Wiercenia ratunkowe: podawanie tlenu i jedzenia, jest stosowana met. obrotowa na płuczkę lewą w skałach średniotwardych. WIERCENIA HYDROGEOLOGICZNE wykonuje się: Met. udarowo-okrętną do 30-40m, Met. obrotową na płuczkę (wodną lub iłową do dużego ciśnienia), Met. wpukiwania rur do kilkunastu metrów. 1Badawcze -celem tych badań jest przebadanie właściwości wodnych gruntów nad, między, pod złożowych. Średnice muszą być większe od 200 mm by umożliwiały wprowadzenie filtrów i pompowanie wody przy użyciu pomp głębinowych. Stosuje się głębienie świdrem by płuczka nie fałszowała wyników badań, oraz obrotowe na płuczkę do określenia obszaru złoża. 2.Do oceny położenia zwierciadła wody -dla zabudowy biezometrów (otwory o małej średnicy do stwierdzania poł. zw. wody). Często wykonuje się otwór o takiej średnicy by można było włożyć 3 biezometry i iłujemy warstwy nieprzepuszczalne. Wyciągamy rurę a biezometry zostawiamy w warstwach. 3.Wiercenia studzienne -met. obrotowa na płuczkę wodną na obieg lewy by zwiększyć prędkość przepływu. Rura ma wewnętrzną średnicę min 200mm z nacięciami i otworami na której jest zawinięty sznur nawojowy, siatka filtracyjna, oraz obsypka żwirowa. Całość jest osłonięta rurą osłonową. WIERCENIA ODWODNIENIOWE (przeważnie płytkie) 1.dzięki igłofiltrom (mini studnie). a)wpłukujemy całą rurę stalową lub aluminiową zakładamy płuczek połączony miękkim wężem z pompą próżniową na którą zakładamy ściski umożliwiające poruszenie przez koniec rury grunt a następnie za pomocą pompy próżniowej woda pod wysokim ciśnieniem spowoduje wypłukanie naruszanej części gruntu. W ten sposób można b. Szybko zagłębić ją w grunt na określoną głębokość następnie do rury wprowadzamy filtr umożliwiający wypompowywanie a tym samym odwadnianie terenu. Po zagłębieniu obsypujemy żwirem lub wkładamy rurę z PCV lub PET i wyciągamy rurę stalową (tą którą dokonaliśmy wiercenia) a pozostawiamy rurę za pomocą której prowadzone jest odwadnianie. b)inne -tak jak studnia. Filtr wykonany jest w sposób następujący: i także pompujemy pompą próżniową. 2.studnie promieniste (zwykle studnia szybowa kopana) o dużej średnicy 5-6m. Charakteryzuje się znacznie większą wydajnością stosowana w przypadku małej grubości warstw wodonośnych. Duł studni zalewa się betonem a następnie przy dnie wykonuje się długie poziome otwory (100-150m), promieniście (jak słońce).
WIERCENIA BUDOWLANE -dla potrzeb fundamentowania. 1.pale wykonywane w otworach wiertniczych -wkładanie zmontowanego zbrojenia i zalewane betonem. 2.filary mostów (na palach Franki): wykonujemy otwór, wypompowujemy wodę, wsypujemy suchy cement, ubijamy kafarami następnie trochę podnosimy rurę osłonową i czynność powtarzamy. 3.ekrany przeciw filtracyjne wyk. met. wiertniczą. Wykonujemy siatkę wierceń do których wtłaczamy mleczko cementowe. WIERCENIA TUNELI. Do wykonania tuneli i wyrobisk korytarzowych stosuje się specjalne cienkie i stabilne montowane na szynach z wiertnicy wielkośrednicowymi głowicami. Przy pomocy tarczy wiertniczej możemy wiercić tunele w skałach miękkich i średnio twardych. Tarcza jest obracana hydraulicznie, znajduje się tutaj układ ślimakowy a taśmociągiem transportowany jest urobek. Wiercenia kierunkowe -stosowane też w górnictwie odkrywkowym. Głowica płuczkowa -przeznaczona jest do podwieszania kolumny przewodu górniczego i swobodnego jej obracania, jak również do umożliwienia krążenia płuczki w kierunku dana otworu. Charakteryzuje się opływowym kształtem. Trzon głowicy wykonany ze stali stopowej oparty jest na układzie łożyskowym Świder -ciężkie dłuto stalowe ocementowane na dole. Ciężkie ostrze uderza w dno otworu i kruszy, przy podnoszeniu świder zmienia swoją pozycję położenia (kąt) i dzięki temu następne uderzenia trafiają w inne miejsce. Świdry koronkowe -skały twarde, świdry gryzowe -miękkie. Świdry ekscentryczne -przesunięty środek ciężkości umożliwia kruszenie mat. pod rurą osłonową. Otwór jest większy niż średnica rury -można ją opuszczać w miarę głębienia. łyżka wiertnicza -wyciągamy skruszony materiał a woda podczas wyciągania ścieka z powrotem do dna otworu. Wiercenie powolne - do prac hydrogeologicznych badawczych. Obciążnik - gruba żerdź stalowa nakręcana na świder w celu obciążenia. Nożyce -stosowane w przypadku stosowania żerdzi. Są to dwie widełki które wchodzą na siebie i zmniejszają siłę na żerdzie. Okrętka żerdziowa -jest to przyrząd pomocniczy służący jako uchwyt do zawieszania przewodu wiertniczego w czasie jego zapuszczania lub podnoszenia. Mufka i okrętka nakręcana jest na czop żerdzi. Ucho u góry służy do zawieszania jej na haku wiertniczym. Przewód jest podwieszony i porusza się w górę i w duł dzięki wciągarce. Okrętka ma łożysko kulkowe dzięki czemu może się obracać. Czasami okrętka zastąpiona jest przez elewator. Najważniejsze części rdzeniówki podwójnej: koronka rdzeniowa, urywak rdzenia, rura rdzeniowa, łącznik do połączenia z rurami płuczkowymi. Koronka rdzeniowa łączy się z zewnętrzną rurą rdzeniową.
Rury okładzinowe -stosuje się gdy otwór wiertniczy musi być zabezpieczony przed obsypywaniem się ścian. W tym celu zapuszcza się do otworu rury okładzinowe o odpowiedniej średnicy czynność ta nazywa się rurowaniem. Podczas wierceń ręcznych otwór ruruje się równocześnie w czasie wiercenia dokładając kolejno odcinki rur. Do badań sejsmicznych otworów się nie orurowuje. Rodzaje łączenia rur okładzinowych: 1.konstrukcja złączkowa; zapewnia jednakową srednicę wewnętrzną rur w caliznie, a także w miejscu połączenia,średnica zew. złacza jest nieco większa i utrudnia to zapuszczenie kolumny rur do otworu, zwłaszcza gdy ściany rur nie są gładkie lub otwór jest nieco odchylony od pionu.Dlatego też do wierceń okrętnych stosuję się rury o połączeniu kielichowym.2.konstrukcja kielichowa; przy konstruckji tej rury mają jeden koniec rozszerzony o kształcie kielicha oraz wenątrz nagwintowany, natomiast drugi koniec lekko zwęzony i nagwintowany na zewnątrz (czop okręca się po kielich rury). Ściski do rur okładzinowych wykonuje się z dwudzielnej obejmy stalowej lub drewnianej, które są dostosowane ściśle do średnicy rur i łączone dwoma śrubami. Pasterka - łacznik między sztywnym przyrządem wiert. a elastyczną liną.Składa się z kadłuba, z tulei stalowej obracającej się w kadłubie oraz łącznika.W tulei osadzony jest koniec liny wiert.Podczas ruchu świdra w górę obciążona lina rozkręca się obracając jednocz.nożyce, obciąznik i świder. W momencie gdy świder osiągnie dno otworu lina zostaje obciążona i stara się wrócić do swojego pierwotnego stanu obracając luzna tuleję.Cykl ten powtarza się podczas każdego skoku świdra. Rozkręcająca się lina powoduje obrót świdra i w ten sposób umożliwia wiercenie otworu o przekroju kołowym. Rury płuczkowe -mają wycięcia na klucz i stożkowy gwint. BUT służy do zabezpieczenia dolnego odcinka rur przed uszkodzeniem i zapięciem. Zakładany jest na dolny koniec pierwszej rury zapuszczonej do otworu- jest to pierścien stalowy o średnicy nieco większej od średnicy zapuszczonych rur o długości 30-40cm. Do skręcania buta rur z pierwszą rurą służa klucze. Zadaniem zaostrzonego buta jest ochrona dolnego końca kolumny rur okładzinowych przed zgniecieniem oraz w miękkich warstwach do obcinania nierówności ściany otworu w czasie zapuszczania kolumny tych rur. SPOSÓB PRZEKAZYWANIA NAPĘDU: wahaczowy, szarpakowy. Wiertnica przewoźna -na maszcie zawieszone są wielokrążki.
