Metody vrtání studní: typy, metody, technologie | Vrtací společnost Voda v domě

Profesionální vrtaři používají různé metody vrtání studní na klíč, z nichž každá má své výhody a nevýhody. Výběr té či oné metody závisí na několika faktorech. Za prvé jsou to technické možnosti firmy – vybavení, které má k provádění prací k dispozici. Za druhé, požadovaná hloubka vrtání závisí na typu studny a umístění vodonosných vrstev. Za třetí, při výběru metody je důležitý typ půdy a přítomnost tvrdých hornin a jiných typů půdy na pracovišti.

Volba metod vrtání studní v zásadě není úkolem zákazníka, ale zhotovitele. Pokud však plánujete pořízení vlastního zdroje autonomního zásobování vodou na vašem webu, nebylo by na škodu získat základní informace o tom, jak k tomu dochází. S vědomím výhod a nevýhod různých typů vrtání bude snazší najít dobrého dodavatele, kontrolovat proces jeho práce a také získat studnu, která produkuje chutnou čistou vodu po celý rok.

Níže budeme zvažovat tři nejoblíbenější způsoby vrtání studní – jádro, šnek a rotační se všemi jejich výhodami a nevýhodami.

<b>Vlastnosti jádrového vrtání</b>

Jádrové vrtání umožňuje vrtání vodních studní prakticky libovolné hloubky, bez ohledu na typ půdy v místě díla. Pomocí této metody můžete dokonce nastavit zdroj ve skále bez filtru. K tomuto účelu se používá speciální vrtací nástroj, vyrobený ve formě duté kovové trubky se silnějšími stěnami, jejíž základna je opatřena korunkou. Vrtání studny se provádí otáčením projektilu a zemina a hornina jsou vyzdviženy nahoru ve formě jádra vytvořeného ve tvaru válce. Při práci v tvrdých vrstvách, jílech nebo hlínách se pro usnadnění a urychlení procesu přivádí do jámy proplachovací voda, která zabraňuje ucpání nebo ucpání potrubí.

K odstranění kalu z obličeje se obvykle používá oplach vysokotlakou vodou. Další možností je vyfukování usměrněným proudem stlačeného vzduchu pomocí kompresoru. Výsledkem je čistá šachta, která s dostatečně výkonným zařízením může být hluboká až jeden kilometr a mít průměr 5 až 20 centimetrů.

Vrtání mělkých studní určených pro těžbu vody se provádí pomocí ručních instalací a také pomocí speciálního zařízení na podvozku nákladního automobilu. V prvním případě metoda umožňuje vrtání relativně mělkých šachet, zatímco u druhé metody je hloubka téměř neomezená.

Jádrové vrtání se nejčastěji používá pro:

• geologický průzkum při hledání nerostů;
• rychlé vytváření průzkumných vrtů;
• vrtání studní určených k těžbě vody jakékoli hloubky, včetně velkých hloubek, a to jak v relativně měkkých půdách, tak ve skalních útvarech.

Kromě toho se tato metoda vrtání používá jako přípravná před zahájením výstavby vodní studny pomocí rotační nebo šnekové metody. Za prvé, toto je nejjednodušší možnost pro sondování hloubky vodonosné vrstvy, jakož i kontrolu vlastností a vlastností půdy, vyhledávání hornin na místě práce. Za druhé, výsledná šachta požadované hloubky výrazně zjednodušuje a urychluje tvorbu finálního úseku. Výsledkem je, že i přes důsledné používání dvou metod najednou je výsledku dosaženo rychleji a s menší spotřebou energie a také se sníženou pravděpodobností selhání zařízení v důsledku nedostatečného předběžného průzkumu lokality a vlastností její geologické stavby.

Relativně malé vrty s nízkou nebo střední vydatností pro soukromé oblasti (u domu, chaty apod.) se obvykle vrtají metodou jádrového vrtání v kombinaci s metodou perkusního lana. Složité vrstvy jílovité půdy se zpravidla vrtají pomocí jádrového sudu, který je pro tento účel nejvhodnější. Vrstvy štěrku naplněné pískem nebo zcela písčité vrstvy, z nichž se kal jednoduše neudrží v jádrovém sudu, se z šachty odtahují metodou bailing. Kombinace těchto dvou metod umožňuje pracovat rychle a poskytnout dobrý konečný výsledek v podobě fungující studny, která není náchylná k častému zanášení.

Metoda jádrového vrtání je považována za poněkud méně efektivní ve srovnání se šnekovým vrtáním studní. Vyžaduje hodně času (zejména pokud jde o střední a hluboké doly) a neumožňuje vrtání sekcí o velkém průměru. Tento způsob však umožňuje vytvoření hladkých stěn vrtu, stejně jako efektivní čištění veškerého obsahu z něj, zatímco šnek vyžaduje dodatečné vymývání zbytků zeminy, písku a kamení pomocí směrovaného proudu vodního roztoku dodávaného pod tlakem, což není vždy vhodné a možné z důvodu vysoké spotřeby kapaliny.

<b>Nástroje a zařízení používané v procesu vrtání studny</b>

Tento typ vrtání studní zahrnuje použití poměrně omezeného počtu prvků, včetně následujících:

• ocelové, wolframové, karbidové nebo diamantem potažené vrtáky;
• sběrné potrubí kalu;
• jádrová trubka;
• kovové nástavce pro postupné zvyšování délky vrtací kolony;
• spojovací prvky atd.

Samozřejmě je potřeba zařízení, které uvede vrtačku do kruhového pohybu.

