ES2313490T3 - Aparato de perforacion y metodo para la generacion de una columna de perforacdion en el suelo. - Google Patents
Aparato de perforacion y metodo para la generacion de una columna de perforacdion en el suelo. Download PDFInfo
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Abstract
Un aparato de perforación para la generación de una columna de perforación en el suelo con - un mástil (2), - un carro (22) que se aloja de forma desplazable en el mástil (2), - un tubo de perforación (6), - un accionamiento de perforación (11) dispuesto en el carro (22) para el accionamiento giratorio del tubo de perforación (6) y - una tolva de tubo (30) que se puede conectar al tubo de perforación (6) con un espacio de almacenamiento para material de llenado para el llenado de un orificio de perforación durante la retirada del tubo de perforación (6), - donde la tolva de tubo (30) se aloja frente al carro (22) de forma desplazable axialmente en el carro (22), caracterizado porque la tolva de tubo (30) se aloja desplazable axialmente junto con el tubo de perforación (6) frente al carro (22).
Description
Aparato de perforación y método para la
generación de una columna de perforación en el suelo.
La invención se refiere a un aparato de
perforación para la generación de una columna de perforación en el
suelo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, con un
mástil, un carro, que está alojado de forma desplazable en el
mástil, un tubo de perforación, un accionamiento de perforación
dispuesto en el carro para el accionamiento giratorio del tubo de
perforación y una tolva de tubo que se puede conectar al tubo de
perforación con un espacio de almacenamiento para material de carga
para llenar un orifico de perforación al retirar el tubo de
perforación, donde la tolva de tubo se aloja frente al carro de
forma desplazable axialmente en el carro.
La invención se refiere adicionalmente a un
método para la generación de una columna de perforación en el suelo
de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 9, en el que un
tubo de perforación se introduce de forma giratoria en el suelo
mediante un accionamiento de perforación, que se dispone en un
carro, que se puede desplazar a lo largo de un mástil en el sentido
de perforación y después de alcanzar una profundidad deseada se
retira el tubo de perforación y un espacio hueco que se produce
durante esto se llena por el tubo de perforación con material de
relleno desde una tolva de tubo dispuesta en el tubo de
perforación.
Un aparato de perforación de este tipo se
conoce, a modo de ejemplo, a partir del documento EP 1 580 325 A1.
En este aparato de perforación conocido se proporciona en el lado
superior en un tubo de perforación de varias piezas una tolva de
tubo para el alojamiento de hormigón para el llenado de un orifico
de perforación. A su vez, la tolva de tubo se sujeta en el lado
superior en un accionamiento giratorio que se puede desplazar
mediante un carro a lo largo de un mástil. Durante la perforación,
la tolva de tubo se impele mediante el accionamiento giratorio
hasta girar, transmitiendo la tolva de tubo el giro al tubo de
perforación. Para el llenado del orificio de perforación que se
produce se introduce hormigón en el suelo por el tubo de perforación
desde la tolva de tubo.
Se conoce otro aparato de perforación con una
tolva de tubo, que se dispone en el lado superior de un tubo de
perforación, a partir del documento US 5.647.690.
El documento US 3.604.214 describe un
dispositivo y un método para la generación in situ de
estructuras a modo de columna en el suelo. El dispositivo comprende
una perforadora en espiral hueca que se dispone de forma giratoria
por un tubo de adaptación en un carro desplazable a lo largo de
carriles. En el carro se dispone un motor hidráulico para el
accionamiento giratorio de la perforadora en espiral. Por encima de
la perforadora en espiral se proporciona un embudo de llenado, cuyo
espacio interno se une por el tubo de adaptación con el paso de la
perforadora en espiral hueca. El embudo de llenado se dispone en
otro carro que se puede mover a lo largo de los carriles.
Adicionalmente se proporcionan medios de unión, con los que el
embudo de llenado se puede fijar en el primer carro.
Es objetivo de la invención perfeccionar
un aparato de perforación genérico y un método genérico de tal forma
que se consiga una capacidad de utilización y versatilidad
particularmente buenas y se posibilite particularmente la
generación de columnas de perforación particularmente profundas de
forma particularmente sencilla.
El objetivo se resuelve de acuerdo con la
invención mediante un aparato de perforación con las características
de la reivindicación 1 así como por un método con las
características de la reivindicación 9. Se indican ejemplos de
realización preferidos en las reivindicaciones dependientes.