RODZAJE WIERCEŃ.Wiercenia udarowe (są wykonywane wspólnie z wierc. okrętnymi) Met. udarową przechodzimy przez grunty twarde (wapienie, dolomity) a łyżką wyciągamy zwierciny. Wiercenia okrętne -do skał miękkich, średnio twardych, świdrem wynosimy zwierciny. Wiercenia wibracyjne -jest to szybkie wiercenie używane do gruntów miękkich (w 2min 8m). Wykonywane rurą stalową lub aluminiową która zagłębia się pod wpływem wibracji przenoszonych od wibratora na odpowiednią głębokość. Początek rury jest naostrzona natomiast w środku ( w przekroju) jest zwężenie, które uniemożliwia wysypywanie się mat. przy wyciąganiu. Wibratory powierzchniowe lub otworowe zapuszczone są na linie przy wierceniu suchym albo na rurach płuczkowych przy wierceniu płuczkowym. Wiercenia okrętne ze ślimakowym wynoszeniem urobku. W skałach miękkich i średnio twardych do głębokość kilkunastu m. Świdry skrawające skrawaj dno otworu a zwierciny po ślimacznicy są wynoszone, również stosowane pod wodą w rurach osłonowych. Ślimacznica musi być skręcona tak by była w tym samym położeniu co poprzednia dokręcana -muszą tworzyć całość. Fabrycznie jest tak skonstruowane że można przykręcić bobrze lub obrócone o 1800. Skok spirali wynosi 0,7-0,8 średnicy zewnętrznej ślimaka, średnica zewn. przewodu ślimakowego jest mniejsza od średnicy zewn. narzędzia wiertniczego, co zmniejsza tarcie o ściany otworu. Stosowane:1.do wierceń geotechnicznych-małe Ǿ 10cm 2.do otworów strzałowych Ǿ ok.20cm. 3.do otworów hydrogeologicznych- większe. Wiercenia hydrauliczne Na rurę stalową lub aluminiową zakładamy płuczek połączony miękkim wężem z pompą na którą zakładamy ściski umożliwiające poruszenie przez koniec rury grunt a następnie za pomocą pompy woda pod wysokim ciśnieniem spowoduje wypłukanie naruszanej części gruntu. W ten sposób można b. szybko zagłębić ją w grunt na określoną głębokość następnie do rury wprowadzamy igłofiltr umożliwiający wypompowywanie a tym samym odwadnianie terenu. Po zagłębieniu obsypujemy żwirem lub wkładamy rurę z PCV lub PET i wyciągamy rurę stalową (tą którą dokonaliśmy wiercenia) a pozostawiamy rurę z igłofiltrem którą podłączamy do pompy próżniowej. Możemy również wprowadzić filtr Johsona z blachy nierdzewnej o kształcie pierścienia, skręcone ze sobą z podkładkami dystansowymi -nie zapycha się. Wiercenia obrotowe na płuczkę -wykonywane jako otwory badawcze -małe średnice, 1.określa się nimi obszar złoża. 2.otwory pilotowe pod wiercenia hydrogeologiczne. 3.do badań geofizycznych z wykorzystaniem sejsmiki. 4.w górnictwie podziemnym (np. pod lokalizacje szybów, kierunkowych).
