1. 技术名称

高频声波振动钻进取样装备及技术。
2. 适用范围
污染场地非卵石层取样、 岩土工程勘察、 浅层矿产勘查。
3. 技术内容
3.1 技术原理
声频（ 或称声波， 下同） 振动钻进技术原理如图 1 所示，高速液压马达驱动一对偏心轴反向旋转， 横向力相互抵消， 向下则产生周期性激振力， 当振动与钻具自然谐振频率叠合时，系统产生共振， 具有最大钻进能量。

技术路线为： 采用高频动力头提供振动力， 将钻具贯入地层， 不用泥浆， 可连续快速钻取地表至特定深度的原状样品；配合使用套管或螺旋中空管钻进， 可采集地下水样或建造地下水监测井； 配合使用污染物监测仪器和特质电缆， 可在线采集不同位置的污染物浓度并传输至地面； 配合使用注浆泵和注浆管， 可将修复药剂注入至目标层位。 配合使用脱落锥， 可完成物探爆破孔的施工。

钻机振动频率 50Hz～ 180Hz， 液压系统工作压力 21MPa，振动力 140kN， 给进行程＞ 3.0m， 给进力＞ 32kN， 提升力＞ 64kN， 最大扭矩＞ 1800N·m， 最大转速＞ 250r/min。
3.2 主要创新点
（ 1） 声频振动钻进时不使用冲洗液， 可在干旱无水环境及松散软地层钻探使用， 对样品和环境无污染， 可获得连续、 弱扰动柱状样品。

（2） 钻具不回转或仅做极低速旋转以防松扣， 使旋转摩擦阻尼大幅减小， 节省动力输出； 高频振动钻进（ 50Hz～ 200Hz） 避开了土层固有频率（ ＜ 30Hz）， 使钻具周围土粒完全液化， 钻进阻力小， 钻进速度大幅提高， 尤其适合于砂层等松散地层取样， 克服了常规低频振动和旋转取样导致样品易散落的缺点。

4. 污染治理或环境修复效果
钻进过程中不使用泥浆、 泡沫等介质， 对样品和环境无污染， 最大取样直径 130mm， 钻孔深度可达 50m 以上， 优于直推式取样钻机。
5. 技术示范情况
该技术在复杂地层的无污染、 弱扰动取样效果显著， 已有 6个工程项目应用。 以山西尾矿坝闭库勘察工程为例， 勘察完成1#、 2#赤泥库坝顶及黄土坝体 859 平台 22 个勘探钻孔， 其中孔径 115mm 的单孔最大钻深 44m， 累计进尺 600 多米， 获取了 300多组原状土样。 取样质量高， 对土体扰动小， 不需泥浆， 钻进速度较常规 SH30 钻机快 1 倍， 钻孔深度大。
6. 投资估算
单台设备投资约 75 万元。
7. 投资回收期
设备静态投资回收期约 1 年。
8. 技术成果转化推广前景

该技术取样质量高， 在土壤污染场地调查、 治理与修复、高等级工程勘察、 水溶性矿物勘探、 浅层地源热泵孔和物探爆破孔等方面具有良好的市场前景。 此外， 目前国外进口50m 声波钻机的价格约 300 万元， 国内通过进一步优化研发及批量生产， 成本可控制在 50 万～ 75 万元， 售后服务费用也显著降低。 预估该类钻机的年需求量约 200 台， 市场前景良好。