Vŕtanie vrtov do vrtov: vlastnosti technológie a plášť pre manuálne vŕtanie a inštaláciu

Skrutkové vŕtanie studní na pitnú vodu je dnes najobľúbenejším spôsobom vŕtania na území súkromných domácností. Je možné samostatne zariadiť plytkú zvodnenú vrstvu pomocou ručnej zemnej vŕtačky. Na uľahčenie práce často používajte vrtné súpravy malých rozmerov s pohonom.

Vysvetlíme, prečo je táto metóda tak populárna. Pozrime sa, ako sa líši od iných metód vŕtania, v ktorých situáciách sa efektívne používa. Článok podrobne popisuje technológiu skrutiek a návrh vŕtacích zariadení, ako aj vŕtacie nástroje používané pri ručnom a mechanickom vŕtaní.

Špecifiká vrtného vrtáka

Vrt je spracovanie valcovitého tvaru v zemskej kôre, ktoré má z veľkej časti malý prierez. Jeho začiatok sa nazýva ústa, bočný povrch sa nazýva múr a spodok dolu sa nazýva dno.

Optimálny spôsob vŕtania je zvolený s ohľadom na funkčný účel vrtu, požadovaný priemer a hĺbku. Je dôležité vziať do úvahy fyzikálno-mechanické vlastnosti hornín, ktoré musia prejsť v procese tvorby prívodu vody.

Ovplyvňuje to aj technická a ekonomická uskutočniteľnosť vŕtania v špecifických podmienkach. Je to významná etapa navrhovania vrtov, počas ktorých sa určujú základné technologické riešenia - druh použitého zariadenia a režimy vŕtania.

Technická a ekonomická uskutočniteľnosť metódy vrtného vrtáka sa určuje s prihliadnutím na kvalitu vrtu, jeho trvanlivosť, podmienky výstavby, ako aj náklady

Pri navrhovaní a následnom vŕtaní studní je potrebné zamerať sa na dlhodobé používanie. Dôležitá je schopnosť udržať stabilný debet a konštantnú priepustnosť vody pre dnovú zónu po dlhú dobu.

Proces vŕtania vrtov zahŕňa niekoľko operácií:

1. Zničenie horniny v spodnej časti, to znamená oddelenie častíc od zoskupenia.
2. Preprava odpadovej pôdy na povrch.
3. Príprava vrtu na prevádzku čistením a usporiadaním vrtu, ako aj preplachovanie extrakcie vody.

Účinnosť vŕtania priamo závisí od fyzikálnych a mechanických vlastností stanovených v prírode, konkrétne od hustoty prísady, pórovitosti, priepustnosti nekoherentných pôd, konzistencie ílových kohéznych hornín.

Odporúča sa používať vrtné vrtáky na vŕtanie vrtov s priemerom 60 mm až 200 mm a hĺbkou najviac 80 m v nespojených a súdržných zeminách (kategória Ⅰ-Ⅲ pre vŕtanie). Na potápanie v hornine strednej tvrdosti (kategória Ⅳ-Ⅵ) nie je praktické používať skrutkovacie vŕtačky

Pre vŕtanie hornín, ktoré sa vyznačujú monolitickým a kryštalickým typom väzieb medzi časticami, nie je tento spôsob vhodný. Čím silnejšie sú zlúčené minerálne zrná v skale, tým viac práce sa vynaloží na jej zničenie.

Výhody a nevýhody metódy

Vrtné vrtáky sa používajú v priemysle, v stavebníctve a na Slovensku ručné vŕtanie, Jeho charakteristickou črtou je odstránenie zničenej horniny nie premývaním kvapaliny alebo špeciálnych zmesí plynu a kvapaliny, ale priamo podrobnosťami skrutkového projektilu.

Rozlišujte vertikálne a horizontálne smerované vrtné vrtáky. Prvý spôsob sa používa na konštrukciu zvodnených vrstiev, ako aj na vytváranie otvorov pre hromady. Druhý - používa sa pri ukladaní inžinierskych komunikácií bezvýkopovým spôsobom.

Rotačné vŕtanie s mäkkými horninami je najrýchlejšie a najvýhodnejšie v porovnaní s inými metódami.

