ITPS990007A1 - Procedimento di perforazione per fori di grande diametro ad elevataprofondita' e trivella atta ad attuare detto procedimento - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del trovato avente per titolo:

"Procedimento di perforazione per fori di grande diametro ad elevata profondità e trivella atta ad attuare detto procedimento",

Il trovato in oggetto concerne un procedimento ed una trivella atta ad attuarlo, particolarmente indicati per l'esecuzione di fori di grande diametro e di elevata profondità, tipicamente per palificazioni e pozzi.

I pali trivellati per consolidamento di terreni vengono comunemente realizzati mediante le fasi di perforazione, posa in opera di eventuale armatura e getto di calcestruzzo. Le perforazioni vengono eseguite tramite taglio o sbriciolamento del terreno e rimozione del materiale asportato.

Attualmente la rimozione del materiale viene eseguita o con trasporto intermittente, utilizzando benne a fune od un kelly telescopico azionato da una rotary, che deve essere ogni volta sollevato, oppure mediante trasporto continuo tramite eliche continue, o con circolazione di fluido.

L'impiego delle benne a fune è limitato ai terreni con scarsa coesione, in particolare per asportare materiale all'interno di tubi di rivestimento.

Con il sistema a rotary con kelly telescopico si possono eseguire fori per pali di grande diametro (fino a 2-3 metri) ma di profondità limitate, tipicamente 50-60 m. Il limite di profondità è dovuto al fatto che l'utensile che taglia e trasporta il materiale è collegato all'estremità inferiore di una serie di tubi telescopici in grado di trasmettere la coppia per il taglio. Aumentando la profondità del foro deve aumentare la lunghezza dei singoli tubi, o il numero degli elementi impiegati, con difficoltà pratiche che impongono i limiti sopra citati. Aumentando il diametro si deve inoltre incrementare la resistenza di detti elementi. Ne consegue che fori di grande diametro e grandi profondità possono essere eseguiti solo con macchine molto alte, pesanti e costose, che non sempre hanno spazio sufficiente per operare.

Con il sistema ad elica continua si utilizza un'unica elica con taglienti nella parte inferiore, collegata superiormente ad una rotary che imprime il movimento di rotazione ed a dei cavi di estrazione. Tale metodo richiede forze di estrazione elevate e macchine molto alte, di altezza paragonabile alla profondità del foro. In pratica si possono eseguire fori di diametro massimo di 1,2-1,5 m. e profondità massime di 20-25 m.

I sistemi a circolazione di fluido necessitano di pompe per acqua, o compressori d'aria con portate che crescono con l'aumentare del diametro e della profondità. Questi sistemi permettono di raggiungere profondità molto elevate solo se i diametri di lavoro sono piccoli (200-300 mm.). Si potrebbero praticare fori con diametri superiori (800—1.000 mm.) solo utilizzando portate molto grandi, necessarie per la risalita del materiale sgretolato .

Uno scopo del presente trovato è di permettere l'esecuzione di fori di grande diametro e di elevata profondità, per palificazioni o pozzi in genere, con un'attrezzatura di altezza, peso e costo limitati, utilizzabile anche sotto ponti, gallerie, edifici, in prossimità' di cavi elettrici, su laghi ed in mare. Un altro scopo è di aumentare notevolmente la velocità di esecuzione del foro.

Nel procedimento e nella macchina che si descrivono il materiale di scavo viene portato in superficie mediante un canestro, o simili, che scorre sui tubi a giuntare, posti in rotazione da una rotary, essendo collegato a funi azionate da verricelli che ruotano solidalmente ai tubi. In tal modo il materiale può essere asportato rapidamente con continuità, senza dover sollevare e spostare i tubi e senza dover forzatamente interrompere le operazioni di scavo.

Il trovato viene ora descritto in dettaglio, facendo riferimento alle tavole di disegni allegate, che illustrano a solo titolo esemplificativo delle sue possibili realizzazioni.

La fig.l, tav.l, rappresenta una vista schematica laterale della trivella in opera, con il canestro in fase di risalita.

La fig.2 e 3 rappresentano rispettivamente una vista laterale ed una sezione trasversale di un possibile dispositivo di aggancio del canestro alle aste, nella posizione di sgancio, con il canestro libero di scorrere.

La fig.4 e 5 rappresentano gli stessi particolari delle precedenti figure, nella posizione di aggancio.

Le figure 6 e 7, tav.2, rappresentano due viste schematiche laterali della trivella attrezzata con un canestro a pistone, in due diverse fasi di lavoro.

La fig.8, tav.3, rappresenta schematicamente una vista laterale della trivella in opera, munita di un utensile a martello fondo foro e collegata ad un compressore.

La fig.9, tav.4, mostra come sia possibile eseguire fori di elevata profondità e di grande diametro con un'attrezzatura di limitata altezza.

In figura 1 con il riferimento 1 è indicata la macchina che fornisce potenza idraulica alla rotary 2 e, attraverso un giunto idraulico 3, agli argani 4, che ruotano con i tubi a giuntare 7. Con il riferimento 5 è indicato il canestro trasportatore e con 6 l'utensile, collegato all'estremità inferiore dei tubi 7. La forza di penetrazione ed estrazione è trasmessa dai cilindri di traslazione rotary 8 all'utensile 6, tramite i tubi 7, mediante una morsa 9. Con il riferimento 10 è indicata una morsa ausiliaria che permette di trattenere i tubi nella fase di estrazione, per facilitarne lo smontaggio. I tubi a giuntare 7 vengono caricati tramite un caricatore 11 e giuntati con un dispositivo 12. Con il riferimento 13 è indicato un trasportatore per lo spostamento del materiale asportato.

