Zožno vrtanje vodnjakov za pitno vodo je danes najbolj priljubljen način vrtanja na ozemlju zasebnih gospodinjstev. Možno je samostojno urediti plitvi vodonosnik s pomočjo ročnega zemljanega vrtalnika. Za lažje delo pogosto uporabite vrtalne naprave majhnih dimenzij s pogonom.
Pojasnili bomo, zakaj je ta metoda tako priljubljena. Poglejmo, kako se razlikuje od drugih načinov vrtanja, v katerih situacijah se učinkovito uporablja. Članek podrobno opisuje tehnologijo vijakov in oblikovanje opreme za vrtanje, kot tudi vrtalna orodja, ki se uporabljajo pri ročnem in mehanskem vrtanju.
Specifikacije povečanja vijaka
Izvrtina je razvoj valjaste oblike v zemeljski skorji, ki ima z veliko dolžino majhen prerez. Njegov začetek se imenuje ustje, stranska površina se imenuje stene, dno rudnika pa se imenuje dno.
Optimalna metoda vrtanja je izbrana ob upoštevanju funkcionalnega namena vrtine, želenega premera in globine. Pomembno je upoštevati fizikalne in mehanske lastnosti kamnin, ki jih je treba prenesti v procesu tvorbe dotoka vode.
Tehnična in ekonomska izvedljivost vrtanja v posebnih pogojih vpliva tudi. To je pomembna faza načrtovanja vrtin, med katero se določajo osnovne tehnološke rešitve - vrsta uporabljene opreme in načini vrtanja.
Tehnična in ekonomska izvedljivost metode vrtanja svedra se določi ob upoštevanju kakovosti vrtine, njegove trajnosti, pogojev gradnje in stroškov
Pri načrtovanju in nadaljnjem vrtanju vodnih vodnjakov se je treba osredotočiti na dolgoročno uporabo. Pomembna je sposobnost ohranjanja stabilne obremenitve in konstantne prepustnosti vode za območje s spodnjo luknjo dalj časa.
Postopek vrtanja vrtine vključuje več operacij:
- Uničenje kamnine na dnu, torej ločitev delcev iz matrike.
- Prevoz odpadne zemlje na površino.
- Priprava vodnjaka za obratovanje s čiščenjem in urejanjem vodnjaka ter splakovanjem dovoda vode.
Učinkovitost vrtanja je neposredno odvisna od fizikalnih in mehanskih lastnosti, ki jih določa narava, in sicer: gostota, poroznost, prepustnost vode nekoherentnih tal, konsistenca glinenih kohezivnih kamnin.
Za vrtanje lukenj s premerom od 60 mm do 200 mm in globino do 80 m v nepovezanih in kohezivnih tleh (kategorija Ⅰ-Ⅲ za vrtanje) je priporočljivo uporabiti vrtalno vrtanje. Uporaba vijačnega vrtalnika za potopitev v skale srednje trdote (kategorija Ⅳ-Ⅵ) ni praktična
Za vrtanje kamnine, za katero so značilne monolitne in kristalne vrste vezi med delci, ta metoda ni primerna. Močnejša ko so utrjena mineralna zrna v kamnini, več dela je namenjenega njenemu uničenju.
Prednosti in slabosti metode
Vrtalno vrtanje se uporablja v industriji, gradbeništvu in pri ročnem vrtanju vrtin. Njegova značilnost je odstranitev uničene kamnine ne s spiranjem tekočine ali posebnih mešanic plina in tekočin, temveč neposredno s podrobnostmi vijačnega projektila.
Razlikovati vertikalno in vodoravno usmerjeno vrtanje.Prva metoda se uporablja za gradnjo vodonosnikov, pa tudi za oblikovanje lukenj za pilote. Drugi - se uporablja pri polaganju inženirskih komunikacij brez rovov.
