ITTO20110961A1 - Sistema per la evacuazione di fanghi di scavo. - Google Patents

Description

SISTEMA PER LA EVACUAZIONE DI FANGHI DI SCAVO

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La presente invenzione riguarda un sistema di evacuazione di fanghi di scavo prodotti da una macchina di scavo quale ad esempio una fresa o, un cutter, che eseguono scavi profondi nel terreno.

Tali macchine aspirano i detriti prodotti mediante una pompa sommersa che à ̈ alloggiata nella macchina di scavo stessa. Solitamente il franamento dello scavo viene impedito tenendo lo scavo pieno di un apposito fango che funge anche da fango di trasporto dei detriti. I detriti vengono trascinati dal flusso di fango pompato. Uno dei principali problemi di questo sistema à ̈ che all’aumentare della profondità la prevalenza richiesta alla pompa aumenta progressivamente fino a superare i limiti della pompa stessa. Inizialmente la pompa, solitamente di tipo centrifugo, trova un suo punto di equilibrio a bassa prevalenza e portata elevata. Al crescere della profondità essa riduce la sua portata per aumentare la prevalenza al valore richiesto, trovando autonomamente un nuovo punto di equilibrio. In questo modo, a portata calante, anche la quantità di detrito trasportabile diminuisce e di conseguenza cala la velocità di avanzamento dello scavo.

Successivamente occorre ridurre anche la percentuale di detriti solidi nel fango evacuato producendo meno detriti, ossia diminuendo intenzionalmente la velocità di avanzamento dello scavo.

Le prestazioni del sistema diminuiscono gradualmente fino ad azzerarsi.

La soluzione di aumentare le prestazioni della pompa quasi sempre à ̈ impraticabile per le dimensioni che ne risulterebbero, incompatibili con le dimensioni ridotte degli scavi e con gli ingombri richiesti dalla testa di scavo stessa. Inoltre la trasmissione di energia alla pompa, specie nel caso di trasmissione idraulica, viene limitata dalla lunghezza e sezione dei tubi che dalla superficie scendono fino alla pompa.

La prevalenza della pompa (misurata come pressione), oltre alle perdite di carico del condotto, deve uguagliare il prodotto profondità per differenza di densità fra fango pompato nel tubo detriti e fango nello scavo.

Tale prevalenza (P) si esprime come:

P = H*(g2-g1) (1),

dove H à ̈ la profondità, g2à ̈ il peso specifico del liquido pompato contenente i detriti, g1à ̈ il peso specifico del fango nello scavo, che si può considerare costante durante lo scavo.

Le perdite di carico nella tubazione, nel caso consueto di tubazione di lunghezza fissa parzialmente avvolta su un tamburo, qui non sono evidenziate essendo un valore costante se la portata à ̈ costante. Il fango nel tubo attualmente à ̈ il fango nello scavo, ulteriormente appesantito dai detriti scavati. Infatti normalmente g2à ̈ maggiore di g1.

Quindi attualmente si punta sulla diminuzione di g2per restare entro i limiti della pompa. E questo, come già detto, si ottiene al prezzo di rallentare l’avanzamento dello scavo.

Una soluzione a tale problema tecnico viene descritta nel nella domanda di brevetto statunitense US2008-0296062 in cui per controllare la pressione dei fanghi generati dalla penetrazione nel sottosuolo attraverso operazioni di perforazione con un’asta di perforazione a rotazione, che in particolare agisce in ambiente sottomarino, viene immesso un fluido di densità inferiore che non à ̈ capace di mescolarsi ai fanghi di perforazione. Una pompa esterna posta in superficie provvede a portare i fanghi, mescolati con tale fluido sulla superficie stessa. La portata in uscita à ̈ intermittente. La presenza del fluido a densità minore fa sì che la miscela evacuata dalla pompa di superficie, abbia una densità complessiva inferiore a quella dei fanghi prodotti durante la penetrazione dell’asta e quindi la pressione dei fanghi può essere mantenuta fra un valore minimo di contrasto della pressione della falda acquifera ed uno massimo di rottura dello strato geologico.

