PRŮZKUMNÉ VRTÁNÍ

Systémy vrtání pro geologický průzkum :

• - nárazové
  • - soutyčím
  • - lanem
• - rotační
  • - na plno
  • - na jádro
• - rotačně nárazové

• - s výplachem
• - bez výplachu

VRTÁNÍ NÁRAZOVÉ

Práci na dně vrtné díry vykonává dláto upevněné na železných tyčích nebo trubkách nebo na laně. Dláto se při vrtání pohybuje v malých mezích nahoru a dolu a zároveň se při každém zdvihu pootáčí, takže naráží na dno a obrábí je v celé ploše.

Ruční nárazové vrtání soutyčím

Podle povahy hornin lze takto vrtat do hloubky asi 100 m. Dláto je přišroubováno na soutyčí, na jehož horním konci je páka pro pootáčení dláta ve vrtu, stavěcí šroub pro popouštění soutyčí do vrtu. Vše je připevněno přes otočný závěs k vrtací páce, která je uložena na čepech v koze. Soutyčí je tvořeno čtyřhrannými nebo kruhovými, 20 - 40 mm silnými a 5 - 15 m dlouhými sešroubovanými železnými tyčemi. Vrtací mužstvo nastoupí u příčníku vrtací páky a srazí ji dolů, čímž se soutyčí s dlátem zdvihne. Vlastní vahou pak soutyčí spadne zpět do vrtu a dláto narazí na horninu. To se pravidelně opakuje. Váha soutyčí je téměř vyrovnána závažím na vrtné páce a její nárazy tlumí elastická odrážka.

Aby dláto obrábělo dno vrtu po celé ploše a s postupem vrtu do hloubky naráželo vždy na dno, musí se dláto pootáčet a s celým soutyčím popouštět do vrtu. Pootáčí se při každém zdvihu soutyčí pákou pod stavěcím šroubem. Tím se pootáčí celé soutyčí. popouštění soutyčí s dlátem umožňuje stavěcí šroub, kterým se vyrovnává postup vrtu do hloubky. Jakmile rozsah povolení stavěcího šroubu dosáhne maxima, soutyčí se podchytí a odpojí od stavěcího šroubu, stavěcí šroub se zašroubuje na minimum a do vzniklé mezery se vloží vyrovnávací tyč. Pak se opět připojí soutyčí a pokračuje se ve vrtání. Jakmile délka všech vyrovnávacích tyčí dosáhne délky normální vrtné tyče, provede se výměna za tuto tyč.

Vrtná drť ze dna vrtu se odstraňuje lžícováním. Lžíce je trubka, opatřená na dolním konci klapkou. Nárazem lžíce na vrtnou drť se otevře klapka, lžíce svou vahou vnikne do drti a při vytahování lžíce z vrtu se klapka uzavře.

Strojní nárazové vrtání soutyčím

Od ručního vrtání se liší pouze pohonem vrtací páky (vahadla). Tuhé spojení vrtací korunky se soutyčím bývá nahrazeno spodní spojkou (smykač, odpadák), která zamezuje přenosu nárazu dláta na soutyčí.

Odstraňování vrtné drti se provádí výplachem. Vrtné tyče jsou duté a je jimi vedena výplachová směs z/do vrtu. U přímého výplachu je voda vedena vrtnou tyčí do vrtu a mezikružím, tvořeným vrtnou tyčí a stěnou vrtu, odchází i s vrtnou drtí ven. U nepřímého výplachu odchází vrtná drť s vodou z vrtu vnitřkem soutyčí.

Strojní rychlorázové vrtání

Pracuje se s malými zdvihy (do 30 cm) ale vysokou frekvencí nárazů. Vrtná korunka není upevněna na odpadáku a vrtací páka je zavěšena na pružinách, které vyrovnávají rázy. Vrtá se pouze s přímým výplachem.

Vrtání lanem

Soutyčí je u tohoto způsobu vrtání nahrazeno ocelovým lanem, na jehož konci je upevněna korunka s přítěžnou tyčí. Vrtá se na sucho, vrtná drť se odstraňuje lžícováním. Odpadají zde prostoje s nastavováním a demontáží vrtných tyčí při každém lžícování. Pootáčení dláta se děje samo vlivem zkrutu lana.

VRTÁNÍ ROTAČNÍ

Vrtá se pouze soutyčím. Dno vrtu obrábí nebozez nebo vrták opatřený korunkou nebo ostřím. Při mělkých vrtech - prospekce v sedimentech - se vrtá ručně, při hlubších vrtech strojně. Vrtá se buď na jádro dutými vrtáky, případně vrtáky plnými s výplachem.

Ruční rotační vrtání

Lze použít v méně pevných horninách, slínech, jílech, kaolínech apod., do hloubek kolem 150 m. Ručně se vrtá soutyčím, které je zavěšeno na laně, vedeném přes kladku. Při plastických horninách se používá k vrtání tzv. šapa, otevřená lžíce. Je to ocelový dutý válec s přiostřenou podélnou štěrbinou, končící šnekovitým břitem, který vyvrtává otáčením horninu do šapy. Po naplnění se šapa soutyčím vytáhne a vyprázdní. Sypké horniny se vrtají uzavřenou lžící. Je to dutý válec, na konci uzavřený klapkou a přiostřenou patkou, do které vniká vyvrtaný sypký materiál. V pevnějších horninách se používá nebozez spirálový.

Strojní rotační vrtání na jádro

Soutyčí je duté, vrták je dutý ocelový válec o maximálním průměru až 400 mm, jehož korunka je po obvodu opatřena umělými diamanty nebo tvrdokovovými zuby. Otáčivým pohybem obrušuje korunka po prstencovité ploše horninu a vyvrtává tím válcovitou dutinu, kdežto uvnitř zůstává válec horniny, jádro. To se odlamuje a spolu se soutyčím vytahuje na povrch v jádrováku, nástavci vrtné koruny. Jádrovák je vybaven tzv. lamačem jader, pružným prstencem s ostrými zuby. Vrtá se s přímým výplachem.

Strojní vrtání Rotary

Vrtá se stejně jako u vrtání na jádro, ale v plném profilu.

VRTÁNÍ ROTAČNĚ PŘÍKLEPNÉ A ROTAČNĚ NÁRAZOVÉ

Používá se u vrtných souprav v lomech, stavebnictví nebo při průzkumném vrtání tam, kde se mění povaha vrtané horniny.