Rotacijsko vrtanje iz mehkih kamnin je v primerjavi z drugimi metodami najhitrejše in najbolj poceni
Ta metoda hkrati zagotavlja visoko stopnjo penetracije v ne skalnata tla do globine 50-80 metrov, kar vam omogoča, da takoj oblikujete delovne stene z namestitvijo ohišja.
Še en plus je odvzem odpadne zemlje na površino brez dvigovanja orodja. In še nekaj: ker za vrtalno vrtanje ni potrebna vrtalna tekočina, jo uspešno uporabljamo v brezvodnih območjih in jo uporabljamo tudi v obdobjih, kjer prevladujejo nizke temperature.
Danes se uporablja vrtanje z vrtalnimi agregati:
- Za napravo posameznih vodnjakov;
- Pri konstrukciji temeljev iz vijačnih / vrtanih pilotov;
- Za postavitev ograj in armiranobetonskih nosilcev;
- Pri izvajanju brezkopičnih polaganje komunikacij;
- Za gradnjo plitvih vodnjakov in jam.
Vendar pa obstajajo tudi slabosti. V kamninah z visoko trdoto z vijaki ni mogoče vrtati vrtine. Pri potopitvi v trde in poltrde ilovice, gline z vmesnimi sloji apnenca lahko nastanejo zapleti, pri vrtanju abrazivnih kamnin pa opazimo veliko porabo svedra.
Poleg tega obstaja omejitev globine izdelave. Na ta način je zelo težko zgraditi vodnjak z globino več kot 80 metrov.
Vertikalna tehnologija rudarjenja
Vijak je vrtalna cev z visoko trdnostjo s spiralno spiralo, ki služi kot navpični transportni vijak. Pod vplivom osne obremenitve se delovni del svedra vnese v skalo in ga uniči z rezanjem in razrahljanjem. Hkrati vijačni vrtalnik dovaja odpadno zemljo v vijačno spiralo.
Postopek čiščenja vrtine je neprekinjen in vzporeden z uničenjem kamnine. Ločeno od dna tal pade na vijak, ki se vrti z veliko hitrostjo
Pod delovanjem centrifugalnih sil se ohlapna tla dvignejo po lopaticah vrtalne vrvice. Dvig je posledica drsanja v spirali, saj je trenje zemlje na vijaku manjše kot na steni vodnjaka.
Tako uničena skala se v zdrobljenem stanju odnese od dna na površino in se vrže skozi vodnjak vrtine. Z enostavnim transportom tla zapolnijo 30-40% celotne prostornine medvojnega prostora.
Parametri vijačnih stebrov naj bi zagotovili hiter dvig celotne mase zemlje, ki jo je vijak uničil. Vendar se med vrtanjem del ohlapne zemlje drobi nazaj na obraz. Zato je pri izvedbi vrtalnega vrta potrebno okrepljeno čiščenje sode, po zaključku pa je potrebno obvezno pranje.
Vodoravno usmerjeno vrtanje vrta
Pri nameščanju pripomočkov za različne funkcionalne namene pod ovirami (avtoceste, železnice, gozdovi) se uporablja vodoravno usmerjeno vrtanje.
V začetni fazi dela se izkopljeta dve jami - začetna (delovna) in sprejemna. Biti morajo enaki načrtovanemu vrtincu. Po tem se potrebna oprema spusti v delovno jamo in montira.
Za vrtalno vrtanje v vodoravni smeri se uporabljajo naprave velike velikosti s pomičnim vrtalnim rotorjem s povečanim navorom
Takšna oprema ima dolg hod dovoda in je opremljena z obrabno odporno vrtalno glavo iz visoko legiranega jekla. Ima tudi sondo za sledenje vrtanja. Operater, ki sprejema signale na monitor, nadzoruje postopek in lahko prilagodi smer gibanja ter kot naklona vrtalne glave.
