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【摘要】本文主要阐述了煤田地质勘探中冲击回转钻进的钻具转速、钻压、泵量与泵压、净化冲洗液等技术工艺技术问题。
【关键词】煤田地质；勘探；冲击回转；钻进工艺
1、钻具转速
进行冲击回转钻进时，钻具回转转速的高低，一般按所钻岩石的性质、所用磨料的种类以及冲击器冲击功的大小和冲击频率的高低等因素进行确定。
以块柱状硬质合金为磨料的钻头，钻进硬岩层或钻进强研磨性岩层时，由于破碎岩石的主导作用是冲击载荷，所以钻具的回转转速应在20-80./min之间。钻的岩石越硬，其钻具的回转转速就越低。
实践表明，若钻具的转速过高，不仅会使冲击间距大，降低破碎岩石效果和崩坏硬质合金；还随着钻头圆周速度的提高，硬质合金与岩石进行摩擦的里程增加，也会迅速磨损切削具，其结果会大幅降低回次进尺长度。要提高钻具的转速，转速通常要在80-300r/min之间。按钻探生产实践经验，钻具转速的选取可参阅表1。
选择钻具转速除要岩石性质外，还应考虑冲击器的性能状况。冲击器的冲击功较大时，要适当的提高钻具转速；反之，要降低钻具的转速。同样，冲击器的冲击频率较高时，钻具的转速也要适当增加；反之，应适当降低转速。
冲击频率高时要提高钻具的转速，而冲击频率低时要降低转速呢？可从以下情况看出它们之间的关系。
冲击回转钻进时，钻头上的每一颗硬质合金由于同时受回转的作用在完成第一次冲击破碎岩石后，便移动一段距离，进行第二次冲击破碎岩石。硬质合金两次冲击之间的距离为冲击间距（S）。
计算可知，冲击间距（S）的大小是与冲击频率的高低和钻具回转转速的快慢有着密切关系的。
岩石越硬，其抗破碎阻力越大，越容易崩刃和磨损硬质合金；所以冲击间距（S）应该小一些。钻进硬岩层时，应该采用较低的转速。
各种岩石都有它的最优冲击间距值，根据生产实践经验，一般可钻性为6-7级的岩石，S=10～15mm，可钻性为7-8级的岩石，S=8-10mm，可钻性为9-10级的岩石，S=5～8mm。
进行针状硬质合金钻进时，钻具的转速不应低于200r/min，一般为200-300r/min。
进行金刚石冲击回转钻进时，为了充分发挥金刚石磨削破碎岩石的作用，以提高钻进效率，钻具的转速应在600r/min以上。
2、钻压
液动冲击回转钻进钻头上施加的轴向压力有两个方面的作用。一是在岩石中导致一定的预加应力以及回转时切入岩石，以提高破碎岩石的效果；二是克服冲击器工作时出现的反弹力，以减少冲击能量的传递损失。
钻进较软岩石，由于岩石的抗破碎强度较低，基本上是以回转剪切作用为主进行破碎岩石。为充分发挥回转切削岩石的作用，要采用较大的轴向压力。可控制在800N左右。
钻进较硬岩石时，由于岩石的抗破碎强度较高，是以冲击载荷的作用进行破碎岩石。因此，所采用的轴向压力要小一些。可控制在4000-6000N范围之间。
若所施加轴向压力过大，不仅能导致硬质合金过早磨损，还可能出现崩刃或崩脱，造成钻进效率降低；而压力也不可太小，过小的压力不能克服冲击器所出现的反弹力，要降低冲击能量的传递效率，也会降低钻进效率。
选择轴向压力时既要注意瞬间的钻速，还要注意整个钻进过程中的平均小时效率。
3、泵量与泵压
由于冲击器是以高压液流为动力，推动冲锤进行工作；因此，冲洗液不仅是为冷却钻头和冲洗岩粉，而且对冲击器的工作性能也有决定性影响。它直接影响冲击频率的高低和冲击功的大小，即随着泵量的增加，冲击频率及冲击功也相应得到增加。
