《岩土钻掘工程学》第六章冲击回转钻进与冲击振动钻进培训

第六章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.

国家精品课程5/15/2023中国地质大学勘查教研室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。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。

第一节概述岩土钻掘工程学国家精品课程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。

第一节概述5/15/2023中国地质大学勘查教研室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。5/15/2023中国地质大学勘查教研室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。第二节液动和气动冲击器5/15/2023中国地质大学勘查教研室

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。

第二节液动和气动冲击器5/15/2023中国地质大学勘查教研室1.2反作用冲击器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。

第二节液动和气动冲击器5/15/2023中国地质大学勘查教研室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。该类冲击器的主要缺点是需要刚度较大的弹簧，工作寿命只有40~lOO小时。

第二节液动和气动冲击器5/15/2023中国地质大学勘查教研室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。第二节液动和气动冲击器5/15/2023中国地质大学勘查教研室其主要特点：（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。第二节液动和气动冲击器5/15/2023中国地质大学勘查教研室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，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。

第二节液动和气动冲击器5/15/2023中国地质大学勘查教研室主要特点: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；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.

第二节液动和气动冲击器5/15/2023中国地质大学勘查教研室2.2射吸式液动冲击器利用液流高速喷射时产生的卷吸作用及阀与冲锤间压力与位移的综合反馈关系，通过阀与冲锤、活塞上腔与下腔液流压力差的正负交换而使冲锤反复运动。主要特点:第二节液动和气动冲击器（1）结构简单、零件少、无易损弹簧，工作寿命较长。（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。5/15/2023中国地质大学勘查教研室3.其他型式的液动冲击器:3.1绳索取心式液动冲击器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。

3.2孔底反循环液动冲击器既可以实现局部反循环，又具有冲击作用的孔底钻具。第二节液动和气动冲击器5/15/2023中国地质大学勘查教研室二、风动冲击器也称风动潜孔锤，以压缩空气作为介质工作，压缩空气也兼做冲洗介质，因此也具有空气钻进的一些特点。实践表明，风动冲击回转钻进的效率一般比液动冲击回转钻进高0.75~1.6倍，主要原因是风动冲击的单次冲击能量较大，且孔底冲洗效果较好。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。

第二节液动和气动冲击器5/15/2023中国地质大学勘查教研室1.有阀冲击器1.1压差式斜面蝶状阀配气装置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。第二节液动和气动冲击器图.斜面蝶状阀配气装置1-阀箱，2-阀片，3-阀座。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。5/15/2023中国地质大学勘查教研室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。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。第二节液动和气动冲击器图.斜面蝶状阀配气装置1-阀箱，2-阀片，3-阀座。5/15/2023中国地质大学勘查教研室1.2防空打机构及工作原理潜孔锤工作时，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。

第二节液动和气动冲击器5/15/2023中国地质大学勘查教研室1.3配气机构及工作原理(1)返回行程工作返回行程→阀片7,活塞9处于下限→压气经阀片7后面、阀盖6上的轴向与径向孔进入环形腔Ⅱ→至气缸前腔，推动活塞向上运

动。气缸上腔经活塞9及钻头23的中心孔与孔底相通→压气使活塞9加速向上运

动。当活塞9端面与配气杆22配合时，上腔排气孔关闭→处于压缩状态→活塞做减速运动。第二节液动和气动冲击器5/15/2023中国地质大学勘查教研室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。

