비트는 굴착기구의 최선단에 최선단에 설치되어 직접 지반을 굴착하는 것으로 시추에 사용되는 기구 중 가장 중요한 역할을 한다. 시추목적이나 지반 상태에 따라서 여러 가지 비트를 구분하여 사용하는 많은 종류의 비트가 있으며 재질,형상,성능도 비트에 따라 다르므로 각각의 비트의 특징을 충분히 파악하고 구분하여 사용하는 것이 경제적으로 굴착에 효과가 높다.
1.메탈크라운
: 주로 중경암, 연암 굴착에 사용되는 코아비트로 칼날에 초경팁(메탈)이 부착 되어 있다.
원통상으로 되어 있으며 코아튜브,코아 셀등에 접속해서 사용
* 경암에서는 다이아몬드 비트보다 절삭 속도가 빠를 때도 있으며 경제적이다.
단 코아가 부스러지는 경우가 많고 지름이 작은 것은 코아 채취율이 나쁘다.
[1]초경팁
화학성분: 텅스텐 ,탄소 ,코발트 (80~90% 텅스텐)
원료는 수 미크론 이하의 미세한 분말 주성분인 텅스텐은 미리 탄소와 혼합가열/화합 시켜 탄화텅스텐으로 정제 코발트를 혼합하고 압축성형/소결 공정을 거쳐 초경팁이 제조
윙크라운 : 메탈트라운 외주에 여러개의 날개를 부착
연질지질 , 점토층 등을 천공시 공벽과 코아튜브 사이의 틈을 넓게 하여 슬라 임 배출을 향상시킴
컷터크라운 : 주로 연질지질에 사용하는 천공 비트 원통 상의 칼날은 톱날 형상
칼날에는 담금질 경질 합금을 용착시킨 것과 초경팁을 용착시킨 것이 있다.
[3]메탈크라운의 접속
싱글튜브를 직접 코아튜브에 접속/코아셀 콤리프트를 넣어서 코아튜브에 접속/리밍셀과 콤리프트를 넣어서 코아튜브에 접속하는 방식이 있다.
[4]메탈크라운의 장/단점
장점
1)제 3기의 혈암, 이암과 같이 점착성이 있는 연암과 제4기 지층의 천공에 적합
2)메탈크라운이 적합한 지층이라면 1m당 비용이 저렴하고 특히 대구경 얕은 천공에는 저렴
3)현장에서 메탈팁의 교체(리세팅)가 가능하다.
4)대상지질이나 시추목적에 따라 여러형태의 비트를 비교적 쉽게 조작하여 사용할 수 있다.
단점
1)경암시추에는 적합하지 않다.
2)중경암과 같이 메탈크라운이 조금씩 굴진이 가능한 지질에 대해서는 굴진시간이 많이 소요 되고 굴진비가 높아진다.
3)일반적으로 코아 회수율이 다이아몬드 비트 보다 낮다.
2.다이아몬드 비트
:다이아몬드를 칼날로 한 비트
비트의 구조 : 샹크부(코아바렐 또는 롯드 등에 접속할 수 있는 나사 부착)+매트릭스부(상부에 칼날이 장착된 다이아몬드를 보호)
서페이스 비트 : 비교적 큰입자의 다이아몬드를 매트릭스 표면에 부착
임프래그네이티드 비트 : 다이아몬드 분말을 매트릭스와 혼합하여 제조
[1]다이아몬드
: 물질 중 가장 견고하고 화학 약품이 침투하기 어렵기 때문에 비트 칼날로서 중요
암석에 대한 절삭력이 높고 가격이 저렴한 블로츠가 비트용으로 많이 사용됨
[2]매트릭스
다이아몬드를 강고하게 보호 하는 부분으로 분말 야금법으로 제조
성분 : 텅스텐, 동 ,니켈 ,코발트
내마모성이 높고 인성이 있으며 소결 온도가 낮은 합금의 성질이 요구됨
다이아몬드는 약 700℃에서 산화시작 =>매트릭스 성분과 반응 탄화물 제조
=>다이아몬드 표면상황 악화 =>강도 저하 ,절삭성능의 저하와 수명 단축
*매트릭스가 지나치게 견고하면 파괴되기 쉽고 다이아몬드가 탈락되며 매트릭스가
얇은 비트는 균열의 원인이 됨
연암 : 조립질 슬라임 => 견고한 매트릭스 사용
경암 : 세립질 슬라임 => 부드러운 매트릭스
[3]워터웨이
비트의 표면에 순환수를 적량 송수하여 암석굴착중에 발생하는 열의 냉각 효과를 높이고 슬라임의 배출을 양호하게 할 수 있도록 크기, 형상이 알맞게 제조
워터웨이가 작은 경우 :순환통로가 막히고 슬라임을 완전히 배제 시킬 수 없어 비트가 타버리거나 역류의 위험이 있다.
워터웨이가 큰 경우: 슬라임에 의한 매트릭스의 적정 마찰이 안 되어 다이아몬드의 돌출을 충분히 발휘안됨
[4]다이아몬드 비트의 장/단점
장점
1)다이아몬드 비트의 굴진길이는 중경암, 경암에 대해서 메탈크라운의 수 십배에 도달하므로 비트를 재삼 바꿀 수 없다. 이것은 롯드의 승강 횟수가 작게 되고 실제 굴진 시간이 증가함.
