在应用冲击回转钻进方法过程中，一些施工单位往往无视压力表的存在，而这种疏忽造成的损失却往往相当惨 重，有时甚至会从根本上否定冲击回转方法的可行性、高效性。从科研、施工等方面结合一些极为复杂条件下冲击回转 钻进实例，列出一些与压力表异常值相关典型事故及原因，来阐明压力表在冲击回转钻进中的重要作用。

众所周知:在冲击回转钻进过程中，冲击器往往潜入孔中，其 应用过程中所出现的许多事故尤其是地下事故只能通过间接的 方法来进行判断，如声音、压力表等。而在这些间接的方法中，压 力表占有极其重要地位。一般来说，潜孔锤正常工作时，压力表 读数在一定的范围内波动。压力表值突然上升或突然下降、压力 表值异常偏高或偏低，可推断出冲击回转钻进系统的某一个环 节在地下、地表出现故障或地层出现变化。另外，不安装压力表、 不更换已失效压力表更是不可取的。

1.压力表值突然升高

压力表值急剧上升可能是由于高能循环介质通道严重受阻 所致。但其造成的原因不同，反映的情况不同。

1. 1泵量调节不当

吉林大学探工研究所研制的大功率射流式冲击器在进行实验 时，为了测泵压及背压分别安装有泵压表及背压表。实验中，由于柴 油机档速给得太大，导致大排量水泵泵量突然增大，高压水在来不及 撕世的情况下’使得压力表读数急剧上升，高压胶管爆裂。

1. 2控制阀阀门调节不当

同样在上述试验中，由于大排量水泵已开始工作，而控制阀 (调节背压大小)阀门处于关闭状态，阀门在高压水的作用下发生 断裂，重重地猛击在循环池壁上。

1. 3地层含水

在甘肃某工程中采用GQ- 200型贯通式潜孔锤钻水井孔。当 含水层被钻穿时，高能介质一时无法排出导致压力表读数升高。

1. 4温度过低

在•引松入长”因喉工程(爆破孔工程)中施工是在水下、极低温 (-38 Q、坚硬且夹有富含泥砂破碎带、裂隙节理发育、多孔的地层 中进行。潜孔锤内部进水后，水在低温作用下凝固，将潜孔锤内部配 气座、缸套等上的小孔堵死，从而造成压力表值突然升高。

1. 5地层破碎、易坍塌

同样在上述工程中，破碎带中的泥砂及小颗粒岩屑由于种种 原因，也会流入潜孔锤内各零部件的小孔中，因颗粒在孔截面所处 的位置不同，其流速也必然不同，由伯努利原理可知其所受压力也 不同。于是，靠近孔壁的颗粒在压力的作用下附于孔壁，使得原本 光滑的孔壁变得粗糙，从而加速了颗粒进行附壁。最后，砂粒越积 越多，直到小孔完全被堵死，导致压力表读数急剧上升。

另外，在河南某金矿进行勘探孔施工时，所用潜孔锤为GQ -100型贯通式潜孔锤。压力表读数在其钻进过程中急剧上升， 究其原因是由于地层极为破碎，钻头中心孔发生堵塞，而导致压 力表读数升高。

1.6遇潮湿地层

用GQ- 200型贯能式潜孔锤钻水井孔，当钻至干地层与含 水层的过渡层-潮湿地段时，产生的岩屑在内通道形成泥饼，附 于通道壁，堵塞中心通道，于是排渣越来越少，直至完全被堵死， 造成风压异常性突然升高，其附壁机理同前所述。

1.7埋钻所致

(1)操作不当。停止钻进时，不能立即停止向潜孔锤供风，以 免由于突然停气而使尚未排出孔口外的岩屑落至孔底，将钻头 埋住(有时卡钻），造成高能介质通道严重不畅，压力表读数急剧 上升。

⑵地层中节理、裂隙、气孔发育。由于地层内串气，水气串 通，上返流速低，于是孔口只返风或只能将部分岩粉携到孔外，而 大量的岩粉被吹入裂隙中，同时大颗粒的岩屑因流速过低而不 能被吹到孔外，停风后回於，导致卡钻或埋钻，阻塞风道。