第二节液动和气动冲击器5/15/2023中国地质大学勘查教研室2.三无三阀潜三孔锤潜孔三锤控三制活三塞往三复运三动的三配气三系统三装在三活塞三或气三缸壁三上，三活塞三运动三时自三动配三气。利用三压气三的膨三胀功三，推三动活三塞继三续运三动，三从而三减少三了动三力气三的消三耗；三取消了复三杂的三配气三机构三，代三之以三简单三的配三气气三路，三气道三路程三短，三气压三损失三小。三主要三有国产W系列三和国三外DH三D系列三。W-三20三0型三的工三作原三理：压缩三空气三经上三接头1、止三逆塞4进入三进气三座7下腔，然三后气三体分三成两三路：三一路三经进三气座7的中三心孔三道和三节流三塞10进入三活塞11和钻三头16的中三心孔三道至孔三底冷三却钻三头和三清除三岩粉三；第二三节三液三动和三气动三冲击三器5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室另一三路气三进入三外缸9和内三缸8间的三环形三腔(三活塞三运动三进气三室)三→推三动活三塞上三下运三动。进气三室的三气体三经内三缸径三向孔三及活三塞上三环形三气槽进三入下三缸，三活塞三开始三向上三运动三→上三移关三闭进三气气三路→三活塞三靠气三体膨三胀运三行，当三下缸三与排三气孔三相通三时→三活塞三靠惯三性运三行.三无阀三潜孔三锤返三程包三括进三气、三膨胀三、惯三性滑三行三三阶段三。活塞三在冲三程过三程中三，气三体经三活塞三上环三形气三槽进三入上三缸→三经历三冲程三进气三、空三气膨三胀、三活塞三惯性三滑行三三阶三段，三不同三的是三各阶三段运三行长三度不三同，三冲程三要保三证有三足够三的进三气长三度，三使活三塞获三得较三大的三速度三，而三具有三较大三的冲三击能三。第二三节三液三动和三气动三冲击三器5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室3.三油三气钻三井用三的气三动潜三孔锤空气三锤提三离井三底时三，压三缩空三气从三公接三头流三到钻三头清三理井三眼，三并没三有激三发活三塞。当空三气锤三放到三井底三同时三加上三钻压三时，三钻头三接头三被压三紧到三空气三锤内三部密三封舱三上。三活塞三的一三个通三气口(流体三通过三活塞三的流三道之三一)对准三控制三杆的三一个三窗口三，压三缩空三气→三活塞三底部三空间三→推三动活三塞向三上运三动。在活三塞上三行中三，没三有空三气通三过钻三头流三到孔三底。三实际三上吹三洗岩三屑的三工作三暂停三了。第二三节三液三动和三气动三冲击三器5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室活塞三到达三冲程三顶部三时，三活塞三的另三一个三通气三口对三准了三控制三杆的三一个三窗口三，压三缩空三气→活塞三上方三空间→迫使三活塞三向下三运动→活塞三撞击三钻头三接头三上方三。同时三，控三制杆三的底三阀打三开，三钻柱三内部三的空三气通三过控三制杆三、钻三头接三头以三及钻三头喷三嘴吹三向孔三底带三走岩三屑。钻头三上的三冲击三力使三得钻三头旋三转破三岩的三效率三大大三提高三。这三种轮三流的三冲击三，使三得空三气锤三能够三以较三低的三钻压三钻进三。第二三节三液三动和三气动三冲击三器5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第三三节三冲击三回转三钻进三用钻三头0、冲三击回三转钻三进用三钻头三的特三点冲击三回转三钻进三时钻三头刚三体承三受冲三击荷三载、三轴向三静载三和扭三矩，三刚体三材料三强度三要高三于普三通钻三头——三40三Cr、45三Cr三Ni合金三钢；取心三冲击三钻头三壁厚三较普三通取三心钻三头厚三，一三般壁三厚10三~2三0m三m，钻头三体长三度较三长(1三40三mm三)；而气三动冲三击回三转钻三头壁三厚更三大或三多采三用全三面钻三进型三式；钻头三体的三外形三多呈三多边三形，三以增三大通三水、三通气三面积三；为使三钻头三切削三具承三受大三冲载三，多三采用YG三l5或粗三粒YG三11C硬质三合金三切削三具，三多采三用圆三柱状三、八三角状三和球三齿形三状。切削三具的三出刃三形式三多为三平底三形，三且出三刃量三较大三。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第三三节三冲击三回转三钻进三用钻三头一、液三动冲击三回转三钻进三用钻三头1.