ES2262838T5 - Metodo y dispositivo para perforar un agujero y para fijar un anclaje en un taladro. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para perforar, en especial para perforar a percusión o a percusión rotativa, un taladro (7) en material terroso o rocoso y para fijar un anclaje en el taladro, realizándose un sondeo (7) por medio de una corona (1) de perforación, montada en un varillaje (5) de perforación, y colocándose, al mismo tiempo, un entubado (4), que rodea a distancia el varillaje (5) de perforación, caracterizado porque el entubado (4) conformado con una ranura (8) longitudinal se coloca, al menos parcialmente, sensiblemente en contacto con el sondeo (7) durante la perforación.
Description
Método y dispositivo para perforar un agujero y
para fijar un anclaje en un taladro.
El presente invento se refiere a un
procedimiento para perforar, en especial para perforar a percusión o
a percusión rotativa un taladro en material terroso o rocoso y para
fijar un anclaje en el taladro, conformándose un sondeo por medio
de una corona de perforación montada en un varillaje de perforación
y, al mismo tiempo, se introduce un entubado que rodea a distancia
el varillaje de perforación y acoplado con la corona de perforación,
en donde el entubado es introducido, mediante un esfuerzo de
tracción a través de este acoplamiento, con la corona de
perforación en el sondeo, así como a un dispositivo para perforar,
en especial para perforar a percusión o a percusión rotativa
taladros en material terroso o rocoso y para realizar un anclaje, en
donde una corona de perforación montada en un varillaje de
perforación realiza un sondeo y se ha previsto un entubado, que
rodea a distancia el varillaje de perforación y está junto a la
corona de perforación y acoplado con ella, en donde el entubado
puede ser introducido con la corona de perforación en el sondeo a
través de una solicitación por tracción a través de este
acoplamiento.
En relación con la realización de un taladro o
bien de un sondeo en material terroso o rocoso y con una fijación
ulterior de un anclaje o bien de un revestimiento en el sondeo, se
conoce, por ejemplo, por los documentos WO 98/21439 y WO 98/58132,
introducir un entubado en el sondeo durante el proceso de
perforación, por ejemplo, una perforación a percusión o a percusión
rotativa, después de lo cual, tras la ejecución de la perforación,
se retira, dado el caso, de la perforación una parte de la corona de
perforación junto con el varillaje de perforación, mientras que el
entubado permanece en el sondeo, de modo que se forme, a
continuación, un anclaje en el sondeo rellenándolo de una masa,
capaz de endurecerse. De acuerdo con la configuración según el
documento WO 98/58132, el varillaje de perforación puede
configurarse en su contorno exterior con nervios y estrías
adicionales, de modo que, en el caso de una permanencia del
varillaje de perforación en el sondeo y de un relleno ulterior, se
pueda conseguir un adecuado buen efecto de anclaje.
A partir del documento WO 00/66873 se pueden
deducir un dispositivo y un procedimiento para la configuración de
un sondeo en material terroso o rocoso, realizándose un sondeo a
través de un dispositivo de perforación acoplado con un
accionamiento separado a través de un varillaje de perforación y, a
través de un accionamiento separado e independientemente de la
introducción de la corona de perforación, se acciona una disposición
de perno de rozamiento en el sondeo.
A partir del documento US-A
5.836.405 se ha dado a conocer un dispositivo de perforación manual,
en donde un varillaje de perforación portador de un elemento de
sondeo está rodeado a distancia por un entubado o elemento de
fijación provisto de una ranura longitudinal, introduciéndose en el
sondeo tanto el elemento de sondeo como el entubado, ejerciendo un
esfuerzo de percusión, en el extremo alejado del interior del
sondeo.
Alternativamente, se conoce retirar del sondeo,
tras la realización de un sondeo, el útil de perforación con el
varillaje de perforación, después de lo cual se introduce, a
continuación, en el sondeo un anclaje o bien un dispositivo de
anclaje, conociéndose, por ejemplo, a partir de los documentos
EP-B 0 241 451, US-A 4.490.074,
DE-AS 21 05 888, US-A 4.310.226,
EP-A 0 875 663 y de otras citas bibliográficas,
formas de realización en los cuales el anclaje tubular a introducir
ulteriormente es sujetado por elementos de sujeción adecuados de
diámetro reducido en comparación con el del estado final, después de
lo cual, tras la completa introducción en el sondeo y la retirada
de los dispositivos de sujeción, el tubo, que está bajo tensión
previa y que habitualmente presenta una ranura, que discurre
sensiblemente en dirección longitudinal, se ensancha y, con ello,
llega a hacer contacto con la pared del sondeo o bien es presionado
para ello a fin de conseguir un deseado efecto de anclaje. Resulta
desventajoso en este conocido estado actual de la técnica, por un
lado, el hecho de que se haya de realizar el sondeo en una primera
etapa del procedimiento, después de lo cual, tras retirar el útil
de perforación junto con el varillaje de perforación, se introduce
en una etapa adicional del procedimiento el dispositivo de anclaje
en el sondeo que, dado el caso, presenta una gran longitud, después
de lo cual se consigue seguidamente un contacto con la pared del
sondeo por la retirada del correspondiente dispositivo de sujeción
ensanchando el diámetro exterior. Resulta de compresión inmediata
que se requiera, en consecuencia, un empleo de tiempo mayor no sólo
para las dos etapas de trabajo mutuamente separadas, sino que, dado
el caso, una introducción ulterior de un dispositivo de anclaje
semejante de gran longitud vaya unida a dificultades. Se ha de
partir además de que una retirada del dispositivo de perforación
junto con el varillaje de perforación y una introducción ulterior de
un dispositivo de anclaje se puede realizar únicamente en terreno
comparativamente firme o bien en roca, en el cual ha de asegurarse
que no se desmorone material en el sondeo durante el proceso de
perforación o tras retirar el útil de perforación y antes de la
definitiva introducción del dispositivo de anclaje, de modo que el
sondeo no quede bloqueado, por lo cual ya no sería posible
introducir el dispositivo de anclaje.
El presente invento apunta, por ello, a
proporcionar un procedimiento así como un dispositivo del tipo
mencionado al principio, donde se haga posible, al menos, una
seguridad provisional durante el proceso de perforación con una
construcción más sencilla y se consiga inmediatamente, tras la
ejecución de un sondeo, un anclaje en la pared interior del
sondeo.
Para solucionar estos problemas, el
procedimiento según el invento se caracteriza, partiendo de un
procedimiento del tipo mencionado al principio, por que el entubado
realizado con una ranura longitudinal se introduce durante la
perforación básicamente en contacto, al menos parcial, con el
sondeo. Puesto que el entubado realizado con una ranura
longitudinal queda durante la realización de la perforación en
contacto, al menos parcial, con la pared del sondeo, será posible
proporcionar una seguridad, al menos provisional, durante el
proceso de perforación, asegurando, gracias a la previsión de la
ranura longitudinal, que el entubado sea suficientemente elástico o
bien flexible para que, incluso con un contacto, al menos parcial,
con la pared del sondeo, se pueda contrarrestar una resistencia no
excesivamente grande provocada por una introducción del entubado,
por ejemplo, por medio de un esfuerzo de tracción o de percusión. Se
asegura además por medio de un entubado, que presente una ranura
longitudinal, que inmediatamente después de la ejecución de la
perforación se pueda conseguir un anclaje adecuado por contacto, al
menos parcial, con la pared del sondeo, de modo que se pueda
conseguir un ahorro de tiempo para la realización de un anclaje de
este tipo en comparación con realizaciones conocidas, donde, tras
la ejecución de una perforación, se retiraba el varillaje de
perforación y se introducía un anclaje separado en el sondeo.
Además, se puede utilizar el procedimiento según el invento
independientemente del material terroso o rocoso a ser perforado, ya
que el entubado se introduce en el sondeo directamente al realizar
o bien conformar el sondeo, de modo que, incluso en el caso de
terreno suelto, en el que, dado el caso, debería temerse un
desmoronamiento de material, al menos, tras retirar el útil de
perforación y antes de introducir el anclaje, no son de temer
dificultades de ningún tipo como serían de temer en el caso de
anclajes a realizar ulteriormente, ya que el entubado instalado al
perforar conserva siempre la sección transversal de paso del sondeo
libre, incluso en el caso de roca suelta. Tras la ejecución del
sondeo, se puede retirar ya sea el útil de perforación, al menos
parcialmente, junto con el varillaje de perforación a través del
entubado, que queda en el interior del sondeo, o bien también puede
permanecer en el sondeo el varillaje de perforación junto con el
útil de perforación para aumentar el efecto de anclaje, de modo que
no sólo resulte un efecto de anclaje por el contacto del entubado
con la pared interior del sondeo, sino que incluso se pueda
aumentar el efecto de anclaje debido al útil de perforación así como
al varillaje de perforación, que quedan en el sondeo. Al
introducirse el entubado, que presenta una ranura longitudinal, al
menos parcialmente en contacto con la pared del sondeo, se ha de
partir de que, en el caso de una introducción conocida de un fluido
de lavado, conocida por sí misma, en la región de la corona de
perforación y de un transporte resultante de ello del material
desmoronado en la zona del contorno exterior del entubado, se
presenta una correspondiente capa de material líquida o bien
viscosa, que da como resultado un efecto lubrificante o bien
deslizante al introducir el entubado. Tras la ejecución de la
perforación y, por consiguiente, tras la interrupción de un
suministro adicional de un fluido de lavado, se ha partido de que,
en el caso de un endurecimiento del material en la región del
contorno exterior del entubado, se presenta un aumento
correspondiente del rozamiento entre el contorno exterior del
entubado y la pared interior del sondeo, de modo que se puede
conseguir un correspondiente buen efecto de anclaje del entubado
adosado a la pared interior del sondeo.
Para secundar el efecto de anclaje del entubado
ya adosado, al menos parcialmente, al colocarlo en la pared
interior del sondeo, se propone según una forma de realización
preferida que, después de la ejecución del sondeo y la retirada del
varillaje de perforación, se introduzca un elemento ensanchable en
el interior del entubado y que se ensanche. Una instalación de este
tipo de un elemento ensanchable hace posible que el entubado se fije
fiablemente por zonas parciales, dado el caso, en la pared interior
del sondeo, de modo que permita ampliar el efecto de anclaje.
Se puede fijar un elemento ensanchable, de forma
especialmente sencilla, en el interior del entubado de modo que el
elemento ensanchable sea ensanchado mediante un esfuerzo de
percusión, como corresponde además a una forma de realización
preferida del procedimiento según el invento. Un elemento
ensanchable de este tipo no sólo proporciona un contacto fiable del
entubado con la pared interior del sondeo, sino que provoca también
una reducción de la sección transversal interior del entubado, por
ejemplo, con un esfuerzo de presión a través del material
circundante o con un esfuerzo de tracción en contra de la dirección
longitudinal del anclaje formado por el entubado, ya que,
habiéndose previsto la ranura longitudinal, en especial los
esfuerzos de tracción en la dirección longitudinal del entubado,
que forma el anclaje, podrían dar lugar, en otro caso, a una
reducción de la sección transversal del anclaje del entubado, con lo
cual se rebajaría en correspondencia el efecto de anclaje.
En función del material circundante y, por
consiguiente, también de la constitución del entubado, se propone
preferiblemente para introducir el entubado durante el proceso de
perforación que el entubado se introduzca en el sondeo
adicionalmente mediante un esfuerzo de percusión. El entubado está
acoplado de forma apropiada según el invento con la corona de
perforación y se introduce en el sondeo únicamente por un esfuerzo
de tracción durante el proceso de perforación. En especial, en el
caso de una sección transversal mayor del material y, por
consiguiente, de entubados que presentan una mayor resistencia y que
se instalan para facilitar un anclaje convenientemente más
resistente, puede introducirse en el sondeo adicionalmente el
entubado por medio de un esfuerzo de percusión al mismo tiempo que
el proceso de perforación, para no tener que aplicar fuerzas
desproporcionadas sobre la corona de perforación para arrastrar el
entubado.
Para instalar como es debido el entubado durante
el proceso de perforación, se propone en este contexto, según otra
forma de realización además preferida, que se libere, tras la
ejecución de la perforación, al menos una unión definida por un
punto de rotura controlada a lo largo del entubado ranurado
sensiblemente en dirección longitudinal.
Una liberación o bien una separación
especialmente sencilla del punto de rotura controlada se realiza
preferiblemente, según el invento, por que la liberación o bien la
separación del punto de rotura controlada se realice por un ligero
retroceso, al menos, de la zapata de percusión y del entubado
colocado con ella y por un impulso de la zapata de percusión. Se
puede conseguir, por consiguiente, una separación o bien una
liberación del punto de rotura controlada del extremo delantero del
entubado ensanchando o liberando el extremo delantero del entubado,
tras la ejecución de la perforación por ligero retroceso, al menos,
de la zapata de percusión y, dado el caso, de la corona anular de
perforación colocada al lado y de un nuevo impulso subsiguiente de
la zapata de percusión, con el entubado colocado en el sondeo
realizado firmemente sujeto o bien, al menos parcialmente, en unión
positiva de fricción, por medio de un ensanche del diámetro interior
del entubado ranurado en dirección longitudinal por la zapata de
percusión, por ejemplo, previendo superficies de contacto
coordinadas entre sí en la región del extremo delantero del
entubado, de modo que, en conjunto, se puede conseguir un contacto
como es debido del diámetro exterior del entubado ensanchado con la
pared del sondeo ejecutado.
