KWALIFIKACJA GIW13 - CZERWIEC 2017

PYTANIE NR 22.
Korzystając ze wzoru i informacji podanych w ramce, oblicz niezbędną długość L kolumny obciążników 8" o ciężarze jednostkowym q = 200 kG/m, dla wywarcia nacisku Q = 20 T na świder gryzowy 12¼" w otworze wypełnionym płuczką o gęstości ρ = 1560 kg/m³.
Ilustracja przedstawia tabelę związaną z obliczeniami w kontekście technika wiertnika, kwalifikacja M34.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby uzyskać nacisk Q na świder, trzeba dobrać długość L obciążników tak, by ich efektywny ciężar w płuczce (pomniejszony o wypór zależny od gęstości ρ) dawał wymagany WOB. Stosuje się więc ciężar jednostkowy q skorygowany o wypór i z niego oblicza L.

Pełne wyjaśnienie:

Wiertnicza kolumna obciążników służy do wytworzenia kontrolowanego nacisku na świder (WOB). W zadaniu wymagany jest nacisk Q = 20 T, a obciążniki mają ciężar jednostkowy q = 200 kG/m. Ponieważ otwór jest wypełniony płuczką o gęstości ρ = 1560 kg/m³, obciążniki nie "ważą" w cieczy tyle samo, co w powietrzu.

Kluczowa idea obliczeń polega na tym, że w cieczy działa wypór (prawo Archimedesa). Oznacza to, że dla uzyskania tego samego nacisku na świder potrzeba zwykle większej długości obciążników niż wynikałoby to z prostego dzielenia Q przez q (bez uwzględnienia płuczki). W praktyce stosuje się wzór z ramki, w którym ciężar jednostkowy obciążników jest korygowany do postaci "ciężaru pozornego" w płuczce (często przez współczynnik wyporu zależny od gęstości cieczy i materiału narzędzi).

Dlaczego odpowiedź "178,6 m" jest poprawna? Ponieważ odpowiada długości, przy której efektywny (w płuczce) ciężar całej kolumny obciążników zapewnia wymagany nacisk Q, po uwzględnieniu zmniejszenia ciężaru przez wypór. Wyniki typu "142,3 m" są typowe, gdy ktoś pominie wypór lub zastosuje niepełne przeliczenie jednostek, przez co zaniża potrzebną długość. Wartości "181,5 m" i "200,2 m" mogą się pojawić przy drobnych błędach rachunkowych (np. zaokrągleniach, niewłaściwym współczynniku wyporu, myleniu kG z kg) albo przy podstawieniu nie tej gęstości do wzoru.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź sensowność rzędu wielkości. Jeśli płuczka jest ciężka, to wypór jest większy, więc potrzebna długość obciążników powinna wyjść większa niż w obliczeniu "na sucho". Dodatkowo pilnuj spójności jednostek w całym rachunku.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Kolumna obciążników to odcinek przewodu wiertniczego o dużej masie, którego zadaniem jest wytworzenie nacisku na świder (WOB) oraz stabilizacja zestawu w otworze. Dzięki niej można przenieść wymagane obciążenie osiowe na świder bez przeciążania lżejszych rur.
Nacisk Q (WOB) to obciążenie osiowe przekazywane na świder podczas wiercenia. Jest ważny, bo wpływa na szybkość postępu wiercenia i zużycie świdra. Zbyt mały WOB obniża efektywność, a zbyt duży zwiększa ryzyko uszkodzeń i problemów w otworze.
W płuczce działa wypór, który zmniejsza "ciężar pozorny" elementów stalowych w otworze. Jeśli go pominiesz, wyjdzie zbyt mała długość obciążników i w praktyce nie uzyskasz wymaganego nacisku na świder. Dlatego q koryguje się współczynnikiem wyporu.
Im większa gęstość płuczki, tym większy wypór działający na obciążniki, a więc mniejszy ich ciężar pozorny. Żeby uzyskać ten sam nacisk Q na świder, trzeba wtedy zastosować większą długość L obciążników (lub cięższe elementy o większym q).
Częste błędy to mylenie T (ton) z t lub traktowanie kG jak kg bez sprawdzenia kontekstu, a także mieszanie jednostek masy i siły. W praktyce egzaminacyjnej warto zapisać wszystkie dane w jednym, spójnym układzie i dopiero potem podstawiać do wzoru.
Można wykonać obliczenie "w przybliżeniu", ale wynik będzie zwykle zaniżony, bo w otworze wypełnionym płuczką obciążniki są "lżejsze" niż w powietrzu. W zadaniach egzaminacyjnych, jeśli podano gęstość płuczki, to jest to sygnał, że wypór trzeba uwzględnić.
Sprawdź rząd wielkości: L powinno rosnąć, gdy Q rośnie, a także rosnąć, gdy rośnie gęstość płuczki (większy wypór). Zrób też szybkie porównanie z obliczeniem bez wyporu: wynik z wyporem powinien być większy niż Q/q liczone "na sucho".
Kluczowe są: wymagany nacisk Q, ciężar jednostkowy obciążników q oraz gęstość płuczki ρ (do korekty wyporu). Średnice (np. 8" i 12¼") mogą być informacją technologiczną lub potrzebną, jeśli wzór z ramki uwzględnia je pośrednio (np. przez wypór/objętość).
Bliskie wyniki często wynikają z drobnych różnic w zaokrągleniach, przyjęciu współczynnika wyporu lub sposobie przeliczenia jednostek (np. przybliżenia gęstości materiału). Na egzaminie trzeba konsekwentnie trzymać się wzoru z ramki i danych liczbowych podanych w treści.
Ćwicz zadania na WOB, obciążniki i wpływ płuczki, zwłaszcza z przeliczeniami jednostek. Rób schemat: dane → wzór → podstawienie → kontrola jednostek → ocena sensowności. Warto też trenować szybkie sprawdzanie, czy większa gęstość płuczki zwiększa czy zmniejsza ciężar pozorny.
info

Statystycznie 65% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że aby uzyskać nacisk Q na świder, trzeba dobrać długość L obciążników tak, by ich efektywny ciężar w płuczce (pomniejszony o wypór zależny od gęstości ρ) dawał wymagany WOB.

Źródła:

  • Wikipedia (PL): Prawo Archimedesa – https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Archimedesa (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (EN): Buoyancy factor – https://en.wikipedia.org/wiki/Buoyancy_factor (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (EN): Weight on bit – https://en.wikipedia.org/wiki/Weight_on_bit (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Materiały szkolne/branżowe z obliczeń wiertniczych (WOB, obciążniki, wypór)
  • Rozdziały z fizyki technicznej o wyporze i gęstości cieczy
  • Karty katalogowe obciążników i przewodu wiertniczego (ciężary jednostkowe, średnice)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego