气动潜孔冲击器研究现状
时间：2012-09-06 阅读：4708
一、研究现状：
自1871年美国研究制造了长一台的蒸汽功力凿岩机以来，不远之后便将注意力转到空气作为动力的研究上，并于1902年由美国英格索兰公司推出了*台便式移动空气压缩机，从而导致了气功凿岩机的全面发展。空气潜孔冲击器钻进技术是上世纪初开始试验以及50～60年代获生产发明，并于20～80年代广为发展形成的，空气钻进技术被视为钻探技术的樗性之了动潜孔冲击器钻进技术以及钻进效率高、钻头寿命长、钻孔质量好的特点，国内外研究者对潜孔冲击器结构不断改进，工作性能优化，钻研匹配，钻头类型，工艺方法等方面竟相进行研究，使其适应多种工程应用的要求。
（一） 国外的研究现状
1、美国是空气潜孔冲击器应用较早的国家之一，它从zui早的风动凿岩开始，不断进行空气压缩的改进和研究，不断完善和发展风潜孔冲击器的结构的设计，以及进行潜孔机械的配套，空气不仅作为碎岩动力，排渣及冷却钻头，而且也为钻机提供行走、回转等动力，使其工艺配套更趋完善和合理，其经济效益更加突出。风动潜孔冲击器的产品越来越多样化和系列化，应用领域越来越广泛。zui近几年来，其在大口径工程钻浆施工及潜孔定向钻进以及时性进行非开挖地下管线铺设中取得了较大的发展。
2、西德有关公司，为了有效地提高卵砾石中和坚硬岩石的钻进效益，近年来也将潜孔冲击器钻研进技术较广泛地应用于矿山爆破孔、水井、工程和岩石钻浆中，并取得了较好的效果，特别是潜孔冲击器取心钻研进技术及汽举反循环工艺得到了较大的发展。
（二） 国内研究现状
我国幅员辽阔，地形地貌气候复杂多变，有大面积的沙漠戈壁，大面积黄土覆盖区，大面积高寒缺水或供水困难地区，大面积岩溶地区，并存在冰冻层带，当然还有大量忌用液体循环介质的各种客观条件等宜于发展采用多工艺空气钻进技术，以保证钻探质量，提高钻探速度和降低成本。我国地质部门曾于1937～1958年在北京和甘肃锡铁山进行过早期空气钻进试验。60～70年代乃至“六五”期间不少单位陆续进行研究试验生产应用，虽未能形成较大规模的生产能力，但对发展此技术的认识都是肯定的，地质生产部“七五”科技及攻关项目之一“多工艺空气潜孔冲击器钻进技术的开发研究”，经过五年攻关活动，项目所设七项课题和分解进行的此项专题，均取得了丰硕成果，包括如下几下方面：
1、空气潜孔冲击器钻进器具和工艺
除了创造条件，大面积拓广应用常规潜孔冲击器钻进处，开发了反循环“GQ200”型贯通式潜孔冲击器和配套的“FQ200/250”球齿钻头，“QG273/210型”跟管钻进钻具，“QXD－165”和“QXS－165”型潜孔冲击器取的钻具，Q150/230、Q230/260、Q260/300mm潜孔扩孔钻头，以及井口密封捕尘装置，并研究总结了一套空气潜孔冲击器钻进工艺，此项成果对提高我国水文井钻探技术与生产水平*，后来又延伸研制成功孔径95、93mm和800～1500mm贯通式潜孔冲击器。
2、设备研制成功空气反循环钻进用“WP”系列双壁钻具（Ф114、Ф89、Ф73）三牙轮钻头，双通道水，主动钻探及岩样接收装置等，并研究总结了一套空气反循环钻进工艺。
3、气举反循环边疆取样器具和工艺
设计研制成功SHB系列气举反循环钻进双壁钻杆（Ф114、Ф12、Ф140、Ф168mm），各型钻头、气液分离和岩样接收装置等，并研究总结了一套取样判层和钻进工艺。
4、空气钻进用泡沫剂和钻进工艺
共研制成功四种泡沫剂（ADF－1、CDT－182、CDT－183）和一种清泡剂（DX），其性能达到或超过国外同类产品水平。
5、多功能空气钻进用钻机和各类监测系统，为发展多工艺空气钻进技术装备创造了条件。
二、研究的主要内容
（一）根据潜孔冲击器的工作原理及发展动态，拓展其在复杂地层（地层松散、钻进困难、孔壁稳定性差）钻进时的跟管及拔管应用，同时提出对潜孔冲击器的改进措施。
（二）根据空气潜孔冲击器在复杂地层条件下的碎岩优势，研究其松散布地层及基岩地层中的取心钻进，进一步完善钻具配套，拓展其在复杂地层在进行工程地质勘察的应用。
（三）风动潜孔冲击器钻进行ODEX工艺，它不仅使用了潜孔冲击器造孔，同时解决了套管跟进问题，避免了钻孔坍塌和重复破碎，提高了钻进速度，本文拟探索，在成孔口径及钻进深度上有所突破，以满足还在水利、水电、工路、铁路、工业及民用等各类灾害及基础施工中的不取心钻进。
（四）空气潜孔冲击器挤密成孔。目前，我国土层锚杆及桩基孔施中常采用冲洗液正循环和长螺旋杆干式作业钻进方法。用正循环钻进法因受施工场地，冲洗液排放及污水处理等条件限制，一般很少采用。而长螺旋干式作业不仅消耗功率大，而且钻进效率低，成本高，因此一开展潜孔冲击器锥开钻头挤密成孔研究具有较为广泛的应用前景。
（五）非开挖地下管线施工中潜孔冲击器钻进，它是一种机构简单，使用广泛，费用低的非开挖铺管施工设备。