Boortechnieken


RotoSonic drilling

Sonic is an advanced form of drilling which employs the use of high-frequency resonant energy generated inside the Sonic head up to 150 Hz to advance a core barrel or casing into subsurface formations. During drilling the resonant energy is transferred down the drill string to the bit face at various Sonic frequencies. Simultaneously rotating the drill string evenly distributes the energy and impact at the bit face. The resonant energy is generated inside the Sonic head by two counter-rotating weights. A pneumatic isolation system inside the Sonic head prevents the resonant energy from transmitting to the drill rig and preferentially directs the energy down the drill string. The driller controls the resonant energy generated by the Sonic head’s oscillator to match the formation being encountered to achieve maximum drilling productivity. When the resonant Sonic energy coincides with the natural frequency of the drill string resonance occurs. This results in the maximum amount of energy being delivered to the face. At the same time friction of the soil immediately adjacent to the entire drill string is substantially minimized resulting in fast penetration rates.

 

Sampling in all formations hard and soft. You combine vibration with rotation to allow the tungsten carbide-buttoned coring shoes to cut through all formations.

 

 

Why RotoSonic

• High recovery rates and large diameter samples

• High speed sample production

• High quality samples of mixed geology

• Samples with low disturbance, even from coarse sand

• Samples taken from difficult types of rock

 

Avegaarboringen

Er zijn drie typen avegaarboringen met elk een verschillende toepassing.

 

De volle avegaarboor bestaat uit een spiraal die wordt rondgedraaid door een boormotor. Door de draaiende beweging schroeft de boor zichzelf in de grond. De boor wordt telkens met een verlengstuk verlengd totdat de gewenste boordiepte is bereikt. Vervolgens wordt de met grond gevulde boor omhoog getrokken.

 

Mits goed uitgevoerd wordt de bodem bij een volle avegaarboring nauwelijks geroerd. Deze techniek is daardoor geschikt voor het nemen van bodemmonsters ten behoeve van milieukundig en archeologisch bodemonderzoek en het maken van profielbeschrijvingen.

Sialtech kan avegaarboringen uitvoeren tot een diameter van 320 mm waarbij de grote diameters worden gebruikt bij de bemonstering van gronden met veel grof materiaal. Afhankelijk van de boorstelling die wordt ingezet, de grondslag en de gebruikte boordiameter kunnen dieptes tot meer dan vijftig meter worden bereikt.

 

De holle avegaarboor is een spiraalboor met een holle binnenbuis, die onderaan is afgesloten met een vergrendelbaar punt dat met een kabel kan worden opgehaald. Op de bereikte diepte kan dan een monster genomen worden met behulp van een ramguts of steekbus. Ook is het mogelijk om door de holle avegaar heen een peilbuis aan te brengen. In dat geval wordt vaak gewerkt met een verloren punt die in de bodem achterblijft. Doordat de holle avegaar feitelijk werkt als een schroef van Archimedes en tijdens de boring veel bodemmateriaal omhoog brengt, is deze methode niet geschikt voor het maken van profielbeschrijvingen.

 

Tenslotte kan Sialtech verbuisde avegaarboringen uitvoeren, waarbij de volle avegaar door een verbuizing heen boort. De verbuizing wordt simultaan met de avegaar op diepte gebracht. Deze techniek wordt toegepast wanneer door een verontreinigde bodemlaag heen moet worden geboord en wanneer pulsboren niet mogelijk is, zoals boven de grondwaterspiegel en in kleiige bodems.

 

Sialtech beschikt over vier boorstellingen waarmee avegaarboringen kunnen worden uitgevoerd: een Nordmeyer, een Knebel en twee Wizards.

 

Pulsboringen

Een puls is een buis met aan de onderkant een snijrand en vlak daarboven een horizontaal liggende klep. De puls is opgehangen aan een kabel of bevestigd aan verlengstangen. Door de puls een op- en neergaande beweging te laten maken verzamelt het losse materiaal zich in de puls. Het klepmechanisme zorgt ervoor dat het opgeboorde materiaal tijdens het omhooghalen van de puls niet in het boorgat terugvalt.

