气动潜孔锤钻进技术

潜孔锤跟管钻进法一、施工工法潜孔垂跟管钻进法采用φ60mm—φ127mm钻杆为钻具，钻进时潜孔冲击器振动、冲击中心钻头，中心钻头传递冲击给套管钻头并带动套管钻头钻进，套管与回转动力头无连接。

冲击器与内钻杆连接，内钻杆通过连接头的内螺纹与回转动力头连接，回转动力头通过连接头传递扭矩给套管和钻杆，将管棚钢管依次打入土层。

当钻进到设计长度时，反向旋转内钻杆90度即可将中心钻头与套管钻头分离，然后把内钻杆全部提到孔外，将套管（管棚钢管）留在孔内。

每打设一根进行封孔注浆，最终在隧道拱部形成一个环形拱架。

二、适用条件适用于卵石、碎石、塌方等不易成孔的地层中隧道开挖的超前支护，常用管径为φ108mm、φ133mm。

三、施工实例北京市轨道交通首都国际机场东直门站下穿二号线人行通道隧道工程，该段为沙卵石地层。

为了控制沉降，保证二号线人行通道的正常运行，设计要求在该处施工φ127mm超大管棚预支护。

如果采用普通钻进法，在钻进过程中容易塌孔，无法保证管棚质量达到设计要求。

2006年5月我公司在该隧道管棚施工中，采取了潜孔锤跟管钻进成管法施工，成功控制了地表沉降，最大沉降为3mm，确保了隧道开挖的施工安全。

四、施工方案1、工艺流程2、施工步骤2.1、桩位测放2.2、机具组装调试2.2.1、安装钻机前，要对轨道进行铺设，要求H型钢轨找平误差<3mm，底盘对角线找平误差±3mm，四柱对角误差±5mm，斜拉筋需绷紧，交叉拉力基本相等；2.2.2、卡瓦及所有螺母必须拧紧，丝杠、顶杠要顶紧，安装要牢固，确保不因震动而松动或脱落。

2.2.3、钻进前应对钻机定位情况、方位、倾角情况，孔口管对中情况，确认正常后方可进行试钻；2.2.4、.空压机使用前要经过全面检修,通气管连接要严密，在通气管的端头另外安装一小气管,随时清理钻杆内孔;2.2.5、钻具前部的潜孔冲击器，必须经检验，保证质量合格，性能可靠，以下为钻具连接示意图。

空气潜孔锤钻进技术在西部缺水地区水井钻探中的应用陈锡庆摘要：分析了空气潜孔锤钻进工艺原理以及在西部缺水地区钻进的优越性，提出了空气潜孔锤钻进技术在水井钻探中的优势。

关键词：缺水地区；空气潜孔锤钻进；技术路线；技术优点；发展前景1.引言青海省水文地质工程地质勘察院于二○○四年在西部缺水地区找水钻探施工中首次使用了空气潜孔锤钻进技术，成功地在青海省乐都县完成了深度为200米的水井三眼，为当地人民解决了吃水难等实际问题。

经过几年的实践和不断摸索，总结出空气潜孔锤钻井技术在西部缺水地区找水凿井施工中具有施工时间短、生产用水少、材料消耗少的特点，相对于其它水井钻探工艺和方法具有明显的优势。

2.空气潜孔锤钻进技术空气潜孔锤钻进是属于空气钻进技术的一个分支。

它是把压缩空气即作为冲洗介质，又作为碎岩能量的一种冲击回转方法。

干旱缺水地区钻探施工用水困难，空气钻进也就成为钻探首选的方法。

目前国内应用较为广泛的有空气潜孔锤钻进、空气泡沫潜孔锤钻进等。

其主要特点是：钻进硬岩效率高，钻头寿命长，回转速度低，扭矩小、钻压小，并有防斜作用，完井后不用再洗井等。

由于空气潜孔锤钻进是以空气为介质的一种钻进方法，因而能有效的解决在干旱缺水供水困难地区拉水打钻成本高，效率低、施工时间长的问题。

潜孔锤钻进是目前提高基岩水文水井钻探效率最有效的方法之一。

空气潜孔锤钻进所需要的设备及机具有：钻机、空气压缩机、供风管路、钻杆、潜孔冲击器、钻头等。

连接的方式如图所示。

空气潜孔锤的钻进技术参数为：①转速：它主要根据岩石性质、钻头直径、冲击器的冲击功、冲击频率来确定。

一般直径在 200mm左右的钻孔，软岩层 30－50r/min、中硬地层 20－40r/min、硬岩层10－30r/min。

②钻进的轴向压力：它主要与钻头的直径、岩石的性质有关。

一般每厘米的钻头直径施加0.9KN左右即可。

一般 200mm左右的钻孔最佳的压力范围在 15－18KN。

③供气量：它主要与钻杆与孔壁之间的环状间隙有关。

空气潜孔锤钻进技术完成灌注桩施工工艺及应用实例摘要：利用空气潜孔锤钻进技术成孔进行灌注桩是桩基施工中的一种常见的施工工艺,本文结合工程实例，对该工艺进行了较为详细的介绍。

