劉朋，高學(xué)徑

（1.無錫通準(zhǔn)鑿巖工具有限公司，江蘇 無錫214000；2.天水鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具研究所，甘肅 天水741020）

（上接2019年第2期第22頁）

該公司生產(chǎn)110-195 規(guī)格的NM 系列無尼龍管高氣壓潛孔沖擊器，其技術(shù)參數(shù)見表28。該公司生產(chǎn)136-254 規(guī)格的速霸系列無尼龍管高氣壓潛孔沖擊器，其技術(shù)參數(shù)見表29。

該公司生產(chǎn)155-610 規(guī)格的水井、建筑基樁和鉆井用沖擊器，該類沖擊器屬于較大孔徑的高氣壓潛孔沖擊器，其特點(diǎn)與黑金剛公司同類產(chǎn)品類似，具體技術(shù)參數(shù)見表30。

該公司生產(chǎn)114-155 規(guī)格的反循環(huán)沖擊器，此種反循環(huán)沖擊器主要用于深孔勘探鉆進(jìn)和巖心樣品，其技術(shù)特點(diǎn)與黑金剛同類產(chǎn)品類似，具體技術(shù)參數(shù)見表31。

3.2.3 其它地區(qū)的生產(chǎn)企業(yè)概況

除了宣化地區(qū)、長沙地區(qū)外，我國其它地區(qū)生產(chǎn)潛孔沖擊器的企業(yè)也很多。如湖北宜昌地區(qū)的五環(huán)鉆機(jī)具有限責(zé)任公司、武穴市長江工具股份有限公司，以及山東的龍口、濰坊地區(qū)，浙江的臺(tái)州地區(qū)也有許多很有影響力的潛孔沖擊器生產(chǎn)企業(yè)。

表28 新金剛NM 系列無尼龍管高氣壓潛孔沖擊器基本參數(shù)表

表29 新金剛速霸系列無尼龍管高氣壓潛孔沖擊器基本參數(shù)表

表30 新金剛水井、建筑基樁和鉆井用沖擊器基本參數(shù)表

表31 新金剛反循環(huán)沖擊器基本參數(shù)表

（1）湖北省武穴市長江工具股份有限公司

武穴市長江工具股份有限公司原名長江工具廠，最早成立于1970年，是一家歷史悠久的鑿巖釬具生產(chǎn)企業(yè)。近年來該公司與中國地質(zhì)大學(xué)、華南理工大學(xué)、煤科院等科研單位合作，研發(fā)生產(chǎn)了多種潛孔沖擊器以及其他釬具鉆具產(chǎn)品。

該公司生產(chǎn)55-210 規(guī)格的低氣壓潛孔沖擊器產(chǎn)品，其技術(shù)參數(shù)如表32所示。

該公司生產(chǎn)76-165 規(guī)格的中、高氣壓潛孔沖擊器產(chǎn)品，其技術(shù)參數(shù)如表33所示。

（2）山東泰進(jìn)機(jī)械裝備股份有限公司

表32 長江工具公司低氣壓沖擊器基本參數(shù)表

表33 長江工具公司中、高氣壓沖擊器基本參數(shù)表

山東泰進(jìn)機(jī)械裝備股份有限公司位于山東省龍口市。2012年該公司與韓國東宇合作，生產(chǎn)大口徑潛孔沖擊器及鉆頭等鉆具，還生產(chǎn)無噪音組合潛孔錘產(chǎn)品。

該公司生產(chǎn)380-525 規(guī)格的中尺寸潛孔沖擊器，其基本參數(shù)如表34所示，675-975 規(guī)格的大尺寸潛孔沖擊器的基本參數(shù)如表35所示。

