Gli impianti di perforazione rotativa offrono numerosi vantaggi sia in termini di tecnologia che di attrezzature, ma devono affrontare anche diverse limitazioni. Solo analizzando attentamente questi fattori sfavorevoli e adottando misure efficaci per superarli è possibile realizzare pienamente i vantaggi della tecnologia di perforazione rotativa, portando a maggiori profitti.#foratrice#
I. Problemi comuni e soluzioni per gli impianti di perforazione a rotazione durante la costruzione
1. Rottura della fune del verricello principale. Un utilizzo improprio durante la perforazione può facilmente causare la rottura della fune del verricello principale. Pertanto, durante la perforazione, è necessario prestare attenzione per evitare una forza eccessiva o un allentamento nell'avvolgimento e nello svolgimento della fune del verricello e per evitare che si mordano a vicenda. Quando si solleva la punta di perforazione, è necessario rilasciare prima la forza avvolgente del terreno sulla punta di perforazione oppure la batteria di perforazione deve essere estratta utilizzando il sistema idraulico. Se la fune d'acciaio mostra segni di usura, deve essere sostituita tempestivamente per evitare che si rompa e causi la caduta della batteria di perforazione.
2. Usura e perdita di olio del manicotto interno della testata motrice. Oltre ai difetti di progettazione dell'impianto di perforazione, questo fenomeno è causato principalmente dalla perforazione oltre la sua capacità progettuale. Pertanto, è necessario prestare attenzione alla progettazione e alla capacità costruttiva dell'impianto di perforazione a rotazione e si dovrebbe evitare il sovraccarico.
3. Usura e perdita d'olio del manicotto interno della testata motrice. Oltre alle carenze nella progettazione dell'impianto di perforazione, ciò è causato principalmente dalla perforazione oltre la capacità di progettazione dell'impianto. Pertanto, è necessario prestare attenzione alla progettazione e alla capacità costruttiva dell'impianto di perforazione a rotazione e si dovrebbe evitare il sovraccarico.
4. Inceppamento della punta del trapano. L'inceppamento della punta del trapano è l'incidente più comune e pericoloso nella perforazione a rotazione. Pertanto, è necessario adottare misure proattive per prevenirlo durante la costruzione. Una volta che si verifica un incidente, è necessario adottare misure efficaci per affrontarlo tempestivamente. (1) In strati di sabbia o sabbie mobili relativamente sciolti, la parete del pozzo è soggetta a collassi su larga scala-, causando il bloccaggio della punta del trapano. Prima di incontrare questo strato, è necessario formulare in anticipo delle contromisure, come la modifica delle proprietà del fango e l'installazione di rivestimenti lunghi. (2) Negli strati di argilla, se la profondità di perforazione è eccessiva in una sola passata, la parete del foro tende a restringersi, causando il bloccaggio della punta del trapano. Pertanto, la profondità di perforazione in questo tipo di strato dovrebbe essere controllata. Ad esempio, quando si perfora a una profondità di 15 metri o più, la profondità di perforazione in una sola passata non dovrebbe preferibilmente superare i 40 cm. (3) La grave usura dei denti laterali e dei denti laterali della punta del trapano rende impossibile garantire il diametro del foro e non c'è spazio tra la parete esterna del cilindro del trapano e la parete del foro. Se la perforazione è troppo profonda, è facile che la punta del trapano si incastri. Pertanto, il diametro del cilindro di perforazione dovrebbe generalmente essere più piccolo di 6 cm rispetto al diametro del foro e i denti laterali e i denti laterali dovrebbero essere allungati per occupare 2/3 della lunghezza del cilindro di perforazione. Allo stesso tempo, i denti laterali e i denti laterali della punta del trapano devono essere riparati in tempo dopo l'usura durante l'uso. (4) A causa di incidenti meccanici, la punta del trapano rimane sul fondo del foro per troppo tempo, causando troppi sedimenti attorno alla parete del cilindro del trapano o il restringimento della parete del foro, causando il blocco della punta del trapano. Pertanto, è necessario prestare attenzione alla manutenzione e alla riparazione tempestive dell'impianto di perforazione stesso e le proprietà del fango dovrebbero essere regolate per garantire che non vi siano sedimenti sul fondo del foro per un certo periodo di tempo.
