Jak vyrobit vrtnou soupravu

Metody vrtání ↑

Použitá metoda vrtání závisí na typu půdy na místě. Výběr podkladu umožňují dva typy pohybů nástroje - úder a rotace. Rázem se "zaboříte" do země a poté nástroj vyjmete a vyčistíte. Rotací se půda postupně odstraňuje. Vrták se zapíchne do země a vytlačí půdu ven. Metody vrtání mohou být založeny na principu příklepu, rotace nebo kombinace obou typů pohybu. Existuje několik nejběžnějších metod:

Šnek

Nejběžnější způsob vrtání. Lopatky šneku kypří půdu a vynášejí ji na povrch. Samotné lopatky jsou k trubce přivařeny pod úhlem 90 stupňů. Tento nástroj není příliš vhodný, protože část rozdrcené zeminy se sype dolů. Pokud je úhel lopatek 30-70 stupňů, vytěžená zemina není rozdrcena a nespadne zpět do jámy.

Jádrový vrták

Jádrový vrtací nástroj je trubka se speciálním jádrovým vrtákem osazeným ostrými řeznými prvky. Princip činnosti je založen na rozrušování půdy a vynášení odřezků potrubím. Tato metoda je vhodná pro vrtání do tvrdého podloží. Průměr vrtu odpovídá průměru potrubí. Řízky zvednuté v kovové "misce" se vyrazí kladivem. Aby se stěny vrtu nezhroutily, přivádí se voda s jílem. Trubka se prodlužuje při hlubším uložení do země přidáním dalších tyčí o délce 1,2-1,5 m.

Příklepové vrtání

Zařízením pro tento typ vrtání je dvoumetrová trojnožka, na které je přehozený blok s lanem. Na konci lana je připevněn padák - řezací a uchopovací nástroj. Tyč vybírá nečistoty, pak se zvedne pomocí lana a vyčistí speciálním technologickým otvorem. Pro zjednodušení se do vrtu nalije voda, která se později odstraní.

Perkusní rotační

Vybavení pro příklepové vrtání je téměř totožné s vybavením pro vrtání příklepem. Kromě perkusních pohybů provádí stroj také rotační pohyby. Práce tak může být provedena mnohem rychleji. U tvrdých půd se za nejúčinnější považuje perkusně-rotační metoda.

Pro vrty lze použít běžný vrták na led. Jediným problémem, který může nastat, je nedostatečná délka tyče. Jakmile se dostanete hlouběji do země, můžete ji rozšířit o domácí doplňky.

Oblíbené modely

Vrtná souprava malých rozměrů, jejíž cena a kvalita jsou v dokonalé korelaci, umožňuje uživatelům řešit otázku uspořádání vrtu. Plošiny domácí výroby jsou mezi spotřebiteli velmi oblíbené.

Pro vrtání studní do hloubky 70 m si uživatelé vybírají model RB-50/220. Jedná se o pístové zařízení, jehož cena je od 80 tisíc rublů. Pokud chcete vytvořit vrt do hloubky 100 m, měli byste dát přednost modelu RB100/380. Výkon motoru je 4,2 kW. Jedná se o profesionální stroj. Cena tohoto stroje je přibližně 120 000 rublů.

Pro malé vrty do hloubky 15 m lze zakoupit šnekový vrták UBK-12/25. Cena nového zařízení začíná na 200 tisících rublech.

Chcete-li jednotku používat nejen k vytváření studní, ale také k instalaci pilotů a základů, vyplatí se zakoupit zařízení PM-23. Náklady na vybavení činí 110 tisíc rublů.

