液动潜孔锤

冲击回转钻冲击载荷的发生装置

液动潜孔锤（又称液动冲击器或液动锤），是液动冲击回转钻进中冲击载荷的发生装置，其利用钻进过程中泥浆泵供给的冲洗液中的能量，直接驱动液动锤内的冲锤形成上下往复运动，并连续不断地对下部钻具施加一定频率的冲击载荷，从而实现冲击回转钻进。

产品特点

液动潜孔锤钻探是对常规回转钻探的重大改革，是继现代金刚石钻探和空气钻探之后的钻探新方法。它较好地利用了坚硬岩石脆性大而抗剪强度较低不耐冲击力的弱点，是解决坚硬岩层和某些复杂岩层钻探效率低钻孔质量差的有效钻探技术。

与常规回转钻进相比，液动潜孔锤钻探具有以下优点：

（1）充分利用现场常规配套设备，基本不改变现有操作规程；

（2）由于泥浆泵的泵压容易达到较高值，因此液动锤适应孔深更大（已经达到5118m）；

（3）硬岩地层钻进时效高；

（4）破碎地层不易堵心，回次进尺长；

（5）有效延长钻头寿命；

（6）一定程度减轻孔斜强度；

（7）能量消耗较低，环境污染少；

（8）不怕含水层，护壁能力强；

（9）操作容易维修方便。

分类

（1）正作用式：阀和冲锤的回程运动依靠各自弹簧，而冲程依靠水击驱动冲锤下行产生冲击能量。

（2）反作用式：利用冲洗液的压力增高推动冲锤上行压缩工作弹簧储存能量，当阀门打开，液流畅通工作室压力降低，工作弹簧释放储存能量驱动冲锤下行产生冲击。

（3）双作用式：冲锤的回程及冲程运动均依靠冲洗液的压力驱动，当冲锤下行时产生冲击能量。

（4）复合作用式：综合以上三种作用形式中的任二种研发的产品。

（5）中空贯通式：配合气举、水力中心反循环钻进研发，它与普通液动锤的区别在于沿其轴线从上到下设有一个贯通的柱状孔，在钻进中构成的反循环连续输送岩心（样）的通道。因此心部的全部零件都是贯通的，如逆止阀、缸座、活塞及钻头等都是筒状。

（6）与其他技术结合的派生产品（如绳索取心式、液气两用式等）。

研究与应用

我国是世界上开展液动锤技术研究和应用工作做得最好的国家之一，在该领域处于领先，自1958 年开始系统的专题研究，1961年列为地质部重点项目，除去“文革”期间被迫中断外，一直坚持研究开发工作。

液动锤技术应用领域广泛、效果显著从小口径岩心钻探（最深应用到4006.17米），正在向水文水井、锚固施工、水下炸礁、廊道施工、科学钻探等领域拓展。已取得良好的经济效益和社会效益。

发展趋势

液动锤钻探经过几开发和实践，证明是对付坚硬和复杂岩层的先进钻探技术。各种液动锤已经形成一类新型孔底动力机，并将得到更深入和更高层次的发展。

首先，随着高科技和电子技术的发展，冲击回转钻探的理论研究水平将有重大的突破，各种不同结构型式的液动锤其冲锤和各运动部件的力学特性表达式将得到改进和充实，利用计算机模拟仿真将对液动锤的结构、参数设计进一步简化、优化和科学化。对液动锤性能参数的测试方法将会更加准确、直观和智能化，新型先进专业化的传感器和普及型的高速摄影测试技术将得到应用。

为迎接市场环境的挑战，液动锤的品种和型号将适当减少和进一步优化并普遍实现批量规模制造。并会由于冲击功增大而在其加工精度、选材、热处理防腐处理等方面积极借鉴和参考风动潜孔锤相关技术，到或超过风动潜孔锤的水平。

液动锤将向多功能、广用途方向发展。继续保持在岩心钻探、水文水井钻探应用的同时，将重点向石油、天然气及地热钻探领域发展，这是根据国民经济和环境可持续发展战略对水、油、气等资源的需求所决定。将液动锤钻探技术向这方面发展，会有广阔的市场前景，这主要应解决易损件寿命、冲洗液适应性、深孔背压、入井性能稳定可靠性以及液动锤性能与牙轮钻头匹配性等问题。

绳索取心液动锤与涡轮钻或螺杆钻及长寿命钻头或不提钻换钻头相融合的钻进系统研究，将会在科学深钻施工中发挥积极作用。积极研发贯通式液动锤与双壁钻具融合技术，提高岩样质量和硬岩钻进效率。

研制采用高压油或其他洗井介质驱动的闭路循环液动锤可能会是新一代产品的重要内容。如在非井挖地下管线施工中利用油压式夯管锤其效率将高于气动夯管锤，且性能易调节、噪声低。

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