Technický přínos

Hloubka vrtu u konvenčních kladiv je omezena zejména provozním tlakem kompresoru. Běžné kompresory i kladiva jsou konstruovány na provozní tlak 24 barů. Z toho vyplývá, že již pouhé přetlačení vodního sloupce např. ve zcela zvodnělém vrtu o hloubce 250 m může být pro vzduchové kladivo limitující, nehledě na to, že vrtání v těchto hloubkách lze již stěží označit za produktivní a ekonomicky přijatelné. Protitlak, který je vytvářen sloupcem provzdušněné vody a vrtné drtě snižuje efektivní tlak na píst a snižuje výkon kladiva.
Kladivo poháněné vodou pracuje s tlaky okolo 200 barů na výstupu z čerpadla, a ačkoliv protitlak v tomto případě bude vyšší (vrt je zcela zaplněn vodou), má kladivo poháněné vodou daleko větší tlakovou rezervu a je schopné pracovat s dobrou účinností i ve větších hloubkách než kladivo poháněné vzduchem.

Rychlost vrtání u obou typů kladiv je podmíněna souhrnem různých faktorů, z nichž, pomineme-li vrtatelnost horniny, největší vliv má energie úderu pístu na vrtací korunku a frekvence úderů. Energie úderu je u obou kladiv přibližně stejná, ale frekvence úderů je u kladiv poháněných vodou více než dvojnásobná. Z toho pak vyplývá, že i z fyzikálního hlediska je u kladiva poháněného vodou dvojnásobný výkon. Pro vrtaře je pak stěžejní, že i rychlost vrtání se srovnatelných podmínkách je mnohem vyšší u kladiva poháněného vodou oproti konvenčnímu vzduchovému kladivu.

Stlačený vzduch při pracovním tlaku 24 barů, opouštějící kladivo výplachovými otvory v korunce má rychlost až kolem 25 m/s. Voda, která předala svoji tlakovou energii pístu, opouští kladivo rychlostí cca 0,5 m -1 m/s. Vzduch, ačkoliv předal část svojí energie pístu kladiva má i po výstupu z korunky stále svoji pracovní schopnost - tj. může v nepříznivých geologických podmínkách silně narušovat stěnu vrtu a dokonce způsobit rozsáhlé škody na povrchu pokud dochází k ucpávání vrtu. Kladiva poháněná vodou tuto nepříznivou vlastnost nemají a používají se právě tam, kde by vzduchová kladiva mohla z tohoto hlediska škodit svému okolí. Skutečnost, že voda proudící z kladiva nemá destrukční účinky na stěny vrtu, má veliký význam pro praktické použití kladiva v nesoudržných podmínkách: tam, kde se při použití vzduchového kladiva již nedá vrtat bez ochranného pažení (hroucení stěn, kavernování), lze s kladivem poháněným vodou úspěšně vrtat i bez pažení. Hydrostatický tlak vody, která vyplňuje vrt ode dna, až po ústí navíc stabilizuje stěny podobně jako u vrtání s klasickým výplachem pomocí valivého dláta. Samozřejmě, že v extrémně nesoudržných horninách je nutné použít ochranné pažení i při vrtání s kladivem poháněným vodou.

Přímost vrtů vrtaných vodou poháněnými kladivy je vynikající. Je to dáno mimo jiné i tím, že průměr kladiva vůči průměru vrtací korunky může být daleko větší oproti vzduchovému kladivu, neboť v tomto případě dochází k daleko menšímu opotřebení pláště kladiva vlivem proudění vrtné drti. Drť je mnohem jemnější (vliv vysoké frekvence) a neproudí kolem pláště tak vysokou rychlostí. Tak například 4" kladivo W120 má průměr 120 mm a může vrtat korunkou o průměru 130 mm. Plášť kladiva pak funguje ve vrtu jako centrátor. U vzduchem poháněného kladiva by v tomto případě docházelo k ucpávání mezikruží mezi stěnou vrtu a pláštěm kladiva (v měkkčích horninách).

Pneumatické kladivo vrtá ideálně ve tvrdších, dobře štípatelných horninách, neboť jeho funkce je založena na principu odštěpu. Vrtání v měkkých jílovitých horninách pak mnohdy představuje pro tuto technologii nepřekonatelný problém a je nutno takovéto partie převrtávat jinou technologií (šneky, listová dláta, zubová valivá dláta apod.). Systém Wassara je mnohem univerzálnější metodou - jílové proplástky pro něj nejsou překážkou. Oproti skalním horninám dochází pouze ke snížení rychlosti vrtání, ale rychlost je prakticky srovnatelná nebo dokonce i vyšší nežli u výše uvedených náhradních metod.