5. Misure terapeutiche. I metodi principali per gestire le punte incastrate sono: (1) Metodo di sollevamento diretto, ovvero utilizzando una gru o un martinetto idraulico per sollevare direttamente verso l'alto. (2) Metodo di pulizia dell'area circostante la punta di perforazione, ovvero utilizzando metodi di circolazione inversa o di taglio subacqueo per pulire il sedimento attorno alla canna di perforazione prima del sollevamento. (3) Metodo del getto ad alta-pressione: due piccoli fori vengono praticati simmetricamente su entrambi i lati del foro originale (il centro del piccolo foro è a circa 0,5 m dal bordo della punta del trapano). Quindi, un ugello viene abbassato e puntato sulla punta del trapano bloccata con alta pressione finché entrambi i fori non vengono perforati, facendo cadere il sedimento nel foro originale nel foro piccolo e la punta del trapano bloccata può quindi essere ruotata e sollevata. (4) Metodo di scavo per la protezione del muro: quando la punta del trapano bloccata non è profonda, il muro viene protetto con involucro, cemento, ecc. e il sedimento viene scavato e pulito manualmente.
II. Vantaggi tecnici degli impianti di perforazione a rotazione#perforatrice#
1. Prestazioni avanzate delle apparecchiature, elevato grado di automazione e bassa intensità di manodopera. Le piattaforme di perforazione a rotazione sono piattaforme di perforazione semoventi cingolate, completamente idrauliche-che utilizzano un sistema idraulico completo e alcune sono anche dotate di sistemi operativi computerizzati avanzati. Per garantire prestazioni eccellenti degli impianti di perforazione a rotazione, la maggior parte dei produttori di impianti di perforazione a rotazione acquista parti in tutto il mondo, come il telaio da Caterpillar (CAT) negli Stati Uniti, i sistemi idraulici dalla Germania e i componenti elettrici dal Giappone. Ciò può prolungare la vita complessiva della perforatrice a rotazione ed evitare che il suo utilizzo venga influenzato dal danneggiamento di un singolo componente. Gli impianti di perforazione rotativa integrano sistemi meccanici, elettrici e idraulici, caratterizzati da una struttura compatta, un funzionamento flessibile e conveniente e un elevato grado di meccanizzazione e automazione. Possono muoversi in modo indipendente all'interno del cantiere, erigere il proprio palo e facilitare lo spostamento rapido e semplice e l'allineamento del pozzo. L'uso di aste di perforazione telescopiche consente di risparmiare manodopera e tempo impiegato nell'aggiunta di aste di perforazione, riducendo al minimo il tempo ausiliario e massimizzando l'utilizzo del tempo.
2. Multi-funzionalità, che consente vari metodi di perforazione. A livello internazionale, la progettazione di impianti di perforazione per buchi di pali di grandi dimensioni e per la costruzione di fondazioni utilizza pienamente la tecnologia di trasmissione idraulica e impiega metodi di progettazione modulare. Senza cambiare l'unità principale, una singola macchina può essere utilizzata per molteplici scopi per soddisfare l'adattabilità delle grandi macchine edili a diversi metodi di costruzione. Nel mio paese, l'attrezzatura utilizzata per la perforazione a secco o per la perforazione di fango non circolante per creare pali utilizzando benne o punte a coclea corte è chiamata impianto di perforazione a rotazione. In realtà, si tratta di una piattaforma di perforazione ingegneristica su larga scala-adattata a vari metodi di costruzione. Oltre alla perforazione rotativa, può anche eseguire la perforazione di rivestimenti o di rivestimenti completi-, essere dotato di una benna mordente per la costruzione di diaframmi, utilizzare teste a doppia potenza-per il taglio di pali ed eseguire perforazioni a coclea lunga (metodo CFA), ottenendo davvero una funzionalità multiuso-.
