Wiertnice
WIERTNICA GEOLOGICZNA H35SM
Uniwersalna wiertnica geologiczna H35S.M służy do wykonywania pionowych otworów metodą obrotową z użyciem płuczki (prawy obieg) oraz do wiercenia rdzeniówkami. Wiercenia geologiczne prowadzić można również metodą okrętną za pomocą świdra rurowego lub ślimakowego na sucho z zastosowaniem rur okładzinowych oraz przy wierceniu metodą udarową wyciągać urobek szlamówką za pomocą szarpaka. Wiertnica zamontowana jest na podwoziu samochodu MAN TGS 26.320 (Fot., Rys. 1) i napędzana jest niezależnym silnikiem spalinowym Mobil 5-W40 o mocy 105 kW. Maksymalny zasięg geologicznego wiercenia rdzeniowego metodą wrzutową o średnicy Ø146 mm to 150 m, natomiast rurowanego metodą udarowo-obrotową o średnicy Ø298 mm – 50 m. Zakup tego sprzętu został dofinansowany w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Zachodniopomorskiego na lata 2007 – 2013 nr konkursu RPOWZ/1.1.2/2008/2.
Fot. Wiertnica geologiczna H35S.M w położeniu roboczym
Charakterystykę techniczną sprzętu podano w poniższej tabeli:
WIERTNICA | ||||||
masa wiertnicy | 9000 kg | |||||
dł/szer/wys (w transporcie) | 10050/2550/3900 mm | |||||
wysokość masztu | 9700 mm | |||||
Gwar. Poziom mocy akustycznej LWA | 105 Db | |||||
GŁOWICA OBROTOWA | ||||||
moment obrotowy | 60 – 600 daNm | |||||
Prędkość obrotowa | 700 – 60obr/min | |||||
Wrzeciono pływające | 45 mm | |||||
głowica płuczkowa typ H30G-14.00 | rozmiar DN45 | |||||
skok roboczy | 5400 mm | |||||
siła docisku | 50 kN | |||||
siła wyrywania | 80 kN | |||||
PRZESUW PROWADNICY | ||||||
skok | 1300 mm | |||||
siła docisku | 250 kN | |||||
siła wyrywania | 380 kN | |||||
zakres średnic żerdzi | 45 – 195 mm | |||||
max średnica rur okładzinowych | 298 mmm (11 ¾ „) | |||||
POMPY HYDRAULICZNE | ||||||
bieg | I | II | III | IV | ||
wydajność (l/min) | 0 – 130 | 45 | 0 – 130 | 45 | ||
Ciśnienie max (MPa) | 21 | 25 | 22 | 25 | ||
WYCIĄGARKA | ||||||
siła max w linie | 44 kN | |||||
Średnica/długość liny | 14mm/250m | |||||
OLEJ HYDRAULICZNY L-HV46 | ||||||
poj. zbiornika | 610 dm3 | |||||
Nominalna dokładność filtracji | 10 mm | |||||
Klasa czystości wgISO4406 | 22/17/14 | |||||
max temperatura | 65 °C | |||||
ciśnienie max | wydajność max | ciecz robocza | ||||
POMPA PŁUCZKOWA-ŚRUBOWA „BELLIN” NG 1200L2/PC5 | 2,4 MPa | 500 dm3/min | woda, polimerowe płuczki wiertnicze, zawiesiny cementowe i bentonitowe | |||
POMPA PŁUCZKOWA-TŁOKOWA TRIPLEX TRX200 | 4,5 MPa | 200 dm3/min |
<
Rys. 1 Wiertnica geologiczna H35S.M w położeniu roboczym
Geologiczne wiercenia rdzeniowe wykonywane są metodą wrzutową GBS-146 lub SK6L-146 w rurach płuczkowych o średnicy O140 mm przy pomocy koronki zwiercającej o średnicy O146 mm (Rys. 2). Na dnie otworu umieszcza się rdzeniówkę o średnicy wewnętrznej Ø102 mm i przelocie 1500 lub 3000 mm, która w trakcie postępu wiercenia wypełnienia się urobkiem (pobór rdzenia). Pełną rdzeniówkę wyciąga się przy użyciu wyciągarki i po złożeniu próbki (rdzenia) do skrzyni ponownie „wrzuca” na dno otworu. Wiercenie wykonywane jest z zastosowaniem płuczki bentonitowej, której parametry są dobierane odpowiednio do zwiercanego gruntu. Płuczka zatłaczana jest na dno otworu w sposób ciągły całą objętością rury płuczkowej skąd wynosi urobek (zwierciny) przestrzenią między rurami a ścianami otworu jednocześnie zabezpieczając ściany otworu. Na powierzchni terenu płuczka jest ujmowana do odstojnika, gdzie następuje rozdzielenie (sedymentacja) urobku od płuczki, która jest ponownie wykorzystywana w procesie wiercenia. Zakup tego sprzętu został dofinansowany w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Zachodniopomorskiego na lata 2007 – 2013nr konkursu RPOWZ/1.1.2/2009/1.
