在應用沖擊回轉(zhuǎn)鉆進方法過程中，一些施工單位往往無視壓力表的存在，而這種疏忽造成的損失卻往往相當慘重，有時甚至會從根本上否定沖擊回轉(zhuǎn)方法的可行性、高效性。從科研、施工等方面結(jié)合一些極為復雜條件下沖擊回轉(zhuǎn)鉆進實例，列出一些與壓力表異常值相關(guān)典型事故及原因，來闡明壓力表在沖擊回轉(zhuǎn)鉆進中的重要作用。

眾所周知:在沖擊回轉(zhuǎn)鉆進過程中，沖擊器往往潛入孔中，其應用過程中所出現(xiàn)的許多事故尤其是地下事故只能通過間接的方法來進行判斷，如聲音、壓力表等。而在這些間接的方法中，壓力表占有極其重要地位。一般來說，潛孔錘正常工作時，壓力表讀數(shù)在一定的范圍內(nèi)波動。壓力表值突然上升或突然下降、壓力表值異常偏高或偏低，可推斷出沖擊回轉(zhuǎn)鉆進系統(tǒng)的某一個環(huán)節(jié)在地下、地表出現(xiàn)故障或地層出現(xiàn)變化。另外，不安裝壓力表、不更換已失效壓力表更是不可取的。

1.壓力表值突然升高

壓力表值急劇上升可能是由于高能循環(huán)介質(zhì)通道嚴重受阻所致。但其造成的原因不同，反映的情況不同。

1.1泵量調(diào)節(jié)不當

吉林大學探工研究所研制的大功率射流式?jīng)_擊器在進行實驗時，為了測泵壓及背壓分別安裝有泵壓表及背壓表。實驗中，由于柴油機檔速給得太大，導致大排量水泵泵量突然增大，高壓水在來不及撕世的情況下’使得壓力表讀數(shù)急劇上升，高壓膠管爆裂。

1.2控制閥閥門調(diào)節(jié)不當

同樣在上述試驗中，由于大排量水泵已開始工作，而控制閥(調(diào)節(jié)背壓大小)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，閥門在高壓水的作用下發(fā)生斷裂，重重地猛擊在循環(huán)池壁上。

1.3地層含水

在甘肅某工程中采用GQ-200型貫通式潛孔錘鉆水井孔。當含水層被鉆穿時，高能介質(zhì)一時無法排出導致壓力表讀數(shù)升高。

1.4溫度過低

在?引松入長”因喉工程(爆破孔工程)中施工是在水下、極低溫(-38Q、堅硬且夾有富含泥砂破碎帶、裂隙節(jié)理發(fā)育、多孔的地層中進行。潛孔錘內(nèi)部進水后，水在低溫作用下凝固，將潛孔錘內(nèi)部配氣座、缸套等上的小孔堵死，從而造成壓力表值突然升高。

1.5地層破碎、易坍塌

同樣在上述工程中，破碎帶中的泥砂及小顆粒巖屑由于種種原因，也會流入潛孔錘內(nèi)各零部件的小孔中，因顆粒在孔截面所處的位置不同，其流速也必然不同，由伯努利原理可知其所受壓力也不同。于是，靠近孔壁的顆粒在壓力的作用下附于孔壁，使得原本光滑的孔壁變得粗糙，從而加速了顆粒進行附壁。最后，砂粒越積越多，直到小孔完全被堵死，導致壓力表讀數(shù)急劇上升。

另外，在河南某金礦進行勘探孔施工時，所用潛孔錘為GQ-100型貫通式潛孔錘。壓力表讀數(shù)在其鉆進過程中急劇上升，究其原因是由于地層極為破碎，鉆頭中心孔發(fā)生堵塞，而導致壓力表讀數(shù)升高。

1.6遇潮濕地層

用GQ-200型貫能式潛孔錘鉆水井孔，當鉆至干地層與含水層的過渡層-潮濕地段時，產(chǎn)生的巖屑在內(nèi)通道形成泥餅，附于通道壁，堵塞中心通道，于是排渣越來越少，直至完全被堵死，造成風壓異常性突然升高，其附壁機理同前所述。

1.7埋鉆所致

(1)操作不當。停止鉆進時，不能立即停止向潛孔錘供風，以免由于突然停氣而使尚未排出孔口外的巖屑落至孔底，將鉆頭埋住(有時卡鉆），造成高能介質(zhì)通道嚴重不暢，壓力表讀數(shù)急劇上升。

⑵地層中節(jié)理、裂隙、氣孔發(fā)育。由于地層內(nèi)串氣，水氣串通，上返流速低，于是孔口只返風或只能將部分巖粉攜到孔外，而大量的巖粉被吹入裂隙中，同時大顆粒的巖屑因流速過低而不能被吹到孔外，停風后回於，導致卡鉆或埋鉆，阻塞風道。

