Kaip aukšto slėgio rotacinis reaktyvinis gręžimo įrenginys sukuria dirvožemio ir cemento kolonėles?

Kaip aukšto slėgio rotacinis reaktyvinis gręžimo įrenginys sukuria dirvožemio ir cemento kolonėles?

Dirvožemio-cemento kolonų kūrimas naudojant aukšto slėgio rotacinį įrenginįreaktyvinis gręžimo įrenginysyra sudėtinga žemės gerinimo technika, kuri paverčia silpnus, suspaudžiamus dirvožemius į stabilius, laikančius elementus. Tarptautiniu mastu žinomas kaip reaktyvinis injektavimas, šis procesas apima vietinio dirvožemio maišymą su cementine skiedinio sruta, įpurškiama esant ypač aukštam slėgiui. Susidariusios grunto-cemento kolonos arba plokštės gali žymiai padidinti laikomąją galią, sumažinti nuosėdas ir užtikrinti žemės sulaikymą arba hidraulinius atjungimus. Šio metodo veiksmingumas priklauso nuo didžiulės energijos, kurią tiekia aukšto slėgio skysčio srovė, kad eroduotų ir tuo pat metu sumaišytų dirvožemį.

Procesas prasideda aukšto slėgio rotacinio reaktyvinio gręžimo įrenginio padėties nustatymu nurodytoje kolonėlės vietoje. Tada įrenginys išgręžia kreipiamąją skylę iki reikiamo apdorojimo gylio, naudodamas santykinai mažo skersmens grąžtą, dažnai naudodamas žemesnio slėgio skystį arba orą, kad pašalintų nuopjovas ir stabilizuotų gręžinį. Ši pradinė gręžimo fazė užtikrina, kad purškimo glaistymo styga gali pasiekti tikslinę zoną be kliūčių. Pasiekus pageidaujamą gylį, pradedama glaistymo srove operacija. Gręžimo styga yra prijungta prie aukšto slėgio siurblio, galinčio generuoti slėgį, kuris paprastai svyruoja nuo 400 iki 600 barų, o kartais net ir didesnį. Šis siurblys stumia skiedinio srutą per gręžimo strypus ir ištraukia per specialiai sukurtus antgalius, esančius monitoriaus apačioje arba purškimo galvutę.

Technologijos esmė slypi monitoriuje ir purškimo veiksme. Skiedinys iš purkštukų išstumiamas viršgarsiniu greičiu, todėl susidaro vientisa didelės energijos srovė, kuri stipriai ardo aplinkinę dirvožemio matricą. Tada aukšto slėgio rotacinis reaktyvinis gręžimo įrenginys pradeda suktis ir lėtai traukia grąžtą iš skylės apačios į viršų. Sukimosi ir ištraukimo derinys yra kruopščiai kontroliuojamas, kad būtų užtikrintas vienodas kolonėlės skersmuo. Dėl erozinės srovės jėgos susidaro ertmė, kuri tuo pačiu metu užpildoma ir sumaišoma su skiedinio srutomis. Ištraukimo greičio, sukimosi greičio ir siurblio slėgio parametrai tiksliai sukalibruojami pagal grunto tipą ir norimą kolonėlės skersmenį; pavyzdžiui, lėtesnis ištraukimas ir didesnis slėgis paprastai lemia didesnio skersmens kolonėlę.

Yra kelios reaktyvinės glaistymo sistemos, o aukšto slėgio rotacinį srovės gręžimo įrenginį galima sukonfigūruoti labiausiai paplitusiai, aukščiau aprašytai „Single Fluid System“. Šioje sistemoje vien skiedinio srutos veikia kaip pjovimo ir maišymo terpė. Dirvožemio dalelės suskaidomos ir sumaišomos su cemento skiediniu, kad susidarytų vienalytė dirvožemio cemento medžiaga. Galutinės kolonėlės savybės, tokios kaip stiprumas ir pralaidumas, priklauso nuo pradinių dirvožemio savybių, skiedinio vandens ir cemento santykio bei maišymo efektyvumo. Proceso metu susidaro didelis kiekis nešvarumų – perteklinio skiedinio ir išstumto dirvožemio mišinio, kuris grįžta į paviršių išilgai gręžinio žiedo. Šis nešvarumas turi būti tvarkomas ir surenkamas į izoliavimo sistemą, kad vėliau būtų pašalintas arba apdorotas.

Sėkmingas šios technikos įgyvendinimas priklauso nuo griežtos kokybės kontrolės ir supratimo apie dirvožemio ir srovės sąveiką. Aukšto slėgio rotacinio reaktyvinio gręžimo įrenginio operatoriai turi nuolat stebėti ir registruoti visus pagrindinius parametrus, įskaitant srautą, slėgį, sukimosi greitį ir kėlimo greitį. Priešgamybiniai bandymai arba bandymo kolonėlės dažnai atliekami siekiant patvirtinti projektavimo prielaidas ir patikslinti eksploatacinius parametrus konkrečioms vietos sąlygoms. Šios bandymo kolonėlės vėliau iškasamos arba išimamos šerdies, kad būtų patikrinta jų geometrija ir išgautų dirvožemio cemento mėginių stiprumas. Valdydamas energijos įvedimą ir purkštuko kinematiką, aukšto slėgio rotacinisreaktyvinis gręžimo įrenginyssukuria nuspėjamą ir kompetentingą dirvožemio cemento koloną, kuri efektyviai sutvirtina žemę.