Sloupy lze v tomto systému považovat za spotřební materiál, protože se při vrtání studní poměrně rychle opotřebovávají. Nejoblíbenější jsou vrtáky s diamantovým povlakem kvůli poměru ceny a životnosti.

Při použití plošiny v procesu vrtání studny, dokud nedosáhne voda, je nejdůležitější zachovat vyrovnání všech pracovních částí. To vám umožní vyhnout se problémům se zrychleným opotřebením a vážnými poruchami.

<b>Proces jádrového vrtání</b>

Rychlosti a účinnosti jádrového vrtání je dosaženo díky tomu, že koruna se zařezává pouze do kruhového obrysu a nedrtí celou horninu, takže zůstává celá v trubce. Po úplném zaplnění zeminou se trubka vyjme z jádra a zbaví se horniny. Nejčastěji to lze provést několikanásobným poklepáním na tělo perlíkem nebo jiným těžkým předmětem.

Proces jádrového vrtání studny, která má přivést vodu na povrch, je rozdělen do několika fází:

• připojení korunky k potrubí;
• připojení potrubí k tyčím, které se pak prodlužují, když se studna prohlubuje;
• upevnění horní tyče na vrtné soupravě;
• zahájení práce – stroj otáčí korunou, díky čemuž se instalace postupně „zakousne“ do půdy;
• postupné prohlubování šachty s plněním potrubí horninou;
• vytažení trubky každých 50-70 cm průniku do hloubky, aby se uvolnilo z horniny a půdy;
• další prohlubování šachty, opakování procesu, dokud není dosaženo vrstvy nasycené vodou.

Vrt se považuje za připravený, jakmile se dosáhne vodonosné vrstvy a vrt pronikne přibližně 50 cm do tvrdé horniny pod ní.

<b>Porovnání výhod a nevýhod jádrového vrtání</b>

V porovnání s jinými metodami vrtání se metoda jádrového vrtání vyznačuje vysokou rychlostí práce. Jeho jedinou nevýhodou jsou potíže s průchodem skalními útvary, stejně jako skutečnost, že tímto přístupem není možné zvedat vodou nasycené oblázky a vysoce sypké půdy, které je nutné vymývat pod tlakem.

Tato metoda má více výhod:

• možnost vrtání hlubokých vrtů, včetně těch až kilometr hluboký;
• rychlé vrtání;
• snížené zatížení zařízení, což pomáhá prodloužit jeho životnost;
• kompaktnost a mobilita vrtných souprav.

Pomocí metody jádrového vrtání lze během jednoho dne připravit pískovou studnu na výrobu vody. Pro většinu ostatních metod je tato rychlost nedosažitelná. Je však třeba poznamenat, že výhoda účinnosti platí pouze pro mělké vrty. Je-li nutné dosáhnout hlubokých artéských vrstev, situace se mění opačným směrem kvůli nutnosti častého uvolňování jádrové trubky od horniny, což se s každým dalším metrem prohlubování stává stále delším a pracnějším procesem.

<b>Vrtání studní pomocí šneku</b>

Vrtání šnekovým zařízením je jednou z nejběžnějších metod výstavby mělkých studní pro soukromé domácnosti. Jedná se o poměrně jednoduchý a rychlý typ vrtání, který nevyžaduje použití velkého množství složitého zařízení. Spočívá v použití rotačního šneku, který zeminu okamžitě vytlačí, když jde hlouběji do země.

Touto metodou nelze získat zcela čistou šachtu, proto se vrták obvykle používá k vrtání horních vrstev zeminy a vrtaři pak přecházejí na její pokládku jednou z dalších metod. Nejčastěji se technika používá při vrtání habešských studní, kdy šnek tvoří obrys vodní studny, což zjednodušuje další zapichování jehly s trubkou do vrtu.

Metoda šnekového vrtání pro vodní studny je vhodná pro doly s hloubkou do 20-30 metrů. Je-li požadována částečná penetrace, hloubka vniknutí šneku může dosáhnout 120 m, za předpokladu, že je k dispozici zařízení s odpovídajícími schopnostmi. Tato metoda není absolutně vhodná pro práci ve skalnatých a jiných hustých útvarech. Důvodem je, že šnek je jednoduše kovový nástroj ve tvaru šroubu s řeznými hranami. Přestože jsou vyrobeny z odolného materiálu, nemají povlaky ani hroty, které by se mohly zařezat do skály.

<b>Co je potřeba k vrtání studny?</b>

Vrtání studní šnekovou metodou se provádí pomocí speciální instalace sestávající z nákladního podvozku, šroubového šneku z odolného kovu a zařízení, které jej uvádí do pohybu. Vrtací kolona se postupně prodlužuje, dokud nedosáhne požadované délky.

Při vrtání studní se spolu se šnekem často používají speciální bity s kuželovou nebo kulatou hlavou. Jsou potřeba při průchodu hustými a tvrdými horninami. Moderní instalace jsou vybaveny dutými skořepinami se zpětnými zámky pro zablokování možnosti samovolného zpětného pohybu šneku.

Díky konstrukčním prvkům šneku se hornina při vrtání zvedá ve spirále. To umožňuje nepřetržitý provoz bez přerušení a vysokou rychlost přípravy studny. Chlazení řezných hran zařízení je přirozené – díky interakci s půdou.

<b>Způsob vrtání studny šnekem</b>

Pro zahájení vrtání studny je šnek instalován přísně svisle přesně nad místem, kde se provádí práce. Poté se uvede do pohybu a postupně se zaboří do země a současně tlačí vytěženou horninu nahoru. Po každých 1,5-2 metrech je šnek vytažen a do šachty je instalována pažnicová trubka. To je nezbytné, aby se zabránilo zhroucení stěn. Poté proces pokračuje.