液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)ppt課件

1、什么叫沖擊回轉(zhuǎn)鉆進？沖擊回轉(zhuǎn)鉆進是在鉆頭已接受一定靜載荷的根底上，以縱向沖擊力和回轉(zhuǎn)切削力共同破碎巖石的鉆進方法。與常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進法相比，沖擊回轉(zhuǎn)鉆進只需用不大的沖擊力，便可以到達破碎鞏固巖石的效果 。由液動沖擊器提供沖擊功的沖擊回轉(zhuǎn)鉆進叫液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進。液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)沖擊回轉(zhuǎn)鉆探是繼現(xiàn)代金剛石鉆探之后的鉆探新方法新工藝。我國研討沖擊回轉(zhuǎn)鉆探用的沖擊器、錘頭(通稱潛孔錘)及其鉆進工藝始于1958年，至今已有40余年的歷史。據(jù)史書記載，人類懂得利用水力作為動力資源已有數(shù)千年的歷史，然而鉆探任務(wù)者思索利用鉆桿柱中的沖洗液蘊藏的能量驅(qū)動孔底鉆頭鉆進巖石那么開場于1887年，由德國人沃.布什曼(

2、V.Buschman)發(fā)明了這種新的鉆進方法，英國當時曾授予專利權(quán)。其后由考恩達Coanda國籍不詳對液動機理作了假設(shè)干討論，稱之為考恩達效應(yīng)Coanda Effect。我國這項鉆探技術(shù)的開展閱歷了三個階段。起步階段19581965地礦部勘探技術(shù)研討所率先開場了對液動沖擊器的科學研討，到1965年，先后研制出了7種不同構(gòu)造方式的液動沖擊器，經(jīng)室內(nèi)性能對比實驗，優(yōu)選出了YZ2型閥式正作用液動沖擊器，并在湖南地礦局某多金屬礦區(qū)進展了初次消費性實驗，最大實驗孔深430m，獲得了初步勝利。與此同時，該所在廣泛搜集國外有關(guān)情報資料的根底上，于1963年編輯了，廣泛引見了國內(nèi)外文獻資料。上述任務(wù)為后來液動

3、沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)的開展奠定了根底。 開展階段19751984 “文革期間，這項科學研討任務(wù)中斷10年之久。直到1975年以長春地院為主與遼寧第九地質(zhì)隊協(xié)作率先開展了對射流式液動沖擊器的研制，勘探技術(shù)研討所、河北地礦局綜合研討隊、冶金探礦技術(shù)研討所、核工業(yè)華東地勘局、遼寧地礦局第九地質(zhì)隊先后開展了對閥式正作用和閥式雙作用液動沖擊器的研討，到1984年底，長春地院研制的SC型射流式、地礦部勘探技術(shù)研討所研制的YZ54II、冶金探礦技術(shù)研討所研制的TK型、河北地礦局綜合研討隊研制的ZF56型閥式正作用液動沖擊器，以及核工業(yè)華東地勘局研制的YE54型和遼寧地礦局第九地質(zhì)隊研制的SH54閥式雙作用液動沖

4、擊器先后分別經(jīng)過各部的部級技術(shù)鑒定，并迅速地在消費中推行運用，從此這項新的鉆探技術(shù)進入了一個新的時期。 提高與適用階段19841990 自1984年至1990年是液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探的科研與推行運用的迅速開展階段。六年來我國在液動沖擊器的實際和開發(fā)研討方面有了進一步的深化和開展，配套技術(shù)方面的研討和推行運用得到了注重和加強，獲得了豐盛的研討成果和技術(shù)經(jīng)濟效益，表如今以下幾個方面。 1在已有成果的根底上，對沖擊器的構(gòu)造參數(shù)進展了進一步地優(yōu)化設(shè)計尤其是配水機構(gòu)，有效地降低了沖擊器的正常任務(wù)排量和壓力損失，為消費第一線提供了一批新一代的液動沖擊器。2在研制開發(fā)新型液動沖擊器、拓寬其運用范圍方面也獲得了可

5、喜的成就。3繩索取心液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆具的研制獲得勝利，并在消費實際得到推行運用，標志著我國液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)的研討程度有了新的提高。4液動沖擊回轉(zhuǎn)配套技術(shù)的研討也獲得重要成果。常用液動錘分類液動沖擊器根據(jù)構(gòu)造不同可分為:閥式液動沖擊器 又可分為:(1)正作用閥式液動沖擊器; (2)反作用閥式液動沖擊器; (3)雙作用閥式液動沖擊器.無閥式液動沖擊器 又可分為:(1) 射流式液動沖擊器; (2) 射吸式液動沖擊器。正作用液動沖擊器任務(wù)原理正作用液動沖擊器任務(wù)原理正作用液動沖擊器特點正作用沖擊器是以液壓推進沖錘下行沖擊，而用彈簧使沖錘復(fù)位的沖擊器。 正作用沖擊器構(gòu)造簡單，任務(wù)性能穩(wěn)定，調(diào)試容易，但