La Richiedente ha osservato che tale soluzione à ̈ applicata ad aste di perforazione che penetrano in ambienti sottomarini. La tecnologia descritta in tale brevetto, infatti, à ̈ nel campo petrolchimico ed in particolare alla estrazione di gas naturale, petrolio e quant’altro dal sottosuolo nei fondi marini, quindi molto lontano dall’ambito e dalle caratteristiche del presente trovato.

In tale soluzione, la pompa di estrazione dei fanghi deve essere collocata necessariamente sulla superficie del foro e quindi può essere scelta in modo ottimale per i parametri di perforazione richiesta. Questo significa che le dimensioni geometriche, l’alimentazione di potenza e le prestazioni complessive non sono limitate da vincoli stringenti.

Invece nel campo tecnologico della presente invenzione, ovverosia nel campo delle macchine per perforazione ed in particolare per scavi profondi e di diaframmi, quali ad esempio quelli realizzati con le frese idrauliche, le frese elettriche o i cutters, all’aumentare della profondità à ̈ sempre più difficoltosa l’evacuazione del detrito (che cresce con la profondità, con il differenziale dei pesi specifici dei fanghi di contenimento e di quelli pompati, con la portata richiesta e con le perdite di carico) e a parità di geometria di scavo e di ingombri della macchina, il posto disponibile per alloggiare una pompa à ̈ limitato, quindi le prestazioni della stessa non possono essere grandi ed efficienti quanto la perforazione stessa richiederebbe. Infatti in molte condizioni di scavo, il limite della velocità di avanzamento à ̈ determinato dalla capacità della pompa alloggiata in profondità, ad evacuare i detriti.

Inoltre, la sopraccitata domanda di brevetto US2008-0296062, essendo in un differente ambito applicativo, richiede l’utilizzo di sistemi di perforazione che sono indispensabili e caratteristici di quel tipo di applicazione, dove la presenza di gas impone misure di sicurezze addizionali. Se parimenti il sistema di scavo può sotto questo punto di vista considerarsi semplificato rispetto all’ambito rivendicato nell’US2008-0296062, va considerato che lo scavo realizzato con frese e cutters richiede altri dispositivi, quali sistemi di correzione della direzione di scavo, strumentazioni, alimentazioni di potenze (idrauliche e/o elettriche), sistemi di compensazione della pressione, elementi taglienti, loro regolazioni e controlli, che a tutti gli effetti complicano la possibilità di installare ulteriori componenti.

Ancora, il sistema di immissione del liquido addizionale à ̈ realizzato in un impianto secondario collocato in profondità, nel quale liquido e fango di scavo vengono circuitati e pompati all’esterno. Infine, scopo del brevetto US2008-0296062 non à ̈ facilitare il lavoro di estrazione dei fanghi di scavo, ma à ̈ quello di controllare accuratamente la pressione dei fanghi nel punto di scavo entro un valore minimo che contrasti la pressione interstiziale dell’acqua nello strato geologico e un valore massimo che possa provocare frattura dello strato stesso. Essendo la pressione dei fanghi influenzata dalla necessità di farli risalire ed essendo i limiti suddetti molto vicini e molto critici, la soluzione à ̈ quella di utilizzare un sistema di estrazione indipendente.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati ed in particolare fornire un sistema di evacuazione dei fanghi di scavo per una macchina di scavo in cui la pompa di estrazione dei fanghi à ̈ associata direttamente al telaio della fresa di scavo che si inserisce nel terreno ed in cui viene aggiunto un fluido di miscelazione ai fanghi che viene fornito nello scavo in prossimità della aspirazione di tale pompa.

Un aspetto della presente invenzione riguarda un sistema di evacuazione dei fanghi di scavo per una macchina di scavo avente le caratteristiche secondo la rivendicazione 1.

Un ulteriore aspetto della presente invenzione riguarda un metodo per la realizzazione di scavi mediante teste di scavo e asportazione dei detriti avente le caratteristiche della rivendicazione 11.