Táto metóda zároveň zaisťuje vysokú mieru penetrácie v nehornatých pôdach do hĺbky 50 - 80 metrov, čo vám umožňuje okamžite tvoriť pracovné steny inštaláciou šnúry puzdra.

Ďalšou výhodou je extrakcia odpadovej pôdy na povrch bez zdvíhania nástroja. A ešte jedna vec: keďže na vrtné vrtáky nie sú potrebné žiadne vrtné kvapaliny, úspešne sa používa v bezvodých oblastiach a používa sa aj v obdobiach s prevládajúcou nízkou teplotou.

Dnes sa používa vŕtanie so závitovkovým agregátom:

• Pre zariadenie jednotlivých studní;
• Pri stavbe základov zo skrutkových / vyvŕtaných hromád;
• Na inštaláciu plotov a vystužených betónových podpier;
• Pri bezvýkopovom ukladaní komunikácií;
• Na stavbu plytkých studní a jám.

Existujú však aj nevýhody. V horninách s vysokou tvrdosťou nie je možné vyvŕtať skrutky. Pri vŕtaní do tvrdých a polotuhých ílov, ílov s medzivrstvami vápenca môžu vzniknúť komplikácie a pri vŕtaní abrazívnych hornín sa zaznamenáva veľká spotreba vŕtania.

Okrem toho existujú obmedzenia týkajúce sa hĺbky výroby. Je veľmi ťažké vybudovať tak studňu s hĺbkou viac ako 80 metrov.

Technológia vertikálnej ťažby

Šnek je vrtná rúrka s vysokou pevnosťou so špirálovitou špirálou, ktorá slúži ako zvislý závitovkový dopravník. Pri pôsobení axiálneho zaťaženia sa pracovná časť vŕtačky zavádza do horniny a ničí ju rezaním a uvoľňovaním. Súčasne vrtný vrták privádza odpadovú zeminu do závitovky špirály.

Proces čistenia vrtu je kontinuálny a paralelný s deštrukciou horniny. Oddeľuje sa od spodku pôdy a padá na skrutku rotujúcu vysokou rýchlosťou

Pri pôsobení odstredivých síl povoľovaná zemina stúpa po čepele vŕtacej struny. Vzostup je spôsobený kĺzaním v špirále, pretože trenie pôdy na skrutke je menšie ako na stenách studne.

Zničená hornina je dodávaná v rozdrvenom stave zdola na povrch a je vyhodená cez studňu.Pri nekomplikovanej preprave pôda vyplní 30-40% celkového priestoru medzi zákrutami.

Parametre stĺpcov skrutiek by mali zabezpečiť rýchly vzrast celej hmoty pôdy zničenej skrutkou. Počas vŕtania sa však časť uvoľnenej pôdy rozpadá späť na tvár. Preto pri vykonávaní vrtného vrtáka je potrebné vylepšené čistenie valca a po dokončení sa vyžaduje povinné umytie.

Horizontálne vŕtanie so šikmým vrtákom

Pri inštalácii inžinierskych sietí s rôznymi funkčnými účelmi pod prekážky (diaľnice, železnice, lesy) sa používa vodorovne smerované vrtné vrtáky.

V počiatočnej fáze práce sa vykopávajú dve jamy - počiatočná (pracovná) a prijímacia. Mali by byť na rovnakej úrovni ako dobre navrhnuté. Potom sa potrebné vybavenie spustí do pracovnej jamy a namontuje sa.

Na šnekové vŕtanie v horizontálnom smere sa používajú veľké inštalácie s pohyblivým vŕtacím rotátorom so zvýšeným krútiacim momentom

Takéto zariadenie má dlhý posuv a je vybavené vŕtacou hlavou odolnou proti opotrebeniu vyrobenou z vysoko legovanej ocele. Má tiež sondu na sledovanie vŕtania. Operátor prijíma signály do monitora a riadi proces a môže nastavovať smer pohybu, ako aj uhol sklonu vŕtacej hlavy.

