Technologie vrtání artéské studny na vodu

clusterové vrtání

Metoda nese tento název z toho důvodu, že hotové schéma úst a tváří připomíná jakýsi keř. Studny z několika tváří, seskupené na jednom místě, se sbíhají do jednoho ústí. V případě tohoto způsobu se výrazně snižují instalační a přípravné práce, snižuje se počet pracovních dopravních spojů, elektrického vedení a zásobování vodou.

Charakteristickým rysem shlukové metody je určitá podmínka pro vybudování studny. Zejména nejdůležitější podmínkou je absence křížení kmenů mezi sebou.

Nevýhody metody:

• Z důvodu požární bezpečnosti je nutné zastavit provoz studní, dokud nebude dokončena výstavba určité stavby.
• Vysoké riziko křížení dokončených kelímků.
• Generální oprava takové konstrukce je poměrně komplikovaná.
• Při vrtání pod vodou je obtížné eliminovat gryfony.

Padové vrtání se používá, když je potřeba zvýšit těžbu ropy a zemního plynu v produktivní oblasti nebo když se obnoví nečinný vrt. Stavba studny shlukovou metodou může být třístranná, dvoustranná paralelní, dvoustranná sekvenční.

Design keře má kónický tvar s vrcholem v podobě keřové platformy. Objem instalačních a přípravných prací závisí na umístění ústí keře a na tom závisí také oblast území pro budoucí odcizení od keře. Maximální účinnosti této metody vrtání je dosaženo v bažinatých oblastech.

Metody průmyslového vrtání

Šneková metoda se používá při práci v oblastech s pískovou a štěrkovou půdou. Vodní vrstvy mohou být umístěny v hloubce několika desítek metrů. Při této metodě je půda vytlačována ven lopatkami rotačního zařízení. Tento způsob výroby je považován za poměrně rychlý. Častěji se však používá při konstrukci konstrukcí malých rozměrů.

Schéma příklepového vrtání

Při metodě šokového lana se k rozvíjení půdních hornin používá silné špičaté dláto. Vyvolává pohyby vpřed a zpět, které ničí půdu. Pro efektivnější výrobu se používá speciální závaží. Je připevněn k vrtací konstrukci.

Za nejproduktivnější způsob ražby při stavbě zařízení pro příjem vody je považován rotační způsob. Jeho účinnost je několikanásobně vyšší než u metody lanového nárazu. Toho je dosaženo díky určitým konstrukčním prvkům instalace:

• při práci se jako součást vrtací kolony používá kuželový vrták;
• jeho rotace se provádí pomocí rotoru;
• vrtací límec se používá ke zvýšení produktivity;
• stěny studny jsou ošetřeny speciálním proplachovacím roztokem;
• pro konečné uspořádání studny se používají pažnicové trubky, filtrační zařízení a čerpací jednotky.

Zařízení

Rotační vrtání nelze provádět bez speciálního vybavení, které zahrnuje následující zařízení a mechanismy:

• věž;
• rotor;
• poháněná vrtná souprava;
• pístové čerpací zařízení;
• vrtací otočný;
• mechanismy a zařízení pro čištění mycím roztokem;
• pojezdový systém sestávající z korunového bloku;
• okap;
• vibrační síto;
• hydrocyklony (obvykle používané při těžbě ropy).

Mobilní verze rotační vrtné soupravy má všechny výše uvedené komponenty kromě čisticího systému s proplachovacím roztokem.

šikmá cesta

K provedení techniky šikmého vrtání jsou zapotřebí následující nástroje a materiály:

Nástroj pro zemní vrtání:

• Sekáček;
• Paprsek;
• Motouz;
• Dlouhý vodicí kolík vrtáku;
• Kabel;
• Kryt;
• Kovový kabel.

Tato metoda se nejčastěji používá při opravách komunikací, zejména v případech, kdy již byla postavena obytná budova, ale je nutné vést kanalizaci nebo zásobování vodou přes základ. Aby se zabránilo kopání hlubokých příkopů, používá se šikmé vrtání. Nejprve se vypočítá úhel sklonu tak, aby se spodní část jámy kryla s koncem zapuštěné trubky.