硬质三合金三钻头（1三）普三通大三八角三硬合三金钻三头可带三肋骨三或不三带肋三骨。三肋骨三厚3m三m以增三大通三水面三积，三内、三外出三刃3m三m，底出三刃5m三m，刃尖三角90三º~三10三0º，适于三钻进5～8级中三硬岩三石。（2）长三片状三肋骨三式硬三合金三钻头钻头三内肋三骨与三钢体三成一三体。三外肋三骨厚4m三m，外出三刃1.三5m三m，内出三刃1m三m，底出三刃5m三m，冲击三刃角11三0º。适用三于低三频大三冲击三功液三钻进三中硬三岩石三。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第三三节三冲击三回转三钻进三用钻三头（3三）异三形硬三合金三钻头利用三异形三截面三钻头三体增三大液三流断三面，三减少三流阻三背压三和岩三心堵三塞。镶焊三6粒三硬质三合金三，内三、外三出刃三各1三mm三，底三出刃三2.三5~三3m三m，三合金三刃尖三角9三0º三~1三00三º，适于三在5三~7三级中三硬岩三石中三使用三。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第三三节三冲击三回转三钻进三用钻三头2.三金三刚石三钻头液动三冲击三回转三金刚三石钻三头主三要是三孕镶三取心三钻头三，常三用在三坚硬“打滑”地层三常用三高频三低冲三击功三的液三动冲三击器三。结三构特三点：(1三)首选三人造三孕镶三金刚三石钻三头或三聚晶三体钻三头；三(2三)选用三高强三度的三或经三过浑三圆化三和金三属镀三层处三理的三金刚三石；三(3三)因金三刚石三单晶三抗冲三击韧三性与三粒度三成反三比，三故粒三度不三要太三大，三可选70~80目金三刚石三，金三刚石三浓度75三%左右三；(4三)要有三足够三的胎三体强三度和三硬度三，避三免冲三击破三裂，三一般三选中三硬-硬胎三体，三唇面三形状三以平三底形三、圆三弧形三和同三心圆三尖齿三形为三好；(5三)由于三冲洗三液量三大，三钻头三的过三水面三积应三增大三，除三主水三口外三增设三副水三口，三加长三加深三钻头三钢体三内壁三水槽三，适三当增三大胎三体外三径。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第三三节三冲击三回转三钻进三用钻三头二、三风动三冲击三回转三钻进三（潜三孔锤三）钻三头多为三全面三钻头三——三整体三式和三分体三式。根据三碎岩三材料三可分三为硬三质合三金型三和金三刚石三加强三型。切削三刃形三状—三—分三为刃三片型三、柱三齿型三和片三柱混三装型三。1.柱齿三1.三1硬质三合金三柱齿硬质三合金三牌号三：K4三01三2A，“K三”表示三矿产三开采三用，“4三0”表示三半球三形柱三齿，“1三2”表示三直径三为12三mm，“A三”表示三高度三。半球三齿强三度最三高，三锥球三齿次三之，三楔形三齿最三低；三但凿三岩效三率相三反。钻凿三极坚三硬和三坚硬三、磨三蚀性三强的三岩石三采用三半球三齿，三钻凿三中硬三或坚三硬、三性脆三的岩三石采三用锥三球齿三，钻三进软三岩时三宜采三用楔三形齿三。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室硬合三金柱三齿耐三磨性三较低三，钻三进坚三硬磨三蚀性三岩石三时周三边柱三齿磨三损严三重，三最好三的办三法是三采用三金刚三石加三强柱三齿。1.三2金刚三石加三强柱三齿有聚三晶型三和孕三镶型三——三将金三刚石三层复三合到三硬质三合金三柱齿三头部三，利三用硬三质合三金良三好的三冲击三韧性三。可三延长三钻头三寿命三，提三高钻三速降三低钻三进成三本。聚晶三型柱三齿在三金刚三石压三机上三高温三高压三烧结三而成三。为三克服三金刚三石聚三晶层三与硬三质合三金基三体的三热膨三胀系三数不三同，三弹性三模量三不同三，在三金刚三石聚三晶与三硬质三合金三基体三间采三用了三两层三过渡三层。孕镶三型柱三齿在三中频三炉上三采用三热压三法烧三结而三成三，金三刚石三含量三为7三5%三左右三，采三用了三特殊三配方三和烧三结工三艺使三金刚三石层三与硬三合金三基体三牢固三连接三。第三三节三冲击三回转三钻进三用钻三头5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第三三节三冲击三回转三钻进三用钻三头2．潜孔三锤柱齿三钻头用冷三压方三法在三钻头三体中三嵌装三柱齿三。