的上气室，推动活塞向下冲击作功。 压缩气体的少部分经配气阀中心孔、活塞中 心孔流入孔底，冲洗岩粉。活塞向下冲击又 产生压差，阀片又摆动变位，开始第二个循 环工作。
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1.3 双作用冲击器 冲锤正冲程和反冲程均由液体压力推动。 钻具自重使活接头f压紧到外套g处，工作腔d 的液流分别作用在活阀2和塔形冲锤6上，由 活阀上下端的压差使活阀上移到最上位置； 冲锤活塞上、下面积不同产生压差使其向上 移动；当冲锤上行到与活阀接合时，通道d1 被关闭，冲锤与活阀一起急速下行，当下行h 时，活阀被支撑座4限止，冲锤与活阀分离， 借助惯性继续下行到s时，冲击砧子9； 由于冲锤中心通道被打开，液流恢复循环， 在液流压力作用下，活阀与冲锤急剧上行， 周而复始。
潜孔锤工作时，活塞的冲击能通过钻头直 接传至孔底岩石，缸体不承受冲击载荷。 即使在悬吊状态时，亦不允许承受冲击负 荷（即所谓空打）。 用防空打孔Ⅰ来实现这一功能。当潜孔锤 处于悬吊状态时，钻头23及活塞9均借助于 自重向下滑行一段距离，则防空打孔Ⅰ露 出，于是来自配气机构的压气被引入缸体， 并经活塞中心孔道及钻头孔道流入孔底， 使潜孔锤自行停止工作。
W-200型的工作原理：
压缩空气经上接头1、止逆塞4进入进气座7下腔 ，然 后气体分成两路：一路经进气座7的中心孔道和节流 塞10进入活塞11和钻头16的中心孔道至孔底冷却钻头 和清除岩粉；
2012-7-25 中国地质大学勘查教研室
第二节 液动和气动冲击器
另一路气进入外缸9和内缸8间的环形腔(活塞运动 进气室)→推动活塞上下运动。 进气室的气体经内缸径向孔及活塞上环形气 槽进入 下缸，活塞开始向上运动→上移关闭进气气路→活 塞靠气体膨胀运行 ，当下缸与排气孔相通时→活塞 靠惯性运行.无阀潜孔锤返程包括进气、膨胀、惯 性滑行三阶段。 活塞在冲程过程中，气体经活塞上环形气槽进入上 缸→经历冲程进气、空气膨胀、活塞惯性滑行三阶 段，不同的是各阶段运行长度不同，冲程要保证有 足够的进气长度，使活塞获得较大的速度，而具有 较大的冲击能。
压差式斜面蝶状阀配气装置主要用于美 国英格索兰公司制造的DHD系列风动冲击器 上。该类型配气装置动作灵敏可靠，但阀片 加工较困难。
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图 . 斜面蝶状阀配气装置 1-阀箱，2-阀片，3-阀座。
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第二节 液动和气动冲击器
1.2 防空打机构及工作原理
2.1 射流式冲击器
双稳射流元件控制的液动冲击钻具。 高压水射流从喷嘴喷出产生附壁作用。 若先附于右壁，高压液流则流入通道C并进入缸体 上部，推活塞下行，冲锤冲击砧。 在C输出高压水的同时，有一小股高压液流(反馈信 号)进入D控制孔。在活塞行程末了时，反馈信号很 强，促使射流由C切换到E输出，高压液流由左通道 输出，进入下腔，推动活塞向上。 活塞上行时，反馈信号又回到F，射流又切换到右 输出通道。如此反复循环，实现冲锤的冲击动作。
（2）输出输入技术参数范 围较宽，能在高频状 态下稳定冲击，耐背 压特性好。
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第二节 液动和气动冲击器
3.其他型式的液动冲击器:
3.1 绳索取心式液动冲击器
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不仅具有绳索取心钻进的各种优点，同时冲击载荷可克服绳索取心钻进 钻头唇部较厚，钻头比压较小在坚硬致密岩石中钻速较低的缺点。
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2012-7-25
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第二节 液动和气动冲击器
主要特点: 1)结构简单易操作； 2)无弹簧及配水活 阀等零件，寿命较长； 3)能量利用率较高；
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4）工作时不易堵水
较好预防烧钻及蹩泵 等事故；
5）钻进中产生的高压水锤波比阀式冲击器小，钻具工作较平 稳，能减少水泵、冲击器及高压管路等零件损坏.