(3)破碎带存在。当潜孔锤钻穿破碎带后继续钻进时，破碎 带中的泥砂、碎块在潜孔锤高频振动的作用下，掉落至孔底，造成 埋钻。高压气体无法排出，也会导致压力表读数的升高。

总之，压力表读数急剧升高可能是由于人为因素造成的，也 有可能是由于地层因素造成的。其本质原因是由于风路、水路严 重受阻所致。不畅之处可能在胶管、水接头、冲击器内部、也有可 能位于钻头等处。

2.压力表值突然降低

压力表值突然下降是由于管路、钻具、或冲击器严重泄漏臓。

2.1胶管破裂

在施工过程中，有些施工单位为了节省成本，购买耐压值严 重不够胶管。而该胶管工作一段时间后，在压气的作用上爆裂， 导致稳压罐中的高压气体直接从爆裂处排至大气。

2. 2钻杆折断

某工程在使用FGC- 15A型潜孔锤进行大直径钻孔时，钻 具在扭转力及冲击力的反作用力的作用下，在钻杆与潜孔锤联 接处发生断裂，从而导致压力表急剧下降。

2.3潜孔锤外壁断裂

潜孔锤在钻进时，尤其是非贯通式潜孔锤(全面破碎的潜孔 锤)在破碎易坍塌地层中进行钻进时，由于卡钻，使得潜孔锤外壁 磨损严重加剧，变得越来越薄，最后在扭转力的作用下发生断裂， 整个冲击器中零部件全部掉入孔底，使得高能介质直接由断裂 处排对地表。

2.4潜孔锤活塞断裂

潜孔锤内部活塞在交变力波的作用下发生疲劳断裂，断裂面发 生错位，压气直接从中心孔排至孔底，导致压力表读数急剧下降。

总之压力表读数突然降低是由于严重发生泄漏所造成。它可能 是由于风管严重破损而致，也有可能是由于钻杆、潜孔锤断裂所致。

3.压力表读数偏高

一般而言，潜孔锤风压越高，对钻进越有利(前提是活塞不能 超过其极限速度）。此处的压力表读数偏高，是由于异常情况下 引起的读数偏高

（1）孔深加大。在液动冲击回转钻进或气动冲击回转水下钻 进时，随着孔深加大，液柱压力必然会不断增加，背压增加，地表 压力表读数也不断上升，当增加到某一压力时，导致潜孔锤无法正常工作。

 （2）涌水量增加，水位升高。当钻穿含水层时，涌水量增加， 同样液柱压力、背压不断增加，最终导致压力表读数偏高。

（3）遇潮湿段地层。具体表现为孔口或胶管出渣口 (反循环） 只返风不排粉，对于全面破碎的正循环气动冲击回转钻进而言， 岩屑聚集于钻杆壁上，随着转动形成泥环，阻塞(正循环)排屑通 道，从而使风压升高;对于贯通式反循环气动冲击回转钻进而言， 岩屑极易附壁于中心通道或出渣胶管，发生堵塞时，压力越升越 高，有时甚至将胶管涨裂。

（4）卡埋钻所致。卡钻是指有岩屑等卡在潜孔锤外壁与孔壁 之间或卡在钻杆与孔壁之间的环状间隙中。岩屑或岩石碎块的 存在，堵塞了风道，导致压力表值升高。可能原因如下：

①波碎带存在。破碎带中的碎块掉入孔中，造成卡钻；

②钻进规程参数不当。当钻进规程参数不合适时，岩屑过 大，上返过程中发生错位，导致卡钻；

活塞内部某些零部件因泥沙，顺被堵也会导致压力升高。

冷收缩不均、在钻具自重、油压作用下钻具发生变形，改 变内部间隙参数，某些零部件被卡死都会导致压力表读数升高。

供气管路及钻杆必须保持清洁畅通，否则也会导致压力 表读数不必要的偏高。

4.压力表读数偏低

冲击器在低于规定的工作风压条件下勉强工作时，其冲击 功、冲击频率都将会降低，因而不能有效地破碎岩石和有效地将 破碎下来的岩渣及时排出孔外，使钻速急剧下降，钻头磨损加剧， 钻进成本大大提高，所以尽可能使工作风压接近规定风压上限， 以期收到最好的钻进效果。