关键词：空气潜孔锤;灌注桩施工；工艺流程一、基本情况空气潜孔锤钻进工艺能够大幅度提高钻进效率，保证工程质量,降低施工成本，具有显著的技术经济效益。

采用无循环干式作业，空气既作为动力又作为排渣介质，不污染环境。

钻具对孔壁的碰撞机会较少,潜孔锤以高频对孔底冲击,避免了对岩石或倾斜地层产生孔斜的影响,从而可提高钻孔的垂直度，同时也可减少孔壁岩石坍塌。

塘朗车辆段工程是深圳地铁5号线项目的重要组成部分．本工程总占地面积37。

82公顷,基础采用独立桩基承台，桩型多选用Φ１000钻(冲)孔灌注桩,根据详勘及补勘资料分析，场地岩面高低起伏,且在残积层、全、强、中等风化岩中夹有微风化岩球状风化体，直径达２—3米,且垂直分布有多层。

面对这种工程量大,地质存在坚硬孤石的施工情况下，如采用传统冲孔桩施工工艺，将严重滞后施工工期，因此在灌注桩的施工中采用了空气潜孔锤钻进技术。

生产实践证明采用潜孔锤灌注桩工艺钻进效率高,成孔质量好，保证了施工的工期与质量要求,取得了理想的效果，现结合本工程对空气潜孔锤灌注桩施工工艺进行详细介绍,希望能对其它类似工程的施工提供借鉴.二、施工工艺选型及原理１、施工工艺选型根据工程设计要求及场地工程地质条件，冲孔灌注桩桩机选用15０PW型双回旋钻机，配3７0型风动潜孔锤冲钻成孔。

因其在各种软硬地层、碎石层、卵石层及岩层等复杂条件下均可轻松施工钻孔成桩，且由于外钻套保护，可实现干法成孔新工艺,孔径、孔壁形状质量好、垂直度精度高，施工速度快等优点而广泛用于桩基工程施工中。

在施工过程中因基岩上部土层松软、松散，极易产生缩径塌孔等现象,为防止桩孔缩径及塌孔等现象发生，基岩上部土部采用跟管钻进，即冲钻孔过程中采用外径为82。

4cm、壁厚为１.6cm的无缝钢管跟进护壁。

技术平台空气潜孔锤跟管钻进工艺在某矿探放老空水顺煤层钻孔施工中的应用时 晓（平顶山天安煤业股份有限公司勘探工程处，河南 平顶山 467099）摘 要：本文主要介绍了空气潜孔锤跟管钻进工艺在平煤股份公司某矿探放老空水中的实际应用，总结了操作中的技术要点，分析了存在的问题，提出了建议，为在井下探放老空水顺煤层钻孔钻进中的应用和推广提供了经验。

关键词：空气潜孔锤；跟管钻进；探放；老空水；应用1 概述跟管钻进技术已发展成为对付复杂地层钻进的一种有效方法，在河南省已广泛应用到了水文水井钻探施工、金矿勘探、煤层气施工、抗旱救灾、地质灾害治理工程等领域中。

然而该技术却未被广泛应用于井下探放老空水钻孔施工中。

2013年，我单位承担了平煤股份公司某矿的探放老空水施工任务，采用空气潜孔锤跟管钻进工艺，成功穿越了采空区，圆满完成了4个探放老空水顺煤层钻孔的钻凿施工任务。

2 工程概况平煤股份公司某矿采用倾斜分层走向长臂下行垮落法开采己15-17煤层。

其中己15-17-12092采面位于该矿己二采区东翼，北临已回采完毕的己15-17-12091采面风巷，南跨过已回采完毕的己15-17-12111采南风巷，作面可采走向长876m，倾斜宽129m，煤层揭露平均厚度2.5m，平均倾角25°。

该采面风上帮距己15-17-12091采面风巷下帮直线距离约41m，距己15-17-12071机巷下帮直线距离约50.5m。

己15-17-12071采面于2007年1月回采完毕，不再维护。

己15-17-12091采面于2008年8月回采完毕，不再维护。

从2013年起，己15-17-12071采空区积水通过断层带渗入到了己15-17-12092风巷，造成己15-17-12092风巷F5点附近巷道顶板淋水，水量约2m3/h，且有增大的趋势。

