山东益矿钻采科技潜孔钻头结构合理

潜孔锤钻进需配备较大风量和风压的空压机、气动潜孔锤和潜孔锤钻头等机具。

有关潜孔锤类型及其结构和工作原理等内容请参见本章第一节第六部分的内容。



钻进黏土层和砂土层时,可不用偏心扩孔钻头,并将中心钻头换成锥形钻头钻进,利用土层在高频振动下的“液化”现象来切削地层实现跟管。




潜孔锤钻头

潜孔锤钻头的种类很多,但从碎岩的硬质合金的形状可分为两种,一是刀片刃钻头,另一种是柱齿钻头,如图4-35所示。前者用于一般软地层,后者用于硬地层。


潜孔锤钻进规程参数

风压

潜孔锤的冲击频率和冲击功都与风压有关。当风压从0.6MPa提高到1.03MPa时,钻进效率可增加一倍。

目前,国产潜孔锤按其所需风压的不同有两种。低压潜孔锤所需的风压为0.5～0.7MPa,高压潜孔锤所需风压是1.2～2.2MPa。




导正器表面开有提钻吹岩屑的风孔,与潜孔锤外壳底部接触的地方也开有风孔,以利吹孔时能使大量的空气从套管内部上返,并将夹在该部位的黏土清除。偏心轴上开的风口可对偏心扩孔钻头进行冷却并防止岩屑卡住扩孔钻头;大部分压缩空气由中心孔通过中心钻头的风道直接冲洗孔底已破碎的岩屑。岩屑通过开在导正器表面的风槽进入套管并被上返的高速气流或泡沫带出孔外。




潜孔锤钻进速度快,单位时间内所产生的岩屑颗粒大且量重,需要较大的风量才能使孔底干净。对于潜孔锤本身也有一定的额定风量才能正常工作。如 W-200型潜孔锤的额定风量为10～20m3/min。



转数

由于潜孔锤碎岩呈块状,故转速不要求太高。一般规律是,球齿钻头的磨损与转数成正比,岩石愈硬,研磨性愈高,转数应低些。



转数大小与潜孔锤的最优转角和冲击频率有关,其三者关系为

地勘钻探工：初级工、中级工、高级工

式中:A为最优转角(°);n为钻具转数(r/min);f为冲击频率(次/min)。

如最优转角取11°,冲击频率为600次/min,则可求得钻具转数为18r/min。转数也可由钻头每回转一周,进尺10mm的经验关系求得。即

钻具转数/钻进速度=1.6 (4-6)

例如,小时效率为12.2m/h时,钻具转数n=12.2m/h×1.6=19.5≈20r/min。

潜孔锤跟管钻进方法

潜孔锤钻进用于基岩水井钻探,取得了非常好的效果。但对极其松散的流砂层、卵砂漂石层、回填土层及第四系覆盖层,则无法采用常规潜孔锤钻进方法。因而出现了潜孔锤跟管钻进法。


钻进软硬夹层的地层时,钻具组合为:
外层。排粉罩-套管-套管鞋。
内层。钻杆及扶正器-潜孔锤-导正器-偏心扩孔钻头-中心钻头。为防止风量不足吹不出较大粒径的岩屑而造成卡钻,在潜孔锤上方装有取粉管。