[科普中国]-冲击钻探

冲击钻探是利用冲击锥运动的动能产生冲击作用，破碎岩层实现钻进的一种钻探方法。使冲击锥运动的动力有气动、液动和重力。一般指的是重力作用下的冲击钻探。1

历史在2200多年前，中国已把冲击钻探方法应用于钻凿盐井和水井。公元 280年，利用冲击钻凿最深的井已达200尺。回转钻出现后,冲击钻也还被应用。冲击钻机具简单，设备费用和使用成本低，操作工艺简单，在卵砾石层以及破碎（或强风化）基岩中钻进经济有效。

20世纪70年代产生了冲击反循环，这是冲击钻探工艺一项重大革新。冲击反循环钻探是用冲击破碎岩层,利用反循环排出钻屑的一种钻进方法，如图。中心为排碴管,冲击钻由3根钢丝绳提升及下放对地层产生冲击作用，破碎的岩碴凡小于排碴管的都可立即以反循环方法排出,反循环方式可采用泵吸、射流、气举等（见反循环钻探）。一般冲击钻进中，钻进与排碴是交替进行的，一个回次中最早破碎的岩石在井底被重复破碎，影响钻进效率提高，冲击反循环中可以大幅度减少重复破碎及升降钻具的时间，从而较大幅度提高了钻进效率。

目前在工程地质钻探、砂矿钻探、农田水井钻凿、工程施工钻中仍广泛采用。

工作原理冲击钻探是利用钻头凿刃，周期性地对孔底岩石进行冲击，使岩石受到突然的集中冲击载荷而破碎。为使钻孔保持圆柱状，钻头每冲击孔底一次需转一定角度后再次进行冲击。当孔底岩粉(屑)达到一定数量后，应提出钻头，下人专门的捞砂(屑)工具，将岩粉清除，然后再下入钻头继续冲击破碎岩石。如此反复地进行冲击钻凿，以加深钻孔。

根据所采用的动力不同，冲击钻探可分为人力冲击钻探和机械冲击钻探两种。根据冲击工具的不同，又可分为钢绳冲击钻探和钻杆冲击钻探两类。2

冲击钻机冲击钻机一般利用曲柄摇杆机构或卷扬机提升悬吊在钢丝绳下端的钻具至一定高度，然后在重力作用下下落，对井底产生冲击破碎岩石。钻进效率决定于钻具重量、冲程和冲次。由于钻具下落速度及时间受重力加速度限制，在泥浆中冲程为 1米时，冲次一般为40～50次，要提高冲程就得降低冲次，反之要提高冲次就得减小冲程，这就限制了冲击钻钻进效率的进一步提高，因此除在风化基岩及卵砾石层中钻进外，一般钻进效率低于正常的回转钻。冲击钻靠抽筒捞取钻屑取岩样，或用击入取样器采取砂土样来了解地层。由于取样时不用像回转钻那样起下装卸钻杆，所以效率不低于回转钻。冲击钻探随着孔深增加钻进效率逐步降低，虽然有用冲击钻钻深孔的记录，但一般多用于钻凿深度在 300米以内的井。

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学