冲击钻井 — 石锤法
石锤法是冲击钻井的一种方式,当钻井遇到卵石或硬质黏土时,便需要用到。将空心的钻头连到锤具上,锤具载重在管中上下活动。一旦钻头和锤具由缆绳降入探孔,也可用同一根缆绳来锤击。通过升降锤子来驱动钻头向下钻。下钻60厘米后,将装置拉到地面上,倒空空心的钻头。石锤只有在有卵石的情况下才起到作用,在均质或硬石层的情况下并不起作用。
西方国家也以同样的原理使用冲击圆凿。但与石锤法相反的是,冲击圆凿是在地面上进行锤击。圆凿由电力驱动,用来凿碎坚硬的表层(碎石),并对土壤取样。
石锤与冲击圆凿并非单一使用的钻井方法,而是在钻井过程中遇到卵石、碎石或硬质黏土时和其它方法配合使用的辅助工具。虽然石锤不能穿透非常坚硬的石头,比如玄武岩,但与其它选择相比,如罗塔污泥钻法或 EMAS法,也已经是一种更为坚固的用具了。
石锤法赢得了世界银行、温洛克项目和国际发展企业(IDE)组织的创新灌溉技术大赛。
适宜条件
冲击钻适用于下列疏松或固结的构造:沙、淤泥、硬质黏土、砂岩、红土和砾石层。
人工冲击钻井通常应用于直径为2"至5"且最深为25米的管井。
优势 | 不足 |
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- 当遇到碎石或坚硬的地层时,石锤可与其它钻具一同使用。 - 石锤钻井比机械钻井价格更低:由于当地劳力投入会较少($600与$1500相比)。 |
- 当钻头锤入地下构造后,难以移除钻头。 - 石锤只有在没有更大卵石的情况下才起到作用。 |
与手工挖掘井相比,石锤钻井有如下优势:
- 便宜40%(对20米深的井来说,相当于$600较于$1000的差别)。
- 由于穿入砂石含水层更深,因而水质更好
- 建造过程中,更少发生意外。
- 水污染的风险更小。
建造、运作与维护
钻井设备在西方国家中进行商业化生产。当地产品亦可使用。冲击钻井是一种繁重的工作。可能需要适度使用小型发动机。
成本
成本比手工挖掘井少20-60%。 引入成本在每项工程15000 - 30000美元间,包括成品钻具组、图纸、实际操作培训和第一批井的耗资。
实地经验
石锤法主要用于印度和尼加拉瓜,马达加斯加有时也会使用。 冲击圆凿主要用于西方国家。
尼加拉瓜Cesade非政府组织主管A.法哈多表示:“石锤钻井较慢,但省去了机动钻机带来的高额花费和繁重的维护工作。”
指南、视频与链接
- 罗塔污泥钻法及石锤法钻井,第一部分:钻井指南 来自实践基金会(Practica Foundation).
- 罗塔污泥钻法及石锤法钻井,第二部分:生产指南 来自实践基金会(Practica Foundation).
- UNICEF(联合国儿童基金会) - 人工冲击钻井:平价人工钻井技术培训指南
- Manual Hand Drilling Techniques. Rural Water Supply Network. An analysis and comparison of all the drilling techniques, including 3 in-depth manuals of comparisons.
鸣谢
- 本页基本素材是从即将发表在网上的一项初步研究中取得的:实践基金会(Practica Foundation), 以及 Rural Water Supply Network(农村水源组织), 尤其是其中的 人工钻井部分.
- 43. 简易钻井方法. WEDC.