山东开启钻探设备有限公司欢迎您直接“进入本公司展台

”查看为您报价

潜孔钻机的应用 

在钻孔机械应用中，气腿式凿岩机只能钻凿小孔径、中浅炮孔；重型导轨式凿岩机经接杆也能钻凿较深的炮孔，但能量消耗大，钻进速度慢。而潜孔钻机的特点是活塞打击钎杆时的能量损失不随钻孔的延伸而加大，因此，它适合于钻凿大孔径、深度大的炮孔。  潜孔钻机是利用潜入孔底的冲击器与钻头对岩石进行冲击破碎，因此，称为潜孔钻机。广泛用于金属矿山、水电、交通、建材、港湾和*中。潜孔钻机：用钻杆带动风动冲击器和钻头一起旋转，利用风动冲击器的活塞冲击钻头破碎矿岩，通常用在中小型矿山中钻直径80～250毫米的炮孔。潜孔钻机可以在中硬以上（f≥8）的岩石中钻孔。钻机价格比较便宜，特别适用于中小型露天矿。 潜孔凿岩的实质，是在凿岩过程中使冲击器潜入孔内，以减小由于钎杆传递冲击功所造成的能量损失，从而减小孔深对凿岩效率的影响体化液压潜孔钻机广泛应用于冶金、矿山、建材、铁路、水电建设、国防施工及土石方等露天工程的bao破孔钻凿及水下钻孔bao破炸礁工程中。履带行走，钻具回转推进，钻架顶升补偿，钻机调平都采用液压驱动。采用螺杆式空气压缩机输出的压缩空气为动力冲击凿岩和冲洗炮孔，使用气压范围为1.05～1.4MPa，配用干式层流除尘器。钻具采用英格索兰高气压潜孔冲击器，钻凿孔径90~180毫米，深度为30米垂直或倾斜炮孔。一体化液压潜孔钻机是目前国内的一体化液压潜孔钻机，具有的高气压潜孔钻进系统，便于高精度、率的bao破孔钻凿。化的采购、计算机优化设计以及功率匹配与负载适应系统的开发与应用，实现了动力系统从动力—泵—负载全局功率匹配，有效降低了整机能耗，确保了整机性能与高可靠性。

多功能全液压潜孔钻机技术参数与工作原理 

潜孔钻机设备是消化吸收国产液压锚固钻机及隧道管棚液压钻机的*技术，并结合国内实际情况而设计制造的性能优异的履带式多功能全液压钻机钻机的钻架可在三个平面内调节，特别设计的摆动机构使得钻架在水平和垂直方面均能方便地定位。另外钻臂还可以±15度轴向摆动旋转，这些特性使钻机在所有的工况下均可施工多功能全液压钻机

应用领域

 一、 铁路隧道探测及注浆孔钻进（风化岩及完整基岩上钻进）

⒈如果岩石普氏硬度f≤10，利用进口动力头回转及冲击，需配快换钎杆及钎头，采用高压水排渣，亦可以利用进口动力头回转及冲击，实现一边钻孔一边注浆，防止渗漏水涌出。

⒉如果岩石普氏硬度f＞10,利用进口动力头回转，冲击利用高压气动潜孔锤进行潜孔钻进；同时把高压水通过冲击器注入孔内进行除尘。

二、 铁路隧道管棚孔钻进（覆盖层跟管钻进）

⒈如果管棚孔深度≤30米，且砂卵石比较小，可利用进口动力头回转实现单作用双回转，即内钻杆、套管同时回转及冲击，采用高压水排渣，降低施工成本。

⒉如果管棚孔深度＞30米，可利用进口动力头实现内钻杆、套管同时回转，冲击利用中高压气动潜孔锤配偏心/对心扩孔钻具实现，把高压水通过冲击器注入孔内。

三、城市高层建筑基坑的锚索孔钻进（覆盖层跟管钻进）

施工工艺同铁路隧道管棚钻进工艺一样。

四、地源热泵及水电围堰注浆孔的钻进

1. 如果覆盖层深度≤30米，且砂卵石比较小，可采用进口动力头回转实现单作用双回转，即内钻杆、套管同时回转和冲击，采用高压水排渣，起拔套管效率高，降低施工成本。在基岩上利用中高压气动潜孔锤空气钻进，钻进深度达250米。