3. Alta efficienza di perforazione. Gli impianti di perforazione rotativa possono essere configurati con diverse punte di perforazione a seconda delle condizioni geologiche. Negli strati di terreno coeso è possibile utilizzare lunghi barili di perforazione per accelerare la velocità di perforazione; per strati con elevato contenuto di sabbia e ghiaia, è possibile utilizzare canne di perforazione corte con supporto per parete di fango per controllare la velocità di perforazione; per gli strati contenenti massi, materiali irregolari e roccia più dura, è possibile utilizzare punte della coclea lunghe e corte per allentare, quindi è possibile sostituire il cilindro di perforazione per continuare la perforazione. Rispetto agli impianti di perforazione convenzionali, gli impianti di perforazione rotativa hanno una coppia di rotazione maggiore e possono adattarsi automaticamente in base alle condizioni geologiche. Alta pressione di perforazione, facilmente controllabile. Inoltre, poiché le punte di perforazione rotanti estraggono terreno e roccia direttamente dal pozzo, la loro velocità di perforazione è estremamente elevata. In generale, le velocità di perforazione possono raggiungere i 10 m/h negli strati di terreno e sabbia e 4-6 m/h negli strati di argilla, ovvero 3-5 volte, o anche di più, rispetto alla normale perforazione a rotazione.
4. Basso inquinamento ambientale. La perforazione a rotazione è un metodo di perforazione del fango secco o non-circolante, che utilizza solo da 1/10 a 1/20 del volume di fango utilizzato nella perforazione a circolazione diretta e inversa. Pertanto, il cantiere è pulito e l'inquinamento ambientale è minimo. La perforazione rotativa produce anche meno vibrazioni e rumore.
5. Formazione di pile di alta-qualità. La perforazione rotativa provoca un disturbo minimo agli strati, determinando una sottile torta di fango sulla parete del pozzo e una parete ruvida del pozzo, che aumenta l'attrito laterale del palo e garantisce la capacità portante di progetto della fondazione su palo. Meno sedimenti sul fondo del pozzo facilitano la pulizia e migliorano la capacità portante dell'estremità del palo.
III. Fattori restrittivi sulla promozione e l'applicazione della tecnologia di perforazione a rotazione
1. Prezzo elevato dell'attrezzatura. Tipicamente, il diametro dei pali trivellati è di 1,2-1,5 m. Quando si acquista l'attrezzatura, di solito viene considerato un margine di sicurezza e la capacità di costruzione dell'impianto di perforazione a rotazione acquistato deve essere leggermente maggiore. Pertanto, gli impianti di perforazione a rotazione più comunemente utilizzati hanno attualmente un diametro di perforazione compreso tra 1,5 e 2 m. Il prezzo di un tale impianto è di oltre 4 milioni di yuan. Se il diametro di perforazione è maggiore, il prezzo di un singolo impianto più gli accessori può raggiungere decine di milioni di yuan. Per la maggior parte delle imprese di costruzione, in particolare per la stragrande maggioranza delle squadre geologiche impegnate nella costruzione di fondazioni su pali, è difficile investire diversi milioni o addirittura decine di milioni di yuan in attrezzature in una sola volta. In primo luogo, semplicemente non hanno i fondi per un acquisto di attrezzature così grande. In secondo luogo, dal punto di vista dell'attuale sistema di gestione, anche se avessero la possibilità di acquistare queste attrezzature edili avanzate, la leadership dell'azienda considererebbe vari fattori e non effettuerebbe facilmente l'acquisto.