Ulteriori caratteristiche del sistema e del metodo sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche e i vantaggi di tale sistema di evacuazione dei fanghi di scavo per una macchina di scavo secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita alle figure schematiche allegate nei quali:

- la figura 1 Ã ̈ una vista schematica del sistema secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 2 Ã ̈ una vista schematica del sistema secondo una seconda forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 3 à ̈ una vista schematica di una testa di scavo alla quale à ̈ applicato il sistema secondo la presente invenzione;

- la figura 4 Ã ̈ una vista assonometrica di dettaglio di una parte inferiore del sistema, secondo la prima forma di realizzazione;

- la figura 5 à ̈ una vista schematica di una testa di scavo alla quale à ̈ applicato il sistema secondo una ulteriore variante;

- la figura 5A à ̈ una vista schematica di una testa di scavo alla quale à ̈ applicato il sistema secondo una ulteriore variante;

- la figura 5B Ã ̈ una vista assonometrica di dettaglio di una parte superiore del sistema, secondo una ulteriore variante.

Con riferimento alle citate figure, ed in particolare alla figura 1, il sistema secondo la presente invenzione à ̈ applicabile ad una macchina di scavo 10, generalmente una gru o una attrezzatura di perforazione, semovente, cingolata, che comprende una testa di scavo 11 predisposta per scavare il suolo. Tale testa di scavo à ̈ preferibilmente un cutters o una fresa (fresa idraulica o elettrica) costituita da un telaio principale a forma prismatica che porta alla base due o più ruote di taglio ad asse orizzontale. Normalmente un elemento flessibile portante à ̈ predisposto per sostenere la testa di scavo durante il normale funzionamento della macchina stessa.

Preferibilmente, tale elemento flessibile portante può essere una fune, o una catena, o una cinghia, o un altro elemento allungato in grado di essere avvolto o svolto ed in grado di sostenere la testa di scavo 11. Ad ogni modo, nel prosieguo della presente trattazione si farà riferimento a titolo esemplificativo e non limitativo a una fune portante 12.

La macchina 10 di scavo e/o perforazione comprende altresì almeno un argano 14, ed almeno un tamburo, attorno al quale può essere avvolta almeno parte della fune portante 12. Ciascun argano comprende altresì un motore predisposto per azionare il corrispondente tamburo. Almeno un secondo elemento avvolgitore 15 à ̈ necessario per movimentare le tubazioni 13 utilizzate per le alimentazioni di potenza e di controllo (tubi idraulici o cavi elettrici) e il tubo di scarico dei fanghi F di scavo (che spesso à ̈ inserito in un terzo e separato elemento avvolgitore).

Il sistema secondo la presente invenzione comprende almeno una vasca V per il contenimento del fluido leggero aggiuntivo di miscelazione, che può essere ad esempio acqua, un fango pulito, un fango bentonitico, o un fluido a base polimerica, o liquidi di vario genere più o meno additivati per consentire di ottenere densità opportunamente definite. In particolare, tale densità sarà inferiore a quella del fluido nello scavo e, dopo la miscelazione con i detriti da estrarre o semplicemente con il loro trasporto associato al movimento del fluido leggero, si porterà ad un valore g2prossimo al valore di g1,densità del fluido nello scavo.

Tale fluido leggero à ̈ prelevato dalla vasca tramite una stazione di pompaggio P, preferibilmente installata esternamente al foro, ed introdotto in almeno un condotto di alimentazione 2. Tale condotto di alimentazione scende nel sottosuolo, insieme alle tubazioni idrauliche di alimentazione dei motori di scavo 13, alle tubazioni di alimentazione della pompa 13 ed al tubo di evacuazione dei fanghi F, fino ad arrivare in prossimità della testa di scavo 11.

Tale tubo di alimentazione del fluido può essere vantaggiosamente raccolto sulla superficie tramite un dispositivo avvolgitore A.

Tale dispositivo avvolgitore A, può essere installato esternamente al foro nella sua prossimità, vantaggiosamente semovente. In una variante non rappresentata lo stesso dispositivo avvolgitore può essere collocato sulla macchina 10 di scavo. Inoltre, il tubo di alimentazione 2 può essere unito al tubo d evacuazione dei fanghi F ed entrambi essere avvolti da un unico avvolgitore.