Para aumentar adicionalmente del efecto de
anclaje, en especial en roca suelta o bien en coordinación con una
placa de anclaje a fijar, dado el caso, en el extremo sobresaliente
del sondeo, se propone según una forma de realización además
preferida que se realice de modo conocido por sí mismo, tras la
ejecución de la perforación, un relleno del interior del entubado
con una masa capaz de endurecerse. El material que se endurece puede
salir, en este caso, en especial por la región delantera así como a
lo largo de la ranura longitudinal del entubado ensanchable hacia
el material circundante, con lo cual se mejora el anclaje del
entubado. Gracias a la salida del material, que se endurece, y a una
deformación ulterior con una placa de anclaje, a prever en el
extremo exterior del entubado, se puede conseguir además una
fijación de, dado el caso, material terroso o bien rocoso suelto
estratificado.
Para solucionar los problemas planteados al
principio, un dispositivo del género mencionado al principio se
caracteriza además sensiblemente por que el entubado presenta una
ranura longitudinal, que discurre sensiblemente en la dirección
longitudinal del entubado. Previendo un entubado realizado con una
ranura longitudinal, se asegura que el entubado se puede introducir
en el sondeo con la correspondiente reducida resistencia a la
fricción y, al menos, parcialmente en contacto con la pared interior
del sondeo durante el proceso de perforación, después de lo cual,
tras la terminación del proceso de perforación, se puede conseguir
por el contacto directo, al menos parcial, del entubado con la
pared interior del sondeo un adecuado efecto de anclaje.
Para reforzar el efecto de anclaje, se propone
según una forma de realización preferida que, tras la ejecución del
sondeo y la retirada del varillaje de perforación, se pueda
introducir un elemento ensanchable en el interior del entubado y se
pueda ensanchar en contacto con la pared interior del entubado. Por
medio de un elemento ensanchable de este tipo, que se pueda
ensanchar en contacto con la pared interior del entubado, se
consigue una anclaje seguro del entubado en el sondeo, donde un
elemento ensanchable de este tipo contrarresta, por ejemplo, una
reducción de la sección transversal del entubado, en especial, con
un esfuerzo de tracción sobre el anclaje formado por el entubado y,
por consiguiente, conserva un deseado efecto de anclaje con
fiabilidad.
Para una fijación especialmente apropiada del
elemento ensanchable en el interior del entubado, se propone, según
una forma de realización especialmente preferida, que el elemento
esté formado por una vaina, que se pueda ensanchar gracias a la
introducción de un elemento, en especial, cónico, mediante un
esfuerzo de percusión, proponiéndose, según una forma de realización
además preferida, en especial en el caso de preverse una
multiplicidad de elementos ensanchables en el interior del entubado
y para una colocación adecuada de los mismos, que el entubado esté
provisto en su pared interior de elevaciones o resaltos para colocar
el elemento ensanchable.
Para una introducción especialmente sencilla, se
propone preferiblemente que el entubado presente a lo largo de su
ranura longitudinal, que discurre sensiblemente en la dirección
longitudinal del entubado, un punto de rotura controlada. Gracias
al, al menos, un punto de rotura controlada, previsto según el
invento a lo largo de la ranura longitudinal del entubado, se puede
introducir el entubado con sencillez en el sondeo durante el
proceso de perforación, mientras que, tras la ejecución del sondeo,
se libera o bien se separa el, al menos, un punto de rotura
controlada para dar lugar a que el entubado haga contacto con la
pared interior del sondeo para conseguir el anclaje.
Tras la ejecución de la perforación, debe ser
liberado el, al menos, un punto de rotura controlada al aplicar una
fuerza conveniente. Pero, además, el punto de rotura controlada debe
asegurar, durante el proceso de perforación, una resistencia
suficiente de la ranura longitudinal, que se extiende sensiblemente
por toda la longitud del entubado. A este efecto, se propone, según
una forma de realización además preferida, que el, al menos, un
punto de rotura controlada a lo largo de la ranura longitudinal del
entubado se materialice con un punto de soldadura para puentear la
ranura longitudinal. Por la adecuada colocación y configuración así
como, dado el caso, por el número de puntos de soldadura como punto
de rotura controlada, se pueden tener en cuenta, en este caso,
diferentes requerimientos tanto en relación con la capacidad de
resistencia durante el proceso de perforación, como también para una
separación o bien una liberación del punto de rotura controlada tras
la ejecución de la perforación.
Para una colocación como es debido del entubado
durante el proceso de perforación, se propone además que se fije el
entubado, por el extremo orientado hacia la corona de perforación,
en una zapata de percusión de la corona de perforación, como
corresponde a otra forma de realización además preferida del
dispositivo según el invento. Junto a una introducción de este tipo
del entubado por un esfuerzo de tracción, fijando el entubado a la
corona de perforación o bien a la zapata de percusión, se puede
prever además que sobre el extremo del entubado sobresaliente del
sondeo se ejerza un esfuerzo de percusión, siendo esto posible, en
especial, para entubados que presenten una mayor resistencia.
