Metodo di funzionamento dei martelli fondo foro (DTH) per perforazione rotativa a impatto
Il metodo di perforazione a rotazione a impatto installa un martello fondo foro (DTH) tra l'estremità inferiore di una batteria di perforazione rotante e il gruppo carotaggio/perforazione, in modo che gli impulsi di impatto, il carico assiale della punta e la coppia della batteria di perforazione agiscano simultaneamente sulla punta, consentendo sia la perforazione che il recupero della carota. Questo metodo ha avuto origine in Europa all'inizio del XIX secolo. La Cina ha avviato la ricerca nel 1958 e lo sviluppo ha accelerato negli anni '70. I suoi principali vantaggi sono velocità di perforazione sostanzialmente aumentate in rocce dure, avanzamenti più lunghi per ogni passata, riduzione della flessione del foro e costi di perforazione significativamente inferiori. La perforazione a rotazione a impatto viene realizzata con due tipi di martelli: martelli azionati da fluido di perforazione (DTH a fango o idraulici) e martelli azionati da aria compressa (DTH pneumatici). Di seguito si concentra il metodo a rotazione a impatto a fango (idraulico).
Sistema di perforazione a rotazione a impatto alimentato a fango In un sistema alimentato a fango, una pompa per fango invia il fluido di perforazione attraverso la batteria di perforazione nel martello, azionando un martello idraulico che genera impatti sul tubo di carotaggio interno e sulla punta; la batteria di perforazione viene ruotata e appesantita dalla piattaforma per fornire coppia e carico assiale. Questo metodo può essere combinato con utensili di carotaggio wireline, nel qual caso è chiamato carotaggio rotativo DTH alimentato a fango wireline. Prima di iniziare la perforazione, il martello alimentato a fango e il tubo di carotaggio interno (sospesi dalla testa di recupero wireline) vengono calati nel cilindro di carotaggio dalla superficie; il fluido di perforazione viene quindi pompato nella batteria di perforazione per azionare il martello per la perforazione e il carotaggio. Al termine della perforazione, un sottile cavo d'acciaio e un utensile di recupero, azionato da un argano dedicato, vengono utilizzati per tirare il martello e il tubo di carotaggio interno in superficie.
Tipi di martelli azionati a fango e selezione delle punte I martelli azionati a fango (idraulici) sono gli strumenti principali per la perforazione a percussione-rotativa. In base al principio di funzionamento, sono classificati in tre tipologie: ad azione diretta, a doppia azione e ad azione inversa. In base alla frequenza d'impatto, si dividono in due categorie: martelli ad alta frequenza (oltre 40 Hz), che possono essere utilizzati con punte diamantate e si basano principalmente sulla rotazione con l'impatto come meccanismo di rottura ausiliario (spesso chiamati perforazione a percussione-rotativa a percussione a fango); e martelli a bassa frequenza (inferiori a 40 Hz), in genere abbinati a punte in lega dura o carburo, che si basano principalmente sull'impatto con la rotazione come azione ausiliaria (comunemente chiamati perforazione a percussione-rotativa a percussione a fango).