Secondo la presente invenzione una pompa di estrazione dei fanghi 4 à ̈ associata direttamente al telaio 6 della fresa di scavo che si inserisce nel terreno ed in cui il fluido leggero di miscelazione ai fanghi viene fornito nello scavo in prossimità del condotto di aspirazione 7 di tale pompa, tramite tale almeno un tubo di alimentazione.

Nella forma di realizzazione illustrata in figura 1 il tubo di alimentazione 2 à ̈ connesso alla testa di scavo 11 ed à ̈ provvisto alla sua estremità di un collettore/distributore 3, atto a distribuire il fluido in una pluralità di condotti di eiezione 5, che ricevono il fluido dal tubo di alimentazione 2, ciascuno dei quali termina in prossimità della zona di produzione dei detriti, zona nella quale viene eiettato il fluido. Preferibilmente, ciascuno dei condotti di eiezione termina in prossimità degli spazi fra i denti 25 dei tamburi di scavo che con la loro rotazione, ne accompagnano il flusso, insieme ai detriti, verso le bocche 8 di aspirazione della pompa di aspirazione dei fanghi 4. In una forma alternativa, i condotti di eiezione 5 del fluido leggero terminano in prossimità della zona superiore delle ruote di taglio, posteriormente ad esse, e dotati di terminali a sezione piena o opportunamente rastremati, come i diffusori 22 riportati in figura 4, o ancora a forma di ugello per poter direzionare il flusso di fluido leggero in una direzione precisa e con pressioni maggiori. In una ulteriore variante, un unico condotto di eiezione 5, coincidente con il condotto 2 arriva centralmente nella zona di scavo, tra le ruote 21.

In una ulteriore variante, il condotto di eiezione 5 che riceve il fluido leggero di miscelazione e asportazione dei detriti, coincide con il tratto terminale del tubo di alimentazione 2, dal quale fuoriesce il fluido leggero di miscelazione. In generale, ai fini della presente invenzione per condotto di eiezione si può anche solamente intendere una apertura o bocca del condotto di alimentazione dal quale fuoriesce tale fluido.

In questo modo, oltre all’effetto principale di apportare liquido leggero a minore densità e quindi limitare la densità g2del liquido pompato, si ottiene una maggior pulizia dei tamburi che portano i denti di scavo, che spesso si intasano di detriti argillosi. Il fluido di miscelazione immesso, trasporta i detriti fino alla zona del condotto 7 di aspirazione, favorendone l’evacuazione.

Nel caso in cui i condotti di eiezione 5 siano costituiti da tratti terminali ad ugello o vengano alimentati comunque a sufficiente pressione, Ã ̈ allora possibile disporre tali tratti in una zona lungo la testa di scavo 11, sufficientemente lontano dalle ruote 21.

In una ulteriore variante, il tubo di alimentazione 2 che apporta il fluido leggero può arrivare fino alla base inferiore per farlo uscire in una zona centrale in prossimità delle ruote, oppure può essere canalizzato in basso nelle zone di scavo e aspirazione della pompa, precedentemente descritte. Ancora, i condotti di eiezione 5 che corrono in verticale fino alle ruote, possono essere singoli (almeno uno per ciascun lato) e terminare per esempio con un diffusore centrale o, in alternativa, finire con un collettore terminale, il quale dirige il flusso nelle direzioni più convenienti.

In una ulteriore variante, opportuni convogliatori 9, delimitano e separano la zona di flusso del fluido leggero impedendo o limitando la sua dispersione entro il fluido nella parte superiore dello scavo. Vantaggiosamente tali convogliatori sono realizzati in materiale deformabile quale lamiera di acciaio di piccolo spessore, lastre di gomma o di polimeri plastici o possono essere rigidi e incernierati rispetto alla testa di scavo 11, eventualmente dotati di un ritorno elastico. Tale caratteristica consente di lasciare un passaggio libero in caso di franamento del foro per i detriti che scendendo dall’alto devono venire aspirati.

La pompa 4 à ̈ disposta convenientemente all’interno del corpo della fresa in posizione tale da raccogliere i detriti ed il fango mossi dai denti di scavo.

Nella forma di realizzazione illustrata in figura 2 una coppia di condotti di alimentazione 51 viene inserita nel tubo di evacuazione dei fanghi F a valle della pompa 4.

In tal modo il fango di scavo con detriti viene miscelato, diluito e reso più leggero con l’apporto di liquido leggero a bassa densità. Questo sistema non rischia di disperdere il fango leggero nello scavo e non occorrono diaframmi e convogliamenti particolari. Il condotto di alimentazione 51 può anche essere singolo, in questo caso la sezione di passaggio sarà opportunamente dimensionata.

In una forma preferenziale tale almeno un condotto di alimentazione 51, arriva su un collettore 24, con funzioni di diffusore ed eiettore. Il fluido immesso sul collettore 24, preferibilmente orientato dal basso verso l’alto (con una curva a 180°) agevola la risalita del materiale nel condotto del fango F, in virtù del suo orientamento.

In una variante, i condotti di alimentazione 51, possono arrivare a monte della pompa 4, lungo il condotto di aspirazione 7. In questo modo, il fluido miscelante leggero, non verrà disperso e attraverserà la pompa 4, trasportando i detriti e miscelandosi al fango di scavo.

Vantaggiosamente, tale forma di realizzazione del sistema può essere utilizzata in combinazione con il sistema precedente, usando in aspirazione fluido leggero e diluendolo ulteriormente lungo il condotto di evacuazione.

Questa combinazione, rappresentata nelle figure 5, 5A e 5B, si rivela particolarmente vantaggiosa quando la produzione e il trasporto di detriti sono molto elevate. Variando la proporzione dei due flussi si ottengono vantaggi principalmente in prevalenza o principalmente in portata.

Il sistema così descritto diventa indipendente dalla profondità di scavo e dalla portata della pompa perché potendo scegliere come regolare le densità dei due fluidi: g2pompato e g1presente nello scavo, à ̈ possibile ottenere valori tali per cui tali densità si uguagliano ed il termine che à ̈ espresso dalla loro differenza si annulla. Con riferimento alla formula (1), otteniamo infatti: (g2-g1)=0 e quindi la prevalenza P=0.

In questo modo, pompando liquido più leggero di quello presente nello scavo, à ̈ possibile aumentare la quantità di detriti trasportabili in misura molto maggiore rispetto alla situazione attuale, potendo mantenere la portata e la densità vicine ai valori massimi compatibili con la pompa.

Tale termine (g2-g1) à ̈ possibile variarlo a piacere ed in particolare può diventare negativo per migliorare la prestazione di scavo all’aumentare della profondità, in controtendenza a quanto succede normalmente. In questo caso la densità g2del fluido pompato dovrà essere inferiore alla densità del fluido presente nello scavo. Le tecniche per ottenere questo sono diverse e possono essere utilizzate in combinazione l’una con le altre per sommarne gli effetti:

- Ridurre la densità del fluido leggero in modo che il termine g2possa risultare piccolo.

- Incrementare la densità g1del fluido presente nello scavo, per esempio con rabbocchi effettuati dalla sommità o utilizzando canalizzazioni interne per portare il rabbocco anche in profondità.

- Ridurre la quantità di detriti che vengono trasportati dal fluido leggero e pompati come fluido finale di densità g2.

Il fango nello scavo deve però rimanere pesante, e la soluzione applicabile nella forma preferenziale indicata in figura 1, à ̈ il convogliamento del fango pulito e leggero direttamente alla zona di scavo. La portata di questo fluido deve essere pari o di poco superiore alla portata asportata.