Výhody a nevýhody vrtů

Studna na písku má řadu výhod, včetně:

1. nízké peněžní náklady vzhledem k mělkému výskytu pískové zvodně;
2. instalace nevyžaduje dlouhou dobu (montáž a příprava k provozu 1-2 dny).
3. malé množství rozpuštěného železa, které výrazně zlepšuje jeho vlastnosti;
4. Není třeba pořizovat zvláštní dokumentaci, která je vyžadována při vrtání artézských studní;
5. je vyšší než u vrtů (1-1,5 m3/hod);
6. možnost použití MBU ve stísněných prostorech, jakož i ve sklepích a místnostech, které nejsou přístupné vozidlem;
7. nedošlo k vážnému poškození krajiny usedlosti;

Pískové vrty mají i své nevýhody:

• se stává, že se v rozvojové oblasti studny nenachází žádná písčitá zvodeň;
• Životnost 6-10 let při pravidelném čištění;
• Voda není vždy kvalitní a vyžaduje filtraci;
• Při ráži pláště 135 mm je kapacita zásobníku vody omezena na 500 litrů.

Hlavní výhody a nevýhody vápencového vrtu:

• vyšší produktivita ve srovnání s pískovým vrtem;
• životnost je 50-60 let;
• se nezanáší, a proto není nutné neustálé čištění;
• Umístění studny na pozemku usedlosti není zásadní, protože vodonosná vrstva je všude;
• hloubka vodonosné vrstvy je značná, takže vývoj studní je nákladný;
• Delší doba instalace (minimálně 3 dny na montáž a přípravu k provozu);
• vysoký obsah rozpuštěného železa, které zhoršuje vlastnosti pitné vody.

Praktičtější je vrtat pískové vrty malou vrtnou soupravou, ale je možné provádět i hlubší vrty. Studna na písčitý vodonosný horizont může být hluboká až 40 metrů a její kalibr je 125-135 mm. Od artézského zdroje se výrazně neliší, kromě toho, že vnitřní část studny do písku je vždy tvořena jedinou trubkou (obvykle plastovou, PVC). Aby byl plášť z PVC ve velkých hloubkách chráněn před zemním tlakem, zhotovuje se u artézských studní ochranné pouzdro z kovu.

Nevýhody a výhody

Stejně jako u jiných strojů má i domácí vrtací stroj své výhody a nevýhody. Výhody jsou zdůrazněny takto:

• • Vysoký stupeň udržovatelnosti. Každá část je vyměnitelná, takže provozní životnost je poměrně dlouhá.
  • Rozměry jsou kompaktní, hmotnost nízká.

• Domácí zařízení jsou mnohem levnější.
• Všestrannost a efektivita. Lze použít na omezené ploše.
• Rychlá montáž a demontáž, malá ruční vrtačka se dá převážet v přívěsu za auto.

Hlavní nevýhodou je nutnost pravidelné výměny trubek za delší, pokud je hloubka vrtu větší než 10 metrů, a čas potřebný k jeho vybudování.

Výroba vodního vrtáku umožní majiteli vytvořit samostatný systém zásobování vodou bez nutnosti účasti odborníků. Technický návrh je nekomplikovaný, takže jej může vytvořit kdokoli bez zvláštních dovedností nebo zkušeností.

Rozdělení podle druhu prováděných prací

Podle tohoto kritéria mohou být vrtné soupravy

• Provozní. Tyto stroje se používají ve fázi průzkumu ložiska. Jejich hlavním účelem je odebírat vzorky půdy, abychom se dozvěděli více o geologii.
• Průzkum. Tato technika se používá k odběru vzorků půdy z ložiska. Výsledky jeho šetření slouží k určení významu průmyslového areálu.
• Pro vrtání technických otvorů. Otvory jsou při stavbě budov a konstrukcí potřebné k různým účelům, pro stavbu základů. Lze je použít i jako ropné a plynové plošiny.

Soupravy

Vrtné soupravy se používají nejen na souši, ale také ve vodě. Často mohou Provádět několik různých typů prací. Souprava se pro konkrétní vrt vybírá podle přípustného zatížení háku. Zatížení nesmí překročit hmotnost (ve vzduchu) nejtěžšího pláště. Při výběru modelu a velikosti zařízení je třeba zohlednit klimatické, geologické, dopravní a energetické podmínky. Podle těchto údajů se zvolí typ pohonu (elektrický nebo dieselový) a schéma instalace. Existuje mnoho přístupů ke klasifikaci vrtných souprav. Lze je rozdělit podle:

Dislokace: Plovoucí a pozemní. Plovoucí soupravy jsou:

• PBU (poloponořitelná);
• MSP (námořní pevná plošina);
• SSVS (samoponořitelný).

