液动冲击回转钻探技术ppt课件

1、什么叫冲击回转钻进？冲击回转钻进是在钻头已接受一定静载荷的根底上，以纵向冲击力和回转切削力共同破碎岩石的钻进方法。与常规回转钻进法相比，冲击回转钻进只需用不大的冲击力，便可以到达破碎巩固岩石的效果 。由液动冲击器提供冲击功的冲击回转钻进叫液动冲击回转钻进。液动冲击回转钻探技术冲击回转钻探是继现代金刚石钻探之后的钻探新方法新工艺。我国研讨冲击回转钻探用的冲击器、锤头(通称潜孔锤)及其钻进工艺始于1958年，至今已有40余年的历史。据史书记载，人类懂得利用水力作为动力资源已有数千年的历史，然而钻探任务者思索利用钻杆柱中的冲洗液蕴藏的能量驱动孔底钻头钻进岩石那么开场于1887年，由德国人沃.布什曼(

2、V.Buschman)发明了这种新的钻进方法，英国当时曾授予专利权。其后由考恩达Coanda国籍不详对液动机理作了假设干讨论，称之为考恩达效应Coanda Effect。我国这项钻探技术的开展阅历了三个阶段。起步阶段19581965地矿部勘探技术研讨所率先开场了对液动冲击器的科学研讨，到1965年，先后研制出了7种不同构造方式的液动冲击器，经室内性能对比实验，优选出了YZ2型阀式正作用液动冲击器，并在湖南地矿局某多金属矿区进展了初次消费性实验，最大实验孔深430m，获得了初步胜利。与此同时，该所在广泛搜集国外有关情报资料的根底上，于1963年编辑了，广泛引见了国内外文献资料。上述任务为后来液动

3、冲击回转钻探技术的开展奠定了根底。 开展阶段19751984 “文革期间，这项科学研讨任务中断10年之久。直到1975年以长春地院为主与辽宁第九地质队协作率先开展了对射流式液动冲击器的研制，勘探技术研讨所、河北地矿局综合研讨队、冶金探矿技术研讨所、核工业华东地勘局、辽宁地矿局第九地质队先后开展了对阀式正作用和阀式双作用液动冲击器的研讨，到1984年底，长春地院研制的SC型射流式、地矿部勘探技术研讨所研制的YZ54II、冶金探矿技术研讨所研制的TK型、河北地矿局综合研讨队研制的ZF56型阀式正作用液动冲击器，以及核工业华东地勘局研制的YE54型和辽宁地矿局第九地质队研制的SH54阀式双作用液动冲

4、击器先后分别经过各部的部级技术鉴定，并迅速地在消费中推行运用，从此这项新的钻探技术进入了一个新的时期。 提高与适用阶段19841990 自1984年至1990年是液动冲击回转钻探的科研与推行运用的迅速开展阶段。六年来我国在液动冲击器的实际和开发研讨方面有了进一步的深化和开展，配套技术方面的研讨和推行运用得到了注重和加强，获得了丰盛的研讨成果和技术经济效益，表如今以下几个方面。 1在已有成果的根底上，对冲击器的构造参数进展了进一步地优化设计尤其是配水机构，有效地降低了冲击器的正常任务排量和压力损失，为消费第一线提供了一批新一代的液动冲击器。2在研制开发新型液动冲击器、拓宽其运用范围方面也获得了可

5、喜的成就。3绳索取心液动冲击回转钻具的研制获得胜利，并在消费实际得到推行运用，标志着我国液动冲击回转钻探技术的研讨程度有了新的提高。4液动冲击回转配套技术的研讨也获得重要成果。常用液动锤分类液动冲击器根据构造不同可分为:阀式液动冲击器 又可分为:(1)正作用阀式液动冲击器; (2)反作用阀式液动冲击器; (3)双作用阀式液动冲击器.无阀式液动冲击器 又可分为:(1) 射流式液动冲击器; (2) 射吸式液动冲击器。正作用液动冲击器任务原理正作用液动冲击器任务原理正作用液动冲击器特点正作用冲击器是以液压推进冲锤下行冲击，而用弹簧使冲锤复位的冲击器。 正作用冲击器构造简单，任务性能稳定，调试容易，但