Ko vrtalnik vstopi v sprejemno jamo, torej končno točko po projektu, se vrtalnik odstrani.Namesto tega sta ekspander in cev pritrjena. Po tem se začne vrtenje lopatic v nasprotni smeri, da se cev zategne v končno vrtino. Na koncu vrtalnih del se iz začetne jame odstrani vijačna napeljava.
Metoda brez rovov omogoča polaganje cevi pod komunikacijami pod gladino podzemne vode do dolžine 80 m. Poleg tega se vsa kompleksna dela izvajajo brez napornega razvoja jarkov, kar omogoča skrajšanje časa izvedbe in zmanjšanje finančnih stroškov.
Horizontalno vijačno vrtanje se uporablja pri polaganju tlačnih cevovodov in namestitvi komunikacijskih sistemov na območjih, kjer polaganje z drugimi metodami ni mogoče. Glavna prednost polaganja brez rovov je donosnost. Poleg tega ni treba uporabljati betona ali drugih polimerov, da bi ohranili stabilnost končnega rudnika.
Značilnosti vrtanja v različnih kamninah
Osnovni tehnološki parametri vrtanja vrtine so osna obremenitev in hitrost vrtenja vijaka vijačnega transporterja. Ko se obremenitev poveča, se bo stopnja penetracije zagotovo povečala, kar lahko vodi v različne izredne razmere.
Zato je treba zagotoviti, da količina kamnine, ločene na enoto časa, ne presega produktivnosti transporterja. V nasprotnem primeru se na zavojih oblikujejo prometne zapore.
Hitrost vrtalnega vrtanja je neposredno odvisna od lastnosti tal, globine in premera vrtine, števila vrtljajev stebra, osne obremenitve na dnu, zasnove orodja, ki se uporablja za uničevanje kamnine
Praviloma se glinene glinene kamnine, ohlapni in srednje peščeni vrtavi izvrtajo brez prisilnega dovajanja osne obremenitve. Vijačno orodje se v tla vnese pod lastno težo, pa tudi zaradi reaktivne sile, ki izhaja iz dovajanja izrabljene kamnine do ustja valjaste rudnice.
Aksialne obremenitve do 5 kN se običajno ustvarijo med začetnim vrtanjem vrtine, pri vrtanju v trdne peščene ilovice, ilovice, gline, blatnike in kamnine. Frekvenca vrtenja stolpca ne sme presegati 1,7-3,3 s-1.
Pri višjih frekvencah se v notranjosti pojavijo vibracije, zaradi katerih povezave vrtalne vrvice lahko izgubijo povezavo. Zaradi tega bo vrtalnik ostal na dnu, skoraj nemogoče ga je dobiti, kar pomeni, da bo treba vrtati nov rudnik. In pri nizkih frekvencah je prevoz odpadne zemlje do vrha zelo težaven.
Z večjo trdoto kamnin naraščajo osne obremenitve. Vrtanje v gramozna in lesno-gramozna tla, zmrznjene ilovice, nasičene vode, peski, kamnine z vključitvijo kremena se izvaja z osno obremenitvijo 8-10 kN na bit in hitrostjo vrtenja stolpca 1,3-2,2 s-1.
Prodniki in kamnine z vključitvijo balvanov po vrtalni metodi niso izvrtane. Ti zaokroženi kamniti drobci so z dletom uničeni in jih s pomočjo balerja dvignejo na površino.
Vrtanje v peskih različnih gostot in stopenj nasičenosti z vodo, gramozom in gramoznimi nahajališči se izvaja z velikimi hitrostmi in hkrati krepi stene ohišja z ohišjem.
Prehod polža skozi mehko-plastično in tekoče-plastično glino je pogosto zapleten s tvorbo čepov. Ko se glineni delci oprimejo orodja za vijake, se poglabljanje vodnjaka ustavi, je transport iztrošene kamnine zelo težaven
Da bi se temu izognili, zmanjšajte hitrost vrtanja na najmanjšo možno mero, tempirajte stolpec in dodajte vodo v vodnjak. V podobnih razmerah pomaga tudi občasno dviganje vrtalnega orodja na površino in čiščenje lepilne ilovice.