Schemat aparatu rdzeniowego (Rys. GEOD)
Wiertnicę wyposażyć można także w inne systemy do wierceń rdzeniowych.
WIERTNICA HYDROGEOLOGICZNA H30S
Wiertnica hydrogeologiczna H-30S (Fot., Rys.) przeznaczona jest do wykonywania otworów pionowych o średnicy max Ø300 mm. Wiercenie geologiczne realizowane może być metodami:
- okrętną przy pomocy świdra rurowego (szapy) opuszczanego na żerdzi i wyciąganego po napełnieniu urobkiem lub ciągłym świdrem ślimakowym (sznekami),
- udarową z użyciem wyciągarki szarpakowej i łyżki (szlamówki) zawieszonej na linie,
Wiercenie sznekami odbywa się bez rurowania, natomiast przy użyciu świdra rurowego bądź szlamówki z zastosowaniem skręcanych rur okładzinowych. Maksymalny zasięg wiercenia wynosi 50 m.
Wiertnica zamontowana jest na podwoziu samochodu STAR 266 i napędzana niezależnym silnikiem wysokoprężnym URSUS-PERKINS 3250A o mocy 34 kW.
Fot. Wiertnica hydrogeologiczna H30S w trakcie wiercenia rurowanego
Rys. Wiertnica hydrogeologiczna H30S
Charakterystykę techniczną sprzętu podano w poniższej tabeli:
DANE PODSTAWOWE | |||
masa wiertnicy | 5150 kg | ||
dł/szer/wys (w transporcie) | 8800/3800/3500 mm | ||
wysokość masztu | 9000mm | ||
WIERTARKA HYDRAULICZNA | |||
bieg | I | II | |
moment obrotowy (daNm) | 500 | 250 | |
prędkość obrotowa (obr/min) | n1 10 n2 35 n3 45 | n4 20 n5 70 n6 90 | |
WYCIĄGARKA HYDRAULICZNA 2,5 T | |||
max siła w linie | 25 kN | ||
prędkość nawijania | 0,8 m/s | ||
SZARPAK | |||
mimośród | 300/225 | ||
skok | 850/510 | ||
częstość udaru | 40 1/min | ||
MECHANIZM DOCISKU NARZĘDZIA DO DNA OTWORU | |||
max siła docisku | 22kN | ||
max siła wyrywania | 45 kN | ||
skok mechanizmu | 4400 mm |
Wiercenie geologiczne otworu rurowanego wiertnicą geologiczną H-30S rozpoczyna się świdrem rurowym („szapą”) o średnicy Ø225 mm. Rury osłonowe Ø203 mm opuszczane są do otworu po przewierceniu minimum 1 m lub po napotkaniu wody gruntowej, a następnie kontynuowane jest wiercenie świdrem o mniejszej średnicy, a rury wciskane są hydraulicznie wraz z postępem wiercenia. W przypadku nawiercenia na większych głębokościach kolejnej warstwy wodonośnej może zostać zastosowana druga kolumna rur Ø152 mm.
Rodzaj narzędzi wiertniczych dobierany jest odpowiednio do rodzaju gruntu. Suche piaski i grunty spoiste zwiercane są świdrem rurowym, natomiast grunty niespoiste nawodnione – szlamówką. Wiercenie ciągłym świdrem ślimakowym stosuje się w prostych warunkach gruntowych, realizując wiercenia poszukiwawcze za kruszywem oraz w przypadkach, gdy decydującymi czynnikami są (krótki) czas i (niski) koszt wierceń.
WIERTNICA SAMOCHODOWA ŁBU
Wiertnica ŁBU przeznaczona jest do wykonywania otworów pionowych o średnicy max Ø200 mm. Wiercenie geologiczne realizowane jest ciągłym świdrem ślimakowym (sznekami) bez rurowania. Urządzenie to stosuje się w prostych warunkach gruntowych, realizując wiercenia poszukiwawcze za kruszywem oraz w przypadkach, gdy decydującymi czynnikami są (krótki) czas i (niski) koszt wierceń.
Wiertnica zamontowana jest na podwoziu samochodu ZIŁ, co pozwala poruszać się również w trudnym terenie i napędzana jest niezależnym silnikiem wysokoprężnym. Maksymalny zasięg wiercenia wynosi 50 m.
Wiertnica ta stosowana jest obecnie rzadko do geologicznych wierceń samodzielnych z uwagi na ograniczone możliwości, jednak z powodzeniem stosuje się ją np. w celu potwierdzenia profilu litologicznego podłoża rozpoznanego sondowaniami CPT lub DPSH, co pozwala na znaczne ograniczenie kosztów wierceń i czasu trwania prac polowych.