Způsob jízdy: bez vlastního pohonu a s vlastním pohonem.

Typ práce:

• pro rozvoj ložisek: plyn, ropa a podzemní voda;;
• Pro hloubkový geologický výzkum.

Ty se zase dělí na demontovatelné a nedemontovatelné. Demontovatelné (maloblokové a velkoblokové) se používají pro výstavbu vrtů s hloubkou až 10 000 m.

Vrtné soupravy se liší velikostí. Může jít o malá zařízení, která mohou obsluhovat a instalovat dva lidé, nebo o obrovská zařízení namontovaná na ocelových věžích a obsluhovaná týmem specialistů.

Rozlišují se také podle typu vrtané horniny. V oblastech překrytých silnými sedimenty a tvrdými horninami lze vrty vrtat pomocí následujícího vybavení:

• vrtání šnekem (pro měkké půdy);
• perkusní (používá se velmi zřídka, pouze pro průzkumné vrty).
• rotační (v neproduktivních sedimentech);
• stroje "Empire" (při průzkumu ložisek bauxitu pro vrtání do hloubky 9-12 m sypkých ložisek),

Je možné je rozdělit podle způsobu vrtání. Hlavním parametrem klasifikace je však nosnost, která určuje konstrukci a vlastnosti přívodní energie a vrtného zařízení. Nosnost závisí na zatížení při zvedání a spouštění vrtné kolony a pažnice.

Výkonnost vrtacích strojů se řídí dvěma parametry:

1. Jmenovitá nosnost, která je určena dobou používání zařízení.
2. Maximální kapacita - určuje se podle krátkodobého přetížení soupravy.

Rozdíl mezi maximální a jmenovitou kapacitou se zvyšuje s rostoucí hloubkou vrtu. Vzhledem k tomu, že při vrtání hlubokého vrtu může dojít ke krátkodobému přetížení, musí být vybavení větší než při práci s mělkým vrtem.

Jmenovitá nosnost těžebních a průzkumných vrtných souprav se dělí do pěti tříd. Vzhledem k velké rozmanitosti konstrukcí a hloubek vrtů, různým účelům a podmínkám není možné vystačit s jednou velikostí vrtné soupravy. Proto se podle GOST zařízení rozlišují podle přípustného zatížení háku.

Druhy prací, které mají být provedeny

V závislosti na parametrech prováděných úkolů mají provozní zařízení dílčí kategorie:

• provozní zařízení;
• průzkumné vybavení;
• stroje pro technické a pomocné procesy.

Typy vrtů

Těžební stroje se používají k předběžnému odběru horniny pro další práce a průzkum terénu. V inženýrských stavbách jsou vrty malé hloubky.

Průzkumné stroje se používají pro geologický průzkum nerostných surovin. Při geologickém průzkumu se používají k vyhledávání ropy a zemního plynu.

Stejné postupy se používají při průzkumu vodních nádrží a vrtání artézských studní.

Pomocná zařízení se používají k vrtání otvorů pro piloty ve stavebnictví při zakládání základů různých hloubek a účelů.

Jak vyvrtat studnu?

Mělkou vodonosnou vrstvu lze navrtat vlastníma rukama pomocí jednoho ze tří typů vrtů:

1. příručka;
2. bicí nástroje;
3. bicí nástroje.

Způsob provedení vrtu se volí v závislosti na typu půdy a hloubce pronikání.

Ruční vrtání

Pokud se nepoužívá žádné další vybavení, vrtný stativ (věž) a blokový systém, lze "studnu" vyvrtat až do hloubky 20 m.