Orodja za vrtanje
Orodja za vrtalno vrtanje vrtin po vrsti konstrukcije se odlikujejo po številu zavojev in geometriji rezalnega dela. Za vrtanje v trdne in poltrdne peščene ilovice in ilovice se pogosto uporabljajo lupine za vrtanje, katerih rob je opremljen z dodatnimi sekalci.
Najpogosteje se za zajem vode za zasebne trgovce uporablja samo en zagonski polž brez dodatkov, ker vrtanje bo imelo sedimentne kohezivne in nekoherentne kamnine. Pri poglabljanju se orodje preprosto podaljša z vrtalnimi palicami.
V tem primeru se projektil odstrani iz vrtine vsakih 0,5 do 0,7 m, da se očisti sam vrtalnik in dno iz uničene kamnine. To je bolj varčna, a hkrati tudi bolj naporna možnost vrtanja.
Za vrtanje balvanov in kamenčkov, ki jih lahko najdemo v sedimentnih tleh, preidejo na metodo udarnih vrvi. Za to se praviloma uporablja dleto iz orodnega jekla. Ta vrtalnik, ki je poudarjen od spodaj, se z naporom "vrže" v obraz, dokler se "trdna pregrada" ne uniči.
Po uničenju kamenčkov ali balvanov se fragmenti odstranijo na površino s steklom (jedro cevi) ali bailerjem. Nato spet preidejo na metodo vijakov. Najpogosteje je treba za vrtanje rudnika kombinirati več načinov vrtanja.
Pri vrtanju ohlapnih peskov in mehkih ilovic se uporabljajo vrtalni svedri z rezili, obrnjenimi proti dnu za kote 30-60 °, za vrtanje v kohezivne glinene kamnine - 90 °.
Strukturno je sveder cev ali dolga trdna palica / palica s spiralno spiralo
Ta spirala je pridobljena z navijanjem visoko trdnega jeklenega traku s premerom 5-7 mm na vijačnem vretenu. Nategne se na cev / palico in nato zvari.
Večji kot je premer osnovne cevi, manjša je transportna zmogljivost vijaka. Vendar je premer dolgega izdelka omejen zaradi mehanske trdnosti vijaka, pa tudi tehnologije njegove izdelave.
Danes izdelujejo dve vrsti vijakov:
- Z osrednjo luknjo, tj. Votlo;
- Uteženo - brez luknje.
Za zmanjšanje obrabe vijačnega transporterja med vrtanjem v abrazivnih kamninah je na zunanji rob privit jekleni trak ali na površino nanesena kovinska plast.
Pri visokih hitrostih vrtalnega vrtanja nad lupino je pritrjen poseben adapter z dvosmernim navijanjem tračnega jekla. V tem primeru večina kamnine pade na vijačni transporter brez mletja.
Na koncu cevi s spiralno spiralo so priključni elementi nujno varjeni. Obstajata dve vrsti vijačnih povezav: navoj in navoj. V prvem primeru so vijaki povezani s ključavnicami sklopke in zadržani na račun kovinskih prstov s sponkami, v drugem primeru - z vijačenjem.
Navojni priključek vijakov v vrtalno vrvico omogoča mehanizacijo njihove povezave in odklopa pri izvajanju dvižnih operacij, ko dovajate tekočino na obraz. Toda obstaja pomemben minus - v tem primeru ni možnosti obratnega vrtenja vijakov. In zato je povezava z navojem postala bolj razširjena.
Posebne vrtalne naprave praviloma vključujejo vijake različnih premerov.
Najbolj učinkoviti so svedri z osrednjo luknjo, skozi katero se v obraz dovaja zrak ali voda. To omogoča zmanjšanje trenja kamnine o površini vijačnega transporterja.