Il materiale di scavo può essere portato continuamente in superficie, senza bisogno di fermare la trivella e sollevare i tubi, mediante il canestro trasportatore 5, che scorre sui tubi a giuntare 7, richiamato dai cavi 18 collegati agli argani 4, che ruotano solidalmente ai tubi stessi.

Per mantenere il canestro 5 in posizione abbassata nella fase di riempimento e liberarlo nella fase di scarico, può essere utilizzato il dispositivo di aggancio automatico rappresentato nelle figure 2, 3, 4 e 5 di tav.l. In tali figure con il riferimento 5 ' è indicato un cannotto interno del canestro, con 19 è indicata una delle guide sporgenti longitudinali, sull'estremità inferiore delle quali possono battere i denti 20, ricavati praticando nel cannotto delle scanalature longitudinali 21 di due differenti larghezze. Quando il canestro vuoto viene calato ed arriva all'estremità inferiore dei tubi, il movimento rotatorio ad essi impresso determina la sovrapposizione delle estremità inferiori delle guide sporgenti 19 sui denti 20 e quindi l'aggancio automatico del cannotto del canestro, come nelle figure 4 e 5. Per liberare il canestro pieno, che deve risalire, si ruotano momentaneamente in senso contrario i tubi 7, provocando in tal modo il disinnesto automatico dei denti 20 dalle estremità inferiori delle guide 19, come nelle figure 2 e 3.

Nella variante di fig. 6 e 7, il canestro trasportatore 5 ha un pistone interno 14 che ne agevola il riempimento.

Nella variante di fig.8 l'utensile 6 è costituito da un martello fondo foro, o da un analogo utensile a distruzione. In tal caso, per rimuovere il materiale dai denti dell'utensile ed evitarne così l'intasamento, si può utilizzare un compressore 15 che immette aria all'interno dei tubi, attraverso un giunto 16. La portata richiesta al compressore è comunque molto bassa, dovendosi solo smuovere il materiale e non portarlo in superficie.

Qualunque sia la versione utilizzata, il procedimento e la trivella in oggetto permettono di eseguire fori di grande diametro e di elevata profondità rapidamente e con attrezzature di limitato ingombro, che possono operare anche in prossimità di ponti, edifici, linee elettriche od altri ostacoli, su laghi ed in mare: sono quindi stati raggiunti gli scopi specificati.

Il canestro potrebbe avere dei denti nella parte inferiore e fungere da utensile. Esso potrebbe avere una struttura scomponibile, o comunque apribile, per agevolarne lo svuotamento in superficie. Anche altri dettagli costruttivi non essenziali potrebbero essere diversi da quelli illustrati a solo titolo esemplificativo, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI la) Procedimento di perforazione per fori di grande diametro ad elevata profondità e trivella atta ad attuare detto procedimento, caratterizzati dal fatto che il materiale di scavo viene portato in superficie mediante un canestro (5), o simili, che scorre sui tubi a giuntare (7), posti in rotazione da una rotary, essendo collegato a funi (18) azionate da verricelli (4) che ruotano solidalmente ai tubi. 2a) Procedimento e trivella come alla la) rivendicazione, caratterizzati dal fatto che il canestro, durante la fase di riempimento, viene mantenuto accostato all'utensile mediante un innesto, costituito da delle guide sporgenti (19) applicate ai tubi (7) e da delle scanalature (21) con denti (20), praticate in un cannotto (5') interno al canestro (5), il quale innesto si attiva con il movimento rotatorio di lavoro impresso ai tubi e si disattiva ruotando momentaneamente in senso contrario i tubi stessi, quando si vuole far risalire il canestro; che, in alternativa, tale innesto potrebbe essere realizzato con altri mezzi di accoppiamento noti. 3a) Procedimento e trivella come alle precedenti rivendicazioni, caratterizzati dal fatto che i tubi a giuntare possono avere delle guide esterne, atte ad assicurare il corretto scorrimento ed accoppiamento del canestro con il dispositivo di innesto. 4a) Procedimento e trivella come alle precedenti rivendicazioni, caratterizzati dal fatto che il canestro può essere munito di denti nella parte inferiore e fungere anche da utensile. 5a) Procedimento e trivella come alle precedenti rivendicazioni, caratterizzati dal fatto che il canestro potrebbe avere una struttura scomponibile, o comunque apribile, per agevolarne lo svuotamento in superficie. 6a) Procedimento e trivella come alle precedenti rivendicazioni, caratterizzati dal fatto che il canestro potrebbe non essere mantenuto accoppiato all'utensile durante la perforazione, ma calato al momento di asportare il materiale. 7a) Procedimento e trivella come alle precedenti rivendicazioni, caratterizzati dal fatto che è previsto un trasportatore, atto a prelevare ed a trasportare il materiale di scavo portato in superficie dal canestro, che, dopo lo svuotamento, verrà fatto discendere nuovamente lungo i tubi a giuntare. 8a) Procedimento e trivella come alle precedenti rivendicazioni, caratterizzati dal fatto che durante la fase di risalita del canestro il movimento di lavoro può essere arrestato, per dare tutta la potenza disponibile agli argani, o mantenuto, nel caso di macchine di maggiore potenza. 9a) Procedimento e trivella come alle precedenti rivendicazioni, caratterizzati dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.