Kde se používá šnekové vrtání?

Šnekové vrtání zůstává po mnoho let jednou z nejúčinnějších a osvědčených metod vytváření studny v zemi.

Základ tohoto procesu se k nám dostal téměř ve své původní podobě, doznal jen drobných změn. Podívejme se blíže na horizontální šnekové vrtání, povíme si o jeho výhodách a potřebném vybavení.

Kvalifikovaní stavitelé si okamžitě všimnou, že k vrtání studny nejčastěji používají namontovanou hydraulickou vrtačku a budou mít naprostou pravdu. Tato metoda je opodstatněná svou rychlostí, relativně jednoduchou technologií a minimálními náklady na zařízení.

V jakých případech se používá šneková vrtačka?

Toto zařízení se používá, pokud je nutné vrtat studnu hlubokou až 20 metrů. V tomto případě se používá vrtací šnek s malou šířkou (do 1,5 metru).

Pokud mluvíme přímo o tom, kde se šneková vrtačka používá, můžeme si všimnout následujícího:

• Analýza vzorků půdy;
• Instalace podpěr vedení pro přenos energie;
• Instalace sloupků pro různé typy oplocení;
• Příprava místa pro instalaci pilot;
• Přesazování velkých stromů atd.

Pokud vezmeme v úvahu půdy podle Protodyakonovovy klasifikace, pak se šnekové vrtání častěji používá v kategoriích 3-10. Tvrdé půdy přitom vyžadují kvalitní vybavení a náležitou kvalifikaci montážního personálu.

Mezi typy šnekového vrtání jsou 2 nejoblíbenější:

Pojďme si o nich povědět podrobněji.

V tomto případě se pro dosažení požadované hloubky vysune šnek pomocí tyčových nástavců. Vrták jde do hloubky závitů a stoupá, jakmile je část závitu naplněna horninou. Zemina se vyhodí ze studny a vrták se znovu ponoří do studny.

Vše tedy bude pokračovat, dokud vrták nedosáhne požadované hloubky. Účinnost vrtání trasy přímo souvisí s délkou šroubové části vrtáku. Je však důležité pamatovat na to, že s rostoucím průměrem vrtáku se úměrně zvyšuje i zatížení zařízení, jak se zvyšuje objem a hmotnost vytěžené zeminy.

Vzhledem k tomu, že samotná vrtačka s nástavci má také velmi působivou hmotnost, je na základní stroj kladena vážná zátěž, kterou ne vždy unese. U některých modelů namontovaných vrtných souprav je však tento problém vyřešen díky speciální konstrukci, kde se počet závitů mění v závislosti na průměru a objemu zeminy, kterou je třeba odtěžit.

Touto metodou je hornina těžena z porubu nepřetržitě v celé hloubce vrtu. Tento přístup je mnohem efektivnější, protože není třeba pravidelně odstraňovat vrták s půdou, ale pohybuje se po celé své délce k povrchu studny.

To vše je zajištěno spojením poslední otáčky šneku s první otáčkou nástavce. Ukáže se něco, co vypadá jako sloup. Otáčí se a směřuje půdu přímo k povrchu.

Chcete-li zvolit optimální metodu vrtání, musíte nejprve pečlivě vyhodnotit úkoly, které jsou k dispozici, včetně hloubky plánované studny. Pokud je jeho velikost od 5 do 10 metrů, pak má smysl zvolit plánované vrtání. Pokud je hloubka větší než 10 metrů, je lepší se rozhodnout pro in-line vrtání. Pamatujte, že šroubové sloupy jsou účinnější, ale jsou mnohem dražší než šneky s prodlužovacími tyčemi.

V některých případech je nutné použít výhradně in-line vrtání. Například když studna musí být co nejrovnoměrnější do hloubky a průměru.

Slovo „šnek“ k nám přišlo z německého jazyka. V něm to znamená spirálu, šneka a podobně. Jedná se o tyč, podél jejíž osy jsou umístěny spirálové závity. S jejich pomocí se přepravují sypké materiály.

Na dně vrtacího šneku je řezná část, která má za úkol zaklínit se do země nebo kamenité skály. Ten se okamžitě začne zvedat na vrchol. To je hlavní princip šnekového vrtání.

Šnekový vrták se dotýká půdy nerovnoměrně v celém otvoru. Největší tlak je vyvíjen na zuby, které jsou velkou silou vtlačeny do skály. Pokud mluvíme o jemně kamenité půdě (od 0 do 10%), pak se zuby dostanou do kontaktu s půdou a řežou ji vrstvu po vrstvě. Poté je hornina odeslána na povrch studny. Podle Protodyakonovovy klasifikace patří takové půdy do kategorie VX.

V případě kategorií I-IVa je již nutné použít skalní zuby, jelikož skála je poměrně pevná. Skalní zuby brousí horninu pod silným tlakem a stále ji zvedají po přírubách na povrch studny. Ale je tu jedna zajímavá vlastnost: v důsledku rozdílu v koeficientech tření se ukazuje, že drcená hornina zvednutá nahoru navíc zpevňuje stěny studny.