Technologie vrtání:

• Na vybraném místě průchodu se postaví stativ. Výška výtahu by měla být o 1 až 2 m vyšší než délka části vrtací tyče.
• Hloubení jedním dvěma hroty se provádí pomocí lopaty, která se používá k vycentrování a vedení vrtání.
• Pro prohloubení vrtáku do hloubky větší než jeden metr budete potřebovat pomoc partnera. Jedna osoba není schopna vrtat dále do hromady.
• Pokud je obtížné vrták z otvoru vyjmout, je třeba vrták otočit o 2 až 3 otáčky a vytáhnout jej.
• Po každých 500 mm průniku je třeba vrták vyjmout a zbavit zeminy.
• Vrtání se opakuje, dokud se rukojeť vrtáku nedostane na úroveň země.
• Vrtací tyč se vytáhne spolu s vrtákem a prodlouží se o další část.
• Tento postup se opakuje, dokud není dosaženo vodonosné vrstvy. To je dáno typem těžené zeminy.
• Po dosažení zvodnělé vrstvy byste měli pokračovat ve vrtání do tvrdé (zvodnělé) vrstvy. To umožní naplnit studnu co největším množstvím vody.
• Odčerpání vody z půdy lze provést ručním čerpadlem nebo ponorným čerpadlem.
• Po odčerpání 3 až 4 kbelíků zakalené vody by se měla objevit čistá voda. Pokud se neobjeví čistá voda, zvětšete hloubku výkopu o 1,5 až 2 metry.

Tip: Využijte konstrukční kapacitu jednotky k vytěžení co největšího množství zeminy, protože tato operace trvá dlouho.

Nástroje:

• stativ;
• Auger;
• hadice pro odčerpávání vody;
• kompozitní vrtná tyč;
• čerpadlo nebo pumpa.

Příklepové vrtání

Studna vyvrtaná touto metodou má dlouhou životnost 80 a více let a zvýšený přísun a průtok vody. Pracovní proces spočívá v rozbíjení a drcení horniny v uzavřené smyčce pomocí speciálního úderového vrtáku.

Proces vrtání:

1. Vrtná souprava je umístěna nad bodem pro vniknutí příklepové misky (rampy, vrtáku).
2. Pro vedení rampy je vytvořena vodicí jáma.
3. První metr otvoru lze vyvrtat ručně.
4. Poté se nainstaluje vodítko v podobě ocelové trubky o větším průměru, než je průměr dláta.
5. Uvolněním navijáku se žlab vypustí do potrubí, při nárazu se rozbije a rozdrtí zemina, čímž se naplní sklo. Přítomnost speciálního ventilu zabraňuje vysypání zeminy ze střely.
6. Poté se hrnek zvedne a rozbitá zemina se vykopá.
7. Cyklus se opakuje, dokud nedosáhnete vodonosné vrstvy.

Tento způsob vrtání je náročný na práci a může trvat až několik týdnů. Proto se nejlépe hodí pro vrty v těchto typech půdy:

• hlína;
• na hlíně;
• Na měkké (zamokřené) půdě;

Nárazové vrtání

Princip příklepového vrtání je podobný jako u vrtání příklepem. Rozdíl spočívá v tom, že vrtáky jsou ve spodním otvoru a údery se provádějí úderným kladivem. Tímto způsobem lze dosáhnout hloubky více než 100 metrů.

Vrtání lze provádět v mnoha typech půdy:

1. měkká půda - používá se klínový vrták;
2. Těžký terén - I-tee bit;
3. Tvrdé horniny - bit ve tvaru kříže;
4. Balvany - pyramidální bit.

Jak vrtání funguje:

• Vrtná souprava je připravena;
• Do otvoru se vkládá vrták s tvarem vhodným pro daný terén;
• Vrták o hmotnosti 500 až 2 500 kg se spouští z výšky 300 až 1 000 mm;
• po nárazu se půda rozdělí a dláto se zaryje do země;
• střela se zvedne a cyklus se opakuje;
• frekvence cyklu je 45 - 60 zdvihů/min;
• Po ujetí každých 200 až 600 mm se vrták z otvoru vysune a zbaví se zeminy.

