Šnekové vrtání studní: vlastnosti technologie a skořepiny pro ruční vrtání a instalaci

Vrtací vrtání studní na pitnou vodu je dnes nejoblíbenějším způsobem vrtání na území soukromých domácností. Je možné samostatně uspořádat mělký zvodněl pomocí ruční zemní vrtačky. Pro usnadnění práce často používejte malé vrtné soupravy s pohonem.

Vysvětlíme, proč je tato metoda tak populární. Podívejme se, jak se liší od jiných metod vrtání, ve kterých je situace efektivně využívána. Článek podrobně popisuje technologii šroubů a konstrukci vrtných zařízení, jakož i vrtací nástroje používané při ručním a mechanickém vrtání.

Specifika vrtání šnekem

Vrt je zpracování válcového tvaru v zemské kůře, které má z velké části malý průřez. Jeho začátek se nazývá ústa, boční povrch se nazývá zdi a dno dolu se nazývá dno.

Optimální způsob vrtání se volí s ohledem na funkční účel vrtu, požadovaný průměr a hloubku. Je důležité brát v úvahu fyzikálně-mechanické vlastnosti hornin, které musí projít procesem formování příjmu vody.

Ovlivňuje také technická a ekonomická proveditelnost vrtání za zvláštních podmínek. Jedná se o významnou etapu při navrhování vrtů, během níž jsou stanovena základní technologická řešení - druh použitého zařízení a režimy vrtání.

Technická a ekonomická proveditelnost metody vrtání šnekem je stanovena s ohledem na kvalitu vrtu, jeho trvanlivost, konstrukční podmínky a také náklady

Při navrhování a následném vrtání vodních vrtů je nutné se zaměřit na dlouhodobé používání. Důležitá je schopnost dlouhodobě udržovat stabilní debetní a konstantní propustnost vody pro spodní pásmo.

Proces vrtání studny zahrnuje několik operací:

1. Zničení horniny na dně, tj. Oddělení částic od pole.
2. Přeprava odpadní půdy na povrch.
3. Příprava studny na provoz očištěním a uspořádáním studny, jakož i oplachování vodou.

Účinnost vrtání přímo závisí na fyzikálních a mechanických vlastnostech stanovených přírodou, jmenovitě: hustota adice, pórovitost, propustnost nesoudržných půd, konzistence jílovitých soudržných hornin.

Pro vrtání vrtů o průměru 60 mm až 200 mm a hloubce ne více než 80 m v nespojených a soudržných zeminách (kategorie Ⅰ-Ⅲ pro vrtání) je vhodné použít vrtáky s vrtáky. Pro ponoření do horniny střední tvrdosti (kategorie Ⅳ-Ⅵ) není praktické používat vrtačku

Pro vrtání hornin, charakterizovaných monolitickým a krystalickým typem vazeb mezi částicemi, není tento způsob vhodný. Čím silnější jsou konsolidovaná minerální zrna ve skále, tím více práce je vynaloženo na její zničení.

Výhody a nevýhody metody

Vrtné vrtáky se používají v průmyslu a ve stavebnictví a v ruční vrtání. Jeho charakteristickým rysem je odstranění zničené horniny nikoli promýváním kapaliny nebo speciálních směsí plynu a kapaliny, ale přímo detaily střely šroubu.

Rozlišujte svisle a vodorovně směrované vrtné vrtáky. První metoda se používá pro konstrukci vodonosných vrstev, jakož i pro vytváření otvorů pro piloty. Druhý - používá se při pokládání inženýrských komunikací bezvýkopově.

Rotační vrtání měkkých hornin je nejrychlejší a nejlevnější ve srovnání s jinými metodami.

Tato metoda zároveň poskytuje vysokou míru penetrace v ne-skalnatých půdách do hloubky 50 - 80 metrů, což vám umožňuje okamžitě tvořit pracovní stěny instalací šňůrky.

Další výhodou je extrakce odpadní zeminy na povrch bez zvedání nástroje. A ještě jedna věc: protože pro vrtné vrtání není zapotřebí žádná vrtací kapalina, je úspěšně používána v bezvodých oblastech a používá se také v obdobích s převahou nízkých teplot.

Dnes se používá vrtání pomocí šnekových agregátů:

• Pro zařízení jednotlivých studní;
• Při konstrukci základů ze šroubových / vyvrtaných pilot;
• Pro instalaci plotů a železobetonových podpěr;
• Při provádění bezvýkopového pokládání komunikace;
• Pro stavbu mělkých studní a jám.