L’eventuale portata in eccesso di liquido leggero, potrebbe risalire nello scavo e miscelarsi con il fluido presente nel foro, provocandone un progressivo alleggerimento e riducendone il valore di densità g1. Questo valore può essere monitorato con opportune strumentazioni e controllato con rabbocchi di fango più denso per ristabilire il valore di g1cercato. In aggiunta o in alternativa al sistema di rabbocco, à ̈ arte nota l’uso di sistemi di aspirazione superficiali, posizionati in sommità al foro, dove il liquido con g1più leggero si concentra e può essere aspirato. Tale sistema combinato al precedente consente di mantenere costante il livello di liquido all’interno dello scavo. La zona di scavo, nella forma rappresentata in figura 4, deve essere convenientemente separata da quella scavata e occupata da fango pesante. Questo si ottiene soprattutto con la direzione di introduzione del fluido leggero nella zona di produzione di detriti, ed eventualmente con una parziale separazione fisica, utilizzando per esempio i setti di convogliamento 9. Vantaggiosamente questi convogliatori consentono di confinare il fluido leggero immesso in una zona confinata tra le pareti di scavo, le ruote di taglio ed il condotto di aspirazione 7 della pompa 4.

Così facendo l’efficienza della aspirazione del fluido leggero che trasporta i detriti à ̈ garantita e la fuga di liquido leggero à ̈ limitata al massimo o azzerata. Inoltre il fluido leggero immesso ed i detriti si troveranno diretti verso i fori 8 di aspirazione del condotto 7, incrementando l’efficienza del sistema.

Vantaggiosamente, a differenza di quanto rappresentato in figura 1, la struttura del telaio della testa di scavo 11 può essere realizzata con tubolari cavi i quali possono lasciar passare al loro interno il fluido leggero fino a portarlo alle zone in prossimità dei condotti di aspirazione della pompa.

Nella versione combinata dove il fluido viene immesso sia a monte che a valle della pompa, questo può essere introdotto anche da una sola delle sorgenti di alimentazione 2 indicate nelle figure 1 e 2 e attraverso un opportuno collettore 3 di derivazione del flusso leggero, azionabile in remoto, à ̈ possibile controllare selettivamente le portate nei due rami, dando priorità all’uno, all’altro o a entrambi.

Il procedimento di scavo preferibile prevede l’introduzione della testa di scavo 11 nel pre-foro per iniziare le operazioni di perforazione. Immediatamente o a partire da una certa quota si attiva la pompa esterna P che attraverso la almeno una linea di alimentazione 2, preleva da un opportuna vasca o silos esterna V, un fluido leggero di densità controllata, da immettere in prossimità della pompa sommersa alloggiata sulla testa di scavo 11. L’immissione del fango può avvenire in una zona bassa, in prossimità delle ruote 21 poste al di sotto del telaio, in una zona inferiore di scavo ed in vicinanza al condotto 7 di aspirazione della pompa 4, oppure può avvenire in prossimità della mandata della pompa 4, a valle della stessa o ancora come combinazione di entrambi i sistemi.

Nel foro, ad almeno una quota di profondità à ̈ presente un sensore che rileva la densità del fango presente nello scavo, pari a g1. Vantaggiosamente tale sensore può essere mobile oppure essere collocato sulla sommità della testa di scavo 11, in un punto fisso.

Un secondo sensore à ̈ collocato nella zona bassa in prossimità della bocca di aspirazione o in alternativa sul condotto di mandata per misurare la densità del fango aspirato g2. La densità del fango leggero può essere determinata al di fuori dello scavo, per esempio in prossimità della vasca V di stoccaggio.

Durante lo scavo, tutti i parametri di velocità di avanzamento, velocità di rotazione, portata e pressione del motore della pompa immersa, densità dei fluidi, sono monitorati da una unità di controllo (non rappresentata) che visualizza i dati in tempo reale durante lo scavo, all’operatore.

Quando la differenza tra le due densità, cioà ̈ quando il termine (g2-g1) si allontana dal valore cercato (p.e.

0) allora à ̈ possibile variare la portata del fluido leggero per incrementare l’entità del materiale a bassa densità immesso e favorire una migliore asportazione dei detriti, oppure à ̈ possibile ridurre la densità del fluido leggero (fanghi più leggeri, additivi, …) o ancora incrementare la densità g1del fluido presente nello scavo con il rabbocco di fluido più denso o ancora ridurre la velocità di scavo.

