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潜孔钻机如何选择钻具

引子: 就好像狙击枪的射击离不开子弹一样,潜孔钻机钻进都离不开钻具,本文旨在浅显的介绍潜孔钻机选用钻具的一些基本常识,以飨读者,欢迎拍砖。

潜孔冲击器,钻头,钻管的尺寸选择

潜孔冲击器的尺寸主要取决于钻孔孔径和岩石类型。对于爆破孔来说,潜孔钻孔的孔径范围是从89mm到252mm,小于89mm的孔径主要选择顶锤式,大于252mm孔径的多用回转式钻孔方式。

潜孔钻具图片

通常来说,潜孔冲击器能适用的最小孔径就是其名义尺寸,意思就是4寸冲击器适用的最小孔径就是4寸的孔径。通常来说这种情况下,冲击器和孔壁之间,钻管和孔壁之间,是有足够的环形空间用于排渣的。

匹配钻头的最大尺寸为冲击器尺寸加上1寸,比如说,匹配4寸冲击器的最大的钻头尺寸为5寸。

钻管的外径尺寸和冲击器外径尺寸越接近越好,可以保证更好地排渣,同时也降低了卡钻的可能性。

从钻管(钻杆)的加工工艺来说,冷拔管的表面光洁度和尺寸精度都优于热轧管。表面光洁度好意味着钢管表面不易起皮,而起皮造成的金属碎屑会降低冲击器的使用寿命。另外,钻管的螺纹和主体连接部分如果使用摩擦焊接就更好了,能增加钻管的强度,同时,螺纹部分的热处理做得好,能增加螺纹的可靠性和强度,使接卸杆更加顺畅,提高工作效率和总的穿孔速度。

选择合适的潜孔钻头

再来看看钻头,钻头的主体通常是通过硬质合金机加工而来,再进行热处理到指定的硬度,使表面的压应力有足够抗疲劳性能,然后再嵌上硬质合金钻齿。

凸面、尖齿的钻头设计能实现最快的穿孔效率,最适合磨石性较低的中软岩。

凸面、尖齿钻头适合中软岩的钻进

对于磨石性较高的硬岩,平面的钻头可以提高钻头的寿命。如果球齿的外缘够大,可以通过多次修磨钻头来提高钻头寿命,降低使用成本。另外,凹面球齿的钻头也可以适用于此类磨石性较高的硬岩。

凹面球齿钻头图片

如下图,凹面的钻头更适用于节理发育,裂隙多的中硬岩,可以有效地降低孔偏斜几率。

凹面钻头图片

实际应用方面

潜孔钻机在露天矿和采石场钻孔时通常需要比较耐用的潜孔冲击器,因为采石场通常都是长期的工作,如果经常更换冲击器,就太不划算了。有一些比较好的潜孔冲击器在彻底更换前,可以多次修复使用,比如调换一下冲击器的外管方向。

潜孔钻机在露天矿施工场景

建筑石材(大理石等)类的钻孔更看重孔直度,在大于89mm孔径的钻孔中,潜孔式通常比顶锤式的孔直度要好。

潜孔钻机工作图片

勘探钻孔需要在比较偏远,相关设施较差的工地工作。所以对潜孔冲击器的要求就是设计简单,可靠性高,而且要适应高风压钻孔。

高风压潜孔钻机施工现场

反循环冲击钻孔也比较常用,这种取样方式相对来说金刚石取芯钻孔要省成本。反循环冲击器使用的工艺和普通潜孔冲击器一样,但是使用的是反循环钻管,高压空气通过钻管内壁和外壁之间的空隙吹入,然后使钻屑从钻管内壁之内排出,之后用收尘袋收集钻屑,如下图所示。

反循环冲击钻孔

 潜孔钻机在实际使用中,永远要考虑一个重要因素,就是钻机手。一个有经验的钻机手能够通过有效地调整钻孔参数,来减少冲击器失效的几率,提高冲击器的寿命。

优秀的机手操作潜孔钻机能够延长冲击器的使用寿命

市场上有很多种冲击器选择,有便宜的,也有高端的。但是衡量冲击器的价值不仅仅是看其材料和设计本身,更重要的是要考量给用户带来的效率和岩米成本的两者平衡。

比如说,一个冲击器很便宜耐用,但是油耗很高,带来的结果是岩米成本很高,这也不能说是一个很好的冲击器。另一个冲击器价格很高,但是带来的效率也高,每岩米成本低,那么这就是一个好的冲击器。

当然,作为用户,还需要考虑冲击器厂家是否能够提供足够的技术支持和使用指导,这个也非常重要,可以有效地帮助我们用户提高潜孔钻机的钻孔效率,降低使用成本。


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