En el aparato de perforación de acuerdo con la
invención está previsto que la tolva de tubo se aloje frente al
carro de forma desplazable axialmente en el carro.
Se puede considerar un primer concepto de la
invención proporcionar la tolva de tubo desplazable axialmente con
respecto al carro, es decir, particularmente desplazable de forma
axial y de forma que se pueda fijar en varias posiciones axiales.
De este modo es posible variar la separación axial de la tolva de
tubo con respecto al carro, donde el tubo de perforación puede
permanecer acoplado con el accionamiento de perforación con
resistencia a la torsión para el accionamiento giratorio. De este
modo, la tolva de tubo se puede desplazar, a modo de ejemplo, para
el llenado con material de llenado con respecto al carro hasta una
posición en la que es particularmente bien accesible.
Particularmente, por graduación axial de la tolva de tubo se puede
aumentar la carrera axial durante la introducción o la retirada del
tubo de perforación.
Por una tolva de tubo se puede entender
particularmente un recipiente de producto de llenado, al que se
puede conectar un tubo de perforación. De forma adecuada, la tolva
de tubo se dispone arriba en sentido axial, es decir, en el extremo
opuesto a la punta de perforación del tubo de perforación. De
acuerdo con la invención, la tolva de tubo se puede disponer como
prolongación del tubo de perforación. Por el sentido axial se puede
entender en el sentido de la invención particularmente el sentido
longitudinal del tubo de perforación y/o el sentido de
desplazamiento del carro en el mástil.
Adicionalmente es de acuerdo con la invención
que la tolva de tubo se aloje de forma desplazable axialmente junto
con el tubo de perforación frente al carro. De forma adecuada, el
tubo de perforación se aplica inmóvil de forma axial con respecto a
la tolva de tubo. Particularmente, en la tolva de tubo se puede
proporcionar un acoplamiento de tubo para la aplicación desmontable
del tubo de perforación. El tubo de perforación está configurado de
forma adecuada por varias piezas.
Se puede obtener un aparato de perforación
particularmente compacto con una gran carrera de perforación de
acuerdo con la invención si la tolva de tubo se dispone axialmente
por encima del accionamiento de perforación y/o del carro y si el
tubo de perforación se dispone al menos por secciones axialmente por
debajo del accionamiento de perforación y/o del carro. De acuerdo
con esta realización, la unión de tolva de tubo y tubo de
perforación atraviesa axialmente por el accionamiento de
perforación y/o el carro.
Ya que una tolva de tubo llena, por norma,
presenta un momento de inercia comparativamente grande, puede ser
ventajoso alojar la misma con resistencia a la torsión en el carro.
De este modo, la potencia de accionamiento necesaria del
accionamiento de perforación se puede mantener reducida y se puede
garantizar una capacidad de llenado particularmente sencilla de la
tolva de tubo.
Para un aparato de perforación particularmente
sencillo en cuanto a la construcción y económico, sin embargo,
también puede estar previsto proporcionar la tolva de tubo de forma
giratoria en el carro y particularmente con resistencia a la
torsión en el tubo de perforación. En este caso, la tolva de tubo
también puede girar durante la rotación del tubo de perforación
conectado mediante el accionamiento de perforación. Para permitir
en este caso un llenado sencillo de la tolva de tubo se proporciona
de forma adecuada un equipo de suministro para el material de
llenado en la tolva de tubo, que se dispone con resistencia a la
torsión con respecto al carro y/o al mástil. Este equipo de
suministro puede comprender, a modo de ejemplo, una conexión de
manguera para un suministro de hormigón.
Particularmente cuando la tolva de tubo se
proporciona con resistencia a la torsión en el carro es ventajoso
si entre la tolva de tubo y el tubo de perforación se proporciona un
acoplamiento giratorio, que desacopla un giro del tubo de
perforación de la tolva de tubo. De forma adecuada, el acoplamiento
giratorio se proporciona axialmente por encima del accionamiento de
perforación. Un acoplamiento giratorio de este tipo también se
puede denominar cabezal de lavado.
Adicionalmente o alternativamente se puede
proporcionar un acoplamiento giratorio entre el equipo de suministro
y la tolva de tubo.
Es particularmente ventajoso de acuerdo con la
invención si en el carro se proporciona un soporte de par de giro
para el apoyo con resistencia a la torsión de la tolva de tubo y/o
del equipo de suministro para material de llenado a la tolva de
tubo.