Para conseguir un efecto de anclaje adecuado del
entubado ensanchable, tras la ejecución de la perforación, se
propone según una forma de realización además preferida que el
entubado esté hecho de un material, en especial metal, que esté bajo
tensión previa.
Para la ejecución del anclaje o bien para el
aumento del efecto de anclaje, en especial en el caso de estratos
parcialmente sueltos del material rocoso, se propone preferiblemente
además según el invento que, tras la ejecución del sondeo, se pueda
fijar en el entubado una placa de anclaje en el extremo
sobresaliente del material terroso o rocoso.
Para una evacuación como es debido de la roca
arrancada, se propone preferiblemente, según una forma de
realización además preferida, que el entubado presente de forma
conocida por sí misma, en la región del extremo inmediato a la
corona de perforación, al menos un orificio de paso para introducir
el material terroso o rocoso en el interior del entubado, de modo
que el material arrancado también pueda ser extraído de la
perforación por el espacio libre definido entre el varillaje de
perforación y el entubado, en especial espacio anular.
El invento se explica, continuación, más
detalladamente a base de los ejemplos de realización representados
esquemáticamente en el dibujo anexo, en el que las figuras
muestran:
Figura 1, un alzado lateral esquemático,
parcialmente en sección, de una primera forma de realización de un
dispositivo según el invento para llevar a cabo el procedimiento
según el invento;
Figura 2, una sección esquemática en
representación ampliada torneada a lo largo de la línea
II-II de la figura 1;
Figura 3, en una representación análoga a la de
la figura 1, una forma de realización modificada de un dispositivo
según el invento para llevar a cabo el procedimiento según el
invento;
Figura 4, en una representación de nuevo análoga
a la de la figura 1, un ejemplo comparativo de un dispositivo para
llevar a cabo el procedimiento;
Figura 5, diferentes etapas durante la
realización del procedimiento según el invento, utilizando un
dispositivo según el invento, donde la figura 5a muestra el proceso
de elaboración de un sondeo con el procedimiento según el invento,
en una representación análoga a la de la figura 1; la figura 5b
muestra la retirada del varillaje de perforación tras la ejecución
del sondeo; la figura 5c muestra la introducción de un elemento
ensanchable en el interior del entubado tras la ejecución del sondeo
y la retirada del varillaje de perforación; y la figura 5d muestra
el proceso de ensanchamiento del elemento ensanchable; y
Figura 6, un alzado lateral esquemático de otra
forma de realización adicional modificada de un dispositivo según el
invento para llevar a cabo el procedimiento según el invento.
En la figura 1, se indica, en general, con la
referencia 1 un útil de perforación o bien una corona de
perforación, que está unido(a) con un varillaje 5 de
perforación, que discurre por el interior de un entubado 4 con la
intercalación de una pieza 2 de unión, así como una zapata de
percusión indicada esquemáticamente con la referencia 3. La corona
de perforación es accionada por medio del varillaje 5 de perforación
mediante un dispositivo de percusión o de percusión rotativa no
representado, dispuesto fuera del material terroso o bien rocoso a
perforar, cuya superficie se ha indicado con la referencia 6. El
contorno interior de un sondeo realizado por el útil de perforación
o bien por la corona 1 de perforación se ha indicado
esquemáticamente con la referencia 7 en la figura 1.
Como puede observarse en la figura 1, el
entubado 4 presenta una ranura 8 longitudinal, que discurre
sensiblemente en dirección longitudinal, como puede observarse
claramente en la representación de la figura 2. A partir de la
representación según la figura 2, se puede observar además que la
camisa 4 se ha fabricado de un material pretensado, en especial un
metal, presentando el material en su estado distensado fuera del
sondeo, mostrado con líneas de trazo continuo, un mayor contorno
exterior que en el estado mostrado por medio de líneas finas de
trazos en el sondeo, habiéndose designado la ranura con la
referencia 8'. Se introduce, por consiguiente, el entubado 4 en el
sondeo bajo tensión previa, de modo que se asegure que el entubado 4
quede, al menos parcialmente, en contacto con la pared 7 interior
del sondeo para, de ese modo, hacer ya posible una seguridad, al
menos provisional, durante el proceso de perforación.