Hliněný vrták je instalován na předem vybraném místě a okamžitě je mu daný požadovaný úhel sklonu pomocí příčného nosníku položeného na příkopu. Na vrtačce je nainstalován vodicí kolík, který vám umožní zachovat nastavený směr před zahájením práce a vrtání otvoru začne. Zde je vyžadováno nepřetržité sledování procesu, protože při prohlubování nebo odchylování od požadované trajektorie by měly být stěny jámy lemovány.

Když je otvor připraven, je do něj spuštěna plášťová trubka, která opakuje průměr studny.

konstrukce pouzdra

Do potrubí se protáhne kabel a kovový kabel, následně se pomocí kabelu vtáhne do potrubí potřebný kabel nebo hadice. Na kabel je přivázán provázek, pomocí kterého se v případě potřeby kabel stáhne.

Pokud je v potrubí umístěn napájecí kabel, lze hadici nebo kabel snadno vyměnit. V tomto případě je možné se vyrovnat pouze s pomocí pouze jednoho šikmého vrtání, přičemž nebude nutné kopat hluboký příkop a narušovat celistvost základu.

Oblasti použití takové technologie

Mezi body aplikace jádrového vrtání studní stojí za to vyzdvihnout několik základních.

Těžební průmysl - rozvoj horských ložisek pevných nerostů.

Výsledkem průchodu je jádro s pevnou strukturou, které slouží k analýze hornin v této oblasti. Pravidelně se těží za účelem zjištění obrazu výskytu hornin v této oblasti.

Autonomní zásobování vodou - organizace procesu potřebuje prostudovat útroby soukromých pozemků, aby měli přístup k podzemním zdrojům vody. Hydrogeologické vrty jsou nutné pro výběr umístění studny.

Stavba - pro vrtání diktovací studny pro zarážení pilot - vybavení pilotových základů. Stavitelé potřebují vědět, v jaké hloubce bude písčitá vrstva nebo začínají velké kameny. Na tom závisí stabilita budovy. Tato technologie je ideální pro vrtání otvorů o velkém průměru do železobetonových konstrukcí.

Podobná metoda je vhodná pro vertikální průchod studní, horizontální a pod požadovaným úhlem.

Metoda umělého zakřivení

Umělé zakřivení osy vrtného skla je použitelné, když je nutné vrtat ropné nebo plynové vrty. Umělá deviace se dělí na shlukovou a mnohostrannou. Tato metoda byla úspěšně použita v následujících případech:

• Pro práci s hlubokými vrstvami pod svahy;
• V případě odchylky dokončeného kmene;
• Když se olej vyskytuje pod vrstvou usazenin soli;
• V případě potřeby vynechejte rozpadající se místa;
• Pro otevření vrstev pod dnem nádrže;
• Při stavbě líce do vrstev pod obytné budovy;
• Není-li možné odstranit zasypanou studnu;
• Chcete-li se dostat pryč s novým směrem;
• Chcete-li ušetřit čas vrtání;
• Při vrtání shlukovou metodou na rovné ploše;
• Při průchodu uhelnou slojí pro odplynění.

Proces nuceného deformování vyžaduje speciální motory, včetně elektrické vrtačky, turbovrtačky a šroubového motoru.

https://youtube.com/watch?v=f74Rdq0gXeQ

Mnohostranná metoda

Tato metoda spočívá ve vedení dvou šachet ze skla hlavního dnu, přičemž hlavní šachta se používá vícekrát.

V tomto případě se zvětšuje pracovní plocha a filtrační plocha, ale zmenšuje se objem vrtné práce v plošném útvaru.

V závislosti na pomocných hřídelích jsou možné následující typy mnohostranného provedení:

• Radiální - horizontální hlavní hřídel a radiální - pomocná.
• Rozvětvený - skládá se ze dvou šikmých kmenů a šikmé hlavní.
• Vodorovně rozvětvené – podobně jako u předchozího typu, ale úhel pomocných kmenů je devadesát stupňů.