 

Om te voorkomen dat het boorgat invalt wordt een verbuizing gebruikt. Door telkens aan de onderkant van de verbuizing materiaal te verwijderen met behulp van de puls kan deze steeds dieper de grond in worden gedrukt of gedraaid. Omdat deze boortechniek alleen werkt onder de grondwaterspiegel wordt tot de grondwaterspiegel voorgeboord met een avegaarboor. Deze boortechniek is alleen bruikbaar in zandige en grindige bodems. Sialtech kan pulsboringen uitvoeren tot een diepte van meer dan vijftig meter en een diameter van 324 mm.

 

Bij een goed uitgevoerde pulsboring zijn de bovengebrachte grondmonsters, ofschoon sterk geroerd, toch nog bruikbaar voor profielbeschrijving. Bij sterk heterogene gronden is de profielbeschrijving minder betrouwbaar dan in meer homogene gronden. De sterk geroerde monsters uit de puls zijn doorgaans niet geschikt voor monstername. Wel is het mogelijk om met behulp van een steekapparaat, na verwijdering van de puls, op de gewenste diepte een ongeroerd monster te nemen. De op diepte gebrachte verbuizing kan zeer gecontroleerd worden getrokken. Dit geeft de mogelijkheid om peilbuizen en afdichtingen zeer nauwkeurig aan te brengen.

 

Sialtech beschikt over drie boorstellingen waarmee pulsboringen kunnen worden geplaatst: een Nordmeyer en twee Wizards.

 

Kernboringen

Bij het kernboren wordt de ‘boorcasing’ (buitenkernbuis met boorkroon) samen met de ‘corebarrel’ (binnenkernbuis) in gelijke stappen van 1,5 meter lengte (of een veelvoud daarvan) op diepte geboord, onder toevoeging van water, dikspoeling of lucht om de boorkroon te koelen en het boorgruis af te voeren. De buitenkernbuis draait, de binnenkernbuis staat stil. Het boorgruis en spoelwater worden opgevangen in een cascadebak met verschillende compartimenten, waar het boorgruis kan bezinken en het water weer wordt hergebruikt.

 

Elke 1,5 meter (‘run’) wordt de binnenkernbuis uit de boorcasing getrokken, leeggemaakt en de kern wordt opgeslagen in speciale kisten. Vervolgens wordt de binnenkernbuis weer in de boorcasing neergelaten, waarna de volgende 'run' kan worden uitgevoerd.

 

De kernboring heeft een brede toepassing, niet alleen bij milieukundig bodemonderzoek (plaatsen van geosondes, drukken van peilbuizen en grondwaterfilters) en bodemsaneringen (plaatsen beluchtings- en spoelbuizen), maar ook bij geotechnisch en seismologisch onderzoek. Ook wordt de kernboring gebruikt voor sterktebepaling van constructies (wegen, beton) en bij het bepalen van de draagkracht van de bodem. Wij passen kernboringen vooral toe om bij diepere boringen bodemlagen te passeren die te hard zijn voor andere technieken (zoals pulsen).

 

Sialtech kan kernboringen uitvoeren met de Nordmeyer boorstelling.

 

Druk- en slagboringen

Bij dit type boring wordt een cilindrische of halfcilindrische boor, aan de onderzijde voorzien van een snijrand, de grond in gedrukt of geslagen. Druk- en slagboringen kunnen handmatig worden uitgevoerd, bijvoorbeeld met een ramgutsapparaat, maar er bestaan ook boren van dit type die op een boorwagen zijn gemonteerd. Het principe is voor al deze apparaten gelijk, het grootste verschil is de frequentie van de slagen. Zo maakt de Geotool gebruik van een valgewicht dat wordt opgetakeld: de slagfrequentie bedraagt hierdoor een tiental slagen per minuut. De Geoprobe heeft met enkele slagen per seconde een veel hogere slagfrequentie en berust hiermee op hetzelfde werkingsprincipe als de pneumatische sloophamer. De maximaal bereikbare diepte is afhankelijk van de grondslag en varieert van tien meter bij handmatige uitvoering tot meer dan dertig meter bij mechanische uitvoering met behulp van de Geoprobe. De diameters van de boor variëren van 32 mm tot 86 mm.