Votli vijaki z navojno vrsto priključka se uporabljajo med vrtanjem s čistilno napravo, za črpanje vode med izkopom valjastih obdelav v zemeljski skorji, za vgradnjo naboja v geofizične vrtine, za črpanje betona v odprtine pod piloti. Uporabljajo se lahko tudi kot ohišje.
Pri vrtanju z neprekinjenim obrazom je osrednji kanal blokiran z vrtalnim orodjem na vrvi.
Pregled ploščadi za vrtanje
Za vrtalno vrtanje se uporabljajo tako ročna orodja kot mehanizirane ploščadi. Najpreprostejši v zasnovi je ročni zemeljski vrtalnik. Sestavljen je iz palice / cevi z vijačnim nožem in trdno pritrjenim ročajem v obliki črke T.
To vrsto dolgočasnega orodja je privit v tla, kot čep.V procesu vožnje rudnika se poveča s palicami. Ročni svedri so izdelani tako, da jih je najlažje prevažati v osebnih avtomobilih. Omogoča tudi spreminjanje dolžine vrtalne vrvice.
Z ročnim orodjem lahko naredite luknje do 2 metra globoko s premerom največ 20 centimetrov. Obstajajo motorni vrtalniki z bencinskim ali električnim pogonom. Njihova zasnova vključuje vijačni transporter, torej vijak in motor z menjalnikom. Zasuk gredi motorja zagotavlja gibanje vijaka.
S pomočjo električnega orodja v prisotnosti vrtalnih palic za gradnjo lahko vrtate vrtine do 25 metrov globoko. S premerom do 30 centimetrov se uporablja za namestitev svetlobnih drogov na ulici, za postavitev stebrov ograj, jame za pregled temeljev, podlage tal.
Vrtanje vodnjakov na ozemlju zasebnih gospodinjstev in oblikovanje lukenj velikega premera za pilotski temelj izvajajo prenosni stroji majhne velikosti ali vrtalne ploščadi z mobilno opremo
Mobilne enote so majhni stroji z električnim ali plinskim motorjem. Z njihovo pomočjo lahko hitro vrtate vrtino za dajanje, da pripravite veliko število jam za nosilce različnih funkcionalnih namenov.
Pogosto so takšne vrtalne naprave izdelane v obliki prikolice za osebna vozila, da se olajša prevoz do kraja dela.
V civilni in industrijski gradnji za izdelavo obdelav velike globine in premera se uporablja posebna oprema za vijake, pritrjena na premično opremo - tovornjake, traktorje.
Uporablja se pri vgradnji stebrov za visokonapetostne daljnovode in drogove ulične razsvetljave, pri nameščanju stebrov za stadione, športne centre, industrijske objekte in letališča. Poleg tega je s pomočjo vrtalnih vrtalnih ploščic, jezikov in žlebov ograja jame zgrajena na mobilni opremi, nameščeni so vijačni piloti.
Auger vrtanje vodnjaka iz 20 m globoko v zasebnem gospodinjstvu:
Ta video prikazuje tehnologijo vodoravnega vrtanja vrtine za polaganje komunikacij pod avtocesto:
Naprava piloti neprekinjeni vijak velikega premera z osrednjim kanalom. Za delo uporabljamo vrtalni stroj Bauer BG-30 in visokozmogljivo stacionarno betonsko črpalko Liebherr:
Metoda vijakov zagotavlja visoke hitrosti vrtanja vrtine. Razvoj vodnjaka in oskrba z obdelano zemljo od dna do vodnjaka se dogaja sočasno in neprekinjeno, kar prihrani čas, prizadevanja vrtalnikov in vložena sredstva v projekt. Zato je priljubljena tudi metoda vijačnega vrtanja.
Komentarje v spodnjem obrazcu pustite spodaj. Povejte nam, če bi morali uporabiti ročno orodje ali vrtalnik na vrtalni napravi majhnih dimenzij z vijakom. Delite tehnološke posebnosti, ki so lahko koristne za obiskovalce spletnega mesta.