Jak postavit rotační vrtnou soupravu

Hydraulická rotační vrtná souprava musí mít rám, který umožňuje pohyb vrtacího motoru nahoru nebo dolů a zavěšení vrtáku nahoru nebo dolů pomocí otočného kloubu. Výkyvná hlavice také umožňuje vnikání vody do vrtné šňůry.

Konstrukční principy vrtačky

Pro stavbu jádrové vrtačky vlastníma rukama se doporučuje následující postup:

• Nejprve musí být na svém místě otočný kloub a tyče. Pokud nejste kvalifikovaní soustružníci nebo je nemáte po ruce, je lepší si tyto díly koupit. Při jejich výrobě je vyžadován vysoký stupeň přesnosti, kterého lze dosáhnout s vysokou mírou zručnosti. Závity na otočném kloubu a tyčích musí být stejné, jinak je nutný adaptér. Závity na tyčích jsou lepší - lichoběžníkové, protože málokterý soustružník pak dokáže vyrobit kuželový.
• Kupte si motor s převodovkou. Pokud bude napájení z 220 V, jsou jeho charakteristiky následující: výkon 2,2 kW, otáčky - 60-70 za minutu (nejlépe: 3MP 31,5 nebo 3MP 40 nebo 3MP 50). Silnější je možné dát pouze za podmínky přítomnosti potraviny v 380 V, a silnější jsou zřídka nutné.
• Koupíte si naviják, může být ruční nebo elektrický. Nosnost pokud možno nejméně 1 tuna (pokud možno více).

• Když máte všechny tyto komponenty po ruce, můžete svařit rám a vyrobit vrtačku. Všechno toto vybavení je k němu připevněno a existují různé typy upevňovacích prvků, takže nikdy nevíte.

Rám minivrtací soupravy se skládá ze tří částí:

• Horizontální platforma;
• svislý rám;
• Posuvný rám (vozík), na kterém je upevněn motor.

Základna je svařena ze silnostěnné trubky - tloušťka stěny 4 mm, minimálně 3,5 mm. Nejlepší volba je 40*40 mm, 50*50 mm nebo podobně, ale stačí i kulatý. Při výrobě rámu pro malou vrtnou soupravu není přesnost důležitá.

Je důležité dodržovat geometrii: vertikalitu a horizontalitu, případně stejné úhly sklonu. Rozměry je třeba "upravit" podle skutečnosti.

Nejprve se svaří a změří spodní rám. Svislý rám je vyroben podle stávajících rozměrů a podle nich je vyroben i vozík.

Jednoduchý vrtací rám si můžete vyrobit sami - je svařený z běžné oceli (viz výkres níže). Pokud vezmete vysoce legovanou ocel, je obtížné ji na tyče navařit. Pro těžké a kamenité půdy je lepší koupit vrták od specializované firmy - mají složitý tvar, existuje mnoho různých typů.

Plán vrtáku 159 milimetrů

Pro usnadnění práce jsou připojeny dva dálkové ovladače s možností reverzace. Jeden je umístěn na motoru, druhý na navijáku. To je v podstatě vše.

Rotační nebo šnekové vrtací soupravy jsou především otočné, ale jejich výroba bez zkušeností není reálná. Pro ty, kteří si chtějí vyrobit otočný kloub sami, je zde fotografie a nákres otočného kloubu.

Konstrukce otočného zařízení pro vrtnou soupravu

Výkres otočného zařízení pro kompaktní vrtnou soupravu

Vlastnosti příklepového vrtání

Pneumatické vrtací kladivo patří k rotační vrtací technologii a nejčastěji se používá při geotechnickém průzkumu stavenišť a vrtání studní. Pomocí pneumatického vrtacího nářadí je možné provádět těžbu svislých a směrových vrtů v půdě až do 10. kategorie vrtatelnosti.

Hlavní charakteristikou této techniky je, že k rozbíjení horniny využívá současně úderné a rotační působení.
je současný úderný a rotační pohyb, který provádí
Charakteristickým rysem této techniky je současný úderný a rotační účinek pneumatického kladiva a rotační vrtací soupravy.

