Tubat e Bërthamës me Rrotë-Koni

Barrelat e bërthamës me kon të rulit janë mjete të specializuara për shpim rotativ të dizajnuara për të marrë mostra përfaqësuese të bërthamës së shkëmbinjve nga aplikimet e themelimit të thellë, kryesisht për vlerësimin e mbështetjes në shkëmb dhe karakterizimin e nënndërtesës në projekte të gërmimeve të thella dhe përmirësimit të tokës. Këto mjete përbëhen nga një barrel cilindrik me një tub bërthamë të brendshëm dhe një grup koke rotative të pajisur me gishta koni të rulit—zakonisht tre konë të rrotullueshëm të çelikut të fortë ose karbidit të tungstenit të pajisur me futje tungsteni ose diamanti. Barrel-i i bërthamës formon ndërfaqen strukturore midis vargut të shpimit dhe kokës prerëse, duke lejuar që materiali i shkëmbit të nxjerrë të kapet dhe të rikuperohet i paprekur për analizë gjeologjike dhe gjeoteknike. Barrelat e bërthamës me kon të rulit aplikohen në shumë metodologji të themelimit të thellë: në ndërtimin e mureve të diafragmës, ku përcaktimi i thellësisë dhe cilësisë së shkëmbit përcakton mbështetje për gërmimin dhe kapacitetin e mbështetjes së kolonave; në muret e kolonave sekante dhe tangente, për të verifikuar thellësinë e mbështetjes në shkëmb dhe karakteristikat e shtresave mbajtëse; në perde ndarëse dhe struktura kontrolluese të rrjedhjes, për të vlerësuar përshkueshmërinë dhe zonat e marrjes së grout-it në horizontet e mundshme të grouting; dhe në shpimin e hetimit paraprak të sitit para punimeve të mëdha të gërmimit ose mbështetjes. Funksioni i tyre kryesor është ofrimi i rikuperimit të kontrolluar të bërthamës me dokumentimin e Kualitetit të Shkëmbit (RQD), testimin e forcës kompresive uniaxiale dhe karakterizimin e frakturave të nevojshme për verifikimin e dizajnit dhe sigurimin e cilësisë së ndërtimit. Principi operativ mbështetet në momentin rotativ të aplikuar në vargun e shpimit, duke bërë që konat e rulit të rrotullohen rreth boshtit të barrel-it të bërthamës ndërsa shtyhen kundër faqes së shkëmbit. Veprimi prerës është kryesisht bluarje dhe shkatërrim—dhëmbët individualë të konit gradualisht thyejnë materialin e shkëmbit nën gishti e rulit, duke lejuar që materiali i frakturuar të bjerë në tubin e brendshëm të bërthamës. Ndërsa shpimi përparon, seksioni i avancuar i barrel-it kap kolonën e shkëmbit, e cila mbahet nga një kapës bërthamë i aktivizuar nga graviteti (tipi top ose shportë) i pozicionuar në bazën e barrel-it. Pasi të arrihet gjatësia e dëshiruar e bërthamës (zakonisht 3–10 metra për çdo cikël), e gjithë asambleja rikuperohet dhe bërthama nxirret me kujdes, matet, regjistrohet dhe përgatitet për testim në laborator sipas standardeve të ISRM (Shoqëria Ndërkombëtare për Mekanikën e Shkëmbinjve). Konfigurimet e pajisjeve përfshijnë sisteme standarde të linjës me tel (masat e kalibrit NQ, HQ, PQ që përkojnë me diametrat e bërthamës 47.6, 63.5 dhe 85 mm) dhe barrelat konvencionale të pezulluara me shufra. Dizajnet e gishta-ve të rulit ndryshojnë sipas klasifikimit të fortësisë së shkëmbit: formacionet më të buta përdorin futje me majë karbidi me hapësirë më të madhe mes konave, ndërsa shkëmbi jashtëzakonisht i fortë ose abraziv kërkon gishta butoni të karbidit të tungstenit me densitet më të ngushtë butoni. Barrelat me gjatësi të zgjeruar për shtresa të trasha, barrelat me tub të ndarë për ruajtjen e përmirësuar të mostrave, dhe sistemet e orientuara të bërthamës për vlerësimin e gjeologjisë strukturore përfaqësojnë variante të zakonshme. Zgjedhja e konfigurimeve të barrel-it të bërthamës me kon të rulit varet nga forca e parashikuar e shkëmbit (intervali UCS), kërkesat për rikuperimin e bërthamës të specifikuara në përmbajtjen e hetimit gjeoteknik, kufizimet e buxhetit për shpim, dhe përputhshmëria me prodhimin e energjisë së pajisjes. Shpuesit duhet të balancojnë cilësinë e rikuperimit me shpejtësinë e shpimit—ushqimi agresiv rrit depërtimin por rrezikon shqetësimin dhe reduktimin e mostrave të bërthamës; teknika konservative minimizon frakturimin por zgjat kohën e projektit. Standardet e aplikueshme përfshijnë ISO 13311-1 (karakterizimi i bërthamës dhe masës së shkëmbit), DIN 4095 (standardi gjerman për shpim dhe bërthamë), dhe udhëzimet e API (Instituti Amerikan i Naftës) të adaptuara për aplikimet e inxhinierisë civile. Vlerësimi i RQD ndjek rekomandimet e ISRM, me fotografi të bërthamës dhe ruajtjen e kutive të bërthamës të dokumentuara sipas standardeve ISO 14689.