Keď vrták vstúpi do úložnej jamy, to znamená do koncového bodu podľa projektu, vrták sa odstráni. Namiesto toho sú expandér a potrubie pevné. Potom sa začne rotácia lopatiek v opačnom smere, aby sa rúrka dotiahla do hotového vrtu. Na konci vŕtania sa zo štartovacej jamy odstráni skrutková inštalácia.

Bezvýkopová metóda umožňuje ukladanie potrubí pod úrovňou podzemnej vody až do výšky 80 m. Okrem toho sa všetky zložité práce vykonávajú bez náročného rozvoja priekopov, čo umožňuje minimalizovať čas vykonávania a znížiť finančné náklady.

Horizontálne vŕtanie skrutiek sa používa pri ukladaní tlakových potrubí a pri inštalácii komunikačných systémov v oblastiach, kde nie je možné ukladanie iným spôsobom. Hlavná výhoda bezvýkopové pokládky - ziskovosť. Okrem toho nie je potrebné používať betón alebo iné polyméry na udržanie stability hotovej bane.

Vlastnosti vŕtania do rôznych hornín

Základné technologické parametre vŕtania vrtu sú axiálne zaťaženie a rýchlosť otáčania skrutky šnekového dopravníka. Keď sa zaťaženie zvyšuje, miera penetrácie sa určite zvýši, čo môže viesť k rôznym núdzovým situáciám.

Preto je nevyhnutné zabezpečiť, aby objem horniny separovaný za jednotku času neprekročil kapacitu dopravníka. Inak sa na odbočkách vytvoria dopravné zápchy.

Rýchlosť vrtného vrtáka priamo závisí od vlastností pôdy, hĺbky a priemeru vrtu, počtu otáčok kolóny, axiálneho zaťaženia dna, konštrukcie nástroja použitého na zničenie horniny.

Spravidla sa ílové ílové íly, voľné piesky a piesky strednej hustoty vŕtajú bez núteného ťahu. Skrutkovací nástroj sa zavádza do pôdy pod vlastnou hmotnosťou, ako aj v dôsledku reaktívnej sily, ktorá vzniká pri dodávaní odpadovej horniny do ústia valcovej bane.

Axiálne zaťaženia do 5 kN sa zvyčajne vytvárajú pri nábehovom vŕtaní studne, pri vŕtaní do pevných piesčitých ílov, ílov, ílov, bahnitých kameňov a bahnitých kameňov. Frekvencia rotácie stĺpca by nemala prekročiť 1,7 - 3,3 s^-1.

Pri vyšších frekvenciách sa vo vnútri vyskytnú vibrácie, vďaka ktorým môžu spojenia vŕtacej struny stratiť spojenie. Výsledkom bude, že vrták zostane na dne, je takmer nemožné ho získať, čo znamená, že bude musieť vyvŕtajte novú baňu, A pri nízkej frekvencii je preprava odpadovej pôdy na vrchol veľmi ťažká.

S rastúcou tvrdosťou hornín sa zvyšuje axiálne zaťaženie. Vŕtanie do štrkových a drevotrieskových pôd, mrazených ílov, vodou nasýtených pieskov, bahnitých kameňov so zahrnutím kremeňa sa vykonáva s axiálnym zaťažením 8 - 10 kN na bit a rýchlosťou rotácie stĺpca 1,3 - 2,2 s.^-1.

Kamienky a skaly so zahrnutím balvanov pomocou šnekovej metódy sa nevyvŕtajú. Tieto zaoblené úlomky hornín sú zničené sekáčom a zdvíhacím zariadením zdvíhané na povrch.

Vŕtanie do piesku rôznej hustoty a stupňa nasýtenia vodou, štrkom a usadeninami štrku sa vykonáva pri vysokých rýchlostiach a súčasne sa spevňujú steny plášťa.

Prechod skrutiek cez hlinky z mäkkého plastu a z tekutého plastu je často komplikovaný vytvorením zátok. Keď sa ílové častice lepia na skrutkový nástroj a prehlbovanie studní sa zastaví, preprava vyčerpanej horniny je veľmi ťažká

Aby ste tomu zabránili, znížte rýchlosť vŕtania na čo najmenšiu mieru, povrázkujte strunu a do studne pridajte vodu. V podobnej situácii tiež pomáha pravidelné zdvíhanie vŕtacieho nástroja na povrch a čistenie priliehajúcich hliniek.