Volba typu mnohostranného provedení je dána tvarem pomocných vrtů a jejich umístěním v prostoru.

Typy studní

Studny jsou 3 hlavních typů:

• filtr;
• artéský;
• habešský.

Filtrační jamka (na písek)

Filtrační studna je vykopána do hloubky 40-50 metrů. Limitem pro něj je písčitá vrstva. Hlouběji než to, vrtání studní tohoto typu se neprovádí.

Schéma artéské studny s dirigentem

Artéské jsou považovány za nejhlubší typy. Hloubka jejich vrtání se pohybuje od 50 do 400 metrů. Hlavním účelem takových otvorů je získat čistou artéskou vodu vysoké kvality.

Habešský - nejmělčí. Hloubka jejich vrtání nepřesahuje 30 metrů. Při vytváření otvorů tohoto typu se nepoužívá ponorné čerpadlo z důvodu malého průměru potrubí.

Pro soukromé domy organizace, které vrtají studny, kopají studnu filtračního typu do hloubky 40 až 50 metrů. Takové studny se často nazývají artéské, což vede k záměně pojmů. Jejich rozdíl od filtračních vrtů není jen v hloubce, ale také v kvalitě přijímané vody. Velký rozdíl v ceně práce a náročnosti realizace.

Vlastnosti technologie

Nejprve si definujme, co je metoda rotačního vrtání. Jedná se o speciální technologii pro vrtání studní, která se používá, pokud je nutné, aby vodní stavba poskytovala velké objemy ekologicky šetrné pitné vody. Studna se zároveň bude vyznačovat stabilním a odolným provozem. V tomto případě je tato metoda vhodnější než jakákoli jiná technologie vrtání.

Rotační vrtná souprava a samotná technologie mají oproti jiným vrtacím konstrukcím a technikám následující výhody:

• Takto vyvrtaná studna bude mít vysokou produktivitu, to znamená, že bude produkovat vodu ve velkých objemech.
• Trvanlivost hydraulické konstrukce.
• Zásobování vodou ze studny se provádí stabilně (bez poklesu hladiny a přerušení).
• Kvalita extrahované kapaliny bude na vrcholu. Lze jej bezpečně používat k pitným účelům.

Tento způsob vrtání studní vám umožní získat vodní stavbu, která bude mít tak vysoký debet, že voda ze zdroje bude stačit nejen k zásobování obytného domu vodou, ale také k zavlažování zahrady, napouštění bazénů a jiných nádrží. a také ke splnění různých technických potřeb.

Rotační vrtná souprava se používá, když je potřeba vyvrtat hlubokou studnu na vodu. Podstata metody je následující: hřídel s hrotem ve formě dláta je spuštěna do vrtné trubky. Během rotace hřídele hrot ničí horninu. Otáčení se provádí kvůli fungování hydraulické instalace.

K čištění studny od horniny v ní se používá speciální proplachovací roztok. Do tunelu se přivádí potrubím. Existují dva způsoby doručení, které lze použít:

1. Vrtná kapalina se čerpá do vrtné trubky pomocí speciálního čerpacího zařízení. Poté se vytlačí skrz mezikruží. Tato metoda se nazývá přímé proplachování. Ukazuje to video na konci článku.
2. Druhý způsob se dělá jinak. Roztok se přivádí do mezikruží a poté se pomocí čerpacího zařízení čerpá z vrtné trubky spolu s drcenou horninou. Tato metoda se nazývá zpětné proplachování.

Metoda zpětného proplachu má jednu nespornou výhodu - pomocí této techniky můžete získat hydraulickou strukturu s velkým debetem, protože otevření vodonosné vrstvy je nejvyšší kvality. Mezi nevýhody patří nutnost zapojit složité high-tech zařízení, takže tato technika je dražší.

Výhodou rotačního vrtání s přímým oplachem je jeho relativní levnost ve srovnání s druhým způsobem. Proto se tato metoda nejčastěji používá při vrtání studní na soukromém pozemku.

