1）有阀潜孔锤
有阀潜孔锤由配气机构的阀片控制气体推动活塞上下运动。按排气方式有阀潜孔锤可分为旁侧排气式和中心排气式两种，目前使用较多的是从钻头中心孔排出缸内废气的中心排气式，虽然其结构比较复杂，但排出岩粉的效果好，可降低钻头的磨耗和提高钻进效率。
带配气阀的气动潜孔锤按结构可分为4个基本部分（图9-8）。
图9-8 有阀式气动潜孔锤
1—上接头；2—摆动阀；3—阀杆；4—阀体；
5—配气管；6—缸体；7—活塞；8—下衬套；
9—尾杆；10—花键套；11—花键联轴节；
12—下接头；13—外壳
（1）配气装置，包括可翻转的摆动阀（2），阀杆（3），配气管（5）和阀体（4）。
（2）活塞组，包括缸体（6），活塞（7）和下衬套（8）。
（3）传递冲击载荷的零件，包括尾杆（9），花键套（10）和下接头（12）。
（4）外壳和花键轴，包括上接头（1），外壳（13）和花键联轴节（11）。
气动潜孔锤启动之前，钻杆柱已坐落在孔底，花键套和位于下缘的活塞紧贴在尾杆上。这时活塞的中心通道被覆盖。
来自上腔的压缩空气使摆动阀左翼打开，并经配气管和侧向通道进入活塞下腔。在空气压力作用下活塞向上运动并覆盖排气口a。在窗口b尚未打开之前活塞持续向上移动，此后，下腔的压力急剧下降。在惯性作用下活塞继续上移使上腔的压力升高，经过一个Δt时间超过了管线中的压力。结果摆动阀翻转，关闭下腔的空气通道。压缩空气进入活塞上腔，在空气压力和自身重量的作用下，活塞向下运动（工作行程）并冲击尾杆。过剩的冲击能量靠气孔c进行补偿，然后冲击作用又循环发生。
所有的气动潜孔锤都有自动联锁装置，即使冲击动作停止，也不会中断向孔底送气，即使在升降钻具的过程中也可保证同时往孔内送风，从而保证周期性地吹洗孔底，帮助冷却钻头并排除岩屑。当钻具处于悬挂状态时，岩心管在自重作用下下沉，带动下接头伸出联轴节20～25mm。这时静止的下衬套中的通道被打开，使下腔与排气的环形间隙连通。结果两个腔体都处于开启状态，使气动冲击器停止工作，即现场常说的“防空打机构”。
阀式潜孔锤结构简单，便于制造和维修，但耗风量大，阀片、阀座易损坏，对风压适应性差。部分国产阀式潜孔锤技术性能参数见表9-2。
表9-2 国内阀式潜孔锤性能参数
2）无阀潜孔锤
（1）地质钻探用潜孔锤。(www.xing528.com)
地质钻探用无阀潜孔锤（图9-9）的配气系统布置在活塞或气缸壁上，当活塞运动时，自动进行配气。其特点是：结构简单、工作可靠；取消了复杂的配气机构，代之以无阀配气，中心排气，气道路程短，气压损失小，单次冲击功较大。该类潜孔锤主要有国产的W系列和国外的DHD系列。
W-210型冲击器利用冲击活塞的运动自行配气。这种冲击器采用了低冲击速度、大活塞重量的设计方案。其工作原理如下：由中空钻杆来的压缩气体经上接头（1）、逆止阀（3）进入进气座（7）的后腔，然后压气分两路前进：一路经进气座和喷嘴（10）进入活塞和钻头的中空孔道，冷却孔底钻头和喷吹岩粉；另一路进入内缸（9）和外缸（14）之间的环形腔（此腔作为活塞运行的进气室）。位于进气室的压气，经气缸的径向孔以及活塞上的环形槽进入前腔，推动活塞开始返回行程。当活塞上移关闭进气气路时，活塞靠压气膨胀做功，待前腔与排气孔路相通时，活塞靠惯性运行。故对无阀冲击器而言，其返回行程包括进气、膨胀和滑行3个阶段。同理，活塞在冲程过程中，首先将压气引入气缸后腔，然后也经历冲程进气、气体膨胀和惯性滑行3个阶段，完成整个工作循环。所不同的是各阶段运行的长度不同，冲程要保证有足够的进气长度，使活塞获得较大的速度，从而获得较大的冲击能。
图9-9 W-210无阀式冲击器
1—接头；2—密封圈；3—逆止阀；4—弹簧；
5—调整垫；6—胶垫；7—进气座；8—弹簧挡圈；
9—内缸；10—喷嘴；11—活塞；12—隔套；
13—导向套；14—外缸；15—卡钎套；
16—钻头；17—圆键
无阀潜孔锤扩大了缸体有效工作直径，冲击功较大；利用压缩气体膨胀做功，使冲击器耗气量大为减少；冲击器主要零件有大致相近的使用寿命，使冲击器维护、运转条件得以改善。但是，无阀潜孔锤的加工精度要求高、主要零件（如缸体和活塞）加工工艺复杂，其结构与尺寸设计难度较大。另外，由于无阀冲击器的活塞长，行程短，所以限制了它的功率提高。
目前，国产无阀式潜孔锤已系列化，比阀式潜孔锤应用更广泛。部分国产无阀式潜孔锤性能参数见表9-3。
表9-3 部分国产无阀型潜孔锤性能参数
图9-10 油气钻井潜孔锤结构示意图
1—上接头；2—回流阀；3—控制杆；
4—活塞缸；5—控制杆窗口（4个）；
6—活塞；7—铁环；8—传动接头
（2）油气钻井用潜孔锤。
近年来，国内外油气钻井界大量应用空气钻井，并取得了非常显著的经济效益。
图9-10给出了典型的控制杆移动式潜孔锤结构。活塞锤击产生的冲击力通过接头传递给破碎岩石的钻头牙齿。在浅井环空围压很小的情况下，活塞可以每分钟600～1700次（取决于气体的流量）的频率冲击钻头接头上方。然而，在深井环空围压很大的情况下，冲击频率只能达到每分钟100～300次。
图9-10所示的潜孔锤处于随钻柱提离井底的状态（钻头的台肩没有和传动接头台肩相接触）。在这个位置，压缩空气从潜孔锤上端的公接头流到钻头，并不激发活塞运动（即冲洗井眼状态）。当下放到井底，并有钻压加到潜孔锤上时，钻头接头就会被压向潜孔锤内密封舱，直到钻头台肩和传动接头台肩相连。这个过程使得活塞的一个通气口对准一个控制杆的窗口，使压缩空气能流到活塞底部的空间，推动活塞在潜孔锤腔内上移。在活塞的上行过程中，没有空气通过钻头流向岩石。实际上，在活塞的上行过程中暂停了岩屑的输送。
空气钻进靠气流带走岩屑，但潜孔锤工作时其冲向孔底的气流并不是连续的。潜孔锤活塞提起时，空气不能通过钻头喷射出来。例如，活塞以600冲程/min的频率冲击时，每个循环内有0.05s的时间空气被封闭。当然这个时间太短，因此可以看作通过环形空间的气流是连续流动的。
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