6、冲击器中弹簧的反作用要耗费一部分能量，抵消了很大一部分高压液流所产生的冲击力。同时弹簧在1500次min或更高的循环紧缩、伸张下，容易损坏。但是，假设调试和有效能利用适当，该类冲击器仍是一种具有广泛运用价值和开展出路的冲击器。 反作用液动冲击器任务原理反作用液动冲击器特点反作用冲击器的主要优点是：对冲洗液的顺应才干较强；由于被紧缩弹簧释放出来的能量与活塞冲锤的分量同 时向下作用，故可获得较大的单次冲击功；冲击器内部的压力损失较小，故效率较高。该类冲击器的主要缺陷是需求刚度较大的弹簧，此种弹簧需采用特殊的工艺制造，虽然如此，其任务寿命也只需40100小时。双作用液动冲击器任务原理双作用液动冲击器

7、任务原理双作用液动冲击器特点双作用液动冲击器的主要特点是冲锤的任务冲程与反冲程均由液压推进，而不依赖弹簧的作用。与其他种冲击器一样，双作用冲击器按其构造不同，也有滑阀式和活阀式两种。由于滑阀式只能在冲洗液清洁的条件下任务，运用不广。目前在消费中主要采用活阀式。 射吸式液动冲击器的任务原理参见图。静止形状时，阀与冲锤均处于任务位置下限，如图中a所示。当任务泵启动之后，喷嘴射出高速射流束，使阀与锤活塞上下腔之间产生压力差上腔压力低于下腔压力，推进阀与冲锤逆任务液流迅速上升。由于阀的质量小，运动速度比冲锤快，而先抵任务位置上限图中b。紧接着冲锤高速上升，当阀与冲锤上的锥面闭合时图中C，液流通道陡然切

8、断而发生水击。原处于低压形状的阀与活塞上腔顿时呈高压，下腔那么由于液流的惯性，在与上腔发生水击的同时相应呈低压形状，使阀与冲锤受上腔高压液流的推力同步迅速向下运动图中d。当阀抵任务位置上限后，由于高速运动的惯性，使冲锤迅速向下运动，冲击砧子，完成一个冲程。此时，阀与冲锤锥面已分开，液流畅通，阀与冲锤重新进人下一个循环的回程。如此反复循环，构成延续冲击运动。 射吸式液动冲击器特点n构造简单、零件少、无易损弹簧，因此任务寿命较长。n输出输入技术参数范围较宽，能在高频形状下稳定冲击，耐背压特性好。射流式液动冲击器任务原理水泵输出的高压水经钻杆柱输入射流元件1，从喷嘴喷出，产生附壁作用。假设先附壁于右

9、侧，高压液流那么流人右输出通道C并进入缸体2的上部，推进活塞3下行。此时，与活塞衔接的冲锤4便冲击砧子5，将冲击动能传给岩心管及钻头，完成一次冲击。在C输出高压水的同时，有一小股高压液流(称为反响信号液流)进入D控制孔。在活塞行程末了时，反响信号很强，促使射流由C切换到E输出，高压液流由左通道输出，进入下腔，推进活塞向上。同时，当活塞上行时，反响信号又回到F，射流又切换到右输出通道。如此反复循环，实现冲锤的冲击动作。上下缸的回水经过C、E输出道而前往到放空孔，经水接头及砧子内孔道流人岩心管，直达孔底，冲洗孔底后前往地表。射流式液动冲击器特点 构造简单，零件少，易于操作； 无弹簧及配水活阀等零件

10、，寿命较长； 能量利用率也较高； 任务时不易产生堵水景象，能较好地预防烧钻头及蹩泵等事故； 钻进中产生的高压水锤波比阀式冲击器小，钻具任务较平稳，能减少水泵、冲击器及高压管路等零件损坏。 但射流元件寿命受泥浆性能影响较大，在泥浆含砂量较大的情况下，射流元件寿命短，导致运用本钱高。冲击回转钻进的优点n最适用于粗颗粒的不均质岩层,在可钻性级，部分级的岩石中，钻进效果尤为突出；n不仅运用于硬质合金钻进，还运用于金刚石钻进及牙轮钻进，它既可钻进较软的岩层，又可钻进巩固的岩层；n运用于小口径金刚石钻进，不仅可提高钻进效率和钻头寿命，还可抑制裂隙地层的堵心，巩固致密地层的“打滑，及某些地层的孔斜等问题。同