Czynności do stawiania wiertni: 1.teren musi być splantowany a nawet obmurowany wałem ziemi ze zdjętego humusu. 2.ustawienie wiertnicy i montaż maszyn. -płytkie maszyny samojezdne. 3.wykonanie osadników na zwierciny i usytuowanie metalowych zbiorników na płuczkę. 4.doeóz płuczki i mieszalniki płuczki (małe laboratoria przewoźne). 5.sprawdzenie działania wszystkich urządzeń pomocniczych. 6.zawiercanie i montaż rury wstępnej. Wiercenia wiązką otworów wykorzystyw. są głownie w celu zwiększenia stopnia udostępniania i udrożnienia poziomów ropo i gazonośnych. Głównym celem wiercenia tych otworów (z 1 stan. wiertn.) jest zmniejszenie kosztów rozwiercenia poziomów ropo i gazo nośnych czyli zwiększenia efektywności prac wiertniczych i wydobywczych. NAPĘDY URZYWANE NA POWIERZCHNI TERENU:1.stołowy -1.ślimacznica, 2.wał napędowy, 3.silnik, 4.wycięcie kwadratowe lub sześciokątne, dzięki temu kręci graniatką. Używany do głębokich wierceń, nacisk na świder jest przekazywany przez obciążniki, napędzany przy pomocy silnika samochodowego. 2.głowica obrotowa - to silnik elektryczny, spalinowy lub hydrauliczny, który powoduje obracanie żerdzi, umieszczony w pionowej prowadnicy. na nią nakręca się żerdzie wiertnicze (bez graniatki). Chodzi w górę i w dół wzdłuż masztu po pionowej suwnicy 3.wrzecionowy -(imadło obrotowe) używamy do wierceń płytkich lub kierunkowych. wrzeciono przesuwamy w górę o 60cm, zaciskamy i ponownie wiercimy. 1.koło zębate (na nim zabudowane szczęki, które zaciskają rurę wiertniczą. Stosujemy tam gdzie mamy mało miejsca i wiercenia są płytkie. Obecnie rzadko stosowane. NAPĘDY URZYWANE POD POWIERZCHNIĄ TERENU-NA DNIE. stosowane na dużych głębokościach. 1.turbowierty -napędzany ciśnieniem płuczki. Żerdzie są nieobrotowe -nieruchome. 2.elektrowierty -silniki elektryczne o pionowym wale, poruszają świder na dnie otworu. Do skał twardych stosuje się: koronki wiertniczej diamentowej, urywacz rdzenia, rdzeniówkę. ZADANIA PÓLCZKI 1.wynoszenie zwiercin (pręd. płuczki > 0,5 m/s im rzadsza pł. tym szybsza pr.). 2.chłodzanie świdra. 3.zminejszenie tarcia sił potrzebnych do obrotu świdra (smar). 4.utrzymywanie ciosu w stanie nienaruszonym (ciśnienie hydrostatyczne płuczki jest większe niż złoża - nie trzeba rurować). 5.iłowanie ścian otworu (wytwarza się emulsja iłowa na ścianach -nie ma wycieków do gruntu). 6.utrzymanie zwiercin w stanie zawieszenia z chwilą przerwania płuczki (płuczka musi mieć odpowiednią lepkość). Płuczka -to roztwór koloidalny o średnicy cząstek 0,0001mm. Parametry płuczek: ciężar właściwy, lepkość, wytrzymałość strukturalna, zdolnośc do oddawania wody, dobowy odstuj, zawartość piasku, zawartość gazów w płuczce.
WYSTĘPUJĄ 3 GRUPY PŁUCZEK: 1.kaolinowa (płuczki normalne) 2.bentonitowa (płuczki cięższe) 3.iłowa (przy ucieczkach płuczki -filtracji, dzięki muskowitowi). Przy wierceniu wielkośrednicowych otworów studziennych stosuje się świdry: trójskrzydłowe, czteroskrzydłowe, mimośrodowe, wielogryzowe. Cechą dobrych filtrów jest ich mały opór hydraul. przy przepływie wody z warstwy wodonoś. i zatrzymywanie wszelkich zanieczyszczeń mechanicznych tak, by część czynna filtra nie uległa kolmatacji. Czym charakteryzuje się maszt przy wierceniach okrętnych z pławicą obrotową? Wieża wiert. Musi być wyposaż. w podłużną suwnicę. Głowica porusza się po podwójnej suwnicy (wys.suwnicy musi być=długość żerdzi). W jaki sposób łączona są żerdzie i świdry w sytemie wierceń ślimakowych? Pdst. elementem w urządzeniu wiertniczym do wierc. ślimak. jest przewód wiertniczy w postaci śrubowego transportera, który składa się z wału wydrążonego lub pełnego ze spiralnymi ostrzami