（1）高压胶管出现破损。风管出现破损可能是由于高压胶管 自身质量存在问题，也有可能是由于施工单位因节省成本等原 因而选用了抗压强度不够的胶管，这些都会导致风压偏低。解决 的方法是重新更换耐压强度高的胶管，否则一旦选错，不仅浪费 胶管，更重要的是，潜孔锤因得不到额定风压、风量导致钻速急剧 下降，成本大幅度提高。

（2）钻杆发生泄漏。钻杆母接头在频繁冲击力、扭转力的作用下，不可避免地发生变形，最终导致高能介质在该处发生泄漏。 具体表现在钻杆与钻杆、钻杆与潜孔锤、钻杆与水笼头联接处。

（3）空压机自身提供的风压风量不足。

（4）沿程损失过大。沿程损失过大与管径、管长、管道本身相 对粗造度有关。

（5）在使用双壁钻杆或三通道钻杆时，由于技术上的原因，一 般钻工很难做到不发生任何泄漏，有时甚至造成高能介质短路， 最终导致压力表读数偏低。

（6）冷收缩所致。活塞、配气杆、内缸等因气温过低不均匀收 缩，导致其内部配合尺寸过大产生泄漏，压力表读数偏低。

（7）过度磨损。潜孔锤内部活动件频繁往复运动，其表面不 可避免地磨损，造成与其配合件之间间隙增大，也会产生泄漏。

5.不安装压力表或压力表失效

5. 1不安装压力表

在“引松入长”水下爆破孔施工过程中，综合考虑地质条件、 工程概况、甲乙方单位的现有条件等，在理论及实践上合理选用 气动冲击回转钻进方法具有可行性。而最初实际并非如此。究 其主要原因，孔口附近没有安装有压力表，无法知道潜孔锤的给 进风压。安装压力表后，发现潜孔锤给进风压远低于正常工作风 压(空压机提供风压大于潜孔锤的正常工作风压），而风压过低的 原因是由于沿程损失过大(风路长、风管直径小)所造成。于是采 取相应措施，极大地提高钻速。然而从最初提出采用冲击回转施 工方案到最终使用该方法，走过一段“弯路”，造成一些浪费。

5.2 压力表失效

在黑龙江某工程中，选用冲击回转钻进方法钻孔，所用钻机 为BTGJ - 2型钻机。使用过程中，BTGJ - 2型钻机油压表由于 种种原因其灵敏度大大降低，致使实际给进压力远大于油压表 油压，结果造成翻机事故。

另外，压力表是空压机安全工作的保证，一旦压力表超过额 定风压，空压机自动排气。

当几台空压机产生的高压气体共储于一储气罐时，储气缸 也必须安装压力表，一旦其内部压力接近储气罐的额定压力时， 马上排气。

还有，压力表对钻水井孔显得尤为重要。当将冲击回转钻具 下放到几百米深的有水孔时，给气一段时间后潜孔锤并不工作， 此时并非钻进系统出现故障，而是背压太大的缘故。从压力表上 可以看到压力表憋得相当高，直到某一上限。其后，压力表值才 开始下降，达到某一下限后，便开始正常工作。

从上述不难看出，压力表在冲击回转钻进中的作用是多方 面的。从某种意义而言，压力表是冲击回转钻进的眼睛，任何无 视压力表存在行为是错误的。

6.结束语

压力表是冲击回转钻进中极为重要的仪表，尤其是在复杂 地层中钻进时，其值异常是出现事故的征兆或地层出现变化的 信号。希望此文能引起用户对压力表足够重视。