6、沖擊器中彈簧的反作用要耗費一部分能量，抵消了很大一部分高壓液流所產(chǎn)生的沖擊力。同時彈簧在1500次min或更高的循環(huán)緊縮、伸張下，容易損壞。但是，假設(shè)調(diào)試和有效能利用適當，該類沖擊器仍是一種具有廣泛運用價值和開展出路的沖擊器。 反作用液動沖擊器任務(wù)原理反作用液動沖擊器特點反作用沖擊器的主要優(yōu)點是：對沖洗液的順應(yīng)才干較強；由于被緊縮彈簧釋放出來的能量與活塞沖錘的分量同 時向下作用，故可獲得較大的單次沖擊功；沖擊器內(nèi)部的壓力損失較小，故效率較高。該類沖擊器的主要缺陷是需求剛度較大的彈簧，此種彈簧需采用特殊的工藝制造，雖然如此，其任務(wù)壽命也只需40100小時。雙作用液動沖擊器任務(wù)原理雙作用液動沖擊器

7、任務(wù)原理雙作用液動沖擊器特點雙作用液動沖擊器的主要特點是沖錘的任務(wù)沖程與反沖程均由液壓推進，而不依賴彈簧的作用。與其他種沖擊器一樣，雙作用沖擊器按其構(gòu)造不同，也有滑閥式和活閥式兩種。由于滑閥式只能在沖洗液清潔的條件下任務(wù)，運用不廣。目前在消費中主要采用活閥式。 射吸式液動沖擊器的任務(wù)原理參見圖。靜止形狀時，閥與沖錘均處于任務(wù)位置下限，如圖中a所示。當任務(wù)泵啟動之后，噴嘴射出高速射流束，使閥與錘活塞上下腔之間產(chǎn)生壓力差上腔壓力低于下腔壓力，推進閥與沖錘逆任務(wù)液流迅速上升。由于閥的質(zhì)量小，運動速度比沖錘快，而先抵任務(wù)位置上限圖中b。緊接著沖錘高速上升，當閥與沖錘上的錐面閉合時圖中C，液流通道陡然切

8、斷而發(fā)生水擊。原處于低壓形狀的閥與活塞上腔頓時呈高壓，下腔那么由于液流的慣性，在與上腔發(fā)生水擊的同時相應(yīng)呈低壓形狀，使閥與沖錘受上腔高壓液流的推力同步迅速向下運動圖中d。當閥抵任務(wù)位置上限后，由于高速運動的慣性，使沖錘迅速向下運動，沖擊砧子，完成一個沖程。此時，閥與沖錘錐面已分開，液流暢通，閥與沖錘重新進人下一個循環(huán)的回程。如此反復(fù)循環(huán)，構(gòu)成延續(xù)沖擊運動。 射吸式液動沖擊器特點n構(gòu)造簡單、零件少、無易損彈簧，因此任務(wù)壽命較長。n輸出輸入技術(shù)參數(shù)范圍較寬，能在高頻形狀下穩(wěn)定沖擊，耐背壓特性好。射流式液動沖擊器任務(wù)原理水泵輸出的高壓水經(jīng)鉆桿柱輸入射流元件1，從噴嘴噴出，產(chǎn)生附壁作用。假設(shè)先附壁于右

9、側(cè)，高壓液流那么流人右輸出通道C并進入缸體2的上部，推進活塞3下行。此時，與活塞銜接的沖錘4便沖擊砧子5，將沖擊動能傳給巖心管及鉆頭，完成一次沖擊。在C輸出高壓水的同時，有一小股高壓液流(稱為反響信號液流)進入D控制孔。在活塞行程末了時，反響信號很強，促使射流由C切換到E輸出，高壓液流由左通道輸出，進入下腔，推進活塞向上。同時，當活塞上行時，反響信號又回到F，射流又切換到右輸出通道。如此反復(fù)循環(huán)，實現(xiàn)沖錘的沖擊動作。上下缸的回水經(jīng)過C、E輸出道而前往到放空孔，經(jīng)水接頭及砧子內(nèi)孔道流人巖心管，直達孔底，沖洗孔底后前往地表。射流式液動沖擊器特點 構(gòu)造簡單，零件少，易于操作； 無彈簧及配水活閥等零件

10、，壽命較長； 能量利用率也較高； 任務(wù)時不易產(chǎn)生堵水景象，能較好地預(yù)防燒鉆頭及蹩泵等事故； 鉆進中產(chǎn)生的高壓水錘波比閥式?jīng)_擊器小，鉆具任務(wù)較平穩(wěn)，能減少水泵、沖擊器及高壓管路等零件損壞。 但射流元件壽命受泥漿性能影響較大，在泥漿含砂量較大的情況下，射流元件壽命短，導(dǎo)致運用本錢高。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的優(yōu)點n最適用于粗顆粒的不均質(zhì)巖層,在可鉆性級，部分級的巖石中，鉆進效果尤為突出；n不僅運用于硬質(zhì)合金鉆進，還運用于金剛石鉆進及牙輪鉆進，它既可鉆進較軟的巖層，又可鉆進鞏固的巖層；n運用于小口徑金剛石鉆進，不僅可提高鉆進效率和鉆頭壽命，還可抑制裂隙地層的堵心，鞏固致密地層的“打滑，及某些地層的孔斜等問題。同