为确保己15-17-12092采面安全回采，需要在己15-17-12092风巷的适当位置对己15-17-12071采空区积水进行探放。

北京金正纵横信息咨询有限公司潜孔锤钻井技术特点
潜孔锤钻井技术特点
2006年首次用TSJ-2000型水源钻机尝试了空气钻井技术，完善了煤层气空气钻井设备配套，同时用空气压缩机并车的方式对T685空气钻井参数进行了改进，钻井时效大幅度提高，成本有所降低。

金正纵横了解到与常规钻井技术相比，该技术主要优点如下:（1）空气密度低，降低了井底的压力，有利于提高机械钻速；（2）空气对不稳定低渗煤层气储层有保护作用；（3）空气在井内循环流速快，能迅速将井底岩屑气举至地面，有利于及时准确判断井底情况；（4）气体介质容易制备，在井漏、供水困难的煤层气钻探施工区可降低钻井成本；（5）压缩空气除在井内循环作用外，还可以作为动力源实现冲击回转钻进，可大幅度提高钻井速度，降低钻井成本。

潜孔锤钻井是常规空气钻井基础上发展起来的一个分支和延伸，钻进时井底循环压力没有超过气柱和夹带岩屑的重量，最大程度减轻了地层应力的作用，这样使钻头牙齿能够以最高的效率进行冲击破碎，是一种降低钻井成本提高效率最佳的钻井技术。

潜孔锤是以压缩空气为循环动力的一种风动冲击工具(能量转换装置)。

它所产生的冲击功和冲击频率可以直接传给钻头，然后再通过钻井转盘旋转驱动，形成对井底地层的脉动破碎能力，同时利用冲击器排出的压缩空气对钻头进行冷却和将破碎后的钻屑排出环空返出井口，从而实现井底冲击旋转钻井的目的；钻头在钻井过程中在冲击力的作用下，形成体积破碎。

与旋转钻井相比，该工艺是以钻头冲击破碎岩石取代了切削岩石的方式；以动载冲击代替了静载研磨，以岩石的体积破碎代替了研磨剪切破碎。

在潜孔锤钻井的同时，一部分岩屑被具有一定压力及速度的空气吹离井底并排出井口、减少了井底岩石重复破碎的几率。

金正纵横油气资源网：。

风动潜孔锤钻探工艺在岩土工程中的应用风动潜孔锤钻探工艺是以压缩空气作为动力带动孔内冲击器工作，钻头以冲击一回转破碎岩石，同时利用高压气流作为携粉介质。

这种方法克服了常规钻进中单一的切削破碎缺陷及泥浆携粉带来的漏失及孔壁坍塌等缺点，具有钻进效率高、成孔质量好且成本较低的优势，是破碎坚硬岩石层及松散的漂卵石地层的首选钻探工艺。

然而，风动潜孔钻探工艺的效率，受关键设备——空压机的风量、风压——制约较大，且破碎地层漏风、塌孔、返渣率低，因而必须因地制宜，采用本文所介绍的工艺方法以提高风动潜孔锤在复杂地层中的钻进效率。

1．岩土工程施工常用的潜孔锤钻具组合和钻进参数1．1钻具组合Φ50(Φ73)变通钻杆+Φ90-110冲击器+Φ110-Φ130球齿冲击钻头。

1．2钻进参数风量：9—12m3／min风压：0．5—0．7Mpa转速：25-30r／min钻压：300—500N2．偏心潜孔锤跟管钻进工艺在松散破碎复杂地层钻进，尤其是锚杆土钉类水平孔钻进中，塌孔卡钻一直是造成钻效低甚至钻孔钻具报废的难题，我们通过实践研究采用偏心潜孔锤跟管钻进工艺较好地解决了这个难题。

偏心潜孔锤跟管钻进是利用偏心潜孔锤在破碎地层跟管钻进克服所遇到的塌孔、卡钻、漏气等问题，使返渣效率大幅度提高而空压机耗风较少，因此，钻孔质量高，钻进效率大幅度提高。

如我院在某导弹试验区高边坡治理锚索工程施工中，钻孔所遇地层0-15m 为中等风化花岗岩，岩体破碎，节理裂隙发育，用Φ90冲击钻配Φ110偏心钻头，跟Φ16 8护壁套管，钻进时速在3-5m／h而相同地层未用偏心潜孔孔锤，出现塌孔、卡钻，每孔钻探时间少则一个班，多达几天，钻进效率极低，且钻探事故频繁，经常出现卡钻，导致钻孔钻具报废。