(3)破碎帶存在。當潛孔錘鉆穿破碎帶后繼續(xù)鉆進時，破碎帶中的泥砂、碎塊在潛孔錘高頻振動的作用下，掉落至孔底，造成埋鉆。高壓氣體無法排出，也會導致壓力表讀數(shù)的升高。

總之，壓力表讀數(shù)急劇升高可能是由于人為因素造成的，也有可能是由于地層因素造成的。其本質(zhì)原因是由于風路、水路嚴重受阻所致。不暢之處可能在膠管、水接頭、沖擊器內(nèi)部、也有可能位于鉆頭等處。

2.壓力表值突然降低

壓力表值突然下降是由于管路、鉆具、或沖擊器嚴重泄漏臓。

2.1膠管破裂

在施工過程中，有些施工單位為了節(jié)省成本，購買耐壓值嚴重不夠膠管。而該膠管工作一段時間后，在壓氣的作用上爆裂，導致穩(wěn)壓罐中的高壓氣體直接從爆裂處排至大氣。

2.2鉆桿折斷

某工程在使用FGC-15A型潛孔錘進行大直徑鉆孔時，鉆具在扭轉(zhuǎn)力及沖擊力的反作用力的作用下，在鉆桿與潛孔錘聯(lián)接處發(fā)生斷裂，從而導致壓力表急劇下降。

2.3潛孔錘外壁斷裂

潛孔錘在鉆進時，尤其是非貫通式潛孔錘(全面破碎的潛孔錘)在破碎易坍塌地層中進行鉆進時，由于卡鉆，使得潛孔錘外壁磨損嚴重加劇，變得越來越薄，最后在扭轉(zhuǎn)力的作用下發(fā)生斷裂，整個沖擊器中零部件全部掉入孔底，使得高能介質(zhì)直接由斷裂處排對地表。

2.4潛孔錘活塞斷裂

潛孔錘內(nèi)部活塞在交變力波的作用下發(fā)生疲勞斷裂，斷裂面發(fā)生錯位，壓氣直接從中心孔排至孔底，導致壓力表讀數(shù)急劇下降。

總之壓力表讀數(shù)突然降低是由于嚴重發(fā)生泄漏所造成。它可能是由于風管嚴重破損而致，也有可能是由于鉆桿、潛孔錘斷裂所致。

3.壓力表讀數(shù)偏高

一般而言，潛孔錘風壓越高，對鉆進越有利(前提是活塞不能超過其極限速度）。此處的壓力表讀數(shù)偏高，是由于異常情況下引起的讀數(shù)偏高

（1）孔深加大。在液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進或氣動沖擊回轉(zhuǎn)水下鉆進時，隨著孔深加大，液柱壓力必然會不斷增加，背壓增加，地表壓力表讀數(shù)也不斷上升，當增加到某一壓力時，導致潛孔錘無法正常工作。

（2）涌水量增加，水位升高。當鉆穿含水層時，涌水量增加，同樣液柱壓力、背壓不斷增加，最終導致壓力表讀數(shù)偏高。

（3）遇潮濕段地層。具體表現(xiàn)為孔口或膠管出渣口(反循環(huán)）只返風不排粉，對于全面破碎的正循環(huán)氣動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進而言，巖屑聚集于鉆桿壁上，隨著轉(zhuǎn)動形成泥環(huán)，阻塞(正循環(huán))排屑通道，從而使風壓升高對于貫通式反循環(huán)氣動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進而言，巖屑極易附壁于中心通道或出渣膠管，發(fā)生堵塞時，壓力越升越高，有時甚至將膠管漲裂。

（4）卡埋鉆所致�？ㄣ@是指有巖屑等卡在潛孔錘外壁與孔壁之間或卡在鉆桿與孔壁之間的環(huán)狀間隙中。巖屑或巖石碎塊的存在，堵塞了風道，導致壓力表值升高�？赡茉蛉缦拢�

①波碎帶存在。破碎帶中的碎塊掉入孔中，造成卡鉆；

②鉆進規(guī)程參數(shù)不當。當鉆進規(guī)程參數(shù)不合適時，巖屑過大，上返過程中發(fā)生錯位，導致卡鉆；

活塞內(nèi)部某些零部件因泥沙，順被堵也會導致壓力升高。

冷收縮不均、在鉆具自重、油壓作用下鉆具發(fā)生變形，改變內(nèi)部間隙參數(shù)，某些零部件被卡死都會導致壓力表讀數(shù)升高。

供氣管路及鉆桿必須保持清潔暢通，否則也會導致壓力表讀數(shù)不必要的偏高。

4.壓力表讀數(shù)偏低

沖擊器在低于規(guī)定的工作風壓條件下勉強工作時，其沖擊功、沖擊頻率都將會降低，因而不能有效地破碎巖石和有效地將破碎下來的巖渣及時排出孔外，使鉆速急劇下降，鉆頭磨損加劇，鉆進成本大大提高，所以盡可能使工作風壓接近規(guī)定風壓上限，以期收到最好的鉆進效果。