11、時，在巖土工程的大口徑施工中也有用武之地。 液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進為什么能提高鉆進效率？ 沖擊負荷的特點是接觸應(yīng)力瞬時可達極高值，應(yīng)力比較集中。所以雖然巖石動硬度比靜硬度大普通大8-9倍，但仍易產(chǎn)生微裂紋。并且沖擊速度愈大，巖石脆性增大，有利于裂隙發(fā)育。因此可以用不大的沖擊功數(shù)個公斤米就可破碎鞏固巖石，而靜壓入那么需很大的功；液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進為什么能提高鉆進效率？ 切削刀具磨損較小。其緣由有： 鉆進中所需的軸向壓力較小，轉(zhuǎn)速低； 體積破碎的摩擦系數(shù)低于外表破碎時摩擦系數(shù)，而在沖擊回轉(zhuǎn)鉆進中易到達體積破碎巖石的程度；、 鉆速快，切削具的相對磨損減??； 沖擊破碎巖石時，刀具與巖石的作用時間短。液動沖擊回

12、轉(zhuǎn)鉆進為什么能提高鉆進效率？采用液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進應(yīng)留意哪些問題？1 鉆具下到孔底后，要逐漸添加水量和逐漸提高泥漿的壓力，以防損壞泥漿泵零件和高壓膠管； 鉆進時，操作人員要根據(jù)泥漿泵壓力表的變化及時判別孔內(nèi)情況，遇到以下異常情況時，應(yīng)提鉆進展檢查，以免影響鉆進效率： 當泥漿泵壓力忽然增高，經(jīng)提動鉆具或多次調(diào)整泵量仍無效時能夠由于沖擊器水路受阻或巖心堵塞所致； 泥漿泵壓力忽然降低，經(jīng)檢查不是由于泥槳泵緣由所呵斥的； 進尺忽然變慢或不進尺，經(jīng)反復(fù)調(diào)整泥漿泵壓力、泵量或變卦鉆進參數(shù)仍無效時普通是由于沖擊器發(fā)生缺點后，任務(wù)性能降低或不任務(wù)，以及鉆頭嚴重損壞所致；采用液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進應(yīng)留意哪些問題？2采用

13、液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進應(yīng)留意哪些問題？3液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進鉆壓控制液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進鉆壓控制液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進轉(zhuǎn)速控制 在沖擊回轉(zhuǎn)鉆進中，應(yīng)選用低轉(zhuǎn)速，這主要是為了降低切削具刃角的磨損和添加回次進尺長度。添加轉(zhuǎn)速，在沖擊頻率不變的情況下，就等于相對添加二次沖擊的間距，增大了切削具的切削行程。由于間距太大那么前次沖擊破碎穴的自在面不能充分利用。反而降低了鉆進效率，所以沖擊回轉(zhuǎn)鉆進應(yīng)選用低轉(zhuǎn)速鉆進為宜。液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進轉(zhuǎn)速控制在選擇轉(zhuǎn)速時，還應(yīng)思索以下要素：硬質(zhì)合金鉆進硬的或強研磨性、破碎的巖石，鉆具的回轉(zhuǎn)速度普通選用3045轉(zhuǎn)分，巖石愈硬，其轉(zhuǎn)速應(yīng)愈低，假設(shè)轉(zhuǎn)速提高，那么沖擊間距大，容易過早地磨損或崩壞硬質(zhì)

14、合金，從而降低了破碎巖石的效果。鉆進軟巖層或裂隙發(fā)育的巖層時，鉆具的轉(zhuǎn)速普通選用120150轉(zhuǎn)分，最高轉(zhuǎn)速不要超越150-270轉(zhuǎn)分。以便充分發(fā)揚切削破碎巖石的成效；液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進轉(zhuǎn)速控制n用金剛石作研料進展沖擊回轉(zhuǎn)鉆進時，為了充分發(fā)揚金剛石磨削巖石的作用，可將鉆具轉(zhuǎn)速提高到300轉(zhuǎn)分以上；n液動沖擊器的沖擊頻率高時，其鉆具回轉(zhuǎn)速度應(yīng)適當高些，反之那么低些；n液動沖擊器的沖擊功大時，可適當提高鉆具回轉(zhuǎn)速度，反之那么小。 液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進泵量控制 泥漿泵的沖洗液量是沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的重要參數(shù)。由于沖洗液量不僅影響沖洗鉆孔的質(zhì)量，而且直接影響沖擊器的任務(wù)性能沖擊功和沖擊頻率，從而影響到鉆進效率。因此，只需地層允許，泥漿泵任務(wù)正常，就應(yīng)盡量滿足沖擊器任務(wù)時所需的沖洗液量。而且還需適當增大些沖洗液量，以補充管路各接頭等處的泄露。洗液量為80150升分；射流式?jīng)_擊器普通需求的沖洗液量為200升分左右。液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進泵量控制 泵壓除抑制沖擊器及管路上的阻力損失外，還應(yīng)滿足沖擊器作功的需求，隨著泵壓的增高，沖擊器的