DISPOSITIVO DE PERFORACIÓN Y PROCEDIMIENTO PARA LA EXTRACCIÓN DE MUESTRAS DE SUELO.

Dispositivo de perforación para la extracción de muestras de suelo que comprende un impulsor (2),

un cabezal de impacto (3) sobre el que choca el impulsor (2), un dispositivo giratorio (13) dispuesto en el cabezal de impacto (3), a cuyo dispositivo giratorio es acoplable la barra de perforación, con cuyo dispositivo giratorio (13) se puede impulsar en rotación la barra de perforación, un tubo de perforación (17) montado en la barra de perforación, en cuya parte frontal se puede acoplar una corona de perforación (18) y un casquillo (19) para la muestra de suelo, insertable en el tubo de perforación (17), en cuyo casquillo se puede alojar el testigo de muestra de perforación, caracterizado porque el dispositivo giratorio comprende un cabezal giratorio (11) que queda a tope con el cabezal de impacto (3), cuyo cabezal giratorio (11) es conectable a un elemento de fijación (14) para el tubo de perforación (16) y cuyo cabezal giratorio (11) está dotado con un orificio axial pasante (25), en el que está colocada una barra de fijación (24) que está retenida de forma fija en rotación en el cabezal de impacto (3) por una de sus zonas extremas, estando conectada la otra zona extrema por medio de elementos de unión (21, 22, 23) al casquillo (19) para la muestra de suelo

Dispositivo de perforación y procedimiento para la extracción de muestras de suelo.

La presente invención se refiere a un dispositivo de perforación para la extracción de muestras de suelo que comprende un impulsor, un cabezal de impacto sobre el que choca el impulsor, un dispositivo giratorio dispuesto en el cabezal de impacto, a cuyo dispositivo giratorio es acoplable la barra de perforación, con cuyo dispositivo giratorio se puede impulsar en rotación la barra de perforación, un tubo de perforación montado en la barra de perforación, en cuya parte frontal se puede acoplar una corona de perforación y un casquillo para la muestra de suelo, insertable en el tubo de perforación, en cuyo casquillo se puede alojar el testigo de muestra de perforación, y hace referencia también a un procedimiento para ello.

Con este tipo de dispositivos de perforación, se extraen, en especial, muestras de suelo. El dispositivo de perforación está dispuesto en un soporte de perforación que puede ser montado en el lugar de la perforación. No obstante, este soporte de perforación puede estar fijado también, por ejemplo, en un vehículo. Este soporte de perforación presenta un impulsor y un dispositivo giratorio, de manera que resulta posible la introducción del tubo de perforación mediante la acción del impulsor y del dispositivo giratorio, o solamente con el impulsor o el dispositivo giratorio, en la tierra. Durante el proceso de perforación, la muestra de suelo entra en el tubo de perforación y puede ser extraída conjuntamente con dicho tubo de perforación hacia fuera del orificio de perforación y se puede colocar, por ejemplo, en un recipiente especial para la recogida de estas muestras de suelo.

Se conocen dispositivos de perforación con los que se pueden extraer muestras de suelo y que utilizan para ello un tubo de perforación que es introducido en el suelo, tal como, por ejemplo, se puede deducir del documento DE-A 32 00 927. Este documento se considerará también como el documento más próximo del estado de la técnica y da a conocer las características de la parte introductoria de la reivindicación 1. En dicho tubo de perforación, que en la zona de perforación está dotado de una corona o anillo de perforación, se utiliza un casquillo que es giratorio libremente con respecto al tubo de perforación. Durante el proceso de perforación, el casquillo debe permanecer, por lo tanto, inmóvil con respecto al testigo que ha entrado dentro del casquillo para poder retener, de manera óptima, una muestra del suelo. No obstante, se ha observado que entre el casquillo y el orificio de perforación que está dispuesto en soportes con los que es giratorio el casquillo, pueden entrar partículas de tierra, de manera que el casquillo queda bloqueado y gira conjuntamente con el tubo de perforación. El giro conjunto del casquillo con el tubo de perforación puede ser causa de que se rompa el testigo y que gire conjuntamente con el tubo de perforación y el casquillo, de manera que se perjudica la calidad de la muestra de suelo.

El objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer un dispositivo de perforación en cuyo tubo de perforación puede ser dispuesto un casquillo para las muestras de suelo que queda asegurado contra el giro.

De acuerdo con la invención, se consigue este objetivo por el hecho de que el dispositivo giratorio comprende un cabezal giratorio que queda a tope con el cabezal de impacto, cuyo cabezal giratorio es conectable a un elemento de fijación para el tubo de perforación y cuyo cabezal giratorio está dotado con un orificio axial pasante, en el que está colocada una barra de fijación que está retenida de forma fija en rotación en el cabezal de impacto por una de sus zonas extremas, estando conectada la otra zona extrema por medio de elementos de unión al casquillo para la muestra de suelo.

Con esta disposición se consigue, de manera óptima, que el casquillo para la muestra de suelo quede retenido, asegurado contra el giro, en el tubo de perforación, de manera que se consigue una elevada calidad de las muestras de suelo a extraer.

De manera ventajosa, el cabezal de impacto y el impulsor se pueden desplazar axialmente y se pueden unir entre sí de manera fija en giro, por lo que se puede conseguir que el cabezal de impacto no pueda girar.

De manera ventajosa, el elemento de fijación comprende un cabezal de perforación que está conectado mediante una unión desmontable con el cabezal giratorio y en el que se puede acoplar el tubo de perforación, de manera que se consigue una manipulación óptima en el proceso de perforación.

Entre el cabezal giratorio y el tubo de perforación se pueden colocar piezas de prolongación, de manera que se posibilita realizar orificios con mayor profundidad, garantizando una sencilla maniobrabilidad.

De manera ventajosa, los elementos de unión presentan una pieza de fijación, la cual se puede conectar con el casquillo para la muestra de suelo, lo que igualmente significa una maniobrabilidad simplificada.

Otra disposición ventajosa de la invención consiste en que la barra de fijación está dotada de un orificio central, que está cerrado en el lado que corresponde al cabezal de impacto y que está abierto en el lado que corresponde al elemento de unión y que está unido con una conducción de alimentación, mediante la cual se puede introducir un medio líquido en el orificio central. Con esta disposición se consigue una construcción simple que permite una alimentación simplificada de un medio líquido en el orificio de perforación.

De manera ventajosa, los elementos de unión están dotados de otro orificio central, estos orificios están unidos con el orificio central y mediante los mismos el medio líquido se puede conducir a la pieza de fijación y desde allí se puede conducir a la zona de perforación, lo que posibilita igualmente una construcción simplificada del dispositivo de perforación.

Entre la barra de fijación y la pieza de fijación se pueden colocar piezas de prolongación, conectadas entre sí y a la barra de fijación, o de manera correspondiente a la pieza de fijación, de manera desmontable y que, de igual forma, están dotadas de un orificio central adicional. De esta manera, se garantiza la maniobrabilidad simplificada incluso para grandes orificios de perforación.

De manera ventajosa, los elementos de unión comprenden una pieza intermedia que puede ser colocada sobre la barra de fijación por acoplamiento de forma, de manera que se consigue un acoplamiento simplificado entre la barra de fijación y los elementos de unión.

De manera ventajosa, la pieza de fijación está dotada de orificios que discurren radialmente, mediante los cuales el medio fluido alimentado es capaz de ser conducido al espacio intermedio entre el tubo de perforación y el casquillo para la muestra de suelo. Mediante la acción del medio líquido en dicho recinto intermedio entre el tubo de perforación y el casquillo para la muestra de suelo, se consigue una capacidad giratoria óptima.

Otra disposición ventajosa de la invención consiste en que el espacio intermedio entre el tubo de perforación y el casquillo para la muestra de suelo está cerrado por un elemento de estanqueidad superior y un elemento de estanqueidad inferior, de manera que se puede evitar que en este espacio intermedio puedan entrar partículas de tierra.

Es ventajoso que el elemento de estanqueidad inferior está situado en la corona de perforación y porque la corona de perforación está dotada de canales mediante los cuales dicho medio puede ser guiado hacia el exterior del espacio intermedio, a la zona de perforación de la corona de perforación. De esta manera se consigue, a parte de evitar la entrada de partículas de tierra en el espacio intermedio, la refrigeración y lubrificación de la corona o anillo de perforación.

De manera ventajosa, en la pieza de fijación queda realizada una