Pierwszenstwo: Opublikowano: 18.Y.1968 (P 127 028) 16.11.1970 59302 KI. 5 a, 7/02 MKP E 21 b UKD #* Wspóltwórcy wynalazku: inz. Zenon Lewandowski, Seweryn* Chojnacki Wlasciciel patentu: Przedsiebiorstwo Geologiczno-Fizjograficzne i Geode¬ zyjne Budownictwa „Geoprojekt", Warszawa (Polska) Wiertnica do wiercen badawczych geologiczno-inzynierskich sposobem wibracyjno-udarowym Przedmiotem wynalazku jest wiertnica do wier¬ cen badawczych geologiczno-inzynierskich, odzna¬ czajaca sie zwarta budowa, zawieszona na wlasnym podwoziu i przeznaczona do glebienia otworów geologicznych do glebokosci 15 m róznymi sposo¬ bami; a mianowicie sposobem wibracyjnym przy uzyciu wibromlota lub wibratora oraz sposobem udarowym przy pomocy wyciagarki ciernej, przy czym wiertnica ta zapewnia szybkie przejscie w tym samym cyklu pracy od jednego sposobu glebienia do drugiego, zaleznie od pokladowych warunków geologicznych.Najczesciej stosowane urzadzenia wiertnicze ma¬ ja konstrukcje przewidziana do glebienia otworów o duzej srednicy i glebokosci jiednym ze znanych sposobów, a mianowicie sposobem udarowym za po¬ moca szarpaka, sposobem obrotowym na sucho przy uzyciu swidrów spiralnych, sposobem obrotowym przy uzyciu pluczki oraz sposobem obrotowym przy uzyciu pluczki i dyfuzora lub pluczki z odwrotna cyrkulacja itp. Te sposoby wiercen w praktyce ba¬ dan geologiczno-inzynierskich nie zdaja egzaminu z nastepujacych powodów: sa to wiertnice ciezkie, wymagajace duzego nakladu pracy przy montazu i demontazu urzadzenia, nominalne glebokosci pracy sa rzedu 150 m i wiecej, a wiec znacznie przekra¬ czaja potrzeby badan geologiczno-inzynierskich które wykonuje sie przewaznie do glebokosci 10—15 m. 10 15 25 30 Srednica otworów wierconych wymienioymi wiert¬ nicami takze przekracza potrzeby badan geologicz¬ no-inzynierskich, gdyz dla tych celów potrzebne sa srednice w granicy 89—153 mm. Koszt wiercen od¬ wierconych wymienionymi wiertnicami jest zbyt wysoki i ekonomicznie nieoplacalny dla badan geo¬ logiczno-inzynierskich.Technologia wiercen udarowych, obrotowych na sucho i obrotowych z róznego typu pluczkami, acz¬ kolwiek poprawna dla badan hydro-geologicznych lub glebokich wiercen geologiczno-poszukiwawczych dla celów geologiczno-inzynierskich jest nieprzy¬ datna. W procesie wiercenia wada tych sposobów jest calkowite zniszczenie naturalnej struktury warstw i naturalnego warstwowania oraz naruszenia naturalnej wilgotnosci gruntu przez nawodnienie i zamulenie pluczka ilowa. Jedynie sposób wierce¬ nia obrotowy na sucho przy pomocy róznego ro¬ dzaju swidrów spiralnych lub rurowych znajduje zastosowanie w wiertnictwie dla celów geologiczno- inzynierskich, mimo ze wada tego sposobu jest takze niszczenie naturalnej struktury gruntu i warstwo¬ wania.Ze wzgledu na wysoki koszt wiertnic i stad wier¬ cen mechanicznych wymienione wiertnice nie zna¬ lazly zastosowania w praktyce geologiczno-inzy¬ nierskiej. Powszechnie stosuje sie sposoby reczne udarowo-obrotowe przy pomocy swidrów rurowych, spiralnych i dlut do rozbijania przeszkód w postaci kamieni. Wiertnice reczne pod wzgledem technicz- 59 30259 302 nym sa prymitywne, skladaja sie z wiezy, w postaci trójnogu lub czwórnogu z wyciagarka reczna lub kolowrotem. Sposób wiercenia w gruntach spoistych i sypkich nienawodnionych jest obrotowy, przy czym jako napedu swidra uzywa sie sily ludzkiej, proces wiercenia w gruntach sypkich nawodnionych jest udarowy, przy czym swider napedzany jest recznie przy pomocy wyciagarki lub kolowrotu.Wada tej technologii