Hlavní metody vrtání studní

V závislosti na druhu a stavu hornin v připovrchové vrstvě, průměru a typu nástroje na řezání horniny, způsobu vrtání, typu čisticího prostředku a vrtné kolony se používají následující hlavní metody vrtání studní.

• 1. Instalace potrubí ve směru studny do dříve vykopané díry. Po instalaci do jámy je směr potrubí buď zacementován nebo zasypán. Tato metoda se používá při vrtání velkoprůměrových vrtů válečkovými vrtáky s bahenním výplachem (hlavně ropné a plynové vrty) a při vrtání geologických průzkumných vrtů metodou rázového lana.
• 2. Vrtání studny "na sucho", tedy bez proplachování nebo foukání. Tato možnost se používá při vrtání z povrchu země v případech, kdy horní interval geologického řezu představují sedimentární horniny pomocí konvenčních projektilů (bez odnímatelného přijímače jádra). Pro vrtání je jádrová souprava vybavena tvrdokovovým vrtákem typu SM nebo SA a vrtání se provádí s pomalým otáčením sloupu a zvýšeným zatížením do hloubky 2-3 m do skalního podloží. Pokud leží skalní podloží hlouběji, provádí se „suché“ vrtání do maximální možné hloubky a následně se instaluje směrové potrubí a vrtá se do skalního podloží již s proplachem menším nástrojem.

Vrtat na sucho je možné přistáním pažnicové struny opatřené udidlom nebo botkou do uvolněných volných hornin s rotací a působením zvýšeného axiálního zatížení do maximální možné hloubky. Poté se plášťová struna nevytěžuje a hornina uvnitř struny je odvrtána již s proplachem menší sadou jádrových sudů.

3. Vrtání s proplachovacím vzduchovým kladivem nebo kuželovým vrtákem lze použít na všech, včetně tvrdých, zvětralých hornin, hornin nasycených velkými úlomky a ve značných hloubkách. Tato metoda se doporučuje pro různé podmínky vrtání, ale pouze v případě, že v intervalu vrtání není vyžadováno jádro. Pro vrtání lze použít např. pneumatické kladivo P-105 (průměr bitu 105 mm) a kompresor poskytující tlak vzduchu 0,2-0,5 MPa. Pro operativní vrtání je vhodné mít v organizaci mobilní kompresor se sadou vrtacího nářadí speciálně pro vrtací operace.

Při vrtání v nestabilních, aluviálních, uvolněných horninách lze vrtání vzduchovým kladivem provádět z povrchu s pokročilým upevněním vrtu, kdy destrukce horniny na dně je doprovázena ucpáním pažnicové struny opatřené botkou. nebo speciální kousek. Podle tohoto schématu se vrtání provádí v souladu s metodami OD, ODEX a DEPS společnosti Atlas Copco.

4. Vrtání s proplachem diamantovými nebo tvrdokovovými nástroji se provádí při vrtání z podzemních důlních děl bez instalace pažnicových trub, pokud jsou horniny stabilní a nejsou náchylné k bobtnání a zborcení.

V tomto případě je technická voda ze studny odstraněna hubicí a vstupuje do jímky podél drážky.

Hlava vrtu při vrtání horizontálních nebo stoupacích vrtů vrtaných z podzemních důlních děl je při použití střely SSK k vrtání nezbytně vybavena speciální těsnící tryskou z ústí vrtu. Poté se provádí výdej a vytahování jímače jádra a přestřelení díky nastavitelné hydraulické hlavici v utěsněném prostoru vrtu.

Možnost vrtání s proplachem se praktikuje i při vrtání studní z povrchu SSC. V tomto případě se vrtání provádí s proplachem vodou pomocí sady jader SSC s korunkou z tvrdé slitiny nebo diamantu do maximální hloubky a na povrch je vyjmuta nádoba jádra s jádrem. Technická voda v počáteční fázi vytéká ze studny a je odváděna mimo vrtnou soupravu podél drážky. Dále se vyvrtá pažnicová trubka většího rozměru ponechaná ve vrtu a vystupující na povrchu jádrové trubky, opatřená zesílenou patkou. Po vrtání pažnicovou trubkou pokračuje vrtání střelou SSK a vrtání pažnicovou strunou se provádí až do vniknutí pažnicové struny do hustého skalního podloží.