工作原理

潜孔钻机是一种全气动式凿岩机械，有空气压缩机提供动力驱动气动马达完成各种预定动作。打开主风阀，压缩气体经过油雾器，高压气体呈油雾状态进入控制阀。一路不经减压直接进入冲击器控制阀，另一路经减压阀减压后进入风控阀，然后驱动马达转动。推动行走风阀，行走马达启动，经两次减速，实现整机前进，后退，转弯等动作。打开液压泵控制阀，油泵马达启动，操纵液压阀控制各个油缸，可完成钻臂的倾斜，摆动。滑架的倾斜，摆动以及左右履带的摆动动作。操纵冲击风阀，可完成冲击器冲击，进给，旋转，快速上下移动及油泵，水泵启动工作

潜孔钻机的工作原理 

潜孔钻机的工作原理与其它凿岩机一样，都有冲击、转动、排碴和推进等凿岩成孔过程，同属于冲击转动式钻孔。不同之处在于：潜孔钻机的冲击器装在钻杆的前端，潜入孔底，随钻孔的延伸而不断推进。

潜孔钻机的特点 

与其它凿岩机相比，它具有如下特点： 

① 冲击能量损失不随钎杆的加长而增加，可凿钻大孔直径的深孔；

② 工作面噪音大大降低； 

③ 钻进速度快，机械化程度高，辅助作业时间少，提高了钻机的作业率；

④ 机动灵活；

⑤ 钻孔质量高； 

⑥ 能钻凿中硬或中硬以上（f≥8）的岩石 钻具  潜孔钻机的钻具包括钻杆、冲击器和钻头。钻杆的两端有连接螺纹，一端与回转供风机构相联接，另一端联接冲击器。冲击器的前端安装钻头。 

※ 潜孔钻机的钻孔过程：钻孔时，回转供风机构带动钻具回转并向中空钻杆供给压气，冲击钻头进行凿岩，压气将岩碴（粉）排出孔外，推进机构将回转供风机构和钻具不断向前推进。

钻杆 

※ 钻杆的作用：是把冲击器送到孔底，传递扭矩和轴压力，并通过其中心孔向冲击器输送压气和水。 

※ 钻杆的材料：因钻杆受到复杂载荷作用和磨蚀作用，要求钻杆有足够的强度、刚度和冲击性，钻杆采用中空厚壁无缝钢管与两端按焊接而成。

冲击器 

※ 冲击器的作用：是通过活塞的运动把压气的压力能转变为破碎岩石的机械能，并实现孔底排碴和处理夹钻。

※ 冲击器的性能分析： 

冲击器的冲击功、冲击频率和耗气量是表征冲击器性能优劣的主要参数。  冲击器的冲击功越大，钻孔速度越高。但冲击功的增加量有一定限度的。因为，一方面受到钻头硬质合金柱强度的限制；另一方面，在钻头直径一定的情况下，单位功耗是不同的，且差别很大。 

※ 影响单位功耗*的因素：

① 所破碎的岩石硬度。 

② 活塞冲击速度。对于坚硬的岩石，*冲击速度为5—7.5m/s，若过低，则钻孔速度低，单位功耗增加；若过高，则不仅会增加单位功耗，而且会引起活塞和钻头的疲劳破坏。因此，在冲击功、冲击频率和活塞重量相同的情况下，细长活塞有利于减缓活塞和钻头的疲劳破坏，破坏岩石的效果好，单位功耗小。所以，冲击器宜采用棒锤形细长活塞结构。 

冲击功越大，冲击频率越高，冲击功率就越大，但冲击功率大，钻孔效率不一定高，因此，冲击器多属于大冲击功、低冲击频率类型的冲击器钻头  钻头是传递冲击能量，直接破碎岩石的工具。 

1、钻头技术要求：凿岩效率、钻孔速度及钻头寿命，主要取决于钻头的结构型式及材质状况。 

★ 从受力情况看，钻头承受很大的动载荷和磨擦作用，因此，要求钻头有较高的表面硬度，较好的耐磨性和足够的冲击性。 

★ 从结构上看，应有利于压气进入孔底以冷却钻头和排除岩碴。 

★ 从能量传递上看，钻头重量与活塞重量之比应尽可能接近于1，以提高冲击能量的传递效率。活塞重量击功、冲击速度和碰撞能量传递状态都有很大影响。在同样的冲击末速度条件下，活塞重量大大，则冲击功大，冲击次数少，而碰撞反弹现象变化不明显，破岩效果是理想的，但活塞重量过大，势必将活塞尺寸加长，使其有效行程相应变小，因而冲击能量相对降低。 

