Geologia
jest naszą pasją

wiercenia geologiczne

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.

badania gruntu szczecin

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

 

<wiercenia studni
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.

 

badania rdzeniowe

 

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.

 

odwierty rurowe

Fot. Wiertnica hydrogeologiczna H30S w trakcie wiercenia rurowanego

 

badania hydrogeologiczne

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.

 

poszukiwanie surowcow mineralnych

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.

 

badania geologiczno inżynierskie

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

 

wiertnice geologiczne

Wiertnica BIERDIE w konfiguracji roboczej

 

 

Charakterystyka masztu wiertniczego wraz z podstawowymi danymi prezentujemy poniżej:

 

maszt wiertniczy

 

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.

 

badania geotechniczne

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:

  1. okrętną przy pomocy świdra rurowego (szapy) opuszczanego na żerdzi i wyciąganego po napełnieniu urobkiem,
  2. 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.

wiercenia rdzeniowe

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.

 

sondowanie cylindryczne

Fot. Nordmeyer

badania gruntu Szczecin

 

Fot. Nordmeyer