La riduzione della velocità di scavo produce una minor quantità di detriti e conseguentemente una diminuzione della densità g2del fluido pompato.

Quindi, in sintesi, il metodo per la realizzazione degli scavi secondo la presente invenzione prevede l’esecuzione delle seguenti fasi:

• inserimento ditale testa nel terreno nel quale si vuole realizzare lo scavo;

• durante la fase di realizzazione dello scavo, introduzione di un fluido di miscelazione nello scavo stesso, avente densità inferiore alla densità dei fanghi contenuti nel suddetto scavo, • estrazione di almeno tali fluido di miscelazione e detriti di scavo da esso trasportati, tramite tale pompa 4 di estrazione associata direttamente a tale testa di scavo 11.

In tali fasi di lavorazione il fluido di miscelazione à ̈ fornito direttamente alla zona in prossimità della testa di scavo 11.

In una ulteriore variante, il tubo di alimentazione 2 arriva in prossimità della testa di scavo 11, liberando il fluido leggero di miscelazione verso il basso, orientandolo verso la zona di scavo. Preferibilmente tale tubo di alimentazione 2 à ̈ mobile e posizionabile all’interno della sezione di scavo, al fine di dirigerlo in direzione ottimale. In questo caso il condotto di eiezione 5 che riceve il fluido leggero di miscelazione e asportazione dei detriti, coincide con il tratto terminale del tubo di alimentazione 2, dal quale fuoriesce il fluido leggero di miscelazione.

In una ulteriore variante il tubo di alimentazione 2 à ̈ temporaneamente fisso alla testa di scavo 11, ed in grado di poter essere sganciato o agganciato in modo intenzionale, utilizzando dispositivi noti nel settore. Dalla descrizione effettuata sono chiare le caratteristiche del sistema di controllo per una macchina di scavo e/o perforazione di terreni e di una macchina di scavo e/o perforazione, oggetto della presente invenzione, così come sono chiari i relativi vantaggi. Il sistema diventa indipendente dalla profondità e dalla portata della pompa.

E’ possibile rendere nullo il termine espresso dalla differenza (g2-g1) per annullare la prevalenza, consentendo alla pompa sommersa di lavorare per vincere le sole perdite e garantendo la portata minima richiesta per l’evacuazione dei detriti più pesanti.

E’ possibile rendere negativo il termine espresso dalla differenza (g2-g1) per aiutare la pompa sommersa e incrementare le sue prestazioni al crescere della profondità.

E’ possibile ottenere una maggiore pulizia dei denti di scavo che conseguentemente saranno sempre nelle condizioni ottimali di scavo, aumentandone l’efficienza.

E’ possibile combinare più soluzioni di alimentazione a monte e a valle della pompa per avere vantaggi combinati di portata e prevalenza.