2、钻头类型及结构分析 

① 按其结构，可分为整体式与分体式两种。整体式钻头具有便于加工和使用、能量传递效率高等优点，但整体钻头由于钻头工作面积硬质合片（柱）的磨损会导致整体钻头的报废，因此，广泛采用分体式钻头。 

② 按其钻刃形状，可分为刃片型 、柱齿型和片柱混装型三种。 柱齿型钻头：是用机械的方法把一定规格的硬质合金柱压入到钻头体上的齿孔中而成。

★ 优点：

① 在穿孔过程中能自行修磨，使钻头钻进速度趋于稳定； 

② 可根据受力状况合理布置合金柱； 

③ 柱齿磨损20%时，钻头仍然可以继续工作；

④ 嵌装工艺简单，一般用冷压法嵌装即可。各类潜孔钻机的工作原理及使用条件 井下潜孔机 钻机工作原理： 

※ 回转供风机构：

一方面提供回转动力并把动力传递到钻具，完成钻具钻凿动作；另一方面，通过其空心轴把高压气水混合物送入钻杆直达冲击器，完成孔底吹碴动作。 

※ 推进调压机构：一方面通过活塞杆往返运动，使回转供风机构向前滑动，钻具则以一定轴压作用于孔底，实现凿岩推进；另一方面调节气缸进气压力，实现在合理轴压力下钻孔。

※ 操纵机构：通过操纵开关手把，操纵回转供风机构和推进调压结构完成各自动作。

※ 凿岩支柱：升降钻机以适应作业空间的高度和钻凿不同方向的钻孔。 露天潜孔钻机 

1、钻机工作原理：

※ 钻架与机架：机架通过横梁座落在履带上，钻架通过铰接方式与机架连接并绕铰接轴转动，以适应各种孔向。钻架上安装有回转供风机构、推进提升机构、钻具、接送杆机构。机架上则布置有操作机棚、除尘系统、司机室等。 

※ 回转供风机构：驱动钻具回转和高冲击器供给压气。 

※ 推进提升机构与调压装置。如图所示。推进钻具，保证钻头工作时始终与孔底接触，并实现回转供风机构和钻具的快速升降，调压装置是保证钻具时孔底施以合理的轴压力，以获得*的钻孔效率。 

※ 接送钻杆机构：露天潜孔机多用主、副两根钻杆。钻杆的接卸和存放由接送钻杆机构完成钻孔设备    

水泥矿山应淘汰钻速低、排渣难的低风压潜孔钻机；淘汰送风管道长、耗能高、效率低的低风压固定式空压机。中、高风压潜孔钻机和全液压露天钻机将是水泥矿山未来的主力钻机。固定式低风压(0.5～0.7Mpa)空压机正逐步淘汰，仅适应中硬以下岩石穿孔的切削回转钻机和穿凿坚硬、极坚硬的牙轮钻机也将逐步淡化出水泥矿山市场。  中、高风压露天潜孔钻机    

钻机使用中风压(1.O～1.4MPa)和高风压(1.7-2.4MPa)的压缩空气作动力，由压缩空气直接驱动冲击器和钻头选行钻孔作业，钻具回转采用液压马达，滑架起落应用液压缸支撑。目前国内外一些矿山采用钻机和压缩机分开的分体式配置，但一体化钻机，即钻机、柴油机风冷空压机和柴油机液压泵组三位一体，是钻机配置的发展方向。  

全液压露天钻机    

钻机自动凿岩系统能保持到贯穿孔底的zui大凿岩效率，通过自动调节冲击力、推进力、旋转和双重缓冲器装置，不断适应不同岩层和岩性的变化，从而提高凿岩性能，降低能耗并延长钻具使用寿命，凿岩能量得以充分传递，并使钻进中的反射冲击波降低到zui小。   

全液压露天钻机采用高排量的空气压缩机，增大了排尘风量，尽快地将凿岩的粉尘颗粒分离出来，提高钻孔速度，减少钻头磨损。使用高排量空气压缩机，也加大了钻孔口径。

1、钻进效率高，生产实践证明，其钻研进效率比波动冲击回转钻进效率高了3～10倍，效率提高的原因是：单次冲击功大，排渣风速高，孔底干净，无二次破碎；由于无液柱压力，在无地下水的情况下，改善了孔底破条件。 