Vrtání s proplachem se provádí i při vrtání s dvojitým sloupem KGK (hydrotransport jádra). V tomto případě voda cirkuluje mezerami ve větvi a vstupuje do jímky bez vylévání a bez kontaktu se stěnami studny.

Přípravné práce

Po instalaci vrtačky přichází speciální komise, která kontroluje vybavení, stroje a kvalitu práce.

Když je vrtná souprava připravena, začnou se práce připravovat na vrtání. Jakmile je vrtačka instalována a stavba konstrukcí je dokončena, je vrtačka zkontrolována speciální komisí. Předák vrtného týmu, který zakázku přebírá, spolu s ním sleduje kvalitu práce, kontroluje vybavení a provádění ochrany práce.

Například podle způsobu provedení musí být svítidla v nevýbušném pouzdře, po celém dole musí být rozvedeno nouzové osvětlení na 12 V. Před zahájením vrtání je třeba vzít v úvahu všechny připomínky komise.

Před zahájením vrtání je zařízení vybaveno příslušným zařízením: čtvercový otvor, vrtné trubky, dláto, drobná mechanizace, plášťové trubky pro vodič, přístrojové vybavení, voda atd.

Vrtná souprava by měla mít domy pro bydlení, altán, jídelnu, lázeň pro sušení věcí, laboratoř pro rozbory roztoků, vybavení pro hašení požárů, pomocné a pracovní nářadí, bezpečnostní plakáty, lékárničky a léky, sklad pro vrtání zařízení, voda.

Schéma instalace věže pro vrtání.

Po instalaci vrtné věže začíná série prací na dovybavení pojezdového systému, při kterých se instaluje zařízení a testuje se drobná mechanizace. Technologie vrtání začíná montáží stožáru. Její směr musí být nastaven přesně ve středu osy věže.

Po vycentrování věže se provádí vrtání pod vedením. Jedná se o snížení trubky pro zpevnění studní a vyplnění jejího horního konce, který by se měl shodovat ve směru s okapem, cementem. Po určení směru v procesu vrtání se znovu zkontroluje vyrovnání mezi osami rotoru a jeřábu.

Ve středu studny se provádí vrtání pod otvorem pro čtverec a v procesu jsou opláštěny trubkou. Vrtání vrtu se provádí turbovrtákem, který je držen konopným lanem, aby se zabránilo příliš rychlé rotaci. Jedním koncem je připevněn k noze věže a druhý je držen v rukou pomocí bloku.

Kroky procesu

Technologie je implementována v následujícím pořadí:

• Povrch je očištěn od nečistot a cizích předmětů.
• Nedaleko budoucí jámy vykopou díru hlubokou dva metry, aby vypustili splachovací kapalinu.
• V zemi je vyražen otvor pro umístění vrtáku, korunka je připojena k jádrové trubce a roste, jak je poháněna.
• Po vrtacích trubkách - horní je upevněna ve vrtné soupravě poháněné motorem - tímto způsobem začíná klesání.
• Když je trubka zcela naplněna, je zvednuta na povrch a vytahuje z ní kámen pomocí kladiva, rány nejsou aplikovány příliš silně.
• Vrták se opět ponoří do studny a vrtá se, dokud není dosaženo požadované hloubky.

Vrtání probíhá s proplachem, ale pokud k tomu není dostatek vody, práce se provádí za sucha. Pokud specialisté používají při své práci diamantové nástroje, používají k běžnému mytí speciální emulzi.

V případě písčité půdy se do roztoku přidává tekuté sklo, jílová hmota, která zpevňuje stěny otvoru.

U půd s nestabilní strukturou je studna v procesu prohlubování vyztužena plášťovými trubkami. Často se místo splachování vodou používá levnější foukání stlačeným vzduchem.