do wynoszenia zwiercin. Połączenie przewodu może być gwintowe lub bezgwintowe. Na końcu tego wału znajduje się świder lub koronka. Żerdzie i świder skręcone są na czop skręconej śruby. Na czym polega szarpakowy system przenoszenia udarów na świder przy linowym zawieszeniu narzędzi wiertniczych? Podczas ruch świdrem w górę lina odciążona rozkręca się obracając jednocześnie nożyce , obciążnik i świder. W momencie gdy świder osiągnie dno otworu lina zostaje odciążona i stara się wrócić do swojego pierwotnego stanu obracając luźną tulejkę. Cykl ten się powtarza w każdym skoku świdra. Rozkręcająca lina powoduje że świder uderza i inne miejsce i otwór może być wiercony w przekroju kołowym. Najważniejsze metody wierceń i ich przeznaczenie? Wykorzystanie wierceń obrotowych: do celów geologicznych, odwodnieniowych i do budowy studni (otwory o głębokości >30m), pilotowe otwory hydrogeologiczne, wiercenia do badań sejsmicznych (wprowadzamy ładunek wybuchowy i odpalamy, na podstawie mikrofali rozpoznajemy warstwy).Metoda udarowo-obrotowa znajduje zastosowanie do wiercenia w skałach twardych oraz do wierceń badawczych i poszukiwawczych kopalin (głębokie -bez wiercenia za ropą i gazem). Wiercenia udarowe przeznaczone są do wierceń hydrogeologicznych. Wiercenie wibracyjne stosowane jest w skałach zwięzłych, twardych a także luźnych. Wiercenia ślimakowe na sucho są stosowane do wierceń płytkich, w skałach sypkich i miękkich, gdzie wymagany jest dodatkowy nacisk narzędzia wiertniczego.
wiercenia udarowe, ich charakterystyka i zastosowanie? Wiercenia udarowe stosowane są często podczas wierceń studni ponieważ ułatwiają przejście przez warstwy twarde. Stosowane są one do rozbijania większych brył. Są to urządzenia złożone z mechanizmu podnoszącego i opuszczającego oraz ze świdra. Urządzeniem napędzającym jest szarpak powodujący naciąganie i opuszcznie liny. Usuwanie urobku znajdującego się w wodzie odbywa się szlamówką zwykłą lub ssąc --> [Author:M] ą. Szlamówka montowana jest na linach. Podczas tych wierceń należy stale utrzymywać poziom wody. prawy i lewy obieg płuczki w wierceniach obrotowych? Przy prawym krążeniu płuczki pompy płuczkowe zasysają płuczkę wiertniczą, ze zbiornika ssawkowego i przetłaczają ją za pośrednictwem przewodów napowierzchniowych do kolumny rur płuczkowych i do świdra, stąd po wypływie z kanałow świdra płuczka oczyszcza dno otworu wiertniczego ze zwiercin i wypływa przestrzenią pierścieniową poza kolumną rur płuczkowych na powierzchnię, gdzie oczyszcza się w korytach płuczkowych a następnie wpływa do zbiornika ssawnego płuczki. Przy lewym krążeniu płuczki wiertniczej przepływ płuczki odbywa się w odwrotnym kierunku. Lewe krążenie zaleca się przy przewierceniu pokładów o wysokim ciśnieniu złożowym. W tych przypadkach płuczka o wyższym ciężarze właściwym płyn --> [Author:M] ąc w dół w przestrzeni pierścieniowej będzie zabierać z sobą bańki gazu razem ze zwiercinami i wynosić je na powierzchnię po przez kolumnę rur płuczkowych. Krążenie lewe można także z korzyścią zastosować przy wierceniach węglowych. płuczki stosowane w wierceniach obrotowych:-p. wodna,-p. iłowa normalna,-p. iłowa ulepszona (np. o obniżonej lepkości),-p. o zwiększonym ciężarze właściwym (obciążona barytem lub z iłów bentonitowych),-p. wapienna (jest to płuczka iłowa obrobiona chemicznie sodą, wapnem, quebrachem i skrobią),-p. solno skrobiowa (z dodatkiem 20-30% soli kamiennej, 1-4% skrobi),-p. emulsyjna (dodatek węglowodorów i emulgatora),-p. naftenowa (jest to płuczka iłowa z dodatkiem mydeł sodowych kwasów naftenowych),-p. do wierceń głębokich odporne na temperaturę i ciśnienie.