Jaké typy bitů se používají při rotačním vrtání?

Vrtání je proces ničení hornin pomocí speciálního zařízení – vrtacího zařízení.

Mechanické metody vrtání se dělí na nárazové a rotační:

Příklepové vrtání

Jde o cyklické ničení horniny speciálním dlátem. Vrtací nástroje zahrnují tyč s kladivem, kabelový zámek a unášecí sklo nebo bit.

Technologie:

Nárazová střela je zavěšena na laně, které je napájeno z nástrojového bubnu. Při sekání se střela zvedá a klesá pomocí vyvažovače – tažného mechanismu stroje. Při pádu střela spadne vlastní vahou dolů a zničí kámen na čele. Po vyvrtání určitého intervalu studny přestanou sekat a začnou čistit čelo. Čištění se provádí pomocí baileru spuštěného do studny na bailerském laně z bailerského bubnu. Po vyčištění studny pokračují v sekání nebo začnou studnu podpírat – nestabilní intervaly jsou zajištěny pažnicovými trubkami.

Rotační vrtání

Rotační vrtání má několik hlavních směrů: šnekové, jádrové, vrtání s přímou a zpětnou cirkulací, vrtání s proplachem.

Technologie.

Při rotační metodě vrtání se krouticí moment přenáší na korunku nebo z povrchu z rotátoru (rotoru) přes řadu vrtacích trubek (rotační vrtání) nebo z vrtaného motoru (turbovrtačka, elektrická vrtačka, šroubový motor) instalovaného přímo nad bit.

Šnekové vrtání.

Při šnekové metodě vrtání měkkých a sypkých hornin se destrukce horniny na porubu provádí rotačním vrtákem různého provedení, rozrušená hornina je dopravována z porubu na denní povrch šneky, které jsou jediným šnekovým dopravníkem. Tento typ vrtání je nejběžnější a nejuniverzálnější metodou ze všech typů mělkého vrtání. Používá se pro vrtání trhacích vrtů při seismickém průzkumu, inženýrských a hydrogeologických vrtech, geologickém průzkumu atd. V některých případech lze vrtání provádět bez vytvoření axiálního zatížení. K zasunutí vrtáku dochází vlivem hmotnosti šneku a také reaktivní síly, ke které dochází při přepravě půdy. Nejvýraznější nevýhodou šnekového vrtání je obtížnost stanovení hloubky odběru vzorků půdy.

Kruhové nebo celoplošné vrtání.

Na základě charakteru destrukce horniny na dně se rozlišuje kontinuální a jádrové vrtání. Při nepřetržitém vrtání dochází k destrukci horniny po celé ploše čelby. Jádrové vrtání zahrnuje ničení hornin pouze podél prstence za účelem vytěžení jádra – válcového vzorku hornin po celé délce vrtu nebo jeho části.

Jádrové vrtání hornin se provádí s cirkulací výplachové kapaliny u dna nebo s výplachem vrtu jílovým roztokem. Kruhové čelní vrtání s přímým oplachem se provádí pomocí jádrových sad s karbidovými nebo diamantovými bity.

Diamantové vrtání:

Nejúčinnější způsob vrtání průzkumných vrtů. Diamant je nejtvrdší minerál, proto se používá při vrtání středně tvrdých a tvrdých hornin různé abrazivity. Pro vyztužení diamantových korunek se používají průmyslové diamanty malých rozměrů a různých tvarů. Při vrtání tvrdých, křehkých hornin bude docházet k destrukci v důsledku jejich vylamování, drcení a drcení, u plastických hornin převládají řezné procesy.

Tvrdokovové vrtání:

Při tvrdokovovém vrtání provádí fréza vrtáku působením axiálního zatížení translační pohyb dolů do určité hloubky a při působení krouticího momentu se pohybuje po kruhu, sekání nebo řezání horniny. Rychlost vrtání závisí na axiálním zatížení vrtáku a rychlosti jeho otáčení. Korunka se skládá z kovového válcového těla, na jehož jednom konci je vnější závit pro spojení s jádrovou trubkou a na druhém konci jsou v drážkách osazeny tvrdokovové destičky – frézy. Řezáky mohou být umístěny svisle nebo pod úhlem.

Nástroj na řezání kamene:

Celoplošné vrtání vrtů – bez jádrového odběru – se provádí při vrtání těžebních vrtů, trhacích, seismických a jiných technických vrtů. Kontinuální čelní vrtání se provádí pomocí čepelových nebo válečkových vrtáků, jejichž typ se volí podle kategorie vrtané horniny. Všechny vrtáky jsou rozděleny do tří typů: řezné a stříhací bity, které ničí horninu ostřím (vrtáky s čepelí); drcení a stříhání bitů, které ničí horninu se zuby umístěnými na válečkových kuželích (kuželové bity); bity s řezným a abrazivním účinkem, ničící horninu diamantovými zrny nebo karbidovými kolíky, které jsou umístěny v koncové části bitu (diamantové a karbidové bity). Povaha ničení horniny válečkovým bitem závisí na jeho konstrukčních prvcích. Vrták rotující kolem své osy způsobí, že se váleček odvaluje podél čela. K destrukci horniny dochází v důsledku drcení a střihu zubů frézy na hornině. Velikost osového zatížení musí výrazně převyšovat pevnost horniny.

Čištění obličeje od kalu:

Propláchnutí studny roztokem:

Z celkového objemu vrtání studní je většina prováděna rotačním způsobem s proplachem průmyslovou vodou nebo jílovým roztokem. Při vrtání rotační metodou se používají dva typy výplachů: přímé a reverzní. Při přímém proplachování je proplachovací kapalina přiváděna do nástroje na řezání hornin vrtnými trubkami a stoupá na povrch prstencovou mezerou mezi vrtnými trubkami a stěnami vrtu a nese s sebou kusy zničené horniny (kal). Během zpětného proplachu proplachovací kapalina vstupuje do vrtu hermeticky uzavřeným ústím vrtu podél vrtu a stoupá vrtnými trubkami na povrch.

