​Πώς δημιουργεί ένα γεωτρύπανο με περιστροφικό πίδακα υψηλής πίεσης κολώνες χώματος-τσιμέντου;

Πώς μια εξέδρα γεώτρησης με περιστροφικό πίδακα υψηλής πίεσης δημιουργεί κολώνες χώματος-τσιμέντου;

Δημιουργία στηλών χώματος-τσιμέντου με χρήση περιστροφικού υψηλής πίεσηςεξέδρα γεώτρησης με πίδακαείναι μια εξελιγμένη τεχνική βελτίωσης του εδάφους που μετατρέπει τα αδύναμα, συμπιέσιμα εδάφη σε σταθερά, φέροντα στοιχεία. Γνωστή διεθνώς ως ενέματα με πίδακες, αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την επιτόπια ανάμειξη του φυσικού εδάφους με ένα τσιμεντοειδές ενέματα που εγχέονται σε εξαιρετικά υψηλές πιέσεις. Οι κολώνες ή τα πάνελ που προκύπτουν από χώμα-τσιμέντο, μπορούν να αυξήσουν σημαντικά τη φέρουσα ικανότητα, να μειώσουν την καθίζηση και να παρέχουν συγκράτηση γης ή υδραυλικούς τοίχους αποκοπής. Η αποτελεσματικότητα αυτής της μεθόδου εξαρτάται από την τεράστια ενέργεια που παρέχεται από τον πίδακα υγρού υψηλής πίεσης για τη διάβρωση και την ταυτόχρονη ανάμειξη του εδάφους.

Η διαδικασία ξεκινά με την τοποθέτηση του μηχανήματος γεώτρησης με περιστροφικό πίδακα υψηλής πίεσης στην καθορισμένη θέση στήλης. Στη συνέχεια, η εξέδρα ανοίγει μια οπή-οδηγό στο απαιτούμενο βάθος επεξεργασίας χρησιμοποιώντας ένα κορδόνι τρυπανιού σχετικά μικρής διαμέτρου, συχνά με τη βοήθεια ενός ρευστού ή αέρα χαμηλότερης πίεσης για την αφαίρεση μοσχευμάτων και τη σταθεροποίηση της γεώτρησης. Αυτή η αρχική φάση διάτρησης διασφαλίζει ότι η χορδή αρμολόγησης με πίδακα μπορεί να φτάσει στη ζώνη στόχο χωρίς εμπόδια. Μόλις επιτευχθεί το επιθυμητό βάθος, ξεκινά η λειτουργία αρμολόγησης με πίδακα. Η σειρά γεώτρησης συνδέεται με μια αντλία υψηλής πίεσης, ικανή να παράγει πιέσεις που κυμαίνονται συνήθως από 400 έως 600 bar, και μερικές φορές ακόμη υψηλότερες. Αυτή η αντλία σπρώχνει έναν πολτό ενέματος μέσα από τις ράβδους του τρυπανιού και έξω μέσω ειδικά σχεδιασμένων ακροφυσίων που βρίσκονται στη βάση της οθόνης ή της κεφαλής εκτόξευσης.

Ο πυρήνας της τεχνολογίας βρίσκεται στην οθόνη και τη δράση εκτόξευσης. Καθώς το ενέματα αποβάλλεται από τα ακροφύσια με υπερηχητικές ταχύτητες, σχηματίζει έναν συνεκτικό πίδακα υψηλής ενέργειας που διαβρώνει με δύναμη τη μήτρα του περιβάλλοντος εδάφους. Το εξέδρα διάτρησης με περιστροφικό πίδακα υψηλής πίεσης αρχίζει στη συνέχεια να περιστρέφεται και να αποσύρει αργά τη χορδή διάτρησης από το κάτω μέρος της οπής προς τα πάνω. Ο συνδυασμός περιστροφής και απόσυρσης ελέγχεται προσεκτικά για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη διάμετρος στήλης. Η διαβρωτική ισχύς του πίδακα δημιουργεί μια κοιλότητα που ταυτόχρονα γεμίζει και αναμιγνύεται με τον πολτό του ενέματος. Οι παράμετροι της ταχύτητας απόσυρσης, της ταχύτητας περιστροφής και της πίεσης της αντλίας βαθμονομούνται με ακρίβεια με βάση τον τύπο του εδάφους και την επιθυμητή διάμετρο στήλης. Για παράδειγμα, η πιο αργή απόσυρση και η υψηλότερη πίεση γενικά έχουν ως αποτέλεσμα μια στήλη μεγαλύτερης διαμέτρου.

Υπάρχουν πολλά συστήματα αρμολόγησης με πίδακα και το εξέδρα γεώτρησης με περιστροφικό πίδακα υψηλής πίεσης μπορεί να διαμορφωθεί για το πιο συνηθισμένο, το Single Fluid System, που περιγράφεται παραπάνω. Σε αυτό το σύστημα, ο πολτός ενέματος από μόνος του λειτουργεί ως μέσο κοπής και ανάμειξης. Τα σωματίδια του εδάφους διασπώνται και αναμειγνύονται με το ενέματα τσιμέντου για να σχηματίσουν ένα ομοιογενές υλικό εδάφους-τσιμέντου. Οι ιδιότητες της τελικής στήλης, όπως η αντοχή και η διαπερατότητά της, εξαρτώνται από τα αρχικά χαρακτηριστικά του εδάφους, την αναλογία νερού-τσιμέντου του ενέματος και την αποτελεσματικότητα της ανάμειξης. Η διαδικασία δημιουργεί μια σημαντική ποσότητα λάφυρας - ένα μείγμα περίσσειας ενέματος και εκτοπισμένου χώματος - που επιστρέφει στην επιφάνεια κατά μήκος του δακτυλίου της γεώτρησης. Αυτή η λεία πρέπει να διαχειρίζεται και να συλλέγεται σε σύστημα περιορισμού για μεταγενέστερη απόρριψη ή επεξεργασία.

Η επιτυχής εκτέλεση αυτής της τεχνικής βασίζεται στον αυστηρό ποιοτικό έλεγχο και στην κατανόηση της αλληλεπίδρασης εδάφους-εκτόξευσης. Οι χειριστές του εξοπλισμού γεώτρησης με περιστροφικό πίδακα υψηλής πίεσης πρέπει να παρακολουθούν και να καταγράφουν συνεχώς όλες τις βασικές παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένου του ρυθμού ροής, της πίεσης, της ταχύτητας περιστροφής και της ταχύτητας ανύψωσης. Συχνά διεξάγονται δοκιμές προπαραγωγής ή στήλες δοκιμής για να επιβεβαιωθούν οι υποθέσεις σχεδιασμού και να βελτιωθούν οι λειτουργικές παράμετροι για τις συγκεκριμένες συνθήκες του χώρου. Αυτές οι δοκιμαστικές στήλες στη συνέχεια ανασκάπτονται ή πυρηνώνονται για να επαληθευτεί η γεωμετρία τους και να δοκιμαστεί η αντοχή των ανακτηθέντων δειγμάτων εδάφους-τσιμέντου. Με τον έλεγχο της εισροής ενέργειας και της κινηματικής του πίδακα, το περιστροφικό υψηλής πίεσηςεξέδρα γεώτρησης με πίδακαδημιουργεί μια προβλέψιμη και ικανή στήλη εδάφους-τσιμέντου που ενισχύει αποτελεσματικά το έδαφος.