2. Limitazione in base all'ambito del progetto. Poiché gli impianti di perforazione a rotazione sono costosi e hanno costi operativi elevati, ai progetti che li utilizzano vengono imposti determinati requisiti, a differenza della tradizionale costruzione di fondazioni su pali, che richiede solo condizioni geologiche adeguate e non ha requisiti specifici per il progetto stesso. In primo luogo, i progetti di impianti di perforazione a rotazione richiedono operazioni su larga-scala e siti aperti e livellati. Gli impianti di perforazione a rotazione sono pesanti, in genere pesano decine o addirittura centinaia di tonnellate. Se un singolo progetto è piccolo, i costi di trasferimento sono elevati e l’impegno in termini di tempo è lungo, con conseguente basso utilizzo del tempo, il che impedisce all’impianto di perforazione a rotazione di realizzare i suoi vantaggi. Pertanto, solo quando un singolo progetto è abbastanza grande da consentire all’impianto di perforazione a rotazione di operare nello stesso sito per un periodo prolungato, riducendo i costi di trasferimento e massimizzando l’utilizzo del tempo, i suoi vantaggi possono essere pienamente realizzati. Oltre alla vasta scala dei singoli progetti, anche il carico di lavoro totale richiesto per mantenere il normale funzionamento di una piattaforma di perforazione a rotazione presenta determinati requisiti. Attualmente, per realizzare appieno i suoi vantaggi, è generalmente necessario raggiungere un volume di perforazione annuale di oltre 20.000 metri lineari e un costo di progetto di oltre 5 milioni di yuan. Nel frattempo, a causa del peso e delle dimensioni dell'attrezzatura, il cantiere deve essere relativamente aperto, piatto e avere un certo grado di durezza per evitare che la piattaforma di perforazione affondi. La costruzione non può essere eseguita su terreno sciolto, fangoso o non compattato. In secondo luogo, i progetti che utilizzano impianti di perforazione a rotazione richiedono margini di profitto elevati. Poiché le attrezzature per la perforazione a rotazione sono costose e comportano costi operativi elevati, vale la pena costruire un progetto solo se si raggiunge un certo margine di profitto. In base all'esperienza ingegneristica, generalmente, gli impianti di perforazione a rotazione vengono utilizzati solo quando il margine di profitto lordo di un progetto raggiunge il 50% o più.
3. I limiti della formazione geologica. La perforazione a rotazione è adatta per strati di terreno, strati di sabbia e strati di ghiaia relativamente sciolti con particelle di piccole dimensioni. Funziona meglio in strati di terreno coesivi come argilla limosa e limo argilloso. La costruzione è difficile in strati di roccia dura, strati di ghiaia densi e strati di massi, ed è più probabile che si verifichino incidenti all'interno del pozzo e guasti meccanici, annullando i vantaggi della perforazione a rotazione.
4. Costi operativi elevati. Il prezzo elevato delle apparecchiature comporta naturalmente costi operativi elevati. Secondo i produttori delle piattaforme di perforazione e il feedback degli utenti, la vita operativa normale-a pieno carico di una piattaforma di perforazione a rotazione è di 6300 ore. Al termine di tale ciclo di vita, alcuni componenti richiedono la sostituzione o la riparazione, in particolare il sistema del verricello, la pompa principale del sistema idraulico, la testata motrice e l'asta di perforazione. Questi componenti sono relativamente costosi e i tempi di sostituzione sono lunghi. Ciò aumenta significativamente i costi operativi degli impianti di perforazione a rotazione nell’uso reale, aumentando di conseguenza i costi di costruzione delle fondazioni su pali. Attualmente, a causa della concorrenza intensa e non regolamentata nel mercato delle fondazioni su pali, molti progetti vengono subappaltati più volte prima di raggiungere le imprese di costruzione, con conseguenti prezzi bassi e margini di profitto minimi. Sebbene l’utilizzo di impianti di perforazione a rotazione offra un’elevata efficienza e una buona qualità del progetto, i profitti sono bassi o addirittura negativi. Questo è il motivo principale per cui molte imprese di costruzione lasciano inattive le perforatrici rotanti, continuando a utilizzare metodi di costruzione tradizionali e relativamente obsoleti.
La tecnologia di perforazione rotativa è una delle direzioni future della tecnologia di iniezione dei pozzi. Rispetto alla tradizionale perforazione a percussione o a rotazione e alla tecnologia di protezione delle pareti con circolazione del fango, la perforazione a rotazione presenta molti vantaggi, ma presenta anche molti fattori limitanti. Dobbiamo sfruttare appieno i suoi punti di forza e scartare i suoi punti deboli per sfruttare meglio i vantaggi della tecnologia di perforazione rotativa e creare più ricchezza per noi!#drilling drill#