Stroj je poháněn ponorným pneumatickým kladivem. Stlačený vzduch proudící skrz vrtací tyč pohání kladivo vratným pohybem, které naráží na stopku vrtáku. Pneumatické kladivo současně rotuje s vrtací tyčí; rotátor je umístěn mimo vrt. Vrtáky se z vrtu odstraňují stlačeným vzduchem.

Výhody a nevýhody vrtání pomocí
pneumatického vrtání s příklepem

Hlavními výhodami pneumatického vrtání s příklepem jsou vysoká rychlost vrtání.
vysoká rychlost pronikání, účinné odstraňování odřezků, možnost práce na
puklinových hornin a vyhnout se nákladům na bentonit a proplachovací vodu.
splachovací vody.

Dalšími výhodami jsou:

• Vrtný cyklus je mnohonásobně kratší, než se dříve uvažovalo. Technologie pneumatického vrtání s příklepem umožňuje vytvořit vrty mnohem rychleji než vrtání s výplachovou kapalinou. Hlavním důvodem je to, že rychlost proudění vzduchu je mnohem větší než rychlost proplachovací kapaliny;
• Obtokové čištění vrtu během vrtání. Odstraňování třísek se provádí pohybem silného proudu vzduchu směrem vzhůru v mezeře mezi vrtnou šňůrou a stěnou vrtu;
• Není nutná žádná proplachovací kapalina, což vyžaduje nákup bentonitu a dopravu vody na místo;
• Rychlá a snadná výměna vrtacích nástrojů.

Nevýhodou pneumatického vrtání je nutnost velkého objemu stlačeného vzduchu, možnost zaseknutí vrtné šňůry při vrtání zvodnělých horizontů a útvarů se zvýšenou štěpností. Je třeba zajistit stabilitu stěn vrtu.

Diamantové vrtáky

Diamantové vrtací nástroje jsou pracovní matrice z tvrdé slitiny s diamantovým ložiskem v ocelovém pouzdře, které je opatřeno kuželovým vnitřním připojovacím závitem.

Tyto vrtací nástroje se liší tvarem pracovní matrice, kvalitativními vlastnostmi použitých diamantů a použitými proplachovacími systémy.

Tyto kovové prášky dobře zachycují diamant a umožňují vyrábět pracovní nástroje s různou tvrdostí a odolností proti opotřebení. Diamantové matrice na bázi wolframu mají nejlepší vlastnosti z hlediska kvalitativních charakteristik, jako je tvrdost, odolnost proti opotřebení a tepelná vodivost.

Při výrobě diamantových vrtacích hlavic se používají tzv. technické diamanty o hmotnosti 0,05 až 0,34 karátu. Například vrták o průměru 188 milimetrů spotřebuje 400 až 650 karátů (dva až dva a půl tisíce zrnek diamantu).

Diamantové vrtací hlavy se vyrábějí ve dvou modifikacích:

• jednovrstvé (typy KR, KT, DR, DT, DK), kde jsou diamantová zrna umístěna v povrchové vrstvě pracovních hran kovových matric podle určitých vzorů;
• impregnované (typ DI), ve kterých jsou jemná diamantová zrna rovnoměrně rozložena po celé matrici.

Diamantové vrtací nástroje

Diamantové vrtáky jsou následujících typů:

• s povrchovým umístěním diamantů;
• Impregnované (diamanty jsou umístěny na povrchu do hloubky 8 milimetrů);
• speciální návrhy;
• s radiálním uspořádáním kanálků a bikonickým vnějším povrchem (DR);
• s tlakovým kanálem a toroidními výstupky (DP);
• se syntetickým typem umístění diamantových zrn (C);
• s impregnovanými diamantovými zrny (I);
• ve tvaru pádla (DL);
• s vnitřním zúžením (DV);
• impregnované s naostřenými konci ostří (DI);
• univerzální (DU).

Tyto nástroje na destrukci hornin se používají při vrtání hlubokých (více než tříkilometrových) vrtů. Trvanlivost diamantových nástrojů je 20-30krát vyšší ve srovnání s válečkovými kužely.