钻头三的柱三齿在三钻进三过程三中能三自行三修磨三，使三钻速三稳定三；柱三齿损三坏2三0%三时钻三头仍三可继三续工三作，三而刃三片型三钻头三崩角三后便三不能三使用三。可分三为二三翼形三、三三翼形三和四三翼形三钻头三。图三中J-三20三0型四三翼钻三头宜三用在三中硬三及中三硬以三下岩三石。近三似于三半球三形的三头部三（亦三称球三齿形三钻头三）使三边齿三倾斜三角近45°提三高钻三头寿三命。可分三为平三头型三、圆三弧型三、中三凹型三及中三凸型三等。三圆弧三型和三中凸三型钻三速较三高。三中凹三型由三于凸三出的三岩核三起定三心作三用，三所以三能钻三较直三的炮三孔。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第四三节三冲三击回三转钻三进工三艺一、三冲击三回转三破岩三机理冲击三使接三触应三力瞬三间达三极大三，应三力集三中，三岩石三产生三裂纹三。冲三击速三度↑三岩石三脆性三↑，三裂隙三发育三↑，三不大三的冲三击能三（数三十焦三耳）三就可三破碎三极坚三硬的三岩石三。钻头三上同三时作三用轴三向静三载、冲击三力和三回转三力矩。刃具三具有三冲击三碎岩三和回三转碎三岩两三者的三特征三。根据三冲击三和回三转碎三岩作三用的三主次三，又三将冲三击回三转钻三进分三为冲三击-回转三和回三转-冲击三两种三碎岩三形式三。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室1.三冲三击-三回转三碎岩主要三以冲三击载三荷碎三岩为三主，三轴向三静压三力主三要用三来克三服钻三具的三反弹三力，三改善三冲击三能的三传递三。回转三力矩三主要三是使三切削三具沿三孔底三剪切三两次三冲击三间残三留的三岩石三脊峰三。拟三订最三佳回三转速三度时，应三能够三将中三间凸三起的三扇形三岩脊三剪碎三。冲击三器具三有低三频率三，大三冲击三功，三风动三潜孔三锤即三属此三类。利用三这种三冲击三剪崩三和回三转剪三切作三用，三造成三脆性三岩石三大颗三粒岩三体的三剥离三。随三岩石三脆性三与硬三度增三大，三碎岩三效果三愈显三著。第四三节三冲三击回三转钻三进工三艺5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第四三节三冲三击回三转钻三进工三艺2.三回三转-三冲击三碎岩回转-冲击三碎岩三是把三高频三低冲三击功三，加三在一三般回三转钻三进的三硬质三合金三钻头三或金三刚石三钻头三上。三主要三用于三小口三径钻三进，三液动三冲击三器即三属此三类。破岩三机理三：岩三石受三高频三冲击三力后三，一三方面三在刃三具接三触处三产生三应力三集中三，增三大了三破碎三体积三；另三一方三面岩三石内三部分三子被迫振三荡而三产生三疲劳三破坏三并降三低了三强度三，再三加上三轴向三的静三压和三回转三切削三，增三加了三破岩三的效三果。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第四三节三冲三击回三转钻三进工三艺二、三影响三冲击三回转三碎岩三效果三的因三素冲击三能量三对碎三岩效三果的三影响并非三冲击三器的三冲击三能量三越大三越好三。评三定碎三岩效三果还三必须三考虑三碎岩三比功三。无三论单三次或三多次三冲击三钻进三，A和a的关三系分三成A＜A0—伤痕三区，三冲击三能小三，岩三石不三产生三破碎三坑，三岩粉三很细三，因三而比三功很三大；A0≤A≤Ac—过渡三区，比三功a变化三不大三；A＞Ac—稳定三区，三比功a较小三且变三化不三大。对三一般三岩石三，冲三击能三量Ac=1三0J三/c三m，破碎三比功a有稳三定值三。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第四三节三冲三击回三转钻三进工三艺2.冲击三间隔三对碎三岩效三果的三影响三两次三冲击三之间三切削三刃回三转一三个角三度——称为三冲击三间隔三。反三映了三转速三与冲三击频三率之三间的三关系三，使三两次三冲击三间的三岩脊三能被三全部三剪崩三或切三削掉三的最三大间三隔，三称为“最优三冲击三间隔”，常三用相三邻两三次冲三击间三的最三优夹三角β表示三；最优三冲击三间隔三与冲三击器三的冲三击功三、岩三性、三冲齿三圆弧三半径R和切三削刃三角α有关三；随冲三击功三↑岩三石的三最优三角β↑，花岗三闪长三岩，三当A=6三.1三J/三cm时，β=5°；A=1三2.5J三/c三m时,β=7.5°。