2、潜孔锤的柱齿或球齿硬质合金钻头，在坚硬破碎岩石中伴用，既有利于破岩，又有比金刚石钻头寿命高的适应性，大大降低了钻头成本。 

3、因钻具转速低，钻具对孔壁的碰撞机会较少，而且这咱钻进方法是以高频对孔底冲击，养活了对岩石或倾斜地层产生孔斜的影响，从而可提高钻孔的垂直度，同时，也可减少孔壁岩石坍塌。

4、比起回转钻进，潜孔锤钻进所需的钻压和扭矩要小得多。这样可减轻钻机的设备的质量和能力，为大口径硬岩钻进，边坡坑滑加固锚杆孔钻进创造了有利有使用条件。 

5、风动潜孔锤钻进采用的无循环干式作业，空气既作为动力又作为排渣介质，不污染环境。 

6、风动潜孔锤工作时单次冲击功在瞬间即可生产*作用力，因而它可应用于软层冲击挤密不排土钻进，也可用于非开挖铺管的夯管技术。 

随着潜孔锤结构形式的发展，工作性能的优化，钻研进工艺的完善以及应用时所显示出的优点，使人们越来越认识到潜孔锤钻进在变东地层、矿产勘探及工程地质勘探、锚因工程、灌浆孔、大坝倒垂孔中应用具有良好前景。

冲击器的类型 

1、按冲击器的配气方式和结构特点，可以分为有阀和无阀两种类型

（1）有阀式冲击器，这类冲击器的特点，是由配气结构的阀片控制的。按排气方式可分为旁侧排气和中心排气两种。旁侧排气冲击器使用zui早，因其汽缸内的气体由钻头两侧排出，故稍旁侧冲击器、中心排气冲击器是使汽缸内的气体经钻头的中心孔排出。这种冲击器的排粉效果好，钻头使用寿命长，钻进效率高，较旁侧冲击器更适用于潜孔钻进的条件和要求。目前，用于岩土钻掘的冲击器多为中心排气冲击器。 

（2）无阀冲击器，这种冲击器没有阀，控制活塞往复运动的配气系统是布置在汽缸壁上，当活塞运动时自动配气。由于这类冲击器不用阀片配气，所以称为无阀式冲击器。这类冲击器的工作压力比有阀式要低，在相同工作压力下产生的冲击功要大一些。冲击器的结构及其工作原理  冲击器是一个能产生冲击作用的气功装置，其基本结构一般由配气机构，内外缸、活塞几部分组成空气潜孔锤的工作原理  通过不断改变进排气方向，就可实现活塞在气缸内的不断往复运动，从而也能不断反复冲击钻头，这就是气功冲击器工作的zui简单原理和过程。造成控制反复改变进排压缩空气方向的机构叫配气机构，配气机构是冲击器的核心部分，当压缩空气进入前气室时推动活塞上行，当压缩空气进入后气室时推动活塞下行。活塞是冲击器的一个能量转换装置，它依靠活塞运动将压缩空气的能量转换为冲击的机械能，一般是以冲击动态表示，冲击功的大小决定于活塞的重量及运动速度。下面就以图二阐述冲击器的基本工作原理空气潜孔锤钻进技术不同于普通的切削与研磨原理。它是将压缩机产生的压缩空气的能量通过空气潜孔锤这个能量转换装置，对需要破碎的岩石产生高频的冲击能量，当这个能量（冲击功）达到岩石的临界破碎功时，便产生体积破碎，同时工作后的气体在一定的风速条件下将岩石颗粒排出孔外以实现钻进的目的。潜孔钻钻进的操作技术虽然简单，但是没有科学和熟练的操作，不可能取得理想的钻进效果，有时还可能发生麻烦。因此，合理的选用钻进技术参数如钻压、风压、风量和转速是取得理想钻进效果的基本条件。

