Arbeitsweise des Im-Loch-Hammerdrehbohrens
Die Arbeitsweise des Hammerdrehbohrens besteht darin, einen Imlochhammer zwischen dem unteren Ende der rotierenden Bohrrohrsäule und dem Kernbohrer zu installieren, sodass der Hammerimpuls, der axiale Bohrerdruck und das Bohrrohrdrehmoment auf das Bohrrohr wirken Bohrer gleichzeitig, um Bohren und Kernsammeln zu erreichen. Diese Bohrmethode entstand im frühen 19. Jahrhundert in Europa. Das chinesische Ministerium für Geologie begann 1958 mit der Untersuchung und entwickelte sich in den 1970er Jahren rasch weiter. Seine Hauptvorteile bestehen darin, dass es die Bohrgeschwindigkeit und die Länge jeder Bohrrunde in Hartgesteinsformationen erheblich erhöhen, den Grad der Bohrlochbiegung verringern und die Bohrkosten erheblich senken kann. Hammerdrehbohren wird normalerweise mit zwei Arten von Hämmern durchgeführt. Die eine besteht darin, den Hammer zu verwenden, der durch die Energie der Bohrflüssigkeit angetrieben wird, was als hydraulisches Hammerdrehbohren bezeichnet wird, und die andere darin, einen pneumatischen Hammer zu verwenden, der durch Druckluft angetrieben wird, was als pneumatisches Hammerdrehbohren bezeichnet wird. Im Folgenden wird hauptsächlich das hydraulische Hammerdrehbohren vorgestellt.
Das hydraulische Hammerdrehbohrsystem verwendet eine Schlammpumpe, um Bohrspülflüssigkeit durch das Bohrgestänge in den Hammer zu pumpen, um den hydraulischen Hammer anzutreiben, der das Kernrohr und die Bohrkrone hämmert. Das Bohrgestänge wird von der Bohranlage angetrieben, um den Bohrmeißel zu drehen und unter Druck zu setzen. Diese Bohrmethode kann auch mit Seilkernbohrwerkzeugen kombiniert werden, die als Seilkernbohren mit hydraulischem Hammerdrehbohren bezeichnet werden. Bevor mit dem Bohren begonnen wird, werden der hydraulische Hammer und das an der Speerspitze aufgehängte Innenkernrohr vom Boden aus in das Seilbohrgestänge eingeführt. Anschließend wird die Bohrspülflüssigkeit in das Bohrgestänge gepumpt, um den Hammer zum Bohren und Kernbohren anzutreiben. Am Ende der Rückfahrt wird das Bergungsgerät mit einem dünnen Stahldrahtseil aufgesetzt und der Hammer sowie das innere Kernrohr werden mit einer speziellen Winde aus dem Boden gehoben.
Der Hydraulikhammer ist das Hauptwerkzeug für Hammerdrehbohren. Aufgrund seines Funktionsprinzips kann es in drei Typen unterteilt werden: positive Wirkung, doppelte Wirkung und Reaktionswirkung. Abhängig von der Hammerfrequenz handelt es sich bei Hämmern mit einer Frequenz über 40 Hz um Hochfrequenzhämmer, die mit Diamantbohrkronen ausgestattet werden können. Das Zerkleinern von Gestein erfolgt hauptsächlich durch Rotation und wird durch einen Hammer ergänzt, der als hydraulisches Bohrhammerbohren bezeichnet wird. Bei Hämmern mit einer Frequenz unter 40 Hz handelt es sich um Niederfrequenzhämmer, die häufig mit Hartmetallbohrern ausgestattet sind. Die Gesteinszerkleinerung erfolgt hauptsächlich mit dem Hammer und wird durch Rotation ergänzt, die als hydraulisches Bohrhammerbohren bezeichnet wird.
