Rotadors de revestiment

Els rotadors de tubacions són dispositius hidràulics o mecànics que proporcionen una força de rotació a les strings de tub de conducció durant les operacions de perforació en treballs de fonamentació profunda. En el context de la construcció de murs de pilotes secants, aquests dispositius són components essencials del sistema de perforació que permeten la rotació simultània i l'avanç vertical de tubs de conducció temporals o permanents, un requisit fonamental per mantenir l'estabilitat del forat de perforació i aconseguir una geometria de pila precisa en condicions geotècniques desafiadores. L'aplicació principal dels rotadors de tubacions és en l'execució de murs de pilotes secants, on es fan servir pilotes de formigó armat superposades per crear murs estructurals continus per a suport d'excavacions de soterrani, estabilització del sòl i barreres de tall profund. També s'utilitzen en la construcció de murs de diafragma, especialment quan s'empren mètodes de perforació basats en tubs de conducció en lloc de sistemes tradicionals de guiatge. Aplicacions addicionals inclouen operacions de jet grouting muntades en sistemes de tub de conducció, producció de columnes de barreja de sòl-cement i, en algunes aplicacions de murs de pilotes, on les tècniques de perforació rotacional milloren l'eficiència d'impacte i el control de verticalitat en estrats inestables. El principi operatiu d'un rotador de tubacions implica la conversió de potència hidràulica o mecànica en força de rotació contínua aplicada a la string de tub mitjançant un mecanisme de capçal de conducció posicionat a la superfície. El rotador, normalment muntat en la kelly o màstil del perforador, es connecta mecànicament amb el tub mitjançant un capçal de conducció que agafa el tub. A mesura que el tub gira, la fricció entre l'exterior del tub i el sòl, combinada amb l'acció de tall de la sabata del tub (una vora afilada o endurida a la base del tub), trenca i elimina material del sòl, permetent l'avançament cap avall sota la pressió de subministrament del perforador. Aquesta rotació i avançament simultanis impedeixen el desplasament del forat, mantenen la verticalitat i redueixen el risc de desviació del tub en condicions geotècniques inestables. Els rotadors de tubacions estan disponibles en configuracions determinades per l'arquitectura del sistema de perforació i els requeriments del diàmetre del tub. Els rotadors hidràulics, el tipus més prevalent, incorporen caixes de canvi planetàries o mecanismes d'accionament directe que ofereixen un parell de 10 a 150+ quilonewtons-metres (kN·m), corresponents a diàmetres de tub que oscil·len entre 300 mm i 1500 mm. Sistemes manuals o semi-automàtics serveixen per aplicacions de diàmetres més petits. Els interfaces del capçal de conducció s'adapten a les roscades estàndard API i als sistemes de connexió ràpida propietaris. La selecció de l'equip adequat de rotador de tubacions requereix l'evaluació de múltiples factors. El diàmetre del tub i el parell de perforació anticipat, determinats pel tipus de sòl, la profunditat i el disseny de la sabata del tub, representen consideracions primordials. La disponibilitat de potència del perforador —tant la taxa de flux hidràulic (litres per minut) com la capacitat de pressió— ha d'alignar-se amb les especificacions del rotador. Les requisits operatius incloent l'altura de capçal permès, la velocitat de rotació (normalment de 5 a 30 RPM), i la compatibilitat amb els sistemes de guiatge del perforador existent influeixen significativament en la selecció de l'equip. La durabilitat en condicions de sòl abrasiu o de gran coherència, la resistència al desgast dels coixinets i la integritat dels segells són cridats a ser fonamentals per a la productivitat de perforació sostenida. Els estàndards aplicables per a l'operació dels rotadors de tubacions inclouen l'ISO 20475 (requisits de seguretat per a equips de perforació), estàndards DIN rellevants per a màquines hidràuliques, i especificacions spécifiques del projecte definides pels fabricants de sistemes de tub de conducció i configuracions de perforadors. La conformitat assegura la seguretat de l'operador i un rendiment de perforació consistent en diverses condicions geotècniques.