Foukání studny vzduchem:

Při vrtání s přímým oběhem jsou procesy obecně stejné jako při vrtání s přímým oběhem. Pouze místo roztoku je přes otočné těsnění přiváděn stlačený vzduch. A zničená hornina (kal) je vyfouknuta na povrch.

Vrtání s profukováním dna stlačeným vzduchem je vhodné při vrtání v zledovatělých zmrzlých horninách, které mohou při proplachování studní rozmrzat, při vrtání ve skalách, které nasávají vodu a bobtnají, ve stabilních horninách, kde není přítok vody nebo je nevýznamný.

Vrtání lze provádět vrtacími kladivy, válečkovými vrtáky nebo korunkovými vrtáky s diamantovými nebo karbidovými vrtáky. Vzduch je přiváděn z mobilního kompresoru.

Vrtací trubky:

Vrtací trubky jsou navrženy tak, aby přenášely krouticí moment a axiální zatížení z rotátoru (rotoru) na nástroj pro řezání horniny. Také vrtné trubky jsou navrženy tak, aby přiváděly vrtnou kapalinu na dno, aby chladila korunku (bit). Ukazatele kvality vrtných trubek jsou charakterizovány rychlostí otáčení vrtné korunky, velikostí axiálního zatížení a průtokem proplachovací kapaliny. V závislosti na aplikaci existují různé konstrukce vrtných trubek:

• LBT – vrtné trubky z lehkých slitin se používají pro diamantové vrtání;
• Vrtací objímky – vrtací objímky slouží k vytvoření dodatečného axiálního zatížení vrtáku;
• Trubky Kelly se používají k přenosu rotace z vrtné soupravy na kolonu vrtných trubek.

V poslední době se rozšířily ocelové univerzální vrtáky (TBSU) s navařenými konci.

Vrtná souprava:

Technologickým zařízením, které provádí proces vrtání, je vrtná jednotka, skládající se z vrtné soupravy, vrtného proplachovacího čerpadla a pohonu. Zařízení, která využívají vzduch k čištění obličeje od kalu, jsou vybavena kompresorem. Zařízení pro vrtání mapovacích a geologických průzkumných vrtů jsou přenosné a samojízdné stroje. Lehké mobilní jednotky se montují na podvozky osobních automobilů. Samohybné a mobilní instalace pro vrtání hydrogeologických vrtů jsou speciální řadou technologických komplexů, které umožňují vrtání vrtů o průměru až 900 mm v horninách jakékoli kategorie, a to jak rotačním způsobem s proplachem nebo foukáním, tak bez proplachu – s šneky nebo metoda nárazového pohonu.

Vrtná souprava se skládá z hlavních mechanismů:

• Motor – stroj na výrobu mechanické energie;
• Přenos – zajišťuje transformaci, nastavení, parametry a distribuci mechanické energie;
• Rotátor – přenáší rotaci na vrtací kolonu. V závislosti na aplikaci může být vrtací komplex vybaven rotačním, vřetenovým nebo pohyblivým rotátorem.
• Naviják – slouží jako součást kladkostroje, určeného k provádění operací spouštění a zvedání.
• Hydraulický systém – skládající se z olejových čerpadel, olejové nádrže a rozdělovačů – umožňuje ovládat pohony vrtné soupravy.

Bahenní čerpadlo:

Je to jeden z hlavních prvků vrtné soupravy. Navrženo pro čerpání proplachovací kapaliny k čištění dna studní od kalu a chladných nástrojů na řezání hornin. Někdy se používá jako hydraulický pohon pro hlubinné hydraulické stroje. Průtok výplachového čerpadla je dán potřebou zajistit provozní rychlost přímého a vzestupného proudění výplachové kapaliny ve vrtné koloně a mezikruží. Ve většině případů čerpá směsi voda-písek-jíl s abrazivním účinkem. Zásadním rozdílem je pracovní těleso pístu nebo plunžru. Je vybavena sací hadicí, patkovým ventilem, tlakovým potrubím s manometrem a přepouštěcím ventilem, třícestným ventilem a expanzní nádobou pro vyrovnávání tlakových rázů.

Nehody a komplikace:

Vrtná nehoda je odchylka od běžného procesu vrtání, která způsobí zastavení prohlubování vrtu.

Hlavní nehody, které mohou nastat při vrtání studny

• rozbití trubek nebo nástrojů na řezání hornin;
• odšroubování závitových spojů trubek nebo nástrojů na řezání hornin;
• svorky;
• pád vrtáku, potrubí nebo cizích předmětů do studny.

Prevencí havárií mohou být organizační a technická opatření zaměřená na prevenci a udržování vrtné techniky a vrtné techniky v normálním stavu.

Komplikace je stav studny, kdy je proces vrtání dočasně přerušen nebo pokračuje méně efektivně. Komplikace jsou spojeny s geologickými důvody:

• absorpce mycí kapaliny;
• porušení stability studny;
• nechtěná odchylka studny;
• přehlídky vody, plynu, ropy.

Prevence komplikací je zaměřena na neustálé sledování parametrů mycí kapaliny a udržování vlastností roztoku v požadovaném stavu.

Uzávěr likvidační studny:

Po ukončení vrtání studní se provádí likvidační ucpávka, jejímž účelem je eliminovat případné pronikání povrchových nebo podzemních vod a zabránit kontaminaci zvodnělých vrstev. Spočívá ve vyplnění celého objemu studny cementovou směsí.

Pro radu volejte (495) 587-90-67.