Nástroje na vŕtanie vrtákov

Nástroje na vrtné vrty vrtov podľa typu konštrukcie sa líšia počtom otáčok a geometriou reznej časti. Na vŕtanie do tuhej a polotuhej piesočnatej hliny a hliny sa často používajú vŕtacie puzdrá, ktorých okraj je vybavený ďalšími rezákmi.

Najčastejšie sa na poháňanie súkromného príjmu vody pre súkromných obchodníkov používa iba jeden štartovací vrták bez akýchkoľvek prídavkov vŕtanie bude mať sedimentárne kohézne a nesúdržné horniny. Pri prehlbovaní sa nástroj jednoducho predlžuje vrtnými tyčami.

V tomto prípade je projektil odstránený z vrtu každých 0,5 - 0,7 m, aby sa vyčistil samotný vrták a spodok od zničenej horniny. Je to hospodárnejšia, ale zároveň pracnejšia možnosť vŕtania.

Pri vŕtaní balvanov a kamienkov, ktoré sa nachádzajú v sedimentárnych pôdach, prechádzajú na metódu šokového lana. Spravidla sa na tento účel používa sekáč z nástrojovej ocele. Táto vŕtačka, nasmerovaná zdola, je „vrhnutá“ do tváre silou, až kým nezničí „pevnú bariéru“.

Po deštrukcii kamienky alebo balvanu sa úlomky odstránia na povrch pomocou skla (jadrová rúrka) alebo vkladateľ, Potom znova prejdú na metódu skrutkovania. Najčastejšie je potrebné pri vŕtaní bane kombinovať niekoľko metód vŕtania.

Pri vŕtaní sypkých pieskov a mäkkých ílov sa používajú vŕtacie vrtáky s čepeľami otočenými smerom dole, na uhly 30 - 60 ° a na vŕtanie do kohéznych ílových hornin - 90 °.

Štruktúrne je závitovkou rúrka alebo dlhá pevná tyč / tyč so špirálovitou špirálou

Táto špirála sa získa navinutím vysoko pevnej oceľovej pásky s priemerom 5 až 7 mm na závitový tŕň. Natiahne sa na rúrku / tyč a potom sa privarí.

Čím väčší je priemer základnej rúrky, tým nižšia je dopravná kapacita skrutky. Priemer dlhého výrobku je však obmedzený mechanickou pevnosťou skrutky, ako aj technológiou jej výroby.

Dnes sa vyrábajú dva typy skrutiek:

• So stredovým otvorom, t. J. Dutým;
• Vážené - žiadna diera.

Aby sa minimalizovalo opotrebovanie závitovkového dopravníka počas vŕtania do abrazívnych hornín, pritiahne sa k vonkajšiemu okraju pás ocele alebo sa na povrch nanesie kovová vrstva.

Pri vysokých rýchlostiach vrtného vrtáka nad plášťom je pripevnený špeciálny adaptér s obojsmerným vinutím pásovej ocele. V tomto prípade padá veľká časť horniny na závitovkový dopravník bez brúsenia.

Na konci rúrky s navinutou špirálou sú spojovacie prvky nevyhnutne zvárané. Existujú dva typy skrutkových spojení: bez závitu a so závitom.V prvom prípade sú skrutky spojené so zámkami spojky a držané na úkor kovových prstov svorkami, v druhom prípade skrutkami.

Závitové pripojenie skrutiek do vŕtacej šnúry umožňuje mechanizovať ich pripojenie a odpojenie pri vykonávaní zdvíhacích operácií, pri dodávaní kvapaliny do čela. Existuje však významné mínus - v tomto prípade nie je možné spätné otáčanie skrutiek. A preto sa spojenie bez závitu rozšírilo.

Špeciálne vrtné súpravy spravidla zahŕňajú súpravu skrutiek rôznych priemerov.

Najefektívnejšie sú šneky s centrálnym otvorom, cez ktorý sa do tváre privádza vzduch alebo voda. To umožňuje znížiť trenie horniny na povrchu závitovkového dopravníka.