钻压 

空气潜孔锤钻进的基本工作过程，是在静压力（钻压）、冲击力和回转力三种力作用下不碎岩的。其钻压的主要作用是为保证钻头齿能与岩石紧密接触，克服冲击器及钻具的反弹力，以便有效地传递来自冲击器的冲击功。钻压过小，难以克服冲击器的工作时的背压和反弹力，直接影响冲击功的有效传递，钻压过大，将会增大回转阻力和使钻头早期磨损。钻具组合的整体结构  潜孔锤取心钻具的组合，是以潜孔冲击器通过自行研制的花键轴套式联动器与取心钻具连接成可拆卸的整体，再与钻杆柱、主动钻杆、液压动力头连接。下入孔内，通过空压机供给具有一定压力的压缩空气，在钻机的回转作用下，实现潜孔锤钻具的冲击回转钻进花键轴套式联动器  采用何种机构将潜孔冲击器的冲击功及钻机回转力短传递到孔内取心钻具及钻头上，是实现冲击回转取心钻进的关键部分。通常潜孔冲击器与钻头的连接多采用花键贺柱销式。结构虽然简单，但其径向间隙过大，同心度差，不能适应较长取心钻具的连接强度和预防钻孔弯曲的要求。 

为将潜孔冲击器之冲击力及钻具回转扭矩有效地传递到岩管，通过多种方案比较，创造性地设计出花键轴套式联动器装置，花键轴寺通过特殊变径接头与冲击器外掳下接头相连，花键轴下端采用顶锥式“梯形螺旋纹”与岩心管接头相连，上端直接接受冲击器活塞垂直传递冲击力，成功地解决了冲击器与取心钻具连接及冲击回转力的传递。   

空气潜孔锤取心钻头 

为了实现取心钻进，应根据空气钻进的基本特点，岩石的机械物理特性进行设计钻头，以取得的应用效果，取心钻头分为单管与双管两种，

1、钻头体：当冲击回转时，钻头体承受着冲击、回转扭矩，轴向静载荷，处于复杂的应力状态，为适应气功冲击回转钻进的技术要求，钻头体材质应具有高的抗挤压、抗弯曲、抗扭强度，本次试验选用FF710钎头钢，这是一种低炭板状马氏体钢，空冷硬度可达HRC40～45，机械强度高，韧性好，耐磨，抗冲击性能好，经锻制按钻头冠部设计加工成型，为适应各种地层的需要，可将钻头体进行调质和表面渗氮外照，以进一步提高钻头体的强度和耐磨性以提高钻头的使用寿命。 

2、钻头体连接螺纹，应具有连接强度高，易拆卸的特点，通过强度计算设计螺距8mm特殊梯性和母螺纹连接型式，钻头内车削锥度3°的卡簧座。 

3、钻头体通风排粉糟。通过计算在钻头底唇及内外侧面铣磨通风排粉弧形通道10×20mm四组。钻头适用范围  潜孔锤单管取心钻头（柱齿及片齿）主要适用于较完整的中硬、硬、中等研磨性、脆性的可钻性4～8给均质或非均质的砂岩、石灰岩以及火成岩类地层，亦可用于可钻性3～5级砂岩、粉砂岩层，不适应软的塑性泥质岩类地层。  潜孔锤双管取心钻头，主要适用于较完整较破碎的中硬－硬、中等研磨性、具脆性的可钻性4～8级均质或非均质的砂岩、灰岩及成岩以及第四系砂卵石层钻进，亦可用于可钻性3～5级砂岩、粉砂岩层。

取芯卡簧 

卡簧与卡簧座配套使用，专门用以卡取岩心，是潜孔锤取的钻具，不可少的重要易损零件空气潜孔锤钻进的地质条件，通常适用于可钻研性5～10级的中硬—坚硬岩石才能充分体现出其技术*性，然而为拓展其应用领域及与常规地质钻探设备的配套使用，分别在四川盆地以沉积岩为主的泥质，钙质胶结的泥岩、砂岩、粉砂岩为主的一套“红色地层”，和含水半富的厚层砂卵砾石层以及成都周边的花岗岩、片麻岩、石灰岩等硬碎性地层进行了生产试验，其主要工作对象不仅包括以月攻地质、工程地质、环境地质勘探、水井钻探、工程地质勘察，而且包括地质灾害治理、水利水电基础施工、边坡支护与锚固超前预支护管棚施工等钻探为目的的钻探工作。虽然试验的地层不是很全面，但其有一定的代表性，不过作为技术方法配套以及潜孔锤钻进获得的技术经济指标仍可以进行综合评价