Zařízení pro foukání studní stlačeným vzduchem

Vrtání pískové studny

Chcete-li vyvrtat studnu vlastními rukama, můžete použít šokovou metodu. Na vybrané ploše připravte místo pro montáž stativu.

Typ střely závisí na typu půdy - hustá jílovitá půda se prorazí sklenicí a sypká jílovitá půda se prorazí pomocí baileru. Sklo lze proměnit v bailer přivařením kužele s kovovou kuličkou na vnitřní straně trubky.

Věž je sestavena ve formě trojnožky z kovových trubek, nahoře je připevněna kladka pro pohyblivé lano. Na základně je připevněn zvedací mechanismus a hřídel, na kterou se navíjí lano.

Vrtání pískové studny

V místě, kde je plánována studna, je vytvořeno vybrání pro plášť o půl metru. Do tohoto otvoru musí spadnout projektil. Střela stoupá a prudce klesá do vybrání. Každým metrem je vrtací nástroj zvednut a očištěn od ulpělé zeminy.

Vlastnosti vrtání v různých půdách

Při provádění kabelového příklepového vrtání vlastníma rukama je třeba v závislosti na typech nalezených půd dodržovat řadu doporučení.

Měkká, nedrolivá půda

Nejjednodušší způsob práce je s hnacím sklem. Naviják jej spustí na povrch půdy. Když se uvnitř skla nashromáždí dostatečné množství horniny, odstraní se ven.

kyprou půdu

Používá se bailer s ventilem. Zabraňuje rozlití horniny, která se těží pouze na povrchu. V tomto případě je povinné zpevnit stěny obličeje. K tomuto účelu se používají pažnicové trubky. Pod vlivem vlastní váhy jdou hluboko do půdy, což umožňuje prodloužit životnost studny.

Průměr pažnicových trubek by měl být o něco větší než vrtací kolona, ​​což zajišťuje její průchod do požadované hloubky.

skalnatá skála

K drcení zeminy se používá dláto a k jejímu vytěžení se používá bailer. K rozšíření průměru studny nestačí použití pažnicové struny. K tomu použijte speciální expandér s pohyblivými frézami. Spouští se skrz plášťovou trubku. Když dosáhne požadované hloubky obličeje, frézy se rozvinou. Řežou půdu, což usnadňuje pohyb pažnicové struny.

Výběr čerpacích jednotek pro průmyslové studny

Odběr vody ze sací konstrukce se provádí pomocí speciálních čerpadel. Při jejich výběru je třeba vzít v úvahu následující faktory:

• výkon použitého pohonu;
• Typ zařízení;
• úroveň provozního tlaku;
• výkon čerpací jednotky.

Čerpací agregáty slouží k čerpání čisté vody, která může obsahovat malé množství nečistot. K výrobě tělesa čerpadla se používají slitiny kovů odolné proti korozi. Elektromotor je spolehlivě chráněn hermetickým pláštěm.

Čerpací jednotky ponorného typu se používají k čerpání vody z průmyslové studny. Jejich pracovní čepele jsou ponořeny do vody. Čerpadlo je jištěno nerezovým lankem.

Zařízení ponorného odstředivého čerpadla

Při konečném uspořádání konstrukce jsou v ní namontovány konstrukce pro příjem vody. S jejich pomocí je voda dodávána spotřebiteli.

Podstata technologie

Zařízení na ničení půdy je jádrový vrták (vrták) - speciální nástroj, který má řezné díly z tvrdé slitiny nebo diamantové vložky.

Jádrový vrták

S jeho pomocí profesionální vrtači rychle vytvoří otvory v půdě požadované hloubky a průměru.

Jádrové vrtání studní provádějí řemeslníci při vysokých rychlostech hlavní části, takže instalace je vystavena silnému zatížení. Pro zařízení korunky - odolný a pohodlný prsten vyrobený z ocelového bloku - dutý válcový kus s ostrými frézami - se používají tvrdé slitiny: vyhraje wolfram, ocel nebo diamanty.