Duté skrutky so závitovým spojením sa používajú pri vŕtaní s preplachovaním, na čerpanie vody pri vykopávaní valcovitých diel v zemskej kôre, na inštaláciu nálože v geofyzikálnych vrtoch, na čerpanie betónu do otvorov pod hromádkami. Môžu byť tiež použité ako kryt.

Pri vŕtaní so súvislou čelnou stranou je centrálny kanál blokovaný vŕtacím nástrojom na lane.

Prehľad vrtnej súpravy

Na skrutkové vŕtanie použite ako ručné náradiea mechanizovaných zariadení. Najjednoduchšou konštrukciou je ručná zemná vŕtačka. Skladá sa z tyče / rúry s nožom v tvare skrutky a pevne pripevnenej T-rukoväte.

Tento typ vyvrtávacieho nástroja je zaskrutkovaný do zeme ako vývrtka. V procese riadenia bane sa zvyšuje pomocou tyčí. Ručné zemné vrtáky sú sklopné, takže je najvýhodnejšie ich prepravovať v osobných automobiloch. Umožňuje tiež zmeniť dĺžku reťaze vŕtacích vrtákov.

Pomocou ručného náradia môžete robiť otvory až do hĺbky 2 metrov s priemerom maximálne 20 centimetrov. K dispozícii sú motorové vŕtačky s benzínovým alebo elektrickým pohonom. Ich konštrukcia zahŕňa závitovkový dopravník, to znamená skrutku a motor s prevodovkou. Pohyb hriadeľa motora zabezpečuje pohyb závitovky.

Pomocou elektrického náradia v prítomnosti vŕtacích tyčí na vŕtanie môžete vyvŕtať studne až do hĺbky 25 metrov. S priemerom do 30 centimetrov sa používa na inštaláciu stĺpov pouličného osvetlenia, na inštaláciu stĺpov plotov, jám na kontrolu nadácie, základne pôdy.

Vŕtanie studní na území súkromných domácností a vytváranie otvorov s veľkým priemerom pre pilotové zakladanie sa vykonáva pomocou prenosných malých strojov alebo vrtných súprav pomocou mobilného zariadenia.

Mobilné jednotky sú malé stroje s elektrickým alebo plynovým motorom. S ich pomocou môžete rýchlo vŕtať dobre na dávanie pripraviť veľké množstvo jamiek na podporu rôznych funkčných účelov.

Takéto vrtné súpravy sa často vyrábajú vo forme prívesu pre osobné automobily, aby sa uľahčila preprava na pracovisko.

V občianskych a priemyselných stavbách sa na formovanie dielní s veľkou hĺbkou a priemerom používa špeciálne skrutkové zariadenie, pripevnené k mobilným zariadeniam - nákladné vozidlá, traktory.

Používa sa pri inštalácii stožiarov pre vedenia vysokého napätia a stĺpy pouličného osvetlenia, pri inštalácii stožiarov pre štadióny, športové centrá, priemyselné zariadenia a letiská. Okrem toho je pomocou mobilných vrtných súprav, perového a drážkového oplotenia jamiek postavených na mobilnom zariadení nainštalované skrutkové pilóty.

Užitočné video na túto tému

Vŕtanie vrtov do studne s hĺbkou 20 m v súkromnej domácnosti:

Toto video ukazuje technológiu horizontálneho vŕtania vrtov na ukladanie komunikácií pod diaľnicu:

Zariadenie pilotov so súvislým šnekom s veľkým priemerom a stredovým kanálom.Na prácu sa používajú vrtná súprava Bauer BG-30 a vysokovýkonné stacionárne čerpadlo na betón Liebherr:

Metóda skrutky poskytuje vysoké rýchlosti vŕtania studní. Rozvoj studne a dodávka spracovanej pôdy od dna po studňu prebieha súčasne a nepretržite, čo šetrí čas, úsilie vŕtačiek a prostriedky investované do projektu. Preto je tiež populárny spôsob vŕtania skrutkami.

Prosím, zanechajte komentár vo formulári nižšie. Povedzte nám, či ste museli použiť ručný vrták alebo vrták na malej vrtnej súprave pomocou skrutky. Zdieľajte technologické jemnosti, ktoré môžu byť užitočné pre návštevníkov stránok.