随岩三石硬三度↓三最优三角β↑，如A=6.1J三/c三m时大三理岩β=7.5°，花岗三岩β=5°。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第四三节三冲三击回三转钻三进工三艺3.冲击三应力三波对三碎岩三效果三的影三响冲击三力以三应力三波的三形式三传给三岩石三，对三碎岩三效果三有重三要影三响。细长三冲锤三入射三波幅三值低三作用三时间三长；三短而三粗冲三锤入三射波三幅值三高作三用时三间短三。图三中冲三锤质三量相三同，三但入三射波三形却三不同三。入射三波形三对碎三岩的三影响三：缓三和入三射波三比陡三的凿三入效三率高三，因三凿入三初不三需很三大的三力，三随刃三具侵三深增三加，三所需三力也三增大三，故三缓和三波形三与之三匹配三。改变三入射三波形三状，三除调三整活三塞的三形状三和断三面积三之外三，还三可以三用调三整撞三击面三的接三触条三件来三达到三。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第四三节三冲三击回三转钻三进工三艺三、三冲击三回转三钻进三规程三参数1、钻压钻压三给岩三石内三部预三应力三，改三善冲三击能三量的三传递三条件三。但三钻压三↑切削三刃单三位进三尺磨三损量三↑，三为↓三刃磨三损，三钻压三不能三过大三，但三必须三克服三冲击三器反三弹力三。硬合三金液三动冲三击回三转钻三进：三硬度三不大三弱研三磨性三岩石三要充三分发三挥回三转切三削碎三岩作三用，三应采三用较三大钻三压。三坚硬三强研三磨性三岩石三应发三挥冲三击碎三岩的三作用三，钻三压可三相对三小些三。金刚三石钻三头以三微切三削与三磨削三为主三，冲三击为三辅，三故岩三石越三硬所三需钻三压越三大，三钻头三口径三↑三钻压三也应三↑三。风动三潜孔三锤全三面钻三头，三冲击三功大三，钻三压对三碎岩三的影三响较三小，三据报三导，三其钻三压为三液动三冲击三的1/三3就可三获得三较好三的钻三进效三果。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第四三节三冲三击回三转钻三进工三艺2、转速——风动三和液三动潜三孔锤三选择三转速三方法三相同硬合三金潜三孔锤三回转三仅是三为改三变切三削刃三破岩三的位三置，三若转三速过三慢，三切削三刃将三打入三先前三的坑三穴中三使钻三头回三转受三阻。三若转三速过三快，三会导三致切三削刃三过早三磨损三。所三以，三转速三是否三合理三将直三接影三响钻三速和三钻头三寿命三。合三理转三速主三要据三最优三冲击三间隔三来确三定。金刚三石冲三击回三转钻三进为三充分三发挥三多刃三切削三研磨三岩石三，转三速应三尽量三提高三。如J-三20三0型风三动潜三孔锤三钻进三，转三速一三般15三~3三0r三/m三in。而三孕镶三金刚三石冲三击回三转应三开高三转速三，一三般50三0~三70三0r三/m三in。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第四三节三冲三击回三转钻三进工三艺3、三泵压三和泵三量冲洗三流量三不仅三影响三洗井三质量三，而三且直三接影三响冲三击器三的工三作性三能（三冲击三功和三冲击三频率三），三从而三影响三钻进三效率三。液动三冲击三回转三钻进三中，三一般三随泵三量增三加，三机械三钻速三也增三加。三因此三，只三要岩三层允三许，三泵的三能力三足够三，就三应采三用大三泵量三。泵压三的规三律：三冲击三器在0.5~三0.6M三Pa开始三工作三，当1.8~三2.0MP三a时冲三击器三工作三稳定三，平三均每三百米三增加0.2~三0.3M三Pa，泵压三相应三增加三。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室风动三潜孔三锤钻三进，三因钻三速快三单位三时间三产生三的岩三屑多三而重三，故三需比三空气三钻进三大的三风量三才能三使井三底干三净。潜孔三锤本三身也三需一三定风三量才三能正三常工三作。三具体三风量三应根三据潜三孔锤三对风三量的三要求三和钻三孔环三状上三返风三速计三算来三定，三选择三其大三者。潜孔三锤工三作风三压要三大于三上、三下配三气室三的压三差，三潜孔三锤活三塞才三能作三上下三往复运动三。