4 我國潛孔沖擊器產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

得益于我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，以及各類基礎(chǔ)建設(shè)工程的大規(guī)模開展，我國潛孔沖擊器產(chǎn)品在新世紀(jì)尤其是2010年后得到爆發(fā)式增長。由于國內(nèi)品牌的迅速發(fā)展，國外產(chǎn)品占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈高端和主導(dǎo)地位的局面被打破，目前國內(nèi)品牌已占據(jù)大半市場，并大量出口國外市場。國內(nèi)產(chǎn)品已從以前主要使用氣壓0.5 MPa 左右的低氣壓產(chǎn)品，發(fā)展為以1.4 MPa 左右的中氣壓產(chǎn)品、最高可達(dá)2.4 MPa 的高氣壓產(chǎn)品為主導(dǎo)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)按照張維民教授的劃分，經(jīng)歷了四代的改進(jìn)。這幾代產(chǎn)品的具體原理及優(yōu)缺點(diǎn)在《我國潛孔沖擊器的發(fā)展歷程》一文有詳細(xì)描述，此處不再重述。產(chǎn)品規(guī)格方面從原來的最大200 mm 左右鉆孔尺寸，發(fā)展到今天的1000 mm 孔徑以上。產(chǎn)品種類也出現(xiàn)了大孔徑?jīng)_擊器、反循環(huán)沖擊器、鉆井專用沖擊器等新型產(chǎn)品，乃至多個(gè)沖擊器形成組合的可鉆鑿2 米左右孔徑巖孔的集束式潛孔沖擊器（組合潛孔沖擊器產(chǎn)品）?，F(xiàn)將上述技術(shù)發(fā)展情況概述如下：

表34 泰進(jìn)中尺寸潛孔沖擊器基本參數(shù)表

表35 泰進(jìn)大尺寸潛孔沖擊器基本參數(shù)表

（一）中氣壓與高氣壓潛孔沖擊器

上個(gè)世紀(jì)我國市場上的潛孔沖擊器以低氣壓產(chǎn)品占據(jù)主要地位。低氣壓潛孔沖擊器進(jìn)尺慢，嚴(yán)重制約了鉆機(jī)的鑿孔效率。從本世紀(jì)初開始，0.7～1.4 MPa 左右的中氣壓產(chǎn)品以及1.4 ～2.4 MPa 的高氣壓的潛孔沖擊器逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。中氣壓和高氣壓的潛孔沖擊器鑿速明顯提高，尤其是在堅(jiān)硬巖石的地質(zhì)情況下，鑿速成倍增加，從而對施工效率的提升起到了巨大的推動(dòng)作用。沖擊器產(chǎn)品由于使用高氣壓，使得沖擊器鑿孔直徑大幅擴(kuò)大，因而也使得潛孔沖擊器在其他領(lǐng)域的應(yīng)用如打水井、石油鉆井、建筑深基孔等成為可能。

（二）新型潛孔沖擊器

在中氣壓、高氣壓沖擊器得到廣泛應(yīng)用的同時(shí)，潛孔沖擊器的類型也增加了很多。主要有大孔徑潛孔沖擊器、反循環(huán)潛孔沖擊器、帶螺旋葉潛孔沖擊器、集束式潛孔沖擊器等。

（1）大孔徑潛孔沖擊器。在上世紀(jì)以低氣壓潛孔沖擊器為主導(dǎo)產(chǎn)品的時(shí)代，潛孔沖擊器鑿孔直徑基本在250 毫米以下。隨著中氣壓、高氣壓潛孔沖擊器產(chǎn)品的相繼研發(fā)成功，鑿孔直徑也不斷變大。圖6為山東泰進(jìn)機(jī)械裝備股份有限公司生產(chǎn)的鑿孔直徑可達(dá)1500 毫米的大口徑潛孔沖擊器外形圖。

圖6 大口徑潛孔沖擊器外形圖

（2）反循環(huán)潛孔沖擊器。以圖7所示的宣化蘇普曼生產(chǎn)的反循環(huán)潛孔沖擊器排粉原理圖為例，左圖為常規(guī)潛孔沖擊器工作時(shí)的氣流和巖粉流動(dòng)示意圖。壓縮空氣將鉆頭在巖孔底部鑿下的巖粉，沿沖擊器外壁和巖孔內(nèi)壁的空間吹出孔外實(shí)現(xiàn)排粉。右圖為反循環(huán)潛孔沖擊器工作時(shí)的氣流和巖粉流動(dòng)示意圖。這種潛孔沖擊器的中心有專用排出巖粉的通道。鑿孔時(shí)壓縮空氣將鉆頭在巖孔底部鑿下的巖粉，通過沖擊器的中心排氣通道排出實(shí)現(xiàn)排粉。

