產(chǎn)品搜索：
聯(lián)系方式
技術(shù)文章
空氣潛孔沖擊器鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)
點擊次數(shù)：2995 發(fā)布時間：2012-9-10
空氣潛孔沖擊器鉆進(jìn)技術(shù)不同于普通的切削與研磨原理。它是將壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣的能量通過空氣潛孔沖擊器這個能量轉(zhuǎn)換裝置，對需要破碎的巖石產(chǎn)生高頻的沖擊能量，當(dāng)這個能量（沖擊功）達(dá)到巖石的臨界破碎功時，便產(chǎn)生體積破碎，同時工作后的氣體在一定的風(fēng)速條件下將巖石顆粒排出孔外以實現(xiàn)鉆進(jìn)的目的。潛孔鉆鉆進(jìn)的操作技術(shù)雖然簡單，但是沒有科學(xué)和熟練的操作，不可能取得理想的鉆進(jìn)效果，有時還可能發(fā)生麻煩。因此，合理的選用鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)如鉆壓、風(fēng)壓、風(fēng)量和轉(zhuǎn)速是取得理想鉆進(jìn)效果的基本條件。
一、鉆壓
空氣潛孔沖擊器鉆進(jìn)的基本工作過程，是在靜壓力（鉆壓）、沖擊力和回轉(zhuǎn)力三種力作用下不碎巖的。其鉆壓的主要作用是為保證鉆頭齒能與巖石緊密接觸，克服沖擊器及鉆具的反彈力，以便有效地傳遞來自沖擊器的沖擊功。鉆壓過小，難以克服沖擊器的工作時的背壓和反彈力，直接影響沖擊功的有效傳遞，鉆壓過大，將會增大回轉(zhuǎn)阻力和使鉆頭早期磨損。
對于潛孔沖擊器全面鉆進(jìn)，一般認(rèn)為單位直徑的壓力值在30～90kg/cm，而對于潛孔沖擊器取心鉆進(jìn)，壓力*值可查資料較少，據(jù)中國地質(zhì)大學(xué)對空氣潛孔沖擊器取心鉆進(jìn)的壓力*值，在軟至中硬巖層為78～199N/㎝2，據(jù)成都水文隊試驗資料通過鉆壓計算，在軟至中硬巖層一般多為2.94～4.9KN，即單位面積上的鉆壓為41～68N/㎝2。但筆者認(rèn)為，鉆壓的合理選擇應(yīng)考慮到鉆進(jìn)方式（裸孔或偏心跟管、全面鉆進(jìn)或取心鉆進(jìn)），設(shè)備性能、鉆具匹配（鉆具鉆量），以及所選用的沖擊器的性能（如低風(fēng)壓還是中高壓，因工作壓力的不同而背壓不同）進(jìn)行綜合考慮，既要達(dá)到*的鉆進(jìn)效果，還要zui大限度地減少鉆具及鉆頭的磨損。
二、轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)速的高低主要和沖擊器的沖擊頻率，規(guī)格大小以及鉆巖的物理機(jī)械性質(zhì)有關(guān)。一般轉(zhuǎn)速選用每分鐘20轉(zhuǎn)左右為好，轉(zhuǎn)速過高會造成鉆頭的嚴(yán)懲磨損和鉆進(jìn)效率的降低，由于氣功潛孔沖擊器進(jìn)是以沖擊碎巖的，回轉(zhuǎn)速度為改變鉆頭合金的沖擊破巖位置，避免重復(fù)破碎，因此，合理的轉(zhuǎn)速應(yīng)保證在*的沖擊間隔范圍之內(nèi)。
*沖擊間隔的確定，多采用兩次沖擊間隔的轉(zhuǎn)角表示，轉(zhuǎn)速與沖擊頻率和*轉(zhuǎn)角的關(guān)系式如下：
A=n 260/f （度）
式中： A ——— *轉(zhuǎn)角（度）
N ------------ 鉆具轉(zhuǎn)速 （r / min）
f -------------沖擊頻率 （次/min）
美國水井學(xué)會（N?W?W?A）康伯爾認(rèn)為在硬巖中兩次沖擊之間的*轉(zhuǎn)角為11°，因而主張鉆機(jī)立軸轉(zhuǎn)速在18～30r/min。而筆者在多年的施工過程中，通過對各種地層及潛孔沖擊器鉆進(jìn)的不同鉆進(jìn)試驗應(yīng)用，認(rèn)為鉆速選擇在20～50轉(zhuǎn)/分是比較合理的，對于硬巖層選用低轉(zhuǎn)速，對于軟巖層選用較高轉(zhuǎn)速。
三、空氣壓力
潛孔沖擊器的沖擊頻率和沖擊功都與空氣壓力有關(guān)，空氣壓力是決定沖擊功的重要因素，因而也是影響機(jī)械鉆速的主要參數(shù)，從國內(nèi)外大量資料證料，機(jī)械鉆速的提高和空氣壓力的提高是成正比關(guān)系。例如：空氣壓力從0.6Mpa提高至1.03Mpa時，鉆進(jìn)速度可提高一倍，見下圖。
空氣壓力除滿足潛孔沖擊器工作壓力外，還應(yīng)克服管道壓力損失，孔內(nèi)壓力降、潛孔沖擊器壓降外，尚須在有水情況下克服水柱壓力，才能正常工作。
P=Q2＋Pm＋P沖擊器＋P水
式中：P --------空氣壓力 Mpa
Q2------每米干孔的壓力降（一般為0.0015Mpa/m）
L--------鉆桿柱長度（m）
Pm------管道壓力損失（Pm=0.1～0.3Mpa）
P沖擊器-----潛孔沖擊器壓力降 Mpa
P水------鉆孔內(nèi)水柱壓力
從上式可以看出在無水條件下，鉆時深度增加，空壓壓力越大，鉆進(jìn)深度越大。
四、空氣量
空氣鉆進(jìn)中空氣清耗量是根據(jù)氣動潛孔沖擊器的性能參數(shù)（耗氣量）及為清除孔內(nèi)巖屑的zui低上返速度而確定。
根據(jù)文獻(xiàn)資料*，為保持清除和攜帶孔底巖屑的鉆孔環(huán)隙，上返速度，取心鉆進(jìn)成，上返速度V=10～15m/s，全面鉆進(jìn)時V=20～25m/s，為滿足上述要求對空氣量的計算，一般采用下式：
Q=47.1k1k2（D2－d2）V
式中：Q--------鉆進(jìn)時所需空氣量m3/min
K1------孔深損耗系數(shù)，孔深100～200m以內(nèi)取1.0～1.1
K2------孔內(nèi)涌水時，風(fēng)量增加系數(shù)，其值與涌水量有關(guān)，中等和入涌水量成K2=1.5
D-------鉆孔直徑（m）
D-------鉆孔直徑（m）
d--------鉆桿外徑
V--------環(huán)狀間隙氣流上返速度
總之，鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)的選擇應(yīng)考慮到巖石的機(jī)械特性，沖擊器的性能，鉆孔深度，孔內(nèi)水柱壓力，鉆孔口徑等諸多因素，在取得*的鉆速同時，避免更多的動力及成本消耗。