Vrtine v preteklosti

Prve vrtine so bili vodnjaki ali plitke jame, ki so jih ročno izkopali na območjih, kjer se je vodna gladina približala površini. Običajno so bile njihove stene utrjene s kamni ali lesom, da bi preprečili zasutje.
Sodobne tehnike vrtanja uporabljajo dolge vrtalne gredi, pri čemer nastanejo luknje, ki so veliko ožje in globlje, kot bi jih lahko ustvarili s kopanjem.
Vrtanje vrtin se je izvajalo ročno ali mehansko. Mehanizacija je lahko zelo preprosta in poceni ali v današnjih časih zelo dovršena in draga.
Vrtine danes
Iz izvrtanih vodnjakov lahko dobimo vodo s precej globljega nivoja, kot iz izkopanih vodnjakov(pogosto tudi do nekaj sto metrov). Vodnjaki so običajno globoki od 3 do 30 metrov, na nekaterih območjih pa lahko globlje, tudi do 900 metrov.
Vrtina je ozek v tla izvrtan jašek. Vrtine se danes vrtajo v različne namene za črpanje podtalnice(vrtine za vodo oz. vrtanje vodnjakov), za pridobivanje toplote za hidrotermalne in geotermalne sisteme s toplotnimi črpalkami, za pridobivanje drugih tekočin(kot nafta) ali plinov(kot je zemeljski plin), kot del geotehnične raziskave, geološke in hidrološke raziskave, ocene vplivov na okolje, raziskovanja mineralov, merjenja temperature, za geotermalne instalacije itd.
Izvrtane vrtine se običajno ustvarijo z vrtalnimi stroji z vrtljivo glavo. Metode in stroji uporabljeni za vrtanje vrtin se od primera do primera razlikujejo in so odvisni predvsem od geoloških pogojev in predvidenega namena.

Vrtanje vrtin za geosonde

Uporaba geotermalnih toplotnih črpalk za ogrevanje stavb postaja vedno bolj priljubljena, predvsem zaradi nizkih stroškov obratovanja, visoke učinkovitosti in zanesljivosti. Geotermalne toplotne črpalke z geosondo so med vsemi toplotnimi črpalkami najbolj zanesljive, saj za svoje delovanje koristijo konstantno toploto zemlje iz določene globine. V ta namen je najprej potrebno izvrtati vrtino v katero se namesti geosonda.
Če torej razmišljate o vrtanju vrtine za geotermalno toplotno črpalko na svojem dvorišču se morate prepričati, da so tla primerna za izkopavanje globoke vrtine in da je določeno območje dostopno za namestitev vrtalne opreme.
Če je vrtin več, morajo biti le te med seboj oddaljene vsaj šest metrov, da se prepreči toplotno uhajanje in izguba učinkovitosti, ter vsaj pet metrov oddaljene od stavbe.

Vrtanje vrtin za vodnjake

Podtalnica je najboljši vir pitne vode do katerega dostopamo z vrtanjem vrtin do vodonosnika. Tradicionalno so v ta namen uporabljali vaške vodnjake, iz katerih so z vedrom zajemali vodo. V sodobnem času in z razvojem tehnologije pa vodo iz vrtin na površje črpamo s črpalkami.
Vrtanje vrtin za vodnjake oz. za črpanje podtalnice se najpogosteje izvaja s prenosnim vrtalnim strojem. Vrtino se obvezno tudi izpiha in izpere. Na ta način se iz nje odstrani odvečni material, ki je stranski produkt vrtanja. Izvrtana vrtina za namene črpanja vode mora biti utrjena z določenimi materiali, da se prepreči sesedanje vrtine in se zagotovi neoporečnost vode. To tudi pomaga preprečiti, da bi površinski onesnaževalci vstopili v vrtino, hkrati pa ščiti nameščeno potopno črpalko pred sesanjem peska in usedlin.

Na dnu vodnjakov je na podlagi formacije nameščena presejalna naprava oz. filter, ohišje z režami ali odprta izvrtina, ki omogoča pretok vode v vodnjak. Izdelani elementi se običajno uporabljajo v ne konsolidiranih formacijah (pesek, gramoz itd.), ki omogočajo, da voda in odstotek formacije prehajata skozi sito.

Vrtanje vrtin za raziskave

Vrtanje raziskovalnih vrtin je ena najbolj učinkovitih metod za raziskovanje zemeljskih plasti, saj lahko zagotovi natančne podatke za vse vrste raziskav tal. To so ocene geotehničnega tveganja, geološke in hidrogeološke raziskave, pedološke raziskave itd., na podlagi katerih se kasneje sklepajo odločitve glede primernih posegov v okolje. Na ta način se namreč oceni narava spodaj ležečih plasti oz. lastnosti tal na samem mestu predvidenega posega.
Da bi zagotovili stroškovno učinkovito delo v vrtini je bistveno, da so lokacija, globina in režim testiranja dobro načrtovani in optimizirani za izpolnjevanje projektnih zahtev in pričakovanih talnih razmer.