Unde funcționează cel mai bine ciocanele DTH: Cinci aplicații de foraj în rocă dură
Un ciocan de foraj în gaură, numit și ciocan DTH, este o unealtă de foraj cu aer comprimat care execută impact direct în partea de jos a găurii.
Pistonul și burghiul lucrează în interiorul găurii în loc să transfere energia de impact de la suprafață printr-o garnitură lungă de foraj. Acest lucru reduce pierderea de energie și face ca forajul DTH să fie extrem de eficient în rocă dură.
Însă un ciocan DTH nu este selectat doar în funcție de diametru. Ciocanul, burghiul, prăjinile de foraj, instalația de foraj, compresorul, sistemul de spălare și condițiile geologice trebuie să funcționeze ca un singur pachet.
Iată cinci aplicații comune.
1. Găuri de explozie din minerit și cariere
Mineritul și exploatarea carierelor rămân cele mai cunoscute aplicații ale ciocanelor DTH.
Diametrele tipice ale găurilor variază de la aproximativ 90 la 200 mm. Instalațiile de foraj DTH sunt utilizate pentru:
Sablare în carieră deschisă
Foraj de producție în carieră
Excavare pe drumuri
Foraj de rocă sterilă
Îndepărtarea pietrelor de pe șantier
Ciocanul este de obicei montat pe o instalație de foraj DTH montată pe șenile. Instalația poate fora găuri verticale, înclinate sau orizontale, în funcție de bancul de lucru și de designul exploziei.
Alimentarea cu aer este unul dintre cei mai importanți factori de performanță. Este nevoie de aer de înaltă presiune și volum mare pentru a acționa pistonul și a îndepărta resturile abrazive din gaură. Dacă compresorul nu poate menține debitul de aer necesar, rata de penetrare scade și este posibil ca gaura să nu se curețe corespunzător.
De asemenea, burghiul trebuie să corespundă durității rocii și modelului ciocanului. Un ciocan selectat corect, dar asociat cu un burghiu nepotrivit, va oferi totuși rezultate slabe.
2. Piloți cu diametru mare, încastrați în rocă
Forajul rotativ poate avea dificultăți atunci când un proiect ajunge la granit dur, bazalt sau altă rocă competentă. În aceste condiții, un ciocan DTH cu diametru mare poate fi utilizat pentru a fora piloți de fundație cu soclu în rocă.
Diametrele tipice ale găurilor pot varia de la aproximativ 600 mm până la peste 2.000 mm, în funcție de proiect.
Aplicațiile includ:
Fundații de poduri
Proiecte feroviare de mare viteză
Structuri offshore sau marine
Fundațiile clădirilor înalte
Construcție cu piloți cu diametru mare
Mai multe configurații de echipamente sunt comune.
O instalație de foraj rotativă se poate conecta direct la un ciocan DTH prin intermediul garniturii de foraj. Această configurație este flexibilă și utilizată pe scară largă.
O platformă de foraj mare cu un ciocan DTH poate oferi un control mai bun al adâncimii și verticalității găurii.
Un sistem de foraj cu rotație completă poate avansa tubajul în timp ce ciocanul DTH lucrează în interiorul sau în fața tubajului. Acest lucru este util în teren instabil, formațiuni prăbușite și condiții carstice unde menținerea peretelui găurii este dificilă.
Principala provocare nu este doar spargerea rocii. Ci și menținerea alinierii, îndepărtarea detritului, controlul tubajului și menținerea stabilității găurii de piloți pe tot parcursul operațiunii.
3. Puțuri de apă și foraj geotermal
Ciocanele DTH sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă pentru forajul de puțuri de apă și forajul geotermal în zonele de rocă dură.
Diametrele tipice ale găurilor variază de la aproximativ 150 la 500 mm. Aplicațiile comune includ:
Puțuri de irigații agricole
Puțuri de apă menajeră
Explorare geotermală
Dezvoltarea apelor subterane rurale
Investigarea rocilor de bază
În timpul forajului, aerul comprimat acționează ciocanul și transportă deșeurile de rocă înapoi la suprafață. În formațiuni adecvate, această metodă de ridicare cu aer reduce necesitatea circulației continue a noroiului.
