一、研究現(xiàn)狀：
自1871年美國研究制造了長一臺的蒸汽功力鑿巖機以來，不遠之后便將注意力轉到空氣作為動力的研究上，并于1902年由美國英格索蘭公司推出了第一臺便式移動空氣壓縮機，從而導致了氣功鑿巖機的全面發(fā)展。空氣潛孔沖擊器鉆進技術是上世紀初開始試驗以及50～60年代獲生產發(fā)明，并于20～80年代廣為發(fā)展形成的，空氣鉆進技術被視為鉆探技術的樗性之了動潛孔沖擊器鉆進技術以及鉆進效率高、鉆頭壽命長、鉆孔質量好的特點，國內外研究者對潛孔沖擊器結構不斷改進，工作性能優(yōu)化，鉆研匹配，鉆頭類型，工藝方法等方面竟相進行研究，使其適應多種工程應用的要求。
（一） 國外的研究現(xiàn)狀
1、美國是空氣潛孔沖擊器應用較早的國家之一，它從早的風動鑿巖開始，不斷進行空氣壓縮的改進和研究，不斷完善和發(fā)展風潛孔沖擊器的結構的設計，以及進行潛孔機械的配套，空氣不僅作為碎巖動力，排渣及冷卻鉆頭，而且也為鉆機提供行走、回轉等動力，使其工藝配套更趨完善和合理，其經濟效益更加突出。風動潛孔沖擊器的產品越來越多樣化和系列化，應用領域越來越廣泛。近幾年來，其在大口徑工程鉆漿施工及潛孔定向鉆進以及時性進行非開挖地下管線鋪設中取得了較大的發(fā)展。
2、西德有關公司，為了有效地提高卵礫石中和堅硬巖石的鉆進效益，近年來也將潛孔沖擊器鉆研進技術較廣泛地應用于礦山爆破孔、水井、工程和巖石鉆漿中，并取得了較好的效果，特別是潛孔沖擊器取心鉆研進技術及汽舉反循環(huán)工藝得到了較大的發(fā)展。
（二） 國內研究現(xiàn)狀
我國幅員遼闊，地形地貌氣候復雜多變，有大面積的沙漠戈壁，大面積黃土覆蓋區(qū)，大面積高寒缺水或供水困難地區(qū)，大面積巖溶地區(qū)，并存在冰凍層帶，當然還有大量忌用液體循環(huán)介質的各種客觀條件等宜于發(fā)展采用多工藝空氣鉆進技術，以保證鉆探質量，提高鉆探速度和降低成本。我國地質部門曾于1937～1958年在北京和甘肅錫鐵山進行過早期空氣鉆進試驗。60～70年代乃至“六五”期間不少單位陸續(xù)進行研究試驗生產應用，雖未能形成較大規(guī)模的生產能力，但對發(fā)展此技術的認識都是肯定的，地質生產部“七五”科技及攻關項目之一“多工藝空氣潛孔沖擊器鉆進技術的開發(fā)研究”，經過五年攻關活動，項目所設七項課題和分解進行的此項專題，均取得了豐碩成果，包括如下幾下方面：
1、空氣潛孔沖擊器鉆進器具和工藝
除了創(chuàng)造條件，大面積拓廣應用常規(guī)潛孔沖擊器鉆進處，開發(fā)了反循環(huán)“GQ200”型貫通式潛孔沖擊器和配套的“FQ200/250”球齒鉆頭，“QG273/210型”跟管鉆進鉆具，“QXD－165”和“QXS－165”型潛孔沖擊器取的鉆具，Q150/230、Q230/260、Q260/300mm潛孔擴孔鉆頭，以及井口密封捕塵裝置，并研究總結了一套空氣潛孔沖擊器鉆進工藝，此項成果對提高我國水文井鉆探技術與生產水平效果顯著，后來又延伸研制成功孔徑95、93mm和800～1500mm貫通式潛孔沖擊器。
2、設備研制成功空氣反循環(huán)鉆進用“WP”系列雙壁鉆具（Ф114、Ф89、Ф73）三牙輪鉆頭，雙通道水龍頭，主動鉆探及巖樣接收裝置等，并研究總結了一套空氣反循環(huán)鉆進工藝。
3、氣舉反循環(huán)邊疆取樣器具和工藝
設計研制成功SHB系列氣舉反循環(huán)鉆進雙壁鉆桿（Ф114、Ф12、Ф140、Ф168mm），各型鉆頭、氣液分離和巖樣接收裝置等，并研究總結了一套取樣判層和鉆進工藝。
4、空氣鉆進用泡沫劑和鉆進工藝
共研制成功四種泡沫劑（ADF－1、CDT－182、CDT－183）和一種清泡劑（DX），其性能達到或超過國外同類產品水平。
5、多功能空氣鉆進用鉆機和各類監(jiān)測系統(tǒng)，為發(fā)展多工藝空氣鉆進技術裝備創(chuàng)造了條件。
二、研究的主要內容
（一）根據潛孔沖擊器的工作原理及發(fā)展動態(tài)，拓展其在復雜地層（地層松散、鉆進困難、孔壁穩(wěn)定性差）鉆進時的跟管及拔管應用，同時提出對潛孔沖擊器的改進措施。
（二）根據空氣潛孔沖擊器在復雜地層條件下的碎巖優(yōu)勢，研究其松散布地層及基巖地層中的取心鉆進，進一步完善鉆具配套，拓展其在復雜地層在進行工程地質勘察的應用。
（三）風動潛孔沖擊器鉆進行ODEX工藝，它不僅使用了潛孔沖擊器造孔，同時解決了套管跟進問題，避免了鉆孔坍塌和重復破碎，提高了鉆進速度，本文擬探索，在成孔口徑及鉆進深度上有所突破，以滿足還在水利、水電、工路、鐵路、工業(yè)及民用等各類災害及基礎施工中的不取心鉆進。
（四）空氣潛孔沖擊器擠密成孔。目前，我國土層錨桿及樁基孔施中常采用沖洗液正循環(huán)和長螺旋桿干式作業(yè)鉆進方法。用正循環(huán)鉆進法因受施工場地，沖洗液排放及污水處理等條件限制，一般很少采用。而長螺旋干式作業(yè)不僅消耗功率大，而且鉆進效率低，成本高，因此一開展?jié)摽讻_擊器錐開鉆頭擠密成孔研究具有較為廣泛的應用前景。
（五）非開挖地下管線施工中潛孔沖擊器鉆進，它是一種機構簡單，使用廣泛，費用低的非開挖鋪管施工設備。