 

In de cilindrische boorbuizen kan een binnenbuis of liner bestaande uit PVC, Teflon, RVS of een ander inert materiaal worden aangebracht. Deze liner maakt het mogelijk om op elke diepte en desgewenst continu ongeroerde monsters te nemen. Doordat geen gebruik wordt gemaakt van werkwater is geen sprake van verspoeling of verdunning, zodat deze monsters zeer representatief zijn voor de bodemlaag waaruit ze zijn genomen.

 

Druk- en slagboortechnieken kunnen ook worden gebruikt voor het plaatsen van peilbuizen. Deze kunnen zowel direct in de grond worden weggedrukt, als met behulp van de boorbuizen worden geplaatst. In het laatste geval wordt de boorbuis aan de onderzijde afgesloten met een verwijderbare of een zogenaamde 'verloren' punt en fungeert daarmee feitelijk als een verbuizing, waarmee het filter op de juiste diepte kan worden aangebracht. Het voordeel van deze techniek is dat de bodem minimaal wordt verstoord en dat bij de boring geen overtollig bodemmateriaal vrijkomt.

 

Sialtech beschikt over twee boorstellingen waarmee druk- en slagboringen kunnen worden uitgevoerd: een Geotool en een Geoprobe.

 

Sonisch boren

Sonisch boren, ook wel aangeduid als 'sonic boren', kan worden beschouwd als een bijzondere vorm van slag- en drukboren. Het grootste verschil is de frequentie van de slagen. Deze kan bij toepassing van sonische boortechnieken oplopen tot meer dan 150 Hertz. Door de hoogfrequente trilling gaat het bodemmateriaal dat in direct contact staat met de boorbuis vloeien, zodat de boorbuis met geringe weerstand de bodem in kan worden gedrukt. Deze methode maakt het mogelijk in zandige, grindige en niet al te zware klei zeer snel op diepte te komen.

 

Sialtech beschikt over vier SonicSampDrill sonische boorkoppen, die op even zoveel boorstellingen kunnen worden toegepast. Afhankelijk van de grondslag kunnen we sonische boringen uitvoeren tot een diepte van circa dertig meter en een diameter van 100 mm. Wanneer gebruik wordt gemaakt van boorbuizen voorzien van een aqualocksysteem is het mogelijk om snel op elke diepte en desgewenst continu ongestoorde monsters te steken, bijvoorbeeld voor archeologisch onderzoek. Wij werken daarbij als enige in Nederland met aqualocks met een doorsnee van 70 mm in plaats van de gebruikelijke 50 mm. Dit betekent een verdubbeling van het oppervlak van het monster en daarmee een aanzienlijk grotere kans om oudheidkundig materiaal te treffen.

 

Sonische boortechnieken kunnen ook worden gebruikt voor het plaatsen van peilbuizen. Deze kunnen zowel direct in de grond worden gedrukt, als met behulp van de boorbuizen worden geplaatst. In het laatste geval wordt de boorbuis aan de onderzijde afgesloten met een verwijderbare of een zogenaamde 'verloren' punt en fungeert deze feitelijk als een verbuizing, waarmee het filter op de juiste diepte kan worden aangebracht. Het voordeel van deze techniek is dat de bodem minimaal wordt verstoord en dat bij de boring geen overtollig bodemmateriaal vrijkomt.

 

De boorstellingen die kunnen worden uitgerust met sonische boorkoppen zijn de Knebel, twee Wizards en de Manitou.