高性能液动锤的试验与研究.pdf

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1、第42卷第3期探矿工程(岩土钻掘工程)Vo1．42No．32015年3月ExplorationEngineering(Rock＆SoilDrillingandTunneling)Mar．2015：37—43高性能液动锤的试验与研究杨红东，武国峰(吉林大学建设工程学院，吉林长春130026)摘要：高性能液动锤采用容积式双作用的工作原理，具有输出单次大冲击功和低泵压的工作特性。室内实验表明，高性能液动锤结构设计合理，其性能和技术指标达到了设计预期，既能输出较大的单次冲击功，同时还拥有较高的冲击频率和低泵压的工作特性；野

2、外初步试验表明，高性能液动锤配合球齿钻头能够在坚硬地层中实现快速、高效的全面钻进。关键词：高性能液动锤；低压高能；单次冲击功；全面钻进中图分类号：P634．56文献标识码：A文章编号：1672—7428(2015)03—0037—07TestsandResearchonHigh-performanceHydro-hammer／YANGHong一如，WUGuong(CollegeofConstructionEngineering，JilinUniversity，ChangchunJilin130026，China)A

3、bstract：High—performancehydro—hammeradoptstheworkingprincipleofvolumetricdoubleeffect；ithasthecharacteris—ticsofsinglehighimpactenergyandlowpumppressure．Laboratoryexperimentshaveshowedthatthestructuredesignofhigh—performancehydro—hammerisreasonableandtheperfor

4、manceandtechnicalindicatorshavereachedthedesignexpec—tations．Thehammercanoutputsinglehighimpactenergyandhasthecharacteristicsofhighimpact~equencyandlowpumppressurealso．Thefieldtestshaveshowedthatrapidandefficientfullfacedrillinginhardrockscanberealizedbythecom

5、binationofhigh—performancehydro-hammerandsphericalcrownbuttonbits．Keywords：high—performancehydro·hammer；lowpumppressureandhighenergy；singleimpactenergy；fullfacedrilling1冲击回转钻进技术现状于液动锤的单次冲击功有限，液动冲击回转钻进硬冲击回转钻进可以提高硬岩钻进效率，采用气岩时不能具有像气动潜孔锤那样获得高效的钻进效动潜孔锤钻凿水井可以到达每小时20

6、～30m的钻果，这就限制了液动锤的应用领域和范围。进速度，在我国的矿山开采，水井钻凿和石油钻井等为此国内一些相关高校和研究单位都进行了一领域得到广泛应用。但使用气动潜孔锤技术存在着系列高性能液动锤的研究。吉林大学早在20世纪噪声及环境污染的问题，气动潜孔锤工作时，能量转90年代，基于射流液动锤的原理，尝试通过提高冲换率较低、消耗较高，需要配备大功率的空气压缩锤行程的办法来提高液动锤单次冲击功，但试验效机，运营成本昂贵。果表明：单次冲击功提高有限，而冲击频率显著下液动冲击回转钻进工艺作为我国钻探技术的一降，无法达到同

7、规格气动潜孔锤的技术指标。中国大特色，一直为我国的地质勘探事业的发展发挥着地质科学院勘探技术研究所研制的容积式YZX系重要的作用，并随着绳索取心金刚石钻进工艺的发列液动锤，在室内使用球齿钻头钻进可钻性7．5级展，绳索取心液动冲击钻进技术13臻完善及广泛的花岗岩，实现了液动锤的全面钻进，但实际全面钻进应用，提升了我国地质岩心钻探技术的总体水平。的效果还暂不能达到气动潜孔锤的钻进效率。昆明液动潜孔锤与气动潜孔锤同属于冲击钻具，但国经岩土钻掘技术研究所最新研究的带有弹簧的高对于同样规格的两种潜孔锤在性能上的差别是显著性能

8、液动锤利用大刚度的弹簧积蓄了冲锤回程时产的，就单次冲击功而言，液动锤的冲击功远远小于气生的水击能量，在冲程阶段将其施加在冲锤上，使得动潜孔锤，这也决定了液动冲击回转钻进是一种以液动锤的单次冲击功显著的提高，但这种液动锤在回转切削碎岩为主、冲击碎岩为辅的钻进工艺。由原理上属于反作用液动锤，锤簧和阀簧都是易损件，收稿日期：2014—08—27；修回日期：2015