Koruna se pohybuje přísně podél okraje a skála zevnitř zůstává nedotčena. Po zaplnění pracovní šachty zeminou jsou pravidelně odebírány vzorky za účelem zkoumání z jímky aktivní zóny a určení geologického řezu lokality.

Malý průměr vrtáku, až 160 mm, umožňuje překonat až několik set metrů za posun, vše závisí na tvrdosti horniny.

Po dokončení jádrového vrtání a prozkoumání výsledků je snadné zahájit vrtání šneku s úplným obnovením obsahu studny.

Klasifikace a obecná charakteristika metod vrtání

Proces vrtání se skládá z destrukce horniny na dně vrtu (studny) vrtacím nástrojem a odstranění produktů destrukce (jemných vrtů) z ní.

U všech způsobů vrtání se provádějí tyto hlavní operace: příprava a instalace vrtacího stroje k zahájení práce, vrtání (destrukce horniny) s čištěním dna vrtu od destrukčních produktů, vybudování vrtné kolony pro dosažení požadovaného vrtání hloubku a její demontáž po dokončení práce, výměnu opotřebovaných vrtacích nástrojů a přemístění stroje na nový otvor nebo místo otvoru.

V současné době se používají rotační, rázově rotační, rázově rotační a rotačně rázové způsoby vrtání vrtů a studní (metody mechanického vrtání), dále požární a kombinované vrtání. Zkoumá se účinnost využití výbušné energie při explozivním vrtání vrtů a také vysokonapěťových elektrických výbojů při vrtání elektrickým impulsem.

Při rotačním vrtání se nástroj otáčí kolem osy shodné s osou otvoru nebo jímky a současně je určitou silou přiváděn na dno. Velikost síly se nastavuje z podmínky překročení mezní pevnosti horniny pro vtlačení v oblasti kontaktu mezi řeznými čepelemi nástroje a horninou. V tomto případě dochází k soustavné destrukci v důsledku prohlubování a odlupování horninových částic ze dna. Destrukční produkty se odstraňují pomocí kroucených tyčí (při vrtání otvorů), šneků (při vrtání studní), proplachování dna vodou nebo ofukování vzduchem.

V těžebních podnicích používají: rotační vrtání otvorů frézami pomocí ručních a jádrových vrtaček; rotační (šnekové) vrtání studní frézami a diamantovými nástroji pomocí vrtných souprav.

Při příklepovém způsobu vrtání naráží nástroj (dláto nebo korunka) na dno a ničí horninu pod ostřím. Po každém dopadu se nástroj otočí o určitý úhel, což zajišťuje důsledné zničení celé plochy dna a získání kulatého řezu otvoru nebo studny.

Při rotačním příklepovém vrtání klasickými i ponornými vrtacími kladivy (perforátory) se nástroj otáčí přerušovaně pouze v intervalech mezi údery rotačním zařízením upevněným v kladivu.U některých konstrukcí příklepových vrtaček dochází k rotaci nástroje v době, kdy píst naráží na nástroj.

Při příklepově-rotačním vrtání s vrtacími kladivy a vrtacími kladivy s nezávislým otáčením jsou rázy aplikovány na plynule rotující nástroj. K destrukci horniny při těchto metodách vrtání dochází pouze v důsledku zavádění vrtné korunky při nárazech.

Při rotačním příklepovém vrtání jsou rázy aplikovány na nástroj, který se nepřetržitě otáčí pod velkou axiální silou. Ke zničení dochází jak v důsledku zavádění nástroje při nárazech, tak v důsledku odlamování horniny během otáčení nástroje.

Vrtání kuželovými bity se provádí jak v příklepové metodě s čistými valivými bity, tak v rotační příklepové metodě s posuvnými bity, kdy zuby spolu s odvalováním po dně řežou horninu klouzavým pohybem po povrchu dna. .

Během požárního vrtání dochází k destrukci horniny na dně vrtů v důsledku tepelného napětí, ke kterému dochází, když je povrch horniny rychle ohříván proudy horkých plynů (2000 °C) emitovaných z trysek hořáků nadzvukovou rychlostí (2000 m/s resp. více).

