氣動潛孔錘鉆進技術(shù)按循環(huán)方式分為正循環(huán)和反循環(huán), 其工作原理和結(jié)構(gòu)性能有明顯的區(qū)別,而基本工作過程都是將破碎巖石的鉆頭和能產(chǎn)生沖擊作用的氣動沖擊器潛入孔底,氣動裝置以壓縮空氣為動力所產(chǎn)生的沖擊功和沖擊頻率直接傳給錘頭,然后再通過鉆機的回轉(zhuǎn)驅(qū)動,形成對巖石的破碎,并利用沖擊器排出的壓縮空氣將錘頭進行冷卻和排出巖屑,從而實現(xiàn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的過程。
大口徑旋挖鉆機反循環(huán)潛孔錘施工
從巖石破碎的角度來看,氣動潛孔錘鉆進是以沖擊碎巖為主,而回轉(zhuǎn)是改變沖擊碎巖位置同時起(輔助碎巖)作用。因此鉆進效率的高低,在很大程度上取決于沖擊器的性能和質(zhì)量。
長螺旋鉆機反循環(huán)潛孔錘施工
正循環(huán)氣動潛孔錘鉆進技術(shù)存在的問題:
1、孔口直接 排渣,灰塵飛揚,對操作人員和設備造成嚴重危害。
2、由 于鉆孔與鉆桿間形成的環(huán)狀面積大,在鉆進過程中就形成了當風量雖然能滿足潛孔錘正常供風量時,而不能滿足環(huán)空排渣上返風速的要求,從而造成鉆孔的排渣能力低、孔底巖屑嚴重堆積、鉆進效率降低、鉆頭磨損嚴重、鉆進困難。
3、 環(huán)空上返的高速氣流、巖屑對孔壁的沖蝕,很容易出現(xiàn)孔壁坍塌,導致孔內(nèi)事故的發(fā)生。
4、遇漏失地層、溶洞等復雜 地層,正循環(huán)氣動潛孔錘鉆進無法形成,易造成孔內(nèi)巖屑堆積造成埋鉆事故,導致鉆具無法提出鉆孔、鉆孔報廢等。
地熱井、地熱能井上部500米基巖孔段445以內(nèi)孔徑反循環(huán)中空式氣動潛孔錘鉆進
為了克服正循環(huán)氣動潛孔錘鉆進存在的若干技術(shù)難題, 反循環(huán)氣動潛孔錘可鉆遇裂隙發(fā)育氣體難以形成循環(huán)的復雜地層,尤其鉆遇采空區(qū)以及大口徑鉆孔時,這種工藝優(yōu)勢突出。其工作原理是:壓縮空氣從氣水龍頭或氣盒子進氣口進入到雙壁主動鉆桿、雙壁鉆桿,經(jīng)由環(huán)狀間隙進入反循環(huán)氣動潛孔錘工作,巖屑進入內(nèi)管中空通道返回地表。此種鉆進工藝最大的優(yōu)點是:排渣端面小,不受孔徑限制,上返風速高,排渣干凈,不重復碎巖,鉆進效率高,鉆頭壽命長, 從而節(jié)約了供風量,減少了功率消耗和設備數(shù)量。同時也能有效的解決粉塵對環(huán)境和人員設備的危害。
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