圖7 宣化蘇普曼反循環(huán)潛孔沖擊器原理圖

反循環(huán)潛孔沖擊器，巖粉是通過潛孔沖擊器以及與之配用的專用鉆桿的中心孔道，在不接觸巖孔的孔壁的情況下直接排出孔外的。這在巖層地質(zhì)發(fā)育的情況下，能更好的保證巖孔孔壁的穩(wěn)定，從而提高成孔率；在進(jìn)行巖礦采樣時(shí)，還可避免礦樣污染，提高礦樣準(zhǔn)確度。此外，中心排粉還可控制排放，便于排渣的處理。在采樣時(shí)，也可方便的將巖樣輸送到對應(yīng)的位置。圖8為北方穿越鉆具公司反循環(huán)鑿孔工作原理圖。

圖8 北方穿越鉆具公司反循環(huán)鑿孔工作原理圖

（3）帶螺旋葉潛孔沖擊器。這種沖擊器將適于處理巖石鑿孔和松軟巖土地質(zhì)的螺旋鉆結(jié)合了起來，可很好的適用于礫石層、塊石、微風(fēng)化基巖類地質(zhì)條件下的打孔。圖9為山東泰進(jìn)公司生產(chǎn)的帶螺旋葉潛孔沖擊器外形圖。

（4）集束式潛孔沖擊器。這種潛孔沖擊器在灌注樁孔鉆進(jìn)時(shí)，比傳統(tǒng)施工方法能大幅提高效率。集束式潛孔沖擊器出現(xiàn)以前，灌注樁孔通常使用組合牙輪或滾齒鉆頭鉆進(jìn)。這種方法在松軟地質(zhì)條件下鉆進(jìn)速度能達(dá)到施工要求，而在中硬以上巖層地質(zhì)條件下，就需要加大鉆機(jī)扭矩（即增大回轉(zhuǎn)扭矩）和鉆壓（即增大推進(jìn)力）。隨著巖層硬度的增加或鉆孔直徑的增大，這種施工方法的鉆進(jìn)效率變得很低、經(jīng)濟(jì)性變得很差[6]。而集束式潛孔沖擊器能發(fā)揮沖擊器高效對付硬巖的優(yōu)勢，很好地解決這種工況下的鉆孔問題。圖10為山東泰進(jìn)公司集束式潛孔沖擊器外形圖。

圖9 山東泰進(jìn)公司帶螺旋葉潛孔沖擊器外形圖

圖10 山東泰進(jìn)公司集束式潛孔沖擊器外形圖

（三）各種新用途

傳統(tǒng)沖擊器主要用于露天礦鉆鑿爆破孔。隨著潛孔沖擊器技術(shù)的不斷進(jìn)步和產(chǎn)品種類的不斷豐富，潛孔沖擊器還用于如下用途：

（1）鉆鑿交通、水電等工程中護(hù)坡用錨索孔或地鐵隧道工程中的錨索孔。

（2）鉆鑿水井，在石油開采中有堅(jiān)硬巖層的地質(zhì)條件下鉆石油井。

（3）建筑施工中鉆基樁孔。

（4）采礦工程中鑿地下礦探水孔。

（5）煤礦工程中鉆鑿探瓦斯用孔。針對新的用途，出現(xiàn)了適于這些特種工程的專用潛孔沖擊器，如長沙黑金剛、湖南新金剛等公司研發(fā)了水井、基樁和石油鉆井專用大孔徑潛孔沖擊器。潛孔沖擊器在這些工程中的應(yīng)用，有效提高了工作效率，為我國上述相關(guān)行業(yè)提高效益、增強(qiáng)競爭力起到了很好的助推作用。