Při explozivním vrtání dochází k ničení horniny na dně vrtů postupnými explozemi malých výbušných náloží. Jsou známy dva způsoby explozivního vrtání: vrtání s nábojnicemi s použitím nábojnic s kapalnými nebo pevnými výbušninami, které vybuchnou na dně od úderu nebo rozbušky, a proudové vrtání, při kterém jsou kapalné výbušné složky (palivo a okysličovadlo) přiváděny skrz vrták do vrtáku. dno a vznikne tekutá plochá nálož. Výbuch této nálože je způsoben vstříknutím kapky iniciační sloučeniny (eutektická slitina draslíku a sodíku).

Při elektrickém pulzním vrtání dochází k destrukci hornin na dně vrtu elektrickým průrazem jeho části vysokonapěťovým (až 200 kV) výbojem. Okamžitě uvolněná energie v průrazném kanálu ničí horninu, která je odstraňována ze dna vrtu dielektrickým proudem cirkulujícím ve vrtu (solární olej, voda atd.).

Vyvíjejí se kombinované metody vrtání, při kterých dochází ke společnému působení na dně příklepového nástroje a frézy (metoda perkusní kužel), frézy a kužely (metoda řezání kuželem), frézy a ohnivý hořák (termokužel). metoda), hořák a perkusní nástroj (metoda tepelného šoku).

Metody vrtání

Proces vytváření studní, stejně jako jakákoli jiná technologie, má několik typů:

• šokové lano;
• rotační;
• vrtání s motorem dolů;
• turbína;
• se šroubovým motorem;
• elektrická vrtačka.

Schéma instalace pro rázové lanové vrtání studní.

Šokově lanová metoda vrtání studní je považována za nejvíce testovanou. S ním je šachta studny vytvořena v důsledku periodických úderů vrtáku na spodní otvor. K tomuto procesu dochází pod vlivem hmotnosti samotného udidla a těžké tyče. Zvedání vrtáku spolu s tyčí, které jsou upevněny na laně, nastává díky vyvažovači vrtacího mechanismu.

U rotační metody se rotace nástroje přenáší přes rotor. U tohoto typu vrtání je rotor instalován na ústí vrtu pomocí řady vrtných trubek, které hrají roli plného hřídele. Při vrtání malých vrtů (s malým průměrem kmene) dochází k procesu v důsledku vřetenových motorů.

Pohon rotoru je vyveden z kardanové hřídele spojené s navijákem. Nebo to může být řetězový pohon od jednoho motoru. Výhodou pohonu je, že dokáže upravit rychlost otáčení v širokém rozsahu, snížit zatížení navijáku a snížit jeho opotřebení.

Rotor pro vrtání se volí podle stupně zatížení, výkonu a také průměru hřídele. Rotační vrtání má 2 kanály přenosu energie pro spodní otvor:

• mechanické z pohonu;
• hydraulické z čerpadel.

Instalace pro vrtání studní rotační a turbínovými metodami a s pomocí elektrické vrtačky.

Při vrtání turbínovou metodou se vrtací kolona za provozu neotáčí, ale přebírá krouticí moment od vrtného motoru. Tato metoda také přenáší hydraulickou energii.

Turbínový způsob - přenos rotace na korunku z hřídele turbíny, která je poháněna pohybem proudu bahna. Ukazuje se, že u turbínové metody je do procesu zapojen pouze 1 kanál přenosu energie do spodní díry.

Turbodrill stojící nad nástrojem je stroj, který vede proces přeměny hydraulické energie tlaku proudu použité kapaliny na energii mechanickou, zaměřenou na otáčení nástroje.

Proces vrtání je spouštění, zvedání vrtné kolony do studny a udržování její hmotnosti. Vrtací kolona je sestava trubek spuštěných do šachty, upevněných k sobě vrtacími zámky. Jeho úkolem je dodávat do bitu hydraulickou a mechanickou energii.