A partir de la figura 2, puede observarse además
que el varillaje 5 de perforación está provisto de un canal 9
central de paso, a través del cual se introduce un líquido de lavado
en la región de la corona 1 de perforación, de modo que el material
arrancado sea extraído, al menos parcialmente, por la región del
contorno exterior del entubado 4 entre el entubado 4 y la pared 7
interior del sondeo, pudiéndose conseguir un efecto lubrificante o
bien deslizante al introducir el fluido de lavado en la superficie
límite entre el contorno exterior del entubado 4 y la pared 7
interior del sondeo. Gracia a dicho efecto lubrificante o bien
deslizante, se rebaja convenientemente la resistencia a la fricción
entre el contorno exterior del entubado 4 y la pared 7 interior del
sondeo durante el proceso de perforación, mientras que, tras una
ejecución del sondeo 7 y, por consiguiente, tras una interrupción
del suministro de líquido de lavado a la región de la corona 1 de
perforación, se puede conseguir una unión positiva de fricción entre
el entubado 4 y la pared 7 interior del sondeo.
Con la forma de realización representada en la
figura 1, la introducción del entubado 4, que presenta, en la región
4' inmediata a la corona de perforación, una forma exterior
cónicamente en disminución, tiene lugar por medio de un esfuerzo de
tracción, que se aplica al entubado 4 a través de la zapata 3 de
percusión.
Con la referencia 10, se ha designado un
manguito de acoplamiento, que hace posible una fijación de un
dispositivo de accionamiento, no representado con mayor detalle,
para perforar a percusión o a percusión rotativa.
En la forma de realización modificada
representada en la figura 3, se somete el entubado 4 además de a un
esfuerzo de tracción, aplicado a través de la zapata 3 de percusión,
a un esfuerzo de percusión a través del manguito 10 de acoplamiento
en la región del cabezal 6 anclaje, de modo que el entubado 4 sea
introducido, tanto por un esfuerzo de tracción como también de
percusión, en el interior del sondeo indicado nuevamente con la
referencia 7.
El entubado 4 presenta nuevamente una ranura 8
longitudinal y se ha configurado escalonadamente o bien con sección
transversal reducida, habiéndose designado tales zonas parciales
escalonadas con la referencia 11 en la figura 3. Se puede
conseguir, con ello, un contacto solamente parcial del entubado 4 en
especial durante el proceso de introducción, lo que resulta
conveniente, por ejemplo, con una resistencia a la fricción elevada
a esperar entre el contorno
exterior del entubado 4 y la pared 7 interior del sondeo para conseguir un avance como es debido en la perforación.
exterior del entubado 4 y la pared 7 interior del sondeo para conseguir un avance como es debido en la perforación.
En la forma de realización según la figura 4,
que no está comprendida por la invención, puede observarse que el
entubado 4 se introduce en el interior del sondeo 7 únicamente por
medio de un esfuerzo de percusión sobre el cabezal 6 de anclaje a
través del manguito 10 de acoplamiento, mientras que en esta forma
de realización no se realiza arrastre a tracción alguno por una
unión del entubado 4 con la corona 1 de perforación. Una
introducción de ese tipo de un entubado 4 por medio de esfuerzo de
percusión es posible, en especial, con un entubado adecuadamente más
compacto o bien un entubado 4, que presente una resistencia
mayor.
En las etapas individuales del procedimiento
representadas en la figura 5, se muestra en la figura 5a la
formación o bien la elaboración del sondeo 7, introduciéndose el
entubado 4, por ejemplo, análogamente a la forma de realización
según la figura 4, por medio de un esfuerzo de percusión sobre el
cabezal 6 de anclaje, mientras que no se ha previsto unión alguna
entre el entubado 4 y la corona 1 de perforación.
En la figura 5, se ha indicado, en cada caso,
una placa 13 de anclaje en la región del extremo sobresaliente del
material 12 terroso o rocoso.
Tras la ejecución del sondeo 7, se retira el
varillaje 5 de perforación según la flecha 14 del sondeo 7, como se
ha representado en la figura 5b, mientras que la corona 1 de
perforación permanece en el sondeo 7.
Tras la retirada del varillaje de perforación,
se introduce en el interior del entubado 4 un elemento ensanchable,
designado en general con la referencia 15, según la flecha 16 en el
interior del entubado 4. El elemento 15 ensanchable se compone de
una vaina 17, que se ha configurado cónicamente en disminución y que
presenta, al menos parcialmente, una ranura 18 longitudinal,
pudiéndose introducir un elemento 19 cónico en el interior de la
vaina 17.
Tras la introducción o bien la inserción del
elemento 15 ensanchable, de dos piezas, en el interior del entubado
4, por ejemplo, en la región de los topes o bien de los resaltos 20
para colocar el elemento ensanchable, se ejerce sobre el elemento
19 cónico un esfuerzo de percusión a través del manguito 10 de
acoplamiento, de modo que el elemento 15 ensanchable, de dos
piezas, se coloque en la posición deseada en el interior del
entubado y se quede fijado en la pared interior del entubado 4.