wiercenia jest podobnie jak i poprzedniej niszczenie naturalnej struktury grun- £ tu i warstwienia. Zaleta w porównaniu z wiercenia¬ mi mechanicznymi jest latwy montaz i demontaz recznych zestawów wiertniczych, niewielki ciezar kompletu urzadzenia co ulatwia transport lokalny w terenie badan oraz stosunkowo niski koszt jied- nego metra biezacego odwiertu.Od dawna w technice wiertniczej i technologii badan geologiczno-inzynierskich poszukiwano roz¬ wiazania konstrukcyjnego, które by usunelo wady wymienionych wyzej wiertnic mechanicznych oraz wiercen recznych, zapewniajac równoczesnie mecha¬ nizacje procesu wiercenia," wysoka wydajnosc, wlas¬ ciwe opróbowanie profilu wiercenia, a takze usu¬ niecie wady naruszenia naturalnej struktury gruntu i warstwowania w czasie wiercenia.Cel ten spelnia wiertnica wedlug wynalazku przedstawiona tytulem przykladu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wiertnice w stanie goto¬ wym do pracy, fig. 2 — w stanie zlozonym a fig. 3 — zlacze,bezgwintowe. Wiertnica zostala skonstru¬ owana wraz ze skladana wieza 4 na wlasnym pod¬ woziu 3 i przystosowana do glebienia otworów ó srednicy 89—60 mm maksymalnej glebokosci 15 m. w dowolnych warunkach geologicznych niezelznie od stanu gruntu i stopnia nawodnienia. Zastosowa¬ ne srednice otworu wiertniczego zapewniaja wlasci¬ we pobranie próbek gruntu do badan laboratoryj¬ nych oraz lunetowe rurowanie otworu wiertniczego w celu wzajemnego izolowania warstw wodonosnych podczas wiercenia.Sposób wiercenia jest wibracyjno-udarowy, przy uzyciu znanych wibromlotów 1 lub wibratorów.Wiertnica wedlug wynalazku sklada sie z samo¬ jezdnego podwozia 3 i wiezy wiertniczej 4. Na pod¬ woziu osadzona jest mechaniczna wyciagarka cier¬ na 5 napedzana silnikiem spalinowym 2 posiadajaca dwa bebny 8 sluzace do opuszczania i wyciagania przewodu wiertniczego 9 wraz z rurami oslonowymi, oraz opuszczania i wyciagania odrebnie zawieszone¬ go wibromlota lub wibratora, przy czym liny wy¬ ciagowe 7, 7a przewieszone sa przez uklad krazków linowych osadzonych obrotowo na wierzcholku wie¬ zy wiertniczej.W celu zapewnienia wlasciwego bezpieczenstwa pracy na osi wyciagarki zastosowano zapadkowe urzadzenie zabezpieczajace oraz hamulce uniemozli¬ wiajace grawitacyjne opadanie narzedzia wiertni¬ czego 6 lub wibromlota — wibratora z chwila roz¬ laczenia sprzegla.Istotna cecha wiertnicy wedlug wynalazku jest zastosowanie napedu wyciagarki przez uklad prze¬ kladni lancuchowych i sprzegiel 11 do napedzania • 15 20 30 kól podwozia. Dzieki temu wiertnice mozna prze¬ mieszczac w transporcie lokalnym po zlozeniu wiezy fig. 2 przy pomocy wlasnego napedu z szybkoscia 5 km/godz., a dzieki wywazonym masom po obydwu 5 stronach osi kól jezdnych mozliwe jest latwe recz¬ ne sterowanie. W transporcie docelowym wiertnica moze byc holowana przez samochód dostawczy z szybkoscia do 40 km/godz.Wieza wiertnicza 4 posiada dwie podpory 12 za- mocowane przegubowo u jej wierzcholka sluzace do przenoszenia czesci naprezen powstalych podczas wiercenia, która w pozycji zlozonej stanowi hol do holowania lub ster do sterowania przy uzyciu wlas¬ nego napedu. Podwozie wraz z rama 3 zamocowane jest przegubowo do konstrukcji wiezy 4 dzieki cze¬ mu nie przenosi ono naprezen powstalych przy pra¬ cy. Ma to bardzo wazne znaczenie przy ustawianiu urzadzenia na nierównym terenie nawet o pochyle¬ niu do 30°.Istotna cecha wynalazku jest przystosowanie zna¬ nego wibromlota 1 do procesu wiercenia uzywanego dotychczas do wbijania pretów uziemniajacych itp. PL