只要地层允许（冲洗液上返流速不大于所钻地层的要求），水泵工作性能正常，就要尽可能满足冲击器工作时的水量。还要加大一部分泵量，以补充管路各接口处的泄漏损失。
从目前常用的冲击器结构及口径两个方面因素来看，正作用冲击器及双作用阀式冲击器通常所需要的泵量为1.34-2.5L/s，双作用射流式冲击器一般需要的泵量约为3.34L/s。
从目前所用的冲击器结构来看，正作用冲击器和双作用阀式冲击器，需要泵压在1.47-2.45MPa。双作用射流式冲击器，需要泵压在2.45-3.92MPa。同时要随着钻孔的延深，管路沿程损失的增加，要相应增加水泵的压力（一般每百米需增加0.294MPa泵压）。
4、净化冲洗液
液动冲击回转钻进所用的冲洗液，要按地层情况进行选择。钻进完整或比较完整地层时，可用清水钻进；钻进复杂地层时，为保护孔壁、减少冲洗液的漏失以及增加排粉能力，要用分散性泥浆、不分散性低固相泥浆或无固相冲洗液为冲洗液进行钻进。进行金刚石冲击回转钻进时，应用润滑冲洗液进行钻进。
不管使用哪种冲洗液，为避免大颗粒岩粉及其他杂物堵塞冲击器的水路或卡塞冲击骼的运动部件，导致工作失灵，为延长冲击器的使用寿命，进行冲击回转钻进时，特别是加强冲洗液的管理和净化处理工作。常用的净化冲洗液方法主要有地面循环系统重力沉降法、过滤法和水力旋流除砂法。
参考文献
[1]王定武，王运泉.煤田地质与勘探方法.徐州：中国矿业大学出版社，2005.2
[2]中国煤田地质总局.煤田钻探安全技术.北京：煤炭工业出版社，1995.2
[3]魏孔明.鉆探工程.北京：煤炭工业出版社，2006.8
[4]覃家海.地质勘探安全规程读本.北京：煤炭工业出版社，2005.8
[5]刘兴科，陈国山.矿山地质.北京：冶金工业出版社，2009.8
【关键词】煤田地质；勘探；冲击回转；钻进工艺
1、钻具转速
进行冲击回转钻进时，钻具回转转速的高低，一般按所钻岩石的性质、所用磨料的种类以及冲击器冲击功的大小和冲击频率的高低等因素进行确定。
以块柱状硬质合金为磨料的钻头，钻进硬岩层或钻进强研磨性岩层时，由于破碎岩石的主导作用是冲击载荷，所以钻具的回转转速应在20-80./min之间。钻的岩石越硬，其钻具的回转转速就越低。
实践表明，若钻具的转速过高，不仅会使冲击间距大，降低破碎岩石效果和崩坏硬质合金；还随着钻头圆周速度的提高，硬质合金与岩石进行摩擦的里程增加，也会迅速磨损切削具，其结果会大幅降低回次进尺长度。要提高钻具的转速，转速通常要在80-300r/min之间。按钻探生产实践经验，钻具转速的选取可参阅表1。
选择钻具转速除要岩石性质外，还应考虑冲击器的性能状况。冲击器的冲击功较大时，要适当的提高钻具转速；反之，要降低钻具的转速。同样，冲击器的冲击频率较高时，钻具的转速也要适当增加；反之，应适当降低转速。
冲击频率高时要提高钻具的转速，而冲击频率低时要降低转速呢？可从以下情况看出它们之间的关系。
冲击回转钻进时，钻头上的每一颗硬质合金由于同时受回转的作用在完成第一次冲击破碎岩石后，便移动一段距离，进行第二次冲击破碎岩石。硬质合金两次冲击之间的距离为冲击间距（S）。
计算可知，冲击间距（S）的大小是与冲击频率的高低和钻具回转转速的快慢有着密切关系的。
岩石越硬，其抗破碎阻力越大，越容易崩刃和磨损硬质合金；所以冲击间距（S）应该小一些。钻进硬岩层时，应该采用较低的转速。