Este elemento 15 ensanchable introducido asegura
que no se produzca una disminución de la sección transversal del
entubado 4, por ejemplo, por un esfuerzo de presión debido al
material circundante o bien por el ejercicio de un esfuerzo de
tracción en la dirección de un movimiento de extracción o liberación
del anclaje, de modo que el deseado efecto de anclaje se conserve
fiablemente. En el caso de un esfuerzo de tracción sobre el anclaje
formado por el entubado 4, si no se hubiese previsto el elemento 15
ensanchable, sería posible una disminución de sección transversal
gracias a la ranura 18 longitudinal del entubado 4, empeorándose el
efecto de anclaje en el caso de una disminución de ese tipo de la
sección transversal.
En lugar de prever resaltos 20 de colocación, el
elemento 15 ensanchable se puede llevar también a hacer contacto
inmediato con la corona 1 de perforación, que quedó en el sondeo 7,
como se ha indicado en la figura 5d. Puede preverse además la
introducción de una serie de elementos 15 ensanchables en el
interior del entubado 4 para conseguir en diferentes lugares un
refuerzo adecuado para el efecto de anclaje del entubado 4. Los
elementos ensanchables múltiples de ese tipo se pueden disponer por
medio de una configuración conveniente, en especial, de la vaina 17
cónica y un ajuste con los correspondientes resaltos 20 de
colocación.
Alternativa o adicionalmente a la introducción
del elemento 15 ensanchable, se puede prever, tras la ejecución del
sondeo 7 y, dado el caso, la retirada del varillaje 5 de
perforación, un relleno del interior del entubado 4 con una masa
capaz de endurecerse.
En la figura 6, se designa, en otra forma de
realización modificada, nuevamente con la referencia 1 un útil de
perforación o bien una corona de perforación, que se ha unido,
intercalando una pieza 2 de unión así como una zapata de percusión
designada esquemáticamente con la referencia 3, con un varillaje 5
de perforación, que discurre en el interior del entubado 4, siendo
accionada la corona 1 de perforación por medio del varillaje 5 de
perforación mediante un dispositivo de percusión o de percusión
rotativa, no representado más detalladamente, dispuesto fuera del
material terroso o bien rocoso a perforar, cuya superficie se ha
designado con la referencia 6. El contorno interior de un sondeo
formado por el útil de perforación o bien la corona 1 de perforación
se ha designado en la figura 6 nuevamente con la referencia 7.
Como puede observarse en la figura 6, el
entubado 4 presenta nuevamente una ranura 8 longitudinal que
discurre sensiblemente en dirección longitudinal, habiéndose
previsto, al menos, un punto 29 de rotura controlada a lo largo de
la extensión longitudinal de la ranura 8 longitudinal, estando
formado dicho punto de rotura controlada, por ejemplo, por un punto
29 de soldadura. El entubado 4 se ha fijado, en este caso, en la
zapata 3 de percusión por medio de un elemento intercalado o bien es
arrastrado durante el proceso de perforación por la zapata 3 de
percusión, de modo que el entubado 4 hecho con la ranura 8
longitudinal se introduzca inmediatamente en el sondeo 7 durante el
proceso de perforación.
Para una evacuación del material arrancado por
la corona 1 de perforación, se ha previsto en la región delantera
del entubado 4 un orificio 31 de paso, habiéndose configurado el
orificio 31 de paso realizando una sección transversal interior de
paso ampliada de la ranura 8 longitudinal. A través de dicho
orificio 31 de paso, llega el material arrancado por el útil 1 de
perforación al espacio libre o bien al espacio anular, definido
entre el entubado 4 y el varillaje 5 de perforación, y se extrae por
el extremo opuesto a la corona 1 de perforación. En caso necesario,
se puede prever, por ejemplo, simétricamente al orificio 31 de paso
un segundo orificio de paso en el entubado 4 en la región parcial
del contorno radialmente opuesta.
Tras la ejecución de la perforación, tiene
lugar, gracias a una liberación o bien separación de los puntos de
soldadura, que definen los puntos 29 de rotura controlada, un
ensanchado del entubado 4 que está bajo tensión previa, con lo cual
se puede conseguir el deseado efecto de anclaje.
Tras la ejecución de la perforación, se retiran
el entubado 4 y, al menos, la zapata 3 de percusión así como las
piezas de la corona de perforación colocadas al lado, por ejemplo,
la corona anular de perforación en el caso de haberse previsto una
corona de perforación central y una corona anular de perforación
radialmente circundante, ligeramente en contra de la dirección 26
de perforación o bien de avance; después de lo cual, tras dicha
retirada, tiene lugar de nuevo una solicitación de la zapata 3 de
percusión por medio, otra vez, del varillaje 5 de perforación en la
dirección del proceso 26 de perforación, con lo cual se libera el
punto 29 de rotura controlada.
Claims (17)
1. Procedimiento para perforar, en especial para
perforar a percusión o a percusión rotativa, un taladro (7) en
material terroso o rocoso y para fijar un anclaje en el taladro,
realizándose un sondeo (7) por medio de una corona (1) de
perforación, montada en un varillaje (5) de perforación, y
colocándose, al mismo tiempo, un entubado (4), que rodea a
distancia el varillaje (5) de perforación y que está acoplado con la
corona (1) de perforación, en donde el entubado (4) se introduce
mediante un esfuerzo de tracción a través de este acoplamiento, con
la corona (1) de perforación en el sondeo (7), caracterizado
porque el entubado (4), provisto de una ranura (8) longitudinal, se
introduce, al menos parcialmente, sensiblemente en contacto con el
sondeo (7) durante la perforación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque, tras la ejecución del sondeo (7) y la
retirada del varillaje (5) de perforación, se introduce y se
ensancha un elemento (15, 17, 19) ensanchable en el interior del
entubado (4).
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque el elemento (15, 17, 19) ensanchable se
ensancha por medio de un esfuerzo de percusión.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1, 2
ó 3, caracterizado porque el entubado (4) se introduce en el
sondeo (7) por medio de un esfuerzo de tracción.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, tras la
ejecución del sondeo (7), se libera al menos una unión definida por
un punto (29) de rotura controlada a lo largo del entubado (4),
ranurado sensiblemente en dirección longitudinal.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque la liberación o bien la separación del
punto (29) de rotura controlada se realiza por medio de un ligero
retroceso de al menos la zapata (3) de percusión y del entubado (4)
apoyado en ella y de una solicitación de la zapata (3) de
percusión.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque, tras la
ejecución de la perforación (7), se ejecuta de modo conocido por sí
mismo un relleno del interior del entubado (4) con una masa capaz de
endurecerse.
8. Procedimiento para perforar, en especial para
perforar a percusión o a percusión rotativa, taladros (7) en
material terroso o rocoso y para realizar un anclaje, realizando una
corona (1) de perforación montada en un varillaje (5) de
perforación un sondeo (7), y habiéndose previsto un entubado (4)
inmediato a la corona (1) de perforación y que rodea a distancia el
varillaje (5) de perforación, y colocándose, al mismo tiempo, un
entubado (4), que rodea a distancia el varillaje (5) de perforación
y que está acoplado con la corona (1) de perforación, en donde el
entubado (4) se puede introducir mediante un esfuerzo de tracción a
través de este acoplamiento, con la corona (1) de perforación en el
sondeo (7), caracterizado porque el entubado (4) presenta una
ranura (8) longitudinal, que discurre sensiblemente en la dirección
longitudinal del entubado (4).
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque, tras la ejecución del sondeo (7) y la
retirada del varillaje (5) de perforación, se puede introducir un
elemento (15, 17, 19) ensanchable en el interior del entubado (4) y
se puede ensanchar en contacto con la pared interior del entubado
(4).
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque el elemento (15) ensanchable está
formado por una vaina (17), que se puede ensanchar con la
introducción de un elemento (19) especialmente cónico por medio de
un esfuerzo de percusión.
11. Dispositivo según la reivindicación 9 ó 10,
caracterizado porque el entubado (4) está provisto en su
pared interior de elevaciones o resaltos (20) para colocar el
elemento (15, 17, 19) ensanchable.
12. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque el entubado (4)
presenta a lo largo de su ranura (8) longitudinal, que discurre
sensiblemente en la dirección longitudinal del entubado (4), al
menos un punto (29) de rotura controlada.
13. Dispositivo según la reivindicación 12,
caracterizado porque el al menos un punto (29) de rotura
controlada a lo largo de la ranura (8) longitudinal del entubado (4)
se ha configurado mediante un punto de soldadura para puentear la
ranura (8) longitudinal.
14. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque el entubado (4)
se ha fijado por el extremo que da hacia la corona (1) de
perforación en una zapata (3) de percusión de la corona (1) de
perforación.
15. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 8 a 14, caracterizado porque el entubado (4)
se ha hecho de un material que está previamente tensado, en
especial, un metal.
\newpage
16. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 8 a 15, caracterizado porque, al menos tras
la ejecución del sondeo (7), se puede fijar en el entubado (4) una
placa (13) de anclaje por el extremo sobresaliente del material
terroso o rocoso.
17. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 8 a 16, caracterizado porque el entubado (4)
presenta, en la región del extremo inmediato a la corona (1) de
perforación, de modo conocido por sí mismo, al menos un orificio de
paso para introducir el material terroso o rocoso arrancado en el
interior del entubado (4).
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