适用于粘土、泥岩类的地层。
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（2）阶梯肋骨钻头：这种钻头是在钻头体外垂直焊接肋
骨片。肋骨片的底面比钻头底面高10mm。可焊成两级阶梯， 每级差10mm。 这种分级破碎岩石的钻头，适用于做双管钻进的外管钻头。 用于钻进砂类，含砂粘土及页岩地层。
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三阶梯肋骨钻头
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二阶梯肋骨钻头
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1．大直径钢粒钻头和钢粒
制造大直径钢粒钻头所用的材料有：厚壁无缝钢管、铸 钢管、钢板卷焊管、岩芯管或套管等。其结构如图5.1—13。 钢粒：优质高碳钢丝切制而成，直径 3.5～4mm ，长度 4mm以上的圆柱体，单粒抗压强度为14000～17000N/粒。
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2．钢粒钻进的基本过程
往孔内投入一定量的“自由”
部顺着钻头水口的斜边进入钻头唇面下，参与破碎孔底
岩石。
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3．大直径钢粒钻进技术参数
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2．SPC—300H型钻机
SPC—300H型钻机全部部件组装在国产“黄河”牌汽车
上，动力为汽车的发动机，钻机具有冲击机构（见图3-1-10 所示）。
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动力头式汽车钻机
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三、取芯钻进
水文地质普查孔、勘探孔、长期观测孔、探采结合孔 以及基岩中的供水井常采用取芯钻进。取芯钻进除了能满
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4．岩粉浆密度
冲击钻进时，井内岩粉浆的密度过大，将影响钻具下降的
加速度，从而影响冲击破碎岩石的效果；
从另一方面看，井内有一定密度的岩粉浆，却有利于悬浮
岩粉、岩屑。否则岩粉、岩屑就会滞留而沉积在井底，形成一 层岩粉垫，使钻头不能直接冲击新鲜岩面，破碎岩石的效果不 好。对于某种岩石，有最佳的岩粉浆密度，一般是岩石的比重 越大，岩粉浆的最佳密度相应越高。
岩石，还必须给钻头施加一定的压力，从而使钻头能够在转 动的同时切入破碎岩石。
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2．冲洗介质循环
钻进碎岩的同时，必须向孔
内输送冲洗介质，冲排碎岩岩屑，
冲洗介质循环的循环方式可分为 三种方式。 （1）全孔正循环：来自泵的冲洗 介质通过钻杆柱中心进入孔底，
由钻头水口处流出，经钻杆与孔
（3）用于钻进基础桩孔、连续墙钻孔、坝基处理孔以及
其它工程孔。
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二、钢丝绳冲击钻机 钢丝绳冲击钻机一般是组装在汽车或拖车上，安装和 运输都很方便。
我国水文地质和水井钻探（井）工作中，广泛使用的
冲击钻机有CZ—20c型，CZ—22型，CZ—30型和丰收—120
型，丰收—250型等。这些钻机都是由动力机、主轴、冲击
刃角，取决于所
钻岩石的软硬程 度。一般情况是 地层越硬，刃角 的角度越大。
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2．冲击钻杆
冲击钻杆是为加重钻头重量的实心
钻杆。 钻杆间的连接方式有两种：一是丝 扣连接，另一种是法兰盘连接。钻杆的结 构如图5.1—4所示。
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3．钢丝绳接头
钢丝绳接头又称绳 卡。它的作用是联接钢 丝绳与钻具； 并使钻具在钢丝绳 扭力作用下，能在钻头 冲击一次后自动回转一 定的角度。
4(1.02QjSn) QjSn v 1.3 2 2 D a D a
影响钻进速度v的因素主要有：钻具重力（量）、冲 击高度、钻具的下降加速度、冲击次数和岩粉浆密度。
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1．钻具的重力（Q）
钢丝绳冲击钻进是利用钻具在井中自由下落冲击而破碎 岩石，因此，钻具重力直接影响着钻进效率。
钻具重力的计算公式为：
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4．掏砂桶
掏砂桶又称抽筒，主 要作用是捞取井内的岩粉。
也可用它来钻进砂质或粘
土质等软地层。 掏砂桶为一圆桶，上 有提梁连接钢丝绳，下有 活门抽取岩粉。
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四、钢丝绳冲击钻进规程
冲击钻进规程是指在冲击钻进时，为了达到好的钻
进效果，依据一定的理论基础和实践经验，对钻具及钻进
工艺参数进行控制，这些人为可以控制的参数称之为冲击 钻进规程。
作用下容易发生应力集中，使得破碎效果比静载作用好得多， 因此，用冲击方法破碎岩石，特别是大卵砾石、漂石、裂隙硬 岩等岩层，具有效率高、消耗功率低、成本低等优点。 （2）设备简单，移动方便，维修方便。 （3）钢丝绳冲击钻，只能钻进垂直井孔，故在应用上受到限 制。
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2．钢丝绳冲击钻的应用范围
（1）钻凿大直径水井； （2）钻凿露天矿山爆破孔；
壁环状间隙上返至孔口，流入地 面循环槽中。
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（ 2 ）全孔反循环：冲洗介质由
钻杆与孔壁环状间隙进入孔底，
由钻头水口进入钻具和钻杆中上 返至地表主动钻杆水龙头，经胶 管返回循环系统或水源箱中。 （ 3 ）孔底局部反循环：在整个
钻孔的大部分孔段仍是正循环，
仅在孔底岩心管部分实现反循环， 使冲冼液的流动方向与岩心的进 入方向一致。