目三前，三国产三潜孔三锤：三低压三潜孔三锤，三所需三风压三是0.5~三0.7M三Pa；高压三潜孔锤为0.8~三1.1M三Pa。钻进三时还三需加三上随三钻孔三加深三带来三的沿三程压三降(0.00三15三MP三a/三m)和克三服水三位以三下的三水柱三压力三。第四三节三冲三击回三转钻三进工三艺5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室一、三钢丝三绳冲三击钻三进工三艺钢丝三绳冲三击钻三进借三助一三定重三量的三钻头三，在三一定三的高三度内三周期三地冲三击井三底，三使岩三石破三碎而三获得三进尺三。在三每次三冲击三之后三，钻三头在三钢丝三绳带三动下三，回三转一三定角三度，三从而三使钻三孔得三到规三则的三圆形三断面三。应用三范围:(三1)钻凿三大直三径水三井；(2三)钻凿三露天三矿山三爆破三孔；(3三)用于三钻进三基础三桩孔三、连三续墙三钻孔三、坝三基处三理孔三以及三其它三工程三孔；三（4）钢三丝绳三冲击三钻，三只能三钻进三垂直三孔。第五三节三钢三丝绳三冲击三钻进三与振三动钻三进工三艺5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第五三节三钢三丝绳三冲击三钻进三及振三动钻三进工三艺1.三钻具钻头、冲击三钻杆、钢丝三绳接三头、三捞砂三筒1.三1钻头三与钻三杆钢丝三绳冲三击钻三头为三使冲三击力三更集三中施三加于三岩石三。钻三头底三部带三有各三种刃三角的三切削三刃。三一般三软岩三取65~80°中硬90~11三0°硬岩11三0~12三0°。为减三少孔三内岩三粉浆三对钻三头运三动的三阻力三，增三大冲三击力三，钻三头体三上开三有流三通岩三粉浆三的沟三槽。钻头三形状三有：三一字三形、三工字三形、三十字三形、三马蹄三形或三圆形三。目三前普三遍用十字三形带三副刃三的钻三头.冲击三钻杆三为实三心钻三杆以三增加三自重.5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室第五三节三钢三丝绳三冲击三钻进三及振三动钻三进1.三2钢丝三绳接三头钢丝三绳接三头使三钻具三在钢三丝绳三扭力三作用三下，三让钻三头每三冲击三一次三自动三回转三一个三角度三。提升三钻具三时整三个钻三具因三钢丝三绳拉三伸而三转一三个角三度，三钻具三下放三时活三套脱三离垫三片，三钢丝三绳不三受力三而恢三复扭三紧，三活套三与垫三片间三产生三滑动三不会三带动三钻头三转动三。这三样钻三头每三冲击三一次三转一三个角三度。1.三3抽筒三又称三掏砂三筒，三用于三捞取三孔内三岩粉三。其三阀门三有球三形、三半球三形和三平阀三等形三状。5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室2.三钢丝三绳冲三击钻三进规三程2.三1三钻具三重量三——三单位三刃长三上钻三具重三量取三决于三岩性三：软岩三层-三-2三00三~3三00三N/三m；三中硬三岩层三--三35三0~三40三0N三/m三；硬岩三层-三-5三00三~6三00三N/三m；三极硬三岩层三--三65三0~三80三0N三/m三。2.三2三冲击三高度三——三冲击三运动三时钻三头提三离孔三底的三高度改变三钻机三的曲三柄和三连杆三的连三接孔三位，三可改三变冲三击高三度。三由于三钢丝三绳弹三性伸三长，三钻机三压轮三上下三高度三≠钻三头冲三击高三度。悬距三=压三轮在三最高三点、三钢丝三绳静三止、三钻头三距孔三底的三距离三。冲击三高度三通常三取0.6~三1.1m，极三硬岩三层取三小值三，软三岩取三大值三。悬三距的三最优三值一三般为3~三4c三m。第五三节三钢三丝绳三冲击三钻进三及振三动钻三进工三艺5/三1/三20三23中国三地质三大学三勘查三教研三室2.三3三冲击三次数冲击三次数三与冲三击高三度有三关一般三粘土三层j=4三.5三~5三m/三s2；硬三岩j=6三~6三.5；清三洁孔三底j=8.7。2.三4三岩粉三密度若岩三粉密三度↓三悬浮三差孔三底岩三粉垫三↑钻三效↓三，不三同的三岩性三存在三着最三佳岩三粉密三度。三岩石三密度三↑岩三粉密三度可三越↑三。操作三中通三过控三制掏三砂间三隔和三数量三来调三整岩三粉密三度，三规程三上规三定“三勤掏三少掏三”就三是为三了控三制岩三粉密三度。第五三节三钢三丝绳三冲击三钻进三及振三动钻三进工三艺冲击高度,m冲击次数,次/min1.1500.78580.4865