3．螺旋钻杆用于潜孔锤钻进工艺潜孔锤钻探工作的效率高低，取决于关键设备——空压机的性能好坏。

一般来说，钻孔深度、孔径愈大，岩土体愈破碎，则要求空压机的风量和风压愈大，然而，一般单位多数有6-12m3／min高压空压机，在施工深度大于20m的破碎岩土体中，常出现上返气流小、大颗粒吹不上来、重复破碎、加杆困难、埋钻等事故，利用两台或多台空压机并取送风，其管路连接复杂，而且不经济。

空气潜孔锤钻进技术在深厚砂卵石层中的应用摘要:通过某水电站厂房减压孔的钻探实践,结合传统的跟管护壁的方法,成功应用空气潜孔锤钻进技术,解决了在含水丰富的深厚砂卵石层中钻进效率低的难题,开拓了空气潜孔锤钻进技术在工程施工中的应用范围。

关键词:空气潜孔锤钻进;深厚砂卵石层;钻进参数;跟管1工程概况某水电站坝址区厂房选址段河床覆盖层深厚,最厚处达66.67m,物质组成上部为漂卵砾石夹砂,厚6.60～33.20m,中部为卵砾石夹砂,厚20.31～44.50m,下部为砂夹卵砾石及粉细砂层透镜体,砂层透镜体最大厚度达18m,其下基岩内有岩溶承压水分布。

为了厂房基坑开挖的安全与稳定,设计决定对该段内的岩溶承压水进行先期减压处理,共布置减压孔排水孔4个,孔深最大90m。

承压水减压排水孔平面位置均位于一期围堰基坑内。

由于前期采取砂石骨料,围堰基坑内地表均已进行了不同程度的开挖,致使围堰内地表均位于水下,水深约5～7.50m。

为了加快钻孔施工进度,我们采用空气潜孔锤钻进工艺,结合传统的钻探方法,在较短的工期内,圆满地完成了本次钻探施工任务。

2钻孔技术要求2.1钻孔结构设计2.1.1覆盖层孔段采用CR-110型空气潜孔锤硬质合金钻头钻进,跟进φ150mm 厚壁套管,深度为25m,之后采用CIR-90型空气潜孔锤硬质合金钻头钻进,跟进φ130mm厚壁套管钻穿砂卵石层,跟进深度为65m。

接触到基岩面后下入φ108mm 套管90m封隔覆盖层与基岩段,进入基岩0.50～1m。

2.1.2基岩孔段采用φ91mm清水金刚石钻进,一径终孔。

2.2钻孔技术要求2.2.1减压排水孔钻进深度以进入基岩承压水含水层底板为标准,孔深为80～90m。

2.2.2覆盖层要求下入φ127mm套管,无须取芯。

2.2.3基岩孔径≮φ91mm,需采取岩芯。

3钻进工艺和设备的选择3.1钻进工艺的选择3.1.1根据该工程勘察期间钻探施工经验,如采用常规的钻探方法,即先采用植物胶金刚石钻进取芯,后跟进厚壁套管护壁的钻进工艺,需要上两台XY-2钻机,才能按期完成钻探施工任务。

旋挖钻机用气动潜孔锤反循环硬岩钻进技术陈浩文;殷国乐;王艳丽;宋晓伟;许刘万【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》【年(卷),期】2018(045)002【摘要】为解决旋挖钻机在硬岩地层中施工困难的问题,借鉴地质钻探领域成熟的工艺方法,研制了适用于旋挖钻机用的空气潜孔锤反循环钻进工艺方法及设备.该工艺方法在不改变旋挖钻机任何结构的情况下,配套空气潜孔锤反循环钻具即可实现硬岩的快速钻进,解决了大口径钻探排渣困难的难题,且能够达到环保的要求.气动潜孔锤反循环钻具的设计全面考虑了大口径桩基施工及潜孔锤应用特点,气水龙头的双通道、大通孔设计满足进气排渣要求,反循环双壁钻杆为同心式,密封可靠,钻具的连接采用六方快速连接.通过在厦门地铁施工试验,验证了其可行性.【总页数】5页(P68-72)【作者】陈浩文;殷国乐;王艳丽;宋晓伟;许刘万【作者单位】中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊 065000;中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊 065000;中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊065000;中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司,河北涿州 072750;中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊 065000【正文语种】中文【中图分类】P634【相关文献】1.旋挖钻机入岩空气冲洗钻进技术 [J], 王国辉;张春来;林明赫;郑成果2.气举反循环钻进技术在干热岩开发中的应用分析 [J], 阴文行;冯红喜;左科峰;李秀峰3.大力推广气动潜孔锤及气举反循环组合钻进技术 [J], 许刘万;史兵言;李国栋4.气动潜孔锤在钻孔硬岩钻进中的应用 [J], 崔海军5.GCF－1500型冲击反循环钻机在桩孔硬岩中的钻进效果 [J], 林德恒;郑开华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。