（1）高壓膠管出現(xiàn)破損。風管出現(xiàn)破損可能是由于高壓膠管自身質(zhì)量存在問題，也有可能是由于施工單位因節(jié)省成本等原因而選用了抗壓強度不夠的膠管，這些都會導致風壓偏低。解決的方法是重新更換耐壓強度高的膠管，否則一旦選錯，不僅浪費膠管，更重要的是，潛孔錘因得不到額定風壓、風量導致鉆速急劇下降，成本大幅度提高。

（2）鉆桿發(fā)生泄漏。鉆桿母接頭在頻繁沖擊力、扭轉(zhuǎn)力的作用下，不可避免地發(fā)生變形，最終導致高能介質(zhì)在該處發(fā)生泄漏。具體表現(xiàn)在鉆桿與鉆桿、鉆桿與潛孔錘、鉆桿與水籠頭聯(lián)接處。

（3）空壓機自身提供的風壓風量不足。

（4）沿程損失過大。沿程損失過大與管徑、管長、管道本身相對粗造度有關(guān)。

（5）在使用雙壁鉆桿或三通道鉆桿時，由于技術(shù)上的原因，一般鉆工很難做到不發(fā)生任何泄漏，有時甚至造成高能介質(zhì)短路，最終導致壓力表讀數(shù)偏低。

（6）冷收縮所致�；钊⑴錃鈼U、內(nèi)缸等因氣溫過低不均勻收縮，導致其內(nèi)部配合尺寸過大產(chǎn)生泄漏，壓力表讀數(shù)偏低。

（7）過度磨損。潛孔錘內(nèi)部活動件頻繁往復運動，其表面不可避免地磨損，造成與其配合件之間間隙增大，也會產(chǎn)生泄漏。

5.不安裝壓力表或壓力表失效

5.1不安裝壓力表

在“引松入長”水下爆破孔施工過程中，綜合考慮地質(zhì)條件、工程概況、甲乙方單位的現(xiàn)有條件等，在理論及實踐上合理選用氣動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進方法具有可行性。而最初實際并非如此。究其主要原因，孔口附近沒有安裝有壓力表，無法知道潛孔錘的給進風壓。安裝壓力表后，發(fā)現(xiàn)潛孔錘給進風壓遠低于正常工作風壓(空壓機提供風壓大于潛孔錘的正常工作風壓），而風壓過低的原因是由于沿程損失過大(風路長、風管直徑小)所造成。于是采取相應措施，極大地提高鉆速。然而從最初提出采用沖擊回轉(zhuǎn)施工方案到最終使用該方法，走過一段“彎路”，造成一些浪費。

5.2壓力表失效

在黑龍江某工程中，選用沖擊回轉(zhuǎn)鉆進方法鉆孔，所用鉆機為BTGJ-2型鉆機。使用過程中，BTGJ-2型鉆機油壓表由于種種原因其靈敏度大大降低，致使實際給進壓力遠大于油壓表油壓，結(jié)果造成翻機事故。

另外，壓力表是空壓機安全工作的保證，一旦壓力表超過額定風壓，空壓機自動排氣。

當幾臺空壓機產(chǎn)生的高壓氣體共儲于一儲氣罐時，儲氣缸也必須安裝壓力表，一旦其內(nèi)部壓力接近儲氣罐的額定壓力時，馬上排氣。

還有，壓力表對鉆水井孔顯得尤為重要。當將沖擊回轉(zhuǎn)鉆具下放到幾百米深的有水孔時，給氣一段時間后潛孔錘并不工作，此時并非鉆進系統(tǒng)出現(xiàn)故障，而是背壓太大的緣故。從壓力表上可以看到壓力表憋得相當高，直到某一上限。其后，壓力表值才開始下降，達到某一下限后，便開始正常工作。

從上述不難看出，壓力表在沖擊回轉(zhuǎn)鉆進中的作用是多方面的。從某種意義而言，壓力表是沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的眼睛，任何無視壓力表存在行為是錯誤的。

6.結(jié)束語

壓力表是沖擊回轉(zhuǎn)鉆進中極為重要的儀表，尤其是在復雜地層中鉆進時，其值異常是出現(xiàn)事故的征兆或地層出現(xiàn)變化的信號。希望此文能引起用戶對壓力表足夠重視。