Adicionalmente es ventajoso si la tolva de tubo
y/o el equipo de suministro se conducen de forma desplazable
axialmente en el soporte de par de giro. A modo de ejemplo, el
soporte de par de giro puede comprender un saliente dispuesto en el
carro, que tiene un recorrido axial, en el que la tolva de tubo y/o
el equipo de suministro se conducen de forma desplazable
axialmente, a modo de ejemplo, por un carro o una guía de
carcasa.
Básicamente es posible desplazar la tolva de
tubo, a modo de ejemplo, por efecto de la gravedad y/o por
desplazamiento del carro con la tolva de tubo fija axialmente con
respecto al carro. Sin embargo, es particularmente ventajoso que,
particularmente en el carro, se proporcione un equipo de
accionamiento para el desplazamiento axial activo de la tolva de
tubo. A modo de ejemplo se puede proporcionar un accionamiento
lineal que se disponga por un lado en la tolva de tubo y por otro
lado en el carro. Preferiblemente, el equipo de accionamiento se
dispone en el soporte de par de giro.
De acuerdo con la invención es adicionalmente
proporcionar entre el tubo de perforación y la tolva de tubo un
tubo de prolongación que está unido preferiblemente con resistencia
a la torsión y desplazable axialmente con un árbol de accionamiento
del accionamiento de perforación. Para esto, el tubo de prolongación
puede comprender, a modo de ejemplo, un dentado de árbol estriado.
De forma adecuada, el tubo de prolongación tiene un recorrido axial
a través del accionamiento giratorio y pasando al lado del carro. El
tubo de prolongación puede estar configurado, a modo de ejemplo, de
forma telescópica, particularmente como barra Kelly con travesaños
longitudinales para la transmisión del par de giro y bolsillos de
bloqueo para la aplicación de fuerzas axiales. De acuerdo con la
invención, en el extremo inferior del tubo de prolongación se puede
proporcionar un equipo de acoplamiento para el acoplamiento del
tubo de perforación.
Adicionalmente es ventajoso que el árbol de
accionamiento del accionamiento de perforación esté configurado
como árbol hueco, en uno de cuyos lados se dispone la tolva de tubo
y en cuyo otro lado pasa el tubo de perforación al menos por
secciones. Particularmente, el tubo de prolongación y/o el tubo de
perforación pueden tener un recorrido desplazable de forma axial en
el interior del árbol hueco.
Además de esto es ventajoso proporcionar un
equipo de cierre mediante el que se pueda cerrar un acceso para
material de llenado desde la tolva de tubo al tubo de perforación.
El equipo de cierre puede comprender, a modo de ejemplo, una tapa,
que se proporciona en la parte inferior en la tolva de tubo, en el
tubo de prolongación y/o en la parte superior en el tubo de
perforación. Un equipo de cierre de este tipo es particularmente
ventajoso cuando se trabaja con un tubo de perforación de varias
piezas.
El método de acuerdo con la invención está
caracterizado porque durante la introducción del tubo de
perforación, la tolva de tubo se desplaza junto con el tubo de
perforación con respecto al carro hacia el suelo. De este modo se
puede aumentar la carrera axial del aparato de perforación y se
pueden generar de forma particularmente sencilla columnas de
perforación particularmente profundas. De forma adecuada, al retirar
el tubo de perforación, la tolva de tubo se vuelve a desplazar
junto con el tubo de perforación con respecto al carro alejándose
del suelo, es decir, hacia arriba.
El método de acuerdo con la invención se puede
realizar particularmente con el aparato de perforación de acuerdo
con la invención, por lo que se pueden obtener las ventajas que se
han explicado en este contexto.
La invención se explica a continuación mediante
ejemplos de realización preferidos, que se representan
esquemáticamente en las figuras. En las figuras se muestra:
En la Figura 1, un ejemplo de realización de un
aparato de perforación de acuerdo con la invención para la
realización del método de acuerdo con la invención;
En la Figura 2, una vista detallada del aparato
de perforación de la Figura 1 en la zona del carro, y
En la Figura 3, una tolva de tubo realizada de
forma alternativa para el uso en un aparato de perforación de
acuerdo con la invención.
Los elementos iguales o de acción análoga se
indican en las figuras con las mismas referencias.