Wiertnica ŁBU w trakcie wiercenia
WIERTNICA BIRDIE
Hydrauliczna wiertnica na gąsienicach BIRDIE 200 to samobieżne urządzenie używane do wiercenia otworów w gruncie o różnej konsystencji, twardych skałach i betonie. Osprzęt wiertniczy zamontowany jest na podwoziu gąsienicowym o zmiennej szerokości toru, na którym umieszczono także zespół silnikowy, zasilający ruch i działanie silników. Silnik typu Diesel (czterosuwowy, pionowy, chłodzony wodą) dostarcza moc pompom hydraulicznym zespołu silnikowego. Wiercenie geologiczne może być realizowane przy użyciu świdra ślimakowego (szneków) lub jako wiercenie płuczkowe. Maksymalny zasięg wiercenia nierurowanego (lub pod badania presjometryczne) o średnicy max. Ø76 mm to 30 m.
Wiertnica BIRDIE 200
Charakterystykę techniczną sprzętu podano w poniżej:
Wymiary ogólne (patrz rys poniżej)
- Rozstaw osi (~ długość odcisku na powierzchni)
- Szerokość gąsienic (~ szerokość odcisku na powierzchni)
- Całkowita długość gąsienicy
- Minimalny rozstaw osi (z zamkniętymi gąsienicami) Maksymalna prędkość
- Maksymalny nacisk na podłoże
- Całkowity ciężar Urządzenia (bez elementów opcjonalnych)
- 1080 mm
- 230 mm
- 1423 mm
- 764 mm
- 2 km/h
- 0.62 kg/cm2
- 1600 kg

Wiertnica BIERDIE w konfiguracji roboczej
Charakterystyka masztu wiertniczego wraz z podstawowymi danymi prezentujemy poniżej:
PRÓBNIK PRZELOTOWY RKS
Próbnik przelotowy RKS produkcji niemieckiej firmy Nordmeyer służy do pobierania prób gruntu metodą udarową. Próbnik ten wbijany jest w grunt przy użyciu młota spalinowego lub elektrycznego. Metoda ta pozwala na wykonanie otworów nierurowanych z ciągłym opróbowaniem o średnicy do Ø100 mm. Typowa możliwa głębokość penetracji to około 10 m, w sprzyjających warunkach także więcej.
Próbnik przelotowy podczas pracy (fot. Nordmeyer)
TRÓJNOGI L-30 i GEO-15
Będące w posiadaniu Geprojektu Szczecin częściowo zmechanizowane trójnogi wiertnicze przeznaczone są do wykonywania otworów pionowych o średnicy max Φ 200 mm. Wiercenie geologiczne realizowane może być metodami:
- okrętną przy pomocy świdra rurowego (szapy) opuszczanego na żerdzi i wyciąganego po napełnieniu urobkiem,
- udarową z użyciem wyciągarki szarpakowej i łyżki (szlamówki) zawieszonej na linie,
Trójnogi wiertnicze wykorzystywane są głównie do prac w trudno dostępnym terenie, gdzie konieczne jest wykonanie wierceń rurowanych, w tym również do wierceń realizowanych na wodzie.
Schemat wiercenia przy pomocy trójnogu wiertniczego (A. Wyra, G. Poloczek Stosowanie maszyn i urządzeń wiertniczych. Poradnik dla ucznia)
Wiercenie otworu rurowanego rozpoczyna się świdrem rurowym („szapą”) o średnicy Φ 225 mm. Rury osłonowe Φ 203 mm opuszczane są do otworu po przewierceniu minimum 1 m lub po napotkaniu wody gruntowej, a następnie kontynuowane jest wiercenie świdrem o mniejszej średnicy, a rury wciskane są ręcznie wraz z postępem wiercenia.
Rodzaj narzędzi wiertniczych dobierany jest odpowiednio do rodzaju gruntu. Suche piaski i grunty spoiste zwiercane są świdrem rurowym, natomiast grunty niespoiste nawodnione – szlamówką.
PRÓBNIK BPE 130
Próbnik BPE 130 produkcji niemieckiej firmy Nordmeyer służy do pobierania prób gruntu metodą udarową. Próbnik ten wbijany jest w grunt przy użyciu 70 kg obciążnika opuszczanego z wysokości 400 mm. Przy pomocy tego urządzenia uzyskuje się próbki klasy A o średnicy Ø 100 mm i wysokiej jakości. Metoda ta pozwala na wykonanie otworów rurowanych z ciągłym opróbowaniem, a ponieważ rdzenie pobierane są do rur PCV także ich bezpieczny transport i przechowywanie.
Fot. Nordmeyer
Fot. Nordmeyer