11、时，在岩土工程的大口径施工中也有用武之地。 液动冲击回转钻进为什么能提高钻进效率？ 冲击负荷的特点是接触应力瞬时可达极高值，应力比较集中。所以虽然岩石动硬度比静硬度大普通大8-9倍，但仍易产生微裂纹。并且冲击速度愈大，岩石脆性增大，有利于裂隙发育。因此可以用不大的冲击功数个公斤米就可破碎巩固岩石，而静压入那么需很大的功；液动冲击回转钻进为什么能提高钻进效率？ 切削刀具磨损较小。其缘由有： 钻进中所需的轴向压力较小，转速低； 体积破碎的摩擦系数低于外表破碎时摩擦系数，而在冲击回转钻进中易到达体积破碎岩石的程度；、 钻速快，切削具的相对磨损减小； 冲击破碎岩石时，刀具与岩石的作用时间短。液动冲击回

12、转钻进为什么能提高钻进效率？采用液动冲击回转钻进应留意哪些问题？1 钻具下到孔底后，要逐渐添加水量和逐渐提高泥浆的压力，以防损坏泥浆泵零件和高压胶管； 钻进时，操作人员要根据泥浆泵压力表的变化及时判别孔内情况，遇到以下异常情况时，应提钻进展检查，以免影响钻进效率： 当泥浆泵压力忽然增高，经提动钻具或多次调整泵量仍无效时能够由于冲击器水路受阻或岩心堵塞所致； 泥浆泵压力忽然降低，经检查不是由于泥桨泵缘由所呵斥的； 进尺忽然变慢或不进尺，经反复调整泥浆泵压力、泵量或变卦钻进参数仍无效时普通是由于冲击器发生缺点后，任务性能降低或不任务，以及钻头严重损坏所致；采用液动冲击回转钻进应留意哪些问题？2采用

13、液动冲击回转钻进应留意哪些问题？3液动冲击回转钻进钻压控制液动冲击回转钻进钻压控制液动冲击回转钻进转速控制 在冲击回转钻进中，应选用低转速，这主要是为了降低切削具刃角的磨损和添加回次进尺长度。添加转速，在冲击频率不变的情况下，就等于相对添加二次冲击的间距，增大了切削具的切削行程。由于间距太大那么前次冲击破碎穴的自在面不能充分利用。反而降低了钻进效率，所以冲击回转钻进应选用低转速钻进为宜。液动冲击回转钻进转速控制在选择转速时，还应思索以下要素：硬质合金钻进硬的或强研磨性、破碎的岩石，钻具的回转速度普通选用3045转分，岩石愈硬，其转速应愈低，假设转速提高，那么冲击间距大，容易过早地磨损或崩坏硬质

14、合金，从而降低了破碎岩石的效果。钻进软岩层或裂隙发育的岩层时，钻具的转速普通选用120150转分，最高转速不要超越150-270转分。以便充分发扬切削破碎岩石的成效；液动冲击回转钻进转速控制n用金刚石作研料进展冲击回转钻进时，为了充分发扬金刚石磨削岩石的作用，可将钻具转速提高到300转分以上；n液动冲击器的冲击频率高时，其钻具回转速度应适当高些，反之那么低些；n液动冲击器的冲击功大时，可适当提高钻具回转速度，反之那么小。 液动冲击回转钻进泵量控制 泥浆泵的冲洗液量是冲击回转钻进的重要参数。由于冲洗液量不仅影响冲洗钻孔的质量，而且直接影响冲击器的任务性能冲击功和冲击频率，从而影响到钻进效率。因此，只需地层允许，泥浆泵任务正常，就应尽量满足冲击器任务时所需的冲洗液量。而且还需适当增大些冲洗液量，以补充管路各接头等处的泄露。洗液量为80150升分；射流式冲击器普通需求的冲洗液量为200升分左右。液动冲击回转钻进泵量控制 泵压除抑制冲击器及管路上的阻力损失外，还应满足冲击器作功的需求，随着泵压的增高，冲击器的