ELEMENTI DI TECNICA DEI SONDAGGI
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ELEMENTI DI TECNICA DEI SONDAGGI

INDICE

1 Introduzione 1
2 Principi e tecniche di perforazione 4
2.1 Funzione abbattimento 4
2.1.1 Meccanismi e criteri di rottura in terreni e rocce 4
2.1.2 Analisi energetica della funzione di abbattimento 7
2.2 Funzione allontanamento dei detriti 10
2.2.1 Sollevamento meccanico 10
2.2.2 Sollevamento idraulico 15
2.3 Funzione sostegno delle pareti 17
2.3.1 Stato di sollecitazione naturale 17
2.3.2 Stato di sollecitazione indotto dallo scavo 18
2.3.3 Tipologia dei rivestimenti 21
2.3.4 La formazione del pannello di fango 24
2.4 Le tecniche di perforazione 26
3 Impieghi dell’energia nella perforazione 27
3.1 Generale 27
3.2 Funzione sollevamento 29
3.2.1 Potenza motrice teorica 29
3.2.2 Influenza della potenza installata sui tempi di sollevamento 32
3.2.3 Regola pratica 33
3.3 Funzione rotazione 33
3.3.1 Potenza motrice teorica 33
3.3.2 Regola pratica 33
3.3.3 Considerazioni generali 34
3.4 Funzione circolazione 34
3.4.1 Descrizione del circuito del fluido di circolazione 34
3.4.2 Potenza per la funzione circolazione 35
3.4.3 Regola pratica 35
3.4.4 Potenza teorica richiesta dalla funzione circolazione 35
4 La perforazione a roto-percussione 38
4.1 Introduzione 38
4.2 Fondamentali della perforazione a roto-percussione 38
4.2.1 Percussione 39
4.2.2 Rotazione 40
4.2.3 Carico di spinta 41
4.2.4 Rimozione dei detriti 41
4.3 Perforazione con Martello in Superficie 42
4.3.1 Impianto di perforazione pneumatico 42
4.3.2 Impianto di perforazione idraulico 43
4.4 Perforazione con Martello a Fondo Foro 44
4.5 Analisi di un sistema di perforazione con martelli fondo foro 47
4.5.1 Il martello fondo foro 58
4.5.2 Analisi energetica dell’azione utensile-terreno 50
4.5.3 Analisi del processo di abbattimento e riduzione dei detriti 51
4.5.4 Il moto dei detriti nell’intercapedine aste-foro 52
4.5.5 Analisi del flusso attraverso il condotto di scarico 53
4.5.6 Analisi della funzione di circolazione applicata a martelli fondo foro commerciali 55
5 La perforazione a rotazione 57
5.1 Cantiere di Perforazione 58
5.2 Impianto di Perforazione a terra 59
5.3 Impianto di Perforazione a mare 59
5.4 Impianto di Perforazione 60
5.4.1 Gruppo motore 60
5.4.2 Trasmissione meccanica 60
5.4.3 Trasmissione elettrica 60
5.5 Impianto di sollevamento 60
5.5.1 L’argano 60
5.5.2 La torre 61
5.5.3 Il cavo 61
5.5.4 Le taglie ed il gancio 61
5.6 Gli organi rotanti 62
5.6.1 La tavola rotary 62
5.6.2 La testa di iniezione 62
5.6.3 Asta motrice e batteria di aste 62
5.6.4 Gli scalpelli 63
5.7 Il circuito del fango 63
5.7.1 Le pompe 63
5.7.2 Condotte di superficie – Manifold – Vasche 64
5.7.3 Vibrovaglio 64
5.7.4 Altre apparecchiature 64
5.8 Fanghi di perforazione 65
5.9 Organi di sicurezza 65
5.10 La testa pozzo 67
5.10.1 La testa pozzo per impianti a terra 67
5.10.2 La testa pozzo sottomarina 68
5.10.3 La base guida temporanea 68
5.10.4 La base guida permanente 68
5.10.5 Sistemi di inizio pozzo 68
5.11 La manovra di estrazione 69
5.12 La manovra di discesa 70
5.13 La cementazione 71
5.14 I cementi di perforazione 71
5.15 La squadra di perforazione 72
6 Utensili di perforazione 72
6.1 Tipologie di scalpelli 72
6.1.1 Rolling Cutter Bits 73
6.1.2 Fixed Cutter Bits 79
6.2 Selezione degli scalpelli 82
6.3 Meccanismi di rottura della roccia 82
6.3.1 Scalpelli a rulli 83
6.3.2 Scalpelli a diamanti naturali 83
6.3.3 Scalpelli PDC 83
6.4 Valutazione dell’usura e fattori che la influenzano 84
6.4.1 Consumo dei taglienti 84
6.4.2 Consumo dei cuscinetti 86
6.4.3 Consumo del diametro 86
6.5 Fattori che incidono sulla velocità di perforazione 87
6.5.1 Tipo di scalpello 87
6.5.2 Caratteristiche della formazione 87
6.5.3 Proprietà del fluido di perforazione 88
6.5.4 Parametri di perforazione 89
6.5.5 Usura dei taglienti 90
6.5.6 Idraulica dello scalpello 90
6.6 Modelli predittivi della velocità di avanzamento 94
6.6.1 Esperienze precedenti 97
6.6.2 Un’ulteriore teoria per la previsione della velocità di avanzamento: le reti neurali 99
7 Carotieri e campionatori meccanici 100
7.1 Scopi principali del prelievo di campioni 100
7.2 Principali tipi di carotieri meccanici di fondo 101
7.2.1 Carotiere semplice 101
7.2.2 Carotiere combinato 113
7.2.3 Carotiere doppio 116
7.2.4 Carotiere wire-line 117
8 Fluidi di perforazione 119
8.1 Funzioni di un fluido di perforazione 119
8.1.1 Pulizia del foro 119
8.1.2 Controllo delle pressioni di formazione 122
8.1.3 Stabilizzazione del foro 123
8.1.4 Supportare il peso del casing e della batteria di perforazione 123
8.1.5 Pulizia , raffreddamento e lubrificazione della batteria di perforazione 124
8.1.6 Trasmissione della potenza idraulica allo scalpello 125
8.1.7 Limitare la corrosione delle parti tubolari metalliche 126
8.1.8 Fornire informazioni sul terreno attraversato 126
8.1.9 Salvaguardia dell’ambiente e della formazione produttiva 126
8.2 Classificazione dei fluidi di perforazione 126
8.3 Proprietà dei fluidi di perforazione 127
8.3.1 Peso specifico o densità 127
8.3.2 Filtrato 128
8.3.3 Viscosità 128
8.3.4 Viscosità plastica 129
8.3.5 Viscosità apparente 129
8.3.6 Tixometria 130
8.3.7 Alcalinità 130
8.3.8 Forza di Gel 130
8.3.9 Valore di Yield o Yield Point 131

 

0 Commenti disabilitati 1041 05 settembre, 2013 Geologia Tecnica, PUBBLICAZIONI settembre 5, 2013

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