各种岩石都有它的最优冲击间距值，根据生产实践经验，一般可钻性为6-7级的岩石，S=10～15mm，可钻性为7-8级的岩石，S=8-10mm，可钻性为9-10级的岩石，S=5～8mm。
进行针状硬质合金钻进时，钻具的转速不应低于200r/min，一般为200-300r/min。
进行金刚石冲击回转钻进时，为了充分发挥金刚石磨削破碎岩石的作用，以提高钻进效率，钻具的转速应在600r/min以上。
2、钻压
液动冲击回转钻进钻头上施加的轴向压力有两个方面的作用。一是在岩石中导致一定的预加应力以及回转时切入岩石，以提高破碎岩石的效果；二是克服冲击器工作时出现的反弹力，以减少冲击能量的传递损失。
钻进较软岩石，由于岩石的抗破碎强度较低，基本上是以回转剪切作用为主进行破碎岩石。为充分发挥回转切削岩石的作用，要采用较大的轴向压力。可控制在800N左右。
钻进较硬岩石时，由于岩石的抗破碎强度较高，是以冲击载荷的作用进行破碎岩石。因此，所采用的轴向压力要小一些。可控制在4000-6000N范围之间。
若所施加轴向压力过大，不仅能导致硬质合金过早磨损，还可能出现崩刃或崩脱，造成钻进效率降低；而压力也不可太小，过小的压力不能克服冲击器所出现的反弹力，要降低冲击能量的传递效率，也会降低钻进效率。
选择轴向压力时既要注意瞬间的钻速，还要注意整个钻进过程中的平均小时效率。
3、泵量与泵压
由于冲击器是以高压液流为动力，推动冲锤进行工作；因此，冲洗液不仅是为冷却钻头和冲洗岩粉，而且对冲击器的工作性能也有决定性影响。它直接影响冲击频率的高低和冲击功的大小，即随着泵量的增加，冲击频率及冲击功也相应得到增加。
只要地层允许（冲洗液上返流速不大于所钻地层的要求），水泵工作性能正常，就要尽可能满足冲击器工作时的水量。还要加大一部分泵量，以补充管路各接口处的泄漏损失。
从目前常用的冲击器结构及口径两个方面因素来看，正作用冲击器及双作用阀式冲击器通常所需要的泵量为1.34-2.5L/s，双作用射流式冲击器一般需要的泵量约为3.34L/s。
从目前所用的冲击器结构来看，正作用冲击器和双作用阀式冲击器，需要泵压在1.47-2.45MPa。双作用射流式冲击器，需要泵压在2.45-3.92MPa。同时要随着钻孔的延深，管路沿程损失的增加，要相应增加水泵的压力（一般每百米需增加0.294MPa泵压）。
4、净化冲洗液
液动冲击回转钻进所用的冲洗液，要按地层情况进行选择。钻进完整或比较完整地层时，可用清水钻进；钻进复杂地层时，为保护孔壁、减少冲洗液的漏失以及增加排粉能力，要用分散性泥浆、不分散性低固相泥浆或无固相冲洗液为冲洗液进行钻进。进行金刚石冲击回转钻进时，应用润滑冲洗液进行钻进。
不管使用哪种冲洗液，为避免大颗粒岩粉及其他杂物堵塞冲击器的水路或卡塞冲击骼的运动部件，导致工作失灵，为延长冲击器的使用寿命，进行冲击回转钻进时，特别是加强冲洗液的管理和净化处理工作。常用的净化冲洗液方法主要有地面循环系统重力沉降法、过滤法和水力旋流除砂法。
参考文献
[1]王定武，王运泉.煤田地质与勘探方法.徐州：中国矿业大学出版社，2005.2
[2]中国煤田地质总局.煤田钻探安全技术.北京：煤炭工业出版社，1995.2
[3]魏孔明.鉆探工程.北京：煤炭工业出版社，2006.8
[4]覃家海.地质勘探安全规程读本.北京：煤炭工业出版社，2005.8
[5]刘兴科，陈国山.矿山地质.北京：冶金工业出版社，2009.8