Acest lucru poate ajuta la menținerea formațiunii mai curate și la reducerea riscului de contaminare a zonei acvifere cu fluid de foraj. De asemenea, oferă o indicație clară a formațiunii forate și poate ajuta la identificarea fluxului de apă.
Pentru această lucrare se utilizează în mod obișnuit platforme de foraj pentru puțuri de apă multifuncționale, montate pe camion și pe remorcă.
Echipa de foraj trebuie în continuare să gestioneze praful, presiunea aerului, debitul de apă, stabilitatea găurii și cerințele locale de protecție a apelor subterane. O găură curată este valoroasă, dar protejarea acviferului face parte din sarcină.
4. Ancore la sol și stabilizarea pantei
Când un proiect necesită găuri relativ mici, dar adânci, în rocă dură, un ciocan DTH este adesea o alegere eficientă.
Diametrele tipice ale găurilor variază de la aproximativ 90 la 250 mm. Aplicațiile includ:
Găuri de ancorare cu pantă mare
Găuri pentru șuruburi de ancrare
Suport pentru groapa de fundație
Piloți antiderapanți
Suport pentru acoperișul țevilor de tunel
Controlul riscurilor geologice
Forajul DTH poate funcționa bine în rocă fracturată, straturi de pietriș și formațiuni în care forajul convențional se luptă să mențină o gaură stabilă.
Se utilizează atât instalații de foraj DTH de tip divizat, cât și instalații de foraj DTH integrate. Instalațiile de foraj cu ancoră sunt, de asemenea, comune acolo unde zona de lucru este îngustă sau unghiul de foraj trebuie controlat cu precizie.
Pentru stabilizarea pantei, direcția și adâncimea găurii sunt la fel de importante ca viteza de penetrare. Sistemul de foraj trebuie să respecte proiectul tehnic, astfel încât ancorele sau elementele de armare să ajungă la masa de rocă dorită.
5. Construcții subacvatice și marine
Forajul subacvatic este una dintre cele mai specializate aplicații DTH.
Găurile subacvatice cu diametru mare pot depăși 800 mm. Proiectele tipice includ:
Îndepărtarea recifelor subacvatice din apropierea porturilor
Excavarea de șanțuri pentru conducte submarine
Forarea alveolelor de rocă pentru fundațiile eoliene offshore
Construcția fundațiilor marine
Îmbunătățirea portului și a canalului
Sistemele specializate pot utiliza prăjini de foraj duble. Aerul de înaltă presiune este furnizat printr-un pasaj, în timp ce deșeurile și fluxul de retur sunt gestionate printr-un altul. Acest lucru permite ciocanului să funcționeze la adâncimi semnificative ale apei.
Echipamentul poate fi montat pe o barjă de foraj, o platformă marină sau o platformă offshore specializată.
Forajul subacvatic necesită un control atent al presiunii apei, al debitului de aer, al îndepărtării detritului, al vizibilității, al tubajului și al siguranței maritime. Ciocanul trebuie selectat în funcție de adâncimea și diametrul real, mai degrabă decât să fie pur și simplu adaptat dintr-o configurație de foraj terestră.
Potriviți ciocanul la sistemul complet
În toate cele cinci aplicații, un principiu rămâne același: performanța DTH depinde de potrivirea sistemului.
Înainte de a alege un ciocan, verificați:
Diametrul și adâncimea găurii necesare
Duritatea rocilor și starea de fractură
Tipul de instalație și forța de alimentare disponibilă
Presiunea și volumul de aer al compresorului
Compatibilitatea tijei de foraj cu filetul
Designul biților și configurația butonului
Metoda de spălare și îndepărtare a butașilor
Constrângeri de acces, unghi și mediu
Un ciocan puternic nu poate compensa lipsa de aer. O sapă mare nu poate funcționa bine dacă instalația nu are capacitate de alimentare. Un ciocan adecvat poate suferi totuși uzură prematură atunci când tija, sapa sau compresorul nu sunt compatibile.
Gaea Rock furnizează ciocane DTH, burghie DTH, tije de foraj, adaptoare de coadă și unelte de foraj conexe pentru minerit, cariere, fundații, puțuri de apă, săpături de tuneluri și construcții marine.
