振动钻进(vibratory drilling)

利用振动器产生的机械振动破碎岩石的钻进方法。是工程钻探中广泛使用的方法之一。振动钻进不使用钻探冲洗介质，钻速在土层中可达到每分钟数米，能获得质量满意的地层样品。但振动钻进适用的地层和钻进深度有限，一般适用于松软地层的钻进，可钻孔直径通常为73～168mm，有时可达219mm或更大；钻孔深度多为15～20m以内，最大达到60～70m。

振动钻进示意如图所示。其工作原理是借助振动器带动钻杆和钻头，使其产生周期性振动。这种振动力传到钻头周围的岩土层中时，导致岩土的强度降低，钻头在振动器和钻具自重、振动力等轴向载荷的联合作用下切入岩土层中。工程勘察中一般使用配备有振动器的多功能钻机进行振动钻进，而很少使用专门的振动钻机。常用振动器有机械式和液压式两种，其中以采用电动机或油马达驱动、借助偏心轮旋转时的离心力产生振动作用的机械振动器应用较广。机械振动器有双轴双轮式、单轴单轮式和单轴双轮式三种，以双轴双轮式应用最为普遍。振动器的振动频率一般为20～42Hz。振动钻头由上端的连接钻杆用异径接头、1～3m长的钢管和管靴组成。除端部外，沿钢管长度方向开1个或数个纵向切口，钻进中储存扰动岩土样渣，供地质取土鉴别描述或清土之用。此外，还有正方形或长方形断面的振动钻头。

振动钻进主要有两种方式：(1)纯振动钻进。振动器、钻杆和钻头是固定连接，振动器工作时钻具作往复运动而沉入岩土层；(2)冲击振动钻进。在振动器与钻具之间有一套锤一砧系统，振动器工作时对钻具施加高频冲击，使钻头以冲击功实现钻进。冲击振动钻进一般比纯振动钻进效率更高。

影响振动钻进的工艺因素主要有：振动器的振动频率、振幅和偏心轮的偏心力矩，回次长度，以及冲击振动钻进时的冲击部分组件自重。大多数情况下，振动钻进使用常参数振动器，通常在钻进过程中不调节参数。回次长度根据钻速和地质编录等确定。振动钻进可以作为独立的钻进方法使用，也可与回转钻进组合成为振动回转钻进，它可以比单纯振动钻进法钻进的孔更深、岩层更硬，还可与反循环连续取心钻进(见反循环钻进)配合使用，其效果更佳。