衝擊鑽探是利用衝擊錐運動的動能產生衝擊作用，破碎岩層實現鑽進的一種鑽探方法。使衝擊錐運動的動力有氣動、液動和重力。一般指的是重力作用下的衝擊鑽探。
基本介紹
- 中文名：衝擊鑽探
- 外文名：percussion boring
- 歷史起源：2200多年前
- 物理原理：重力作用
- 工作原理：衝擊錐運動動能產生衝擊
- 學科：鑽探工程
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歷史
在2200多年前，中國已把衝擊鑽探方法套用於鑽鑿鹽井和水井。公元 280年，利用衝擊鑽鑿最深的井已達200尺。迴轉鑽出現後,衝擊鑽也還被套用。衝擊鑽機具簡單，設備費用和使用成本低，操作工藝簡單，在卵礫石層以及破碎（或強風化）基岩中鑽進經濟有效。
20世紀70年代產生了衝擊反循環，這是衝擊鑽探工藝一項重大革新。衝擊反循環鑽探是用衝擊破碎岩層,利用反循環排出鑽屑的一種鑽進方法，如圖。中心為排碴管,衝擊鑽由3根鋼絲繩提升及下放對地層產生衝擊作用，破碎的岩碴凡小於排碴管的都可立即以反循環方法排出,反循環方式可採用泵吸、射流、氣舉等（見反循環鑽探）。一般衝擊鑽進中，鑽進與排碴是交替進行的，一個回次中最早破碎的岩石在井底被重複破碎，影響鑽進效率提高，衝擊反循環中可以大幅度減少重複破碎及升降鑽具的時間，從而較大幅度提高了鑽進效率。
目前在工程地質鑽探、砂礦鑽探、農田水井鑽鑿、工程施工鑽中仍廣泛採用。
工作原理
衝擊鑽探是利用鑽頭鑿刃，周期性地對孔底岩石進行衝擊，使岩石受到突然的集中衝擊載荷而破碎。為使鑽孔保持圓柱狀，鑽頭每衝擊孔底一次需轉一定角度後再次進行衝擊。當孔底岩粉(屑)達到一定數量後，應提出鑽頭，下人專門的撈砂(屑)工具，將岩粉清除，然後再下入鑽頭繼續衝擊破碎岩石。如此反覆地進行衝擊鑽鑿，以加深鑽孔。
根據所採用的動力不同，衝擊鑽探可分為人力衝擊鑽探和機械衝擊鑽探兩種。根據衝擊工具的不同，又可分為鋼繩衝擊鑽探和鑽桿衝擊鑽探兩類。
衝擊鑽機
衝擊鑽機一般利用曲柄搖桿機構或卷揚機提升懸吊在鋼絲繩下端的鑽具至一定高度，然後在重力作用下下落，對井底產生衝擊破碎岩石。鑽進效率決定於鑽具重量、衝程和沖次。由於鑽具下落速度及時間受重力加速度限制，在泥漿中衝程為 1米時，沖次一般為40～50次，要提高衝程就得降低沖次，反之要提高沖次就得減小衝程，這就限制了衝擊鑽鑽進效率的進一步提高，因此除在風化基岩及卵礫石層中鑽進外，一般鑽進效率低於正常的迴轉鑽。衝擊鑽靠抽筒撈取鑽屑取岩樣，或用擊入取樣器採取砂土樣來了解地層。由於取樣時不用像迴轉鑽那樣起下裝卸鑽桿，所以效率不低於迴轉鑽。衝擊鑽探隨著孔深增加鑽進效率逐步降低，雖然有用衝擊鑽鑽深孔的記錄，但一般多用於鑽鑿深度在 300米以內的井。