2)다이아몬드 비트(특히 임프래그네이티드 비트)로 극경암의 굴진이 가능
3)코아 채취율이 메탈크라운보다 우수
4)중경암, 경암에서 1m당 굴진 비용이 메탈크라운보다 저렴
단점
1)점착성 지질에 대해선 메탈크라운보다 능률이 떨어질 때가 많다.
2)현장에서 다이아몬드의 재박음이 불가능하고 재박음 되어도 상당한 시간이 소요(많은 예비품을 준비해야됨)
3)지질에 적용되는 비트의 종류와 굴착조건(회전,급압,송수 등)의 선정에 주의가 필요
4)다이아몬드는 충격에 약하며 서페이스 타입은 자갈층 굴진이 불가능
5)고속 회전시추기계가 필요함
[5]임프레그네이티드 비트
다이아몬드를 적당한 입도로 분쇄/체분류한 분말을 사용하며 이를 매트릭스의 분말금속에 혼합하여 소결법 또는 주조법으로 제조. => 다이아몬드 분말이 매트릭스 속에 살포된 상태이므로 다이아몬드를 포함한 매트릭스 부분이 마모되면서 연삭 => 주입층이 없어 질 때까지 사용 가능
연암 : 견고한 다이아몬드에서 고집중도
경암 : 연약한 매트릭스 저집중도
*매트릭스가 연약하면 절삭은 잘 되나 마모가 빠르고 견고하면 절삭이 잘 되지 않는다.
[6]다이아몬드 리밍셀 (리머)
:비트에 접속하여 사용. 비트로 굴착하면서 측면의 연삭을 병행할 수 잇으나, 항상 공경이 비트 지름보다 작아지지 않도록 공경을 유지해야함.
형상 : 원통형이며 외주에 다이아몬드 입자가 부착 양 끝에 접속할 수 있는 나사가 장착
링타입(밸런스타입) : 샹크와 일체로 소결
인서트 타입 : 다이아몬드 입자를 부착한 소편을 외주에 수개로 설치
3.논코아 비트
[1]논코아 메탈비트
피쉬테일비트 : 연질층, 자갈 모래층의 굴착에 사용 물고기 꼬리와 같은 형태 경질합금/초경팁사용
플랫비트 : 연질지층 ,연암의 천공에 사용. 선단이 평평항 형상 초경팁 칼날.
시추롯드/ 드릴컬러에 접속해서 사용
롯드비트 : 발파공, 그라우팅공등의 굴착에 사용. 두께가 두꺼운 통상형태.
2단식 크로스비트 : 연질지층, 자갈모래층, 연암천공에 사용. 지름이 다른 플랫비트를 서로 차이나게 조합한 형태. 진동이 작고 굴착성이 높다.
윙비트 : 연약지층, 자갈모래층의 굴착에 사용
연약지반 => 래그경사날개형
자갈 모래층 => 직날개형 비트
[2]논코아 다이아몬드 비트
콘벡스 비트 : 중경암, 연암의 굴착에 사용. 일반적으로 서페이스 비트가 사용
콘케이브 비트 : 중경암, 연암의 천공에 사용. 일반적으로 서페이스 비트가 사용
파이롯드 : 경암, 중경암의 굴착에 사용. 일반적으로 서페이스 비트가 사용. 공벽의 변형이 적다.
테이퍼 비트 : 경암, 중경암의 천공에 사용. 일반적으로 서페이스 비트가 사용
리밍비트 : 이미 천공한 곳을 확공
4.트리콘 비트
: 유정, 지열, 온천, 지하수 등의 천공에 널리 사용. 연암에서 경암까지 천공지질도 범위가 넓다.
구조 ; 본체,3개의 받침부분 다리, 콘형 컷터. 컷터 외주에 상호간섭하디 않도록 배열된 칼날이 있다. 절삭 톱날이 없고 초경메탈을 압입한 경암용, 극경암용이 있다.
*암질에 따라 절삭형, 저널 앵글, 옵셋 등이 변하므로 절삭형에 대해서 적정한 하중과 회전수로 사용하지 않으면 셋트의 특성을 충분히 발휘할 수 없다.
5.기타
[1]스트라터팩스 비트
칼날재로서 스트라터팩스 천공 소재를 사용한 비트. 합성다이아몬드의 분말을 적당한 형상으로 소결한 복합체. pdc(polycrystal diamond compact) 라 부른다. 비트 적용 지층은 연암, 중경암까지 경질지층의 천공엔 적합하지 않다. 굴착속도가 빠르고 비트 수명이 길며 내충격성이 우수하기 때문에 파쇄대의 천공에도 사용가능.
[2]트리맥스 비트
급압을 무리하게 할 필요도 없고 공벽 변형도 없는 특징과 장점. 주로 미고결층 연암에 사용.
[3]대구경용 다이아몬드 비트
구경이 크고 경암층의 천공에 사용. 형상이 단순하여 문제가 적다.
[4]롤러(컷터)비트
대구경용 롤러비트는 굴착지름에 따라 다수의 컷터를 장착한 구조로 보체부와 컷터부가 별도로 나누어 졌으며 본체에 컷터를 볼트 너트로 쉽게 부착
[5]오거비트
주로 연약지반, 자갈모래층의 천공에 사용. 건축물 기초말뚝을 굴착할 때오거의 선단에 접속하여 사용
[6]확저비트
주로 연약지반, 자갈모래층의 천공에 사용. 건축물 기초말뚝 등에서 지지강도가 요구되며 공저의 지름을 넓혀 지지강도를 증가 시키기 위한 특수 비트
[7]홀 오프너
굴착된 굴착공을 확장하는 비트. 한번에 대구경천공이 불가능한 경우에 사용.