Il sistema non richiede impianti secondari per l’evacuazione dei detriti, ma vengono utilizzate le stesse canalizzazioni F presenti sulla macchina.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1) Sistema di evacuazione di fanghi prodotti da una macchina di scavo (10), in cui detta macchina comprende • una testa di scavo (11) predisposta per scavare il suolo, • un elemento flessibile portante (12) predisposto per sostenere la testa di scavo durante il normale funzionamento della macchina stessa, • almeno un argano (14) ed almeno un tamburo, attorno al quale può essere avvolta almeno parte di tale elemento flessibile (12), tale sistema comprendendo • almeno una vasca (V) per il contenimento di un fluido di miscelazione, avente densità inferiore alla densità dei fanghi contenuti nello scavo, tale fluido leggero di miscelazione e asportazione dei detriti essendo prelevato dalla vasca tramite una stazione di pompaggio (P) ed essendo introdotto nello scavo in almeno un condotto di alimentazione (2), • una pompa di estrazione dei fanghi (4) associata direttamente a tale testa di scavo (11), caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un condotto di eiezione (5) che riceve il fluido leggero di miscelazione e asportazione dei detriti da tale condotto di alimentazione per condurlo in prossimità della testa di scavo (11).
2. 2) Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui il tubo di alimentazione (2) à ̈ connesso alla testa di scavo (11) ed à ̈ provvisto alla sua estremità di un collettore/distributore (3), atto a distribuire in maniera selettiva il fluido in una pluralità di condotti di eiezione (5), ciascuno dei quali termina in prossimità della zona di produzione dei detriti.
3. 3) Sistema secondo la rivendicazione 2, in cui ciascuno dei condotti di eiezione (5) termina in prossimità degli spazi fra i denti (25) dei tamburi di scavo che ne accompagnano il flusso, insieme ai detriti, verso rispettive bocche di aspirazione (8) della pompa di aspirazione dei fanghi (4).
4. 4) Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui il condotto di alimentazione (2) viene inserito nel tubo di evacuazione dei fanghi (F) a valle della pompa (4).
5. 5) Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui il condotto di alimentazione (2) viene inserito nel tubo di evacuazione dei fanghi (F) a monte della pompa (4).
6. 6) Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui tale fluido di miscelazione à ̈ acqua, o un fango bentonitico, o un fluido a base polimerica.
7. 7) Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui il flusso del fluido di miscelazione a bassa densità à ̈ convogliato verso la zona di aspirazione da convogliatori (9) fissati alla testa di scavo (11).
8. 8) Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui i convogliatori (9) separano la zona di scavo percorsa dal fango a bassa densità dal resto dello scavo piena di fluido a densità superiore.
9. 9) Sistema secondo la rivendicazione 7 in cui i convogliatori sono realizzati in materiale deformabile quale lamiera di acciaio di piccolo spessore, lastre di gomma o di polimeri plastici.
10. 10) Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui i convogliatori (9) sono elementi rigidi incernierati.
11. 11) Metodo di realizzazione di scavi mediante teste di scavo e asportazione dei detriti mediante pompa associata alla testa di scavo, comprendente le seguenti fasi: • inserire tale testa nel terreno nel quale si vuole realizzare lo scavo; • durante la fase di realizzazione dello scavo, introdurre un fluido di miscelazione nello scavo stesso, avente densità inferiore alla densità dei fanghi contenuti nel suddetto scavo, • estrarre almeno tale fluido di miscelazione e detriti di scavo tramite tale pompa (4) di estrazione associata direttamente a tale testa di scavo (11), caratterizzato dal fatto che tale fluido di miscelazione à ̈ fornito direttamente alla zona in prossimità della testa di scavo (11).
12. 12) Metodo di realizzazione di scavi come da rivendicazione (11), in cui detto fluido di miscelazione e trasporto detriti à ̈ alimentato in prossimità della aspirazione (7) della pompa (4) direttamente nella zona di scavo.
13. 13) Metodo di realizzazione di scavi come da rivendicazione (11), in cui detto fluido di miscelazione à ̈ alimentato in prossimità della mandata della pompa (4).
14. 14) Metodo di realizzazione di scavi come da rivendicazione (11), in cui detto fluido di miscelazione à ̈ alimentato sia in prossimità della mandata della pompa (4) che nella sua aspirazione.
15. 15) Metodo di realizzazione di scavi come da rivendicazione (11), comprendente ulteriormente la fase di variare la densità del fluido di miscelazione durante la fase di introduzione del fluido stesso nello scavo.
16. 16) Metodo secondo la rivendicazione 15 in cui tale fase di variare comprende ridurre la densità del fluido leggero in modo che il termine g2possa risultare piccolo.
17. 17) Metodo secondo la rivendicazione 15 in cui tale fase di variare comprende incrementare la densità g1del fluido presente nello scavo, per esempio con rabbocchi effettuati dalla sommità o utilizzando canalizzazioni interne per portare il rabbocco anche in profondità.
18. 18) Metodo secondo la rivendicazione 11, comprendente ulteriormente la fase di ridurre la quantità di detriti che vengono trasportati dal fluido leggero e pompati come fluido finale di densità g2, riducendo la velocità di scavo.