En las Figuras 1 y 2 se representa un primer
ejemplo de realización de un aparato de perforación de acuerdo con
la invención. El aparato de perforación comprende un bastidor 1, en
el que se dispone de forma giratoria un mástil 2. En el lado
anterior en el mástil 2 se proporciona un carro 22 que se conduce de
forma desplazable longitudinalmente en el mástil 2.
En el carro 22 se proporciona un accionamiento
de perforación 11 que se puede desplazar con el carro 22 a lo largo
del mástil 2 y que con un tubo de perforación 6 que tiene un
recorrido a lo largo del mástil 2 con un cabezal de perforación de
desplazamiento 80 se puede impeler hasta girar. El accionamiento de
perforación comprende una parte de accionamiento superior 12, en la
que se proporciona un motor de accionamiento no representado, así
como una parte de engranaje 13 situada por debajo. En esta parte de
engranaje 13 se proporciona en la parte inferior un árbol de
accionamiento 19 configurado como árbol hueco.
Sobre el lado superior del tubo de perforación 6
se proporciona como prolongación del tubo de perforación 6 un tubo
de prolongación 40. Este tubo de prolongación 40 está acoplado con
el tubo de perforación 6 por un acoplamiento de tubo 18 con
resistencia a la torsión y fijo axialmente. El tubo de prolongación
40 atraviesa el accionamiento de perforación 11 en sentido axial.
En el extremo superior del tubo de prolongación 40 se dispone por
encima del accionamiento de perforación 11 y como prolongación del
tubo de prolongación 40 y del tubo de perforación 6 una tolva de
tubo 30. La tolva de tubo 30 sirve para el alojamiento de producto
de llenado, que se puede introducir por el tubo de prolongación 40
por el accionamiento de perforación 11 en el tubo de perforación
6.
La tolva de tubo 30 se dispone de forma
desplazable axialmente, es decir, en el sentido de la flecha A junto
con el tubo de prolongación 40 dispuesto en el mismo y el tubo de
perforación 6 con respecto al accionamiento de perforación 11 y el
carro 22. En las representaciones de las Figuras 1 y 2, la tolva de
tubo 30 se sitúa en una posición superior, en la que se dispone con
una separación comparativamente grande con respecto al
accionamiento de perforación 11. Desde esta posición se puede
desplazar junto con el tubo de perforación 6 dispuesto en el mismo
hacia abajo hacia el suelo, de tal forma que aumenta la longitud
existente por debajo del carro 22 y el accionamiento de perforación
11 del tubo de perforación 6.
Para la transmisión del par de giro entre el
accionamiento de perforación 11 y el tubo de perforación 6
desplazable axialmente con respecto al mismo, el tubo de
prolongación 40 unido con resistencia a la torsión con el tubo de
perforación 6 comprende en el lado externo un dentado estriado que
se corresponde con un dentado interno en el árbol de accionamiento
19.
Para la fijación de una posición relativa axial
de la tolva de tubo 30 y del tubo de perforación 6 con respecto al
carro 22, en el accionamiento de perforación 11 se proporciona un
equipo de sujeción no representado, que sujeta el tubo de
prolongación 40, a modo de ejemplo, con cierre de fuerza y/o con
cierre con arrastre de forma.
En el lado del suelo en la tolva de tubo 30 se
proporciona un acoplamiento giratorio 60 que desacopla un giro del
tubo de perforación 6 y del tubo de prolongación 40 dispuesto en el
mismo de la tolva de tubo 30.
En el carro 22 se proporciona un soporte de par
de giro 50 que acopla la tolva de tubo 30 con resistencia a la
torsión en el carro 22. El soporte de par de giro comprende un
saliente 52 que tiene un recorrido axial, en el que se conduce la
tolva de tubo 30 de forma desplazable axialmente por un brazo
lateral. Por un brazo lateral adicional, el acoplamiento giratorio
60, particularmente su parte fija, se conduce desplazable axialmente
y con resistencia a la torsión en el saliente 52. El saliente 52
con recorrido axial del soporte de par de giro 50, a modo de
ejemplo, también se puede realizar de forma telescópica.
La tolva de tubo 30 comprende una zona de
almacenamiento 33 aproximadamente cilíndrica, que se conecta por
una zona de salida 34 cónica dispuesta por debajo con el tubo de
prolongación 40.
