Funktionsweise des Schlagbohrens mit Imlochhammer
Die Funktionsweise des Schlagdrehbohrens besteht darin, einen Imlochhammer zwischen dem unteren Ende der rotierenden Bohrrohrsäule und dem Kernbohrer zu installieren, sodass der Schlagimpuls, der axiale Bohrmeißeldruck und das Drehdrehmoment des Bohrrohrs gleichzeitig auf den Bohrmeißel wirken, um zu bohren und Kerne zu sammeln. 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 rasant. Seine Hauptvorteile bestehen darin, dass die Bohrgeschwindigkeit und die Länge des Rundmaterials in harten Felsformationen erheblich erhöht, der Grad der Bohrlochbiegung verringert und die Bohrkosten erheblich gesenkt werden können. Schlagdrehbohren wird normalerweise mit zwei Arten von Hämmern durchgeführt. Bei der einen wird der Hammer durch die Energie der Bohrflüssigkeit angetrieben, was als hydraulisches Schlagdrehbohren bezeichnet wird, und bei der anderen wird ein pneumatischer Hammer verwendet, der durch Druckluft angetrieben wird, was als pneumatisches Schlagdrehbohren bezeichnet wird. Im Folgenden wird hauptsächlich das hydraulische Schlagdrehbohren vorgestellt.
Das hydraulische Schlagdrehbohrsystem verwendet eine Schlammpumpe, um Bohrspülflüssigkeit durch das Bohrrohr in den Hammer zu pumpen und den Hydraulikhammer anzutreiben, der auf das Kernrohr und den Bohrmeißel einschlägt. Das Bohrrohr wird von der Bohranlage angetrieben, um den Bohrmeißel zu drehen und unter Druck zu setzen. Diese Bohrmethode kann auch mit Seilkernbohrwerkzeugen kombiniert werden und wird als hydraulisches Schlagdrehbohren mit Seilkern bezeichnet. Bevor mit dem Bohren begonnen wird, werden der Hydraulikhammer und das an der Speerspitze aufgehängte innere Kernrohr vom Boden aus in das Seilkernbohrrohr eingeführt. Anschließend wird die Bohrspülflüssigkeit in das Bohrrohr gepumpt, um den Hammer zum Bohren und Kernbohren anzutreiben. Am Ende der Rückführung wird ein dünnes Stahldrahtseil verwendet, um das Bergungsgerät anzubringen, und der Hammer und das innere Kernrohr werden mit einer speziellen Winde aus dem Boden gehoben.
Der Hydraulikhammer ist das Hauptwerkzeug für Schlagdrehbohren. Nach seinem Funktionsprinzip kann er in drei Typen unterteilt werden: positive Aktion, doppelte Aktion und Reaktionsaktion. Abhängig von der Schlagfrequenz sind diejenigen mit einer Frequenz über 40 Hz Hochfrequenzhämmer, die mit Diamantbohrern ausgestattet werden können. Das Zerkleinern von Gestein erfolgt hauptsächlich durch Rotation und ergänzt durch Schlag, was als hydraulisches Drehschlagbohren bezeichnet wird. Diejenigen mit einer Frequenz unter 40 Hz sind Niederfrequenzhämmer, die oft mit Hartmetallbohrern ausgestattet sind. Das Zerkleinern von Gestein erfolgt hauptsächlich durch Schlag und ergänzt durch Rotation, was als hydraulisches Drehschlagbohren bezeichnet wird.
