Cilindres de nucli de diamant

Els barrils de perforació amb nucli de diamant són eines de perforació especialitzades dissenyades per penetrar formacions rocoses competents durant la fase de socketing de roca en la instal·lació de fonaments profunds. Aquests barrils disposen de caps de tall amb diamants que abraden a través de roca dura i cristal·lina mentre alhora extreuen mostres de nucli cilíndriques. Com a la solució de perforació més precisa i eficient per crear sockets de roca en piles perforades, elements de mur de diafragma i caissons, els barrils de nucli de diamant permeten als enginyers geotècnics establir una capacitat de càrrega fiable en les roques mares mentre recullen mostres crítiques per a la verificació de l'estrat de càrrega dels fonaments. Els barrils de nucli de diamant s'utilitzen en operacions de perforació de fonaments profunds que requereixen penetrar a través del sobrecàrrega de sòl fins a formacions rocoses competents. Són essencials en els procediments de socketing de roca per a piles perforades (eixos perforats), instal·lacions de murs de diafragma on existeixen condicions de suport de roca i construcció de piles secants a través de l'estrat de roca. Els barrils faciliten la mostreig de nucli obligatòria per garantir la qualitat, ja que les mostres extretes verifiquen directament la qualitat de la roca, el grau d'weathering, els patrons de fractura i els paràmetres de capacitat de càrrega essencials per a la validació del disseny dels fonaments. El principi operatiu implica fer rotar el barril de nucli buit sota pressió hidràulica contra la superfície de la roca. El cap de tall amb diamants—composat de diamants industrials incrustats en una matriu de metall sinteritzat—abradeix i fragmenta progressivament la roca mentre el barril avança sota empenta i torque. Els retalls de perforació són eliminats mitjançant fluid de circulació o circulació d'aire comprimit, mentre que el barril buit preserva el nucli de roca intacte. Les taxes de penetració varien substancialment amb la força de la roca objectiu mesurada en força compressiva no confinada, la concentració de diamants a la matriu de tall i els paràmetres de càrrega aplicada des de la perforadora. Els barrils de nucli de diamant es fabriquen en diverses configuracions diferenciades per diàmetre del forat (generalment de 76 a 152 mm), graus de concentració de diamants (des de la impregnació estàndard fins a la premium) i estàndards de connexió (juntura flush, rosca externa o especificacions API). Els barrils de tub simple proporcionen una extracció de nucli senzilla en roca competent, mentre que els barrils de tub doble aïllen el nucli amb un tub intern que rota independentment per evitar pèrdues en intervals fortament fracturats o descompostos. Les variants de diamant policristal·lí compacte (PDC) ofereixen millors taxes de penetració en certs tipus de roca. La selecció requereix l'avaluació de la força compressiva no confinada i la mineralogia de les formacions objectiu, el grau de fracturació, la qualitat de nucli requerida per a proves de laboratori, la capacitat d'empenta i torque disponibles de la perforadora, i l'economia de l'eina. Els estàndards de la indústria com ASTM D2113 (perforació de nucli de diamant per a investigació de llocs), ASTM D6300 (avaluació dels contractistes de perforació) i ISO 14689 (classificació de roques i sòls) proporcionen especificacions per a l'equipament, els procediments de perforació i la documentació del nucli essencials per al control de qualitat de fonaments profunds.