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第二节 液动和气动冲击器
活塞杆端面越过衬套12上的沟槽Ⅲ时，下腔压气 经钻头中孔与大气通，在压差作用下阀片7迅速 上移关闭下腔气路，开始冲击行程的配气工作。 (2) 冲击行程工作原理 冲击行程开始→活塞和阀片均处于极上位置→压 气经阀盖和阀座的径向孔进入气缸上腔→推动活 塞高速向下运动冲击钻头。 当活塞行至衬套的花键槽被关闭时→下腔压力开 始上升→活塞上端中心孔离开配气杆→上腔通大 气压力降低，工作行程结束。 活塞冲击钻头尾部后→阀片因其上、下压差作用 →换向→活塞重复返回行程动作。
冲击回转钻进不仅可提高效率和钻头寿命，而且还可解决 “堵心” 、“打滑”、“防斜”等问题。
在岩土工程的大口径施工中也有用武之地。
第一节 概述
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冲击回转钻进的核心部件是冲击器，根据驱动介质类型可分 为液动冲击器和气动冲击器。 液动冲击器以高压水或泥浆驱动，对中硬以上岩石比单纯 回转钻进有明显优势，还可与绳索取心相结合。广泛用于 地质钻探、水文水井、工程施工 、石油钻井等领域。但由 于自身冲击能较小，故钻进效果仍低于气动冲击器。 气动冲击器(风动潜孔锤) 以压缩空气驱动。由于单次冲击功 大，上返岩屑风速高，钻进效率可比液动冲击器高2~3倍。 近年来出现了贯通式冲击器、跟管钻进、成集束式潜孔锤 用于大口径钻进 、潜孔锤解卡、起拔套管等。钻孔深度从 埋线杆孔2.3m——油气井1000m以上。
国家精品课程 第六章
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岩土钻掘工程学
冲击回转钻进与冲击、振动钻进
1、概述； 2、液体和气动冲击器； 3、冲击回转钻进用钻头; 4、冲击回转钻进工艺; 5、钢丝绳冲击钻进及振动钻进工艺.
2012-7-25
中国地质大学勘查教研室
第一节 概述
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岩土钻掘工程学
冲击回转钻进是在钻头已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。与常规回 转钻进法相比，冲击回转钻进只要用不大的冲击力，便可以 达到破碎坚硬岩石的效果。 冲击回转钻进最适用于粗颗粒的不均质岩层，在可钻性 Ⅵ～Ⅷ级，部分Ⅸ级的岩石中，钻进效果尤为突出。 冲击回转钻进不仅应用于硬质合金钻进，还应用于金刚石 钻进及牙轮钻进。
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第二节 液动和气动冲击器
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1.阀式液动冲击器
1.1 正作用冲击器
液体压力推动冲锤下行冲击，弹簧力复位—“正 作用” 。 冲锤5在簧6作用下处上位，中孔被活阀4盖住， 液流瞬间被阻，液压↑产生水锤。冲锤和活阀 一同下行，压缩阀簧3和锤簧；活阀下行时被阀 座9限制与冲锤脱开，液流经中心孔流向孔底， 液压↓，活阀在阀簧作用下返位；冲锤在动能 作用下利用惯性继续运行，冲击铁砧7，冲击能 量经铁砧→岩心管接头→钻头。 冲锤在锤簧力作用下弹回再次与活阀接触。
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第二节 液动和气动冲击器
其主要特点： （1）双作用液动冲击器的液流能利用率 较大； （2）结构比较复杂，部分零件磨损较快 等缺点。
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第二节 液动和气动冲击器
2.无阀冲击器
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第二节 液动和气动冲击器
一、液动冲击器
液动冲击器根据结构不同可分为: 阀式液动冲击器 又可分为: (1) 正作用阀式液动冲击器; (2) 反作用阀式液动冲击器; (3) 双作用阀式液动冲击器. 无阀式液动冲击器 又可分为: (1) 射流式液动冲击器; (2) 射吸式液动冲击器。
使用风动冲击器钻进时，需配备能力较大的空压机，燃料 消耗较大，设备也较复杂。
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第二节 液动和气动冲击器
1. 有阀冲击器 1.1 压差式斜面蝶状阀配气装置
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所谓压差式是以风动冲击器活塞运动方向的前方增压，后方减压所造成 的压力差来实现阀的变位，从而达到配气的目的。 蝶状阀片为圆形，两面带有斜面，靠阀片左右 摆动实现阀体变位。 压缩空气P由风动冲击器上接头进入气室A，经 开启的左侧气孔沿B进入下气室，推动活塞上行。 产生压差后，蝶状阀片在压差作用下摆动变位， 阀的右翼开启而左翼盖严。于是压缩气体经开启 的右侧气孔沿C向进入上气室，推动活塞向下运动 产生一次冲击作用。