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3．软地层取芯钻进的技术参数 回转取芯钻进中为了优质、高效、安全地钻进成孔，必须 对钻进中的回转速度、给钻头施加的轴向压力以及用于冲洗液 循环的水泵的泵量进行控制。 粘土类地层硬度小粘性大，切削具易于压入切削，并有冲 洗液的溶蚀、分解泥屑，排离孔底。当进尺快时，如果泵量不 足常出现蹩泵、糊钻等。因此钻进时多采用大泵量、高转速勤 活动钻具的操作方法。
的钢粒，落入孔底后，下入钢粒钻
头，钻头压在这些钢粒上，钻进时， 钻头向下施加一定的轴向力，再作 回转运动。同时，冲洗液由钻头内 间隙流经孔底转向，再由钻头外间
隙上返流出。
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孔底的钢粒受着钢粒自重、钻头压力、回转的离心
力及冲洗液的冲刷力等的作用，钢粒分布在钻头底部及
钻头内、外环状间隙中，外环的钢粒多于内环的钢粒， 底部的钢粒在钻头回转力的带动下，在孔底行走、翻转， 对孔度岩石进行碾压破碎，随着底部钢粒的磨损，部分 细小的钢粒被冲于外环间隙中，粗大完整的钢粒落于底
（一）钢丝绳冲击钻进的原理 钢丝绳冲击钻进的基本原理是： 借助于一定重量的钻头，在一定的高 度内周期地冲击井底，使岩石破碎而 获得进尺。在每次冲击之后，钻头在 钢丝绳带动下，回转一定的角度，从 而使钻孔得到规则的圆形断面。
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工作原理图
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（二）钢丝绳冲击钻的特点和应用范围
1．钢丝绳冲击钻的特点
（1）冲击钻进是以冲击动载荷破碎岩石的，由于岩石在动载
足水文地质要求、获取岩芯外，钻孔内还可以进行物探测
井，这样可以进行对比，准确划定含水层的位置，这对于 提高勘探质量和减少施工的盲目性都有意义。 取芯钻进常用的钻头直径在110～190mm，超过 φ200mm直径的钻孔，称大直径钻孔。
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（一）软地层取芯钻进 软地层主要为粘土类地层、砂类地层、泥岩和无矽化的
硬岩因切入深度小，故应适当多留。悬距值还与井深有关，当 钢丝绳越长，其弹性伸长量就越大。 冲击高度仍然是根据岩石性质确定，钻进硬岩，应选择较 大的冲击高度，钻进软岩则应选择较低的冲击高度。
18ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3．冲击次数
钢绳冲击钻进时钻机冲击机构往复一次所需时间和钻具
冲击循环时间相吻合。即冲击次数和冲击高度相匹配， 这样的冲击次数才是合理的冲击次数。 合理的冲击次数可按下式计算： 式中：n——冲击次数，次/min； n 0.1181
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2．冲击高度（S）和悬距
冲击高度S是指钻具在冲击过程中，钻具被提离井底的高 度。改变冲击机构上的曲柄与连杆连接的位置，可得到不同的 冲击高度。一般冲击钻机其可变的冲击高度范围在0.6~1.1m。 由于钻具是经过很长的钢丝绳与钻机联系着，压轮的上下 摆动高度不等于钻具在井内的冲击高度。如何解决钢丝绳在受 力后弹性伸长和不断延伸的井深问题。在实际工作中，常采用
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二、回转钻探（井）设备
1．SPJ—300型钻机
SPJ—300型钻机由动力机1，泥浆泵2，绞车3，转盘4和A 字型钻塔5组成（见图3—1—9所示）。
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SPJ—400型钻机
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SPJ—400型钻机转盘
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钻机编号所表达的意思
S P C—X X X
第二特征代号：C—车装、S—散装
第一特征代号，转盘钻 类别标志，水文标志 SPJ系列型钻机可拆性强，适用于交通不便的地区施工。 钻塔可整体竖起，但整个设备笨重、钻进方法单一。
灰岩等地层。这些地层对钻进易造成缩径、糊钻、埋钻、塌
坍或孔径扩大等。因此，在钻进措施和钻具选择上应适合地 层的特点。 1．钻头 适于软地层的钻头，主要是合金钻头，当前采用的硬质 合金取芯钻头，一般为肋骨钻头。
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（1）螺旋肋骨钻头：在钻头体外焊上肋骨片，肋骨片呈螺旋
形，根据钻头直径不同，焊接3～6片肋骨。这种钻头不易糊钻，
机构、卷筒、桅杆和行走机构等部件组成。
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三、钢丝绳冲击钻具
钢丝绳冲击钻具主要有：钻头、冲击钻杆、钢丝绳接头
和捞砂筒。
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1．钻头
冲击钻进的钻头是直接破碎岩石的钻具。冲击钻头底部
带有各种刃角的切削刀，用它将冲击力传给岩石。钻头中部 称钻头体，为了减少钻头在运动中岩粉浆对它的阻力，钻头 体上开有流通岩粉浆的沟槽，以增大钻头的冲击力。 冲击钻头的
双层或三层，其上可以接弹子接
头或喷反钻具，以提高岩芯的采 取率和岩芯的质量，如图 5.1— 11b所示。
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取粉管接头
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岩心管
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绳索取芯钻杆
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钻杆
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取芯钻具之间的连接，在直径较小或扭力不大时， 一般采用丝扣连接。当直径较大或扭力较大时，为防止 钻进期间钻具的跳动和脱扣，采用丝扣加焊接或完全焊 接方式联接。
(3)内外肋骨钻头：在钻头内外都焊接肋骨片，以减少冲洗液
的阻力、钻头的糊钻与蹩泵。这种钻头在松散地层除减轻糊