Koeficient tření na vrtné oceli je výrazně nižší než na zemině. Z tohoto důvodu se skála začíná zvedat nejprve podél střední části vrtáku a teprve poté podél hranice se zemí. Skála a stěny jsou zhutněny. Zvýšená teplota v důsledku tření se přenáší na půdu samotnou.

Při vrtání šnekem je důležité udržovat rovnováhu. Pokud je množství zvednutého kamene malé, účinnost se výrazně sníží, pokud je příliš velké, prostor mezi závity se rychle ucpe. To zase vždy povede k zastavení pohybu vrtačky. Moderní vrtáky pro šnekové vrtání jsou vyráběny tak, že produktivita šnekového dopravníku je srovnatelná nebo mírně vyšší než řezací prvek.

Zvedání zeminy nebo horniny nahoru se provádí pomocí šnekového dopravníku, přičemž úhel spirálové linie musí být menší než velikost tření na povrchu příruby. Moderní výrobci vrtacích zařízení se řídí tímto principem. Nyní pár slov o lidech, kteří neocenitelně přispěli k rozvoji hornictví.

Michail Michajlovič Protoďakonov

Narozen 4. října 1874 v Orenburgu. V roce 1893 vstoupil na matematické oddělení Fakulty fyziky a matematiky Petrohradské univerzity. Později byl ale přeložen do Petrohradského báňského institutu. Byl opakovaně zatčen kvůli svému politickému přesvědčení. V roce 1908 obhájil disertační práci na téma „Tlak hornin na důlní podporu“. Až do své smrti v roce 1930 byl činný ve vědecké práci. Je tvůrcem stupnice koeficientu pevnosti hornin, která se dnes aktivně používá mimo postsovětský prostor.

Výroba šneků pro vrtání

Kromě hlavních prvků zařízení je také nutné vyrobit mnoho různých komponentů. Výrobní proces lze proto bez nadsázky nazvat kontinuálním. Po vytvoření základu se začnou vytvářet a instalovat následující:

• Žebra;
• Řezná hrana;
• Držáky na zuby;
• Zuby;
• Zaburník;
• Hub.

Prvky jsou spolehlivě svařeny pomocí převodovky a výstupem je hotový výrobek. Moderní výroba využívá laserové zařízení pro pečlivou kontrolu kvality výrobků. To umožňuje identifikovat i ty nejmenší odchylky a prodávat produkty bez závad.

Poté, co je produkt vytvořen, je odeslán do tzv. shot blasteru. Zde je produkt bombardován broky rychlostí až 1 tuna za minutu. To se provádí za účelem odstranění vodního kamene z produktu. Poté se provede dokončovací obrábění a znovu se použije tryskač. Nyní můžete na šnek nanést antikorozní nátěr a vysušit. To mu umožní sloužit mnohem déle.

V konečné fázi zbývá pouze bezpečně upevnit řezné prvky (zuby) a zkontrolovat kvalitu produktu. Oba procesy jsou poměrně jednoduché, protože jsou osvobozeny od lidského faktoru.

Stojí za zmínku, že ještě před několika lety byla náhrada zubů poškozených během operace velmi obtížná. Technologie a patenty však nestojí na místě. Nyní můžete nové řezné prvky instalovat sami na poli. To snižuje prostoje a má efektivní dopad na proces vrtání. Ke každé certifikované šnekové vrtačce musí být přiložen návod k použití zařízení a výměně prvků. Kromě toho můžete vždy požádat o pomoc výrobce nebo společnost, která toto zařízení prodává.

Několik důležitých bodů

Poměrně často se můžete setkat s podomácku vyrobenými šnekovými vrtačkami. Mají řadu nevýhod:

• Nízká účinnost;
• Selhejte rychle;
• Může způsobit nebezpečí. V nich je geometrie zřídka pozorována do nejmenších detailů, takže může vzniknout nadměrný moment odporu. To zase negativně ovlivní provoz zařízení a povede k rychlému selhání zubů.

Domácí vrtačky navíc spotřebují více paliva a přehřívají celý systém, čímž poškozují převodovku a hydraulický systém základního stroje.

Jako jednoduchý příklad k pochopení lze použít cvičení. Je známo, že profesionální vrtáky dokonale pronikají do povrchu, což se nedá říci o levných a méně kvalitních odrůdách, které se každou chvíli lámou.

Originální vrtačky a jejich levné analogy přitom mohou vypadat téměř identicky a rozdíl bude schopen poznat pouze odborník. Pokud se pokusíte ušetřit peníze, možná nedosáhnete nejlepších výsledků a nakonec utratíte hodně za levný spotřební materiál, který bude nutné čas od času vyměnit.

V případě ne vrtačky, ale vrtacího šneku můžete práci zcela zničit a způsobit značné ztráty. Proto se doporučuje používat certifikovaná zařízení od známých světových i tuzemských výrobců. Použitím neoriginálního šneku navíc definitivně ztratíte záruku na hydraulickou vrtačku.

Vrtání studny je velmi náročný proces, který je třeba brát vážně. Samozřejmě, pokud očekáváte vysoce kvalitní výsledek.