La Figura 3 muestra una tolva de tubo 30
configurada de forma alternativa para la utilización en un aparato
de perforación de acuerdo con la invención. La tolva de tubo de la
Figura 3 comprende en el lado superior de la zona de almacenamiento
cilíndrica 33 una tapadera 36 configurada aproximadamente cónica. En
esta tapadera 36 se proporcionan varias aberturas de llenado 37
para la introducción de material de llenado al interior de la tolva
de tubo 30. En la tapadera se proporcionan, además de esto, una
pluralidad de ojales 38, 38' para la elevación de la tolva de tubo
30 mediante equipos auxiliares.
La tolva de tubo de la Figura 3 comprende, por
lo demás, entre la zona de salida 34 y el tubo de prolongación 40
un equipo de cierre 71 configurado como tapa, con el que se puede
interrumpir un paso de producto de llenado entre el espacio interno
de la tolva de tubo 30 y el espacio interno del tubo de prolongación
40 y, por tanto, el espacio interno del tubo de perforación 6.
Claims (9)
1. Un aparato de perforación para la generación
de una columna de perforación en el suelo con
- -
- un mástil (2),
- -
- un carro (22) que se aloja de forma desplazable en el mástil (2),
- -
- un tubo de perforación (6),
- -
- un accionamiento de perforación (11) dispuesto en el carro (22) para el accionamiento giratorio del tubo de perforación (6) y
- -
- una tolva de tubo (30) que se puede conectar al tubo de perforación (6) con un espacio de almacenamiento para material de llenado para el llenado de un orificio de perforación durante la retirada del tubo de perforación (6),
- -
- donde la tolva de tubo (30) se aloja frente al carro (22) de forma desplazable axialmente en el carro (22),
caracterizado porque
la tolva de tubo (30) se aloja desplazable
axialmente junto con el tubo de perforación (6) frente al carro
(22).
2. El aparato de perforación de acuerdo con la
reivindicación 1,
caracterizado porque
la tolva de tubo (30) se dispone axialmente por
encima del accionamiento de perforación (11) y el tubo de
perforación (6) se dispone al menos por secciones axialmente por
debajo del accionamiento de perforación (11).
3. El aparato de perforación de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque
entre la tolva de tubo (30) y el tubo de
perforación (6) se proporciona un acoplamiento giratorio (60), que
desacopla un giro de tubo de perforación (6) de la tolva de tubo
(30).
4. El aparato de perforación de acuerdo con la
reivindicación 1 a 3,
caracterizado porque
en el carro (22) se proporciona un soporte de
par de giro (5) para el apoyo con resistencia a la torsión de la
tolva de tubo (30) y/o un equipo de suministro para material de
llenado a la tolva de tubo (30).
5. El aparato de perforación de acuerdo con la
reivindicación 4,
caracterizado porque
la tolva de tubo (30) y/o el equipo de
suministro se conduce desplazable axialmente en el soporte de par de
giro (50).
6. El aparato de perforación de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque
entre el tubo de perforación (6) y la tolva de
tubo (30) se proporciona un tubo de prolongación (40), que está
unido con resistencia a la torsión y desplazable axialmente con un
árbol de accionamiento (19) del accionamiento de perforación
(11).
7. El aparato de perforación de acuerdo con la
reivindicación 6,
caracterizado porque
el tubo de prolongación (40) se configura una
barra Kelly con surcos longitudinales para la transmisión del par
de giro y bolsillos de bloqueo para la transmisión de fuerza
axial.
\newpage
8. El aparato de perforación de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque
se proporciona un equipo de cierre (71), por el
que se puede cerrar un paso de material de llenado desde la tolva
de tubo (30) al tubo de perforación (6).
9. Un método para la generación de una columna
de perforación en el suelo, particularmente con un aparato de
perforación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el
que
- -
- un tubo de perforación (6) se introduce de forma giratoria en el suelo mediante un accionamiento de perforación (11), que se dispone en un carro (22), que se puede desplazar a lo largo de un mástil (2) en el sentido de perforación y
- -
- después de alcanzar una profundidad deseada se retira el tubo de perforación (6) y un espacio hueco que se produce durante esto se llena por el tubo de perforación (6) con material de llenado de una tolva de tubo (30) dispuesta en el tubo de perforación,
caracterizado porque
al introducir el tubo de perforación (6), la
tolva de tubo (30) se desplaza junto con el tubo de perforación (6)
con respecto al carro (22) hacia el suelo.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| ES06008684T Active ES2313490T3 (es) | 2006-04-26 | 2006-04-26 | Aparato de perforacion y metodo para la generacion de una columna de perforacdion en el suelo. |
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