Platforma wiertnicza 4×4
Wiertnice są montowane na pojazdach typu pickup 4×4 ze względu na wytrzymałe podwozie tego typu konstrukcji oraz na możliwość ich wykorzystania w trudno dostępnym terenie. W tym materiale przedstawiamy przeznaczonego do ciężkiej pracy pickupa, który po odpowiednim przygotowaniu stał się mobilną wiertnicą.
Wiertnica WSG służy do geologicznych wierceń mechanicznych na sucho, co oznacza, że do miejsca wiercenia nie jest doprowadzana płuczka. Grunty mogą być różne w różnych miejscach, dlatego też, aby poznać jak się zmieniają (czyli wyznaczyć ich profil), należy wykonać wiele wierceń. Z tego powodu wiertnica musi być mobilna. Z reguły warunki pracy opisywanego sprzętu są trudne – to zazwyczaj teren jeszcze nieprzygotowany do budowy. Nośnik wiertnicy musi być więc dzielny terenowo i to z pełnym obciążeniem. Opisywane Isuzu D-Max musi zmagać się z masą dochodzącą do 830 kg zarówno na drodze, jak i w terenie. Po dojeździe na miejsce wiercenia hydraulicznie opuszczane podpory dają ulgę tylnemu zawieszeniu i stabilizują wiertnicę podczas pracy. Zarówno podpory, jak i pozostałą hydraulikę obsługuje się z jednego miejsca przy pomocy dźwigni.
Sterowanie hydrauliką wiertnicy
Praca
O tym, że wiercenie nie jest lekką pracą, świadczy maksymalny moment obrotowy generowany przez hydrauliczny silnik napędzający świder – 1 780 Nm! Moce nie są w tym przypadku ważne, gdyż silnik napędzający pompę ma tylko 22 KM. Wraz z momentem istotna staje się także możliwość płynnej regulacji obrotów – w zakresie od 0 do 89 obr./min. Te parametry są nierozerwalnie związane z napędem hydraulicznym, który umożliwia uzyskanie tak potężnego momentu skoncentrowanego w niewielkim przecież silniku hydraulicznym. Poza łatwością dozowania napędu dochodzi także łatwość jego montażu – bez skomplikowanych przekładni, wałów i przegubów. Wystarczy tylko źródło ciśnienia, układ sterujący i przewody hydrauliczne (sztywne lub elastyczne). Napęd hydrauliczny ma też swoje wady, a może lepiej powiedzieć – cechy. Nie jest tani (bo wymaga precyzji) oraz ma pewne straty energii. Gdy obciążenia są duże, to straty, mimo że w stosunku do nich niewysokie, bezwzględnie zaczynają rosnąć. Aby uniknąć ich kumulacji, stosuje się duże zbiorniki oleju, by rozproszyć je w masie, oraz chłodnice, by przekazać je do powietrza.
Pompa, zbiornik oleju i chłodnica
Poza świdrem hydraulika napędza też inne podzespoły wiertnicy. Świder musi być przecież podnoszony i opuszczany – zajmuje się tym przekładnia ślimakowa dająca siłę 42 kN. Po przeliczeniu na „ludzkie” jednostki świder może być zagłębiany lub wyciągany z siłą równą ciężarowi 4 281 kg. Takie obciążenia pochodzące od operowania na głębokościach dochodzących do 30 m muszą być nie tylko zadane przez przekładnię ślimakową świdrowi, ale i przyjęte przez resztę sprzętu.
Jeden z wielu rodzajów świdrów geologicznych
Sprzęt
Z uwagi na wysokie obciążenia mechaniczne oraz wymóg stabilności kolumny podczas pracy i transportu, całość wiertnicy stanowi jeden moduł. Jego podstawą jest stalowa rama przestrzenna wiążąca wszystkie elementy i mocno przymocowana w wielu miejscach do konstrukcji pojazdu nośnika. Tylko ramowe podwozie jest zdolne podołać takim punktowym obciążeniom. Wybrana wersja kabiny (king cab) ma wprawdzie realnie tylko dwa miejsca, ale za to może pomieścić za nimi wrażliwy sprzęt pomiarowy oraz dokumentację, a do tego daje wystarczająco długą skrzynię ładunkową. Oczywiście tylna klapa musiała zostać zdemontowana, by pomieścić moduł wiertnicy, który w stalowej, ramowej konstrukcji zawiera kompletne urządzenie zdolne do samodzielnej pracy.
Źródłem siły napędowej jest wysokoprężny silnik Kubota*, który napędza dwusekcyjną pompę hydrauliczną.
Wiertnice – w zależności od modelu – produkowane są z silnikiem benzynowym lub diesla
Pod pokrywami skrywa się diesel Kubota
Odpowiedni zapas oleju hydraulicznego zgromadzony jest w dużym zbiorniku, zaś o utrzymanie właściwej temperatury dba chłodnica z wentylatorem, pozwalając na ciągłą pracę systemu. Paliwo do Kuboty pobierane jest ze zbiornika z łatwo dostępnym wlewem. Silnik spalinowy zapewnia także prąd o napięciu 12V służący między innymi do oświetlenia miejsca pracy. Akumulator wiertnicy pozwala na łatwy rozruch niezależnie od instalacji samochodu-nośnika. Prosty panel umożliwia łatwą obsługę części napędowej: kilka przycisków, licznik roboczogodzin, obrotomierz i dwa manometry.
Panel sterowania napędu wiertnicy
Boki ramy wiertnicy tworzą schowki na ruchomy osprzęt wiertniczy*, który może być dobierany stosownie do potrzeb konkretnego wiercenia.
Przy wierceniach wykorzystuje się następujący osprzęt wiertniczy: świdry, szlamówki, próbniki, sondy, rury itp.
Nośnik
Jako że wiercenie w ziemi nigdy nie jest zajęciem ani czystym, ani delikatnym, skrzynia ładunkowa została pokryta ochronną warstwą tworzywa sztucznego. Jest ona odporna na działanie oleju hydraulicznego i napędowego. Aby stałe obciążenie ciężarem wiertnicy nie pogarszało prowadzenia, zwiększono nośność zawieszenia. Uzyskano to przez dołożenie kolejnych piór i wymianę sprężyn.
Wzmocnione resory piórowe tylnej osi
Natomiast wymiana amortyzatorów na sztywniejsze pozytywnie wpłynęła na dostosowanie charakterystyki tłumienia – kierowca nie musi walczyć z dobijaniem zawieszenia i nerwowym prowadzeniem masywnego auta z wysokim środkiem ciężkości. Lift zawieszenia ułatwił założenie większych „emteków”. Przewidując trudy jazdy po nieutwardzonych drogach, zamontowano osłony podwozia: z przodu pod silnikiem, płynnie łącząc je ze zderzakiem, w którym zgrabnie ukryto mocną wyciągarkę elektryczną o uciągu 12 tysięcy funtów. Dzięki zastosowaniu liny syntetycznej prowadnica ślizgowa praktycznie nie wystaje poza pierwotny obrys przodu D-Maksa.
Wszystkie te zmiany są podyktowane wyłącznie koniecznością dostosowania do specyfiki pracy w terenie, a to, że dzięki nim auto nabrało off-roadowego charakteru to tylko dodatkowa zaleta.
Wiercenia geologiczne są podstawowym sposobem analizy budowy geologicznej podłoża gruntowego. Polegają na wykonywaniu pionowych otworów wiertniczych, których głębokość z reguły nie przekracza 30 m, a średnica – 160 mm. Wiercenia wykonuje się w celu określenia warunków wodno-gruntowych dla potrzeb posadowienia obiektów budowlanych (np. budynków jedno- i wielorodzinnych lub przemysłowych itp.) oraz infrastruktury (np. instalacji wodno-kanalizacyjnej oraz gazowej, dróg, mostów, lotnisk itp.). Wiercenia wykorzystuje się również w ochronie środowiska – do projektowania i oceny wpływu na środowisko różnych obiektów, np. kopalń czy składowisk.
W przeważającej części naszego kraju dokumentacje z badań geologicznych gruntu są obowiązkową częścią projektów budowlanych.
ISUZU D-MAX 2.5 TD – DANE TECHNICZNO-EKSPLOATACYJNE
SILNIK
2.5 TD: z zapłonem samoczynnym, układ i liczba cylindrów – R4, z elektronicznie sterowanym wtryskiem bezpośrednim common rail, podwójnie turbodoładowany, chłodnica powietrza doładowującego, podwójny wałek rozrządu DOHC, pojemność skokowa – 2 499 cm3, moc maksymalna – 120 kW (163 KM) przy 4 000 obr./min, maksymalny moment obrotowy – 400 Nm przy 1 400-2 000 obr./min
SKRZYNIA BIEGÓW
manualna, 6-biegowa, przełożenia: I – 5,232, II – 2,644, III – 1,606, IV -1,219, V – 1,000, VI – 0,728, R – 4,525, przełożenie przekładni głównej – 3,071
SKRZYNIA ROZDZIELCZA
dwubiegowa, stały napęd kół tylnych , dołączalny napęd przedniej osi, przełożenie zredukowane – 2,482
ZAWIESZENIE PRZEDNIE
niezależne, podwójne wahacze poprzeczne, wzmocnione sprężyny, amortyzatory, stabilizator
ZAWIESZENIE TYLNE
sztywny most, wzmocnione resory piórowe, amortyzatory teleskopowe
UKŁAD HAMULCOWY
dwuobwodowy, wspomagany podciśnieniowo, tarcze z przodu – 300 mm, bębny z tyłu, elektroniczny system stabilizacji toru jazdy (ESC), system kontroli trakcji (TCS) oraz hamulce z układem ABS i asystentem hamowania (BA)
UKŁAD KIEROWNICZY
wspomagany, przekładnia – śruba-nakrętka z kulkami obiegowymi
KOŁA
opony Maxxis Bighorn LT 255/65 R17, felgi ze stopów lekkich
WYMIARY
długość x szerokość x wysokość (bez wiertnicy) – 5 295 x 1 860 x 1 970 mm, rozstaw osi – 3 095 mm, rozstaw kół (przód / tył) – 1 570 /1 570 mm, skrzynia ładunkowa (długość x szerokość x wysokość) – 1 795 x 1 530 (1 120 – między nadkolami) x 465 mm
WIERTNICA – DANE TECHNICZNO-EKSPLOATACYJNE
PARAMETRY WIERCENIA
– średnica wiercenia Ø 110-Ø 160
– moment obrotowy 1780 Nm
– prędkość obrotowa 0-89 obr./min
PROWADNICA
– skok głowicy wiercącej 2 000 mm
– siła docisku 42 kN
– siła wyrywania 42 kN
SILNIK SPALINOWY
Diesel Kubota SM D902 21,6 KM [16,1 kW]
STEROWANIE
pompa zębata, dwusekcyjna – 26/16 l/obr.
CHŁODNICA OLEJU HYDRAULICZNEGO
do pracy ciągłej
WYPOSAŻENIE
oświetlenie elektryczne 12 V
MASA WIERTNICY
730 kg
PARAMETRY GEOMETRYCZNE
Prześwit poprzeczny 275 mm
Kąt natarcia 30º
Kąt rampowy 22º
Kąt zejścia 22º
Głębokość brodzenia 600 mm
autor: Michał Pierewicz, Michał Wadowski, zdjęcia: autor