Existují však i nevýhody. Je nemožné vyvrtat studnu ve skalách o vysoké tvrdosti šrouby. Při vrtání do tvrdých a polotuhých jílů, jílů s mezivrstvami vápence mohou nastat komplikace a při vrtání abrazivních hornin je zaznamenána velká spotřeba vrtných ran.

Kromě toho existuje omezení na hloubku výroby. Je velmi obtížné postavit studnu s hloubkou více než 80 metrů.

Technologie vertikální těžby

Šnek je vysoce pevná vrtná trubka se spirálovitou spirálou, která slouží jako svislý šnekový dopravník. Při působení axiálního zatížení je pracovní část vrtáku zavedena do horniny a ničí ji řezáním a uvolňováním. Současně vrtací vrták přivádí odpadní zeminu do spirálové závitovky.

Proces čištění studny je kontinuální a paralelní s ničením horniny. Oddělené od dna půdy padá na šroub otáčející se vysokou rychlostí

Působením odstředivých sil stoupá uvolněná zemina nahoru čepele vrtací struny. Vzestup je způsoben klouzáním ve spirále, protože tření půdy na šroubu je menší než na stěnách studny.

Zničená hornina je tedy dodána v rozdrceném stavu ode dna na povrch a je vyhazována skrz studnu.Při nekomplikovaném transportu půda vyplní 30-40% celkového prostoru mezi zákruty.

Parametry sloupců šroubu by měly zajistit rychlý vzestup celé hmoty půdy zničené šroubem. Během vrtání se však část uvolněné půdy zhroutí zpět k obličeji. Proto při provádění vrtání šnekem je třeba vylepšené čištění hlavně a po dokončení je povinné mytí.

Horizontální vrtání šnekem

Při instalaci nástrojů různých funkčních účelů pod překážky (dálnice, železnice, lesy) se používá vodorovně řízené vrtání šnekem.

V počáteční fázi práce jsou vykopány dvě jámy - jedna (pracovní) a jedna. Měly by být na stejné úrovni jako dobře navržené. Poté je potřebné vybavení spuštěno do pracovní jámy a namontováno.

Pro vrtání šneku v horizontálním směru se používají velké instalace s pohyblivým vrtacím rotátorem se zvýšeným točivým momentem

Takové zařízení má dlouhý posuv a je vybaveno vrtnou hlavou odolnou proti opotřebení z vysoce legované oceli. Má také sondu pro sledování vrtání. Provozovatel přijímá signály do monitoru, řídí proces a může nastavit směr pohybu, jakož i úhel sklonu vrtací hlavy.

Když šnek vstoupí do přijímací jámy, tj. Do koncového bodu podle projektu, vrták se odstraní. Místo toho jsou expandér a potrubí pevné. Poté se začne rotace lopatek v opačném směru utahovat potrubí do dokončené studny. Na konci vrtných prací se ze startovací jámy odstraní šroubová instalace.

Bezvýkopová metoda umožňuje pokládku potrubí pod komunikaci pod hladinou podzemní vody až do délky 80 m. Kromě toho je veškerá složitá práce prováděna bez pracného rozvoje příkopů, což umožňuje minimalizovat dobu provádění a snížit finanční náklady.

Horizontální vrtací vrtání se používá při pokládce tlakových potrubí a při instalaci komunikačních systémů v oblastech, kde pokládka jinými metodami není možná. Hlavní výhoda bezvýkopové pokládání - ziskovost. Kromě toho není třeba používat beton nebo jiné polymery k udržení stability hotového dolu.

Vlastnosti vrtání do různých hornin

Základní technologické parametry vrtání vrtu jsou axiální zatížení a rychlost otáčení šroubu šnekového dopravníku. Když se zatížení zvýší, míra penetrace se jistě zvýší, což může vést k různým nouzovým situacím.

Proto je nezbytné zajistit, aby objem horniny oddělené za jednotku času nepřekročil kapacitu dopravníku. Jinak se na odbočkách vytvoří dopravní zácpy.

Rychlost vrtání šneku přímo závisí na vlastnostech půdy, hloubce a průměru vrtu, počtu otáček kolony, axiálním zatížení na dně, konstrukci nástroje použitého ke zničení horniny

Zpravidla se vrtají jílovité jílové skály, sypké a středně husté písky bez nuceného tahu. Šroubový nástroj je zaváděn do půdy pod svou vlastní hmotností a také díky reaktivní síle, která vzniká při přivádění upotřebené horniny do ústí válcového dolu.

Axiální zatížení až do 5 kN se obvykle vytvářejí při počátečním vrtání studny, při vrtání do pevných písčitých hlín, hlín, jílů, bahenních kamenů a bahenních kamenů. Frekvence rotace kolony by neměla překročit 1,7-3,3 s^-1.

Při vyšších frekvencích dochází uvnitř k vibracím, díky nimž mohou spojení vrtné větve ztratit spojení. Výsledkem bude, že vrták zůstane na dně, je téměř nemožné ho získat, což znamená, že bude muset vyvrtat nový důl. A při nízkých frekvencích je přeprava odpadní půdy na vrchol velmi obtížná.

Se zvyšující se tvrdostí hornin se zvyšuje axiální zatížení. Vrtání do štěrkové a štěrkové půdy, zmrazených hlín, vodou nasycených písků, bahenních kamenů se zahrnutím křemene se provádí s axiálním zatížením 8–10 kN na bit a rychlostí otáčení sloupce 1,3–2,2 s^-1.

Oblázky a skály se zahrnutím balvanů pomocí šnekové metody se nevyvrtávají. Tyto zaoblené skalní úlomky jsou zničeny sekáčem a zvednuty na povrch pomocí nosníku.

Vrtání do písků různých hustot a stupňů nasycení vodou, štěrkem a štěrkem se provádí při vysokých rychlostech a současně se zesílí stěny pláště pláštěm.

Průchod šroubů přes měkké a tekuté plasty je často komplikován vytvářením zátek. Když se částice jílu přilnou k šroubovému nástroji, prohloubení jamek se zastaví, je přeprava vyčerpané horniny velmi obtížná

Abyste tomu zabránili, snižte rychlost vrtání na minimum, proveďte strunu a do studny přidejte vodu. Rovněž v podobné situaci pomáhá pravidelné zvedání vrtacího nástroje na povrch a čištění přilnavého jílu.

Vrtací nástroje pro vrtáky

Nástroje pro vrtání vrtů podle typu konstrukce se liší počtem závitů a geometrií řezné části. Pro vrtání do pevné a polotuhé písčité hlíny a hlíny se často používají vrtací skořepiny, jejichž okraj je vybaven dalšími řezáky.

Nejčastěji se pro řízení soukromého příjmu vody pro soukromé obchodníky používá pouze jeden startovací šnek bez přídavků vrtání bude mít sedimentární soudržné a nesoudržné horniny. Při prohloubení je nástroj jednoduše prodloužen vrtnými tyčemi.

V tomto případě je projektil odstraněn ze vrtu každých 0,5 - 0,7 m, aby vyčistil samotný vrták a dno od zničené horniny. Jedná se o ekonomičtější, ale také pracnější možnost vrtání.

Při vrtání balvanů a oblázků, které se nacházejí v sedimentárních půdách, přecházejí na metodu šokového lana. K tomu se zpravidla používá sekáč z nástrojové oceli. Tato vrtačka, směřující odspodu, je „vržena“ do obličeje silou, dokud nezničí „pevnou bariéru“.

Po zničení oblázku nebo balvanu se fragmenty odstraní na povrch sklem (jádrovou trubkou) nebo bailer. Poté se znovu přepnou na metodu šroubování. Nejčastěji je při vrtání dolu nutné použít několik metod vrtání v kombinaci.

Při vrtání sypkých písků a měkkých jílů se používají vrtací šneky s lopatkami otočenými směrem dolů pro úhly 30-60 ° a pro vrtání do soudržných jílovitých hornin - 90 °.

Konstrukčně je šnek trubka nebo dlouhá pevná tyč / tyč se spirálovitou spirálou

Tato spirála se získá navinutím vysoce pevné ocelové pásky o průměru 5 až 7 mm na šroubový trn. Natáhne se na trubku / tyč a poté se přivaří.

Čím větší je průměr základní trubky, tím nižší je přepravní kapacita šroubu. Průměr dlouhého výrobku je však omezen mechanickou pevností šroubu a technologií jeho výroby.

Dnes se vyrábějí dva typy šroubů:

• S centrálním otvorem, tj. Dutým;
• Vážený - žádná díra.

Aby se minimalizovalo opotřebení šnekového dopravníku během vrtání do abrazivních hornin, je na vnější hranu přišroubován pás oceli nebo je na povrch nanesena kovová vrstva.

Při vysokých rychlostech vrtání šneku nad skořepinou je upevněn speciální adaptér s obousměrným navíjením pásové oceli. V tomto případě většina skály padá na šnekový dopravník bez broušení.

Na konci trubky s navinutou spirálou jsou spojovací prvky nutně svařeny. Existují dva typy šroubových spojení: bez závitu a se závitem.V prvním případě jsou šrouby spojeny se zámky spojky a drženy na úkor kovových prstů svorkami, ve druhém případě - šroubováním.

Závitové připojení šroubů do vrtné struny umožňuje mechanizovat jejich připojení a odpojení při provádění zdvihacích operací, při dodávání kapaliny do čela. Ale je zde významná mínus - v tomto případě neexistuje možnost zpětného otáčení šroubů. A proto se spojení bez závitu rozšířilo.

Speciální vrtné soupravy zpravidla zahrnují sadu šroubů různých průměrů.

Nejúčinnější jsou šneky s centrálním otvorem, kterým je přiváděn vzduch nebo voda do obličeje. To umožňuje snížit tření horniny na povrchu šnekového dopravníku.

Duté šrouby se závitovým připojením se používají při vrtání s proplachováním, pro čerpání vody při výkopu válcových děl v zemské kůře, pro instalaci vsázky do geofyzikálních studní, pro čerpání betonu do otvorů pod piloty. Lze je také použít jako kryt.

Při vrtání s nepřetržitým čelem je centrální kanál blokován vrtným nástrojem na laně.

Přehled vrtné soupravy

Pro vrtací vrtání použijte jako ruční nářadía mechanizovaná zařízení. Nejjednodušší konstrukcí je ruční zemní vrtačka. Skládá se z tyče / trubky s nožem ve tvaru šroubu a pevně připevněné T-kliky.

Tento typ vrtacího nástroje je přišroubován k zemi jako vývrtka. V procesu řízení dolu se zvyšuje pomocí mříží. Ruční zemní šneky jsou skládací, takže je nejpohodlnější je přepravovat v osobních automobilech. Umožňuje také změnit délku vrtáku vrtáku.

Pomocí ručního nástroje můžete vytvořit díry až 2 metry hluboké s průměrem nejvýše 20 centimetrů. K dispozici jsou motorové vrtačky s benzínovým nebo elektrickým pohonem. Jejich konstrukce zahrnuje šnekový dopravník, tj. Šroub a motor s převodovkou. Pohyb hřídele motoru zajišťuje pohyb šneku.

Pomocí elektrického nářadí v přítomnosti vrtných tyčí pro stavbu můžete vrtat vrty až do hloubky 25 metrů. S průměrem do 30 centimetrů se používá k instalaci sloupů pouličního osvětlení, k instalaci sloupů plotů, jímek pro kontrolu nadace, základny půdy.

Vrtání studní na území soukromých domácností a vytváření otvorů s velkým průměrem pro pilotové založení se provádí pomocí přenosných malých strojů nebo vrtných souprav pomocí mobilního zařízení

Mobilní jednotky jsou malé stroje s elektrickým nebo plynovým motorem. S jejich pomocí můžete rychle vrtat dobře pro dávání připravit velké množství jam pro podporu různých funkčních účelů.

Takové vrtné soupravy jsou často vyráběny ve formě přívěsu pro osobní automobily, aby se usnadnila přeprava na pracoviště.

V občanské a průmyslové výstavbě se pro vytváření děl velké hloubky a průměru používá speciální šroubové vybavení, upevněné na mobilním zařízení - nákladní automobily, traktory.

Používá se při instalaci stožárů pro vedení vysokého napětí a póly veřejného osvětlení, při instalaci stožárů pro stadiony, sportovní centra, průmyslová zařízení a letiště. Kromě toho je pomocí mobilních zařízení postaveno na vrtných soupravách vrtné soupravy, jazykové a drážkové oplocení šachet, které jsou instalovány na šroubovací piloty.

Užitečné video na toto téma

Vrtání vrtu studny do hloubky 20 m v soukromé domácnosti:

Toto video ukazuje technologii vodorovného vrtání vrtu studny pro pokládku komunikace pod dálnicí:

Zařízení pilot s kontinuálním šnekem velkého průměru se středovým kanálem.Pro práci se používají vrtná souprava Bauer BG-30 a vysoce výkonné stacionární čerpadlo na beton Liebherr:

Metoda šroubování poskytuje vysoké rychlosti vrtání vrtů. Vývoj studny a dodávka odpadní půdy od dna k ústím vývoje probíhá současně a nepřetržitě, což šetří čas, úsilí vrtáků a prostředky investované do projektu. Proto je také populární způsob vrtání šroubem.

Prosím zanechte komentáře v blokovém formuláři níže. Řekněte nám, zda jste museli použít ruční šnekový nástroj nebo vrták na malé vrtné soupravy pomocí šroubu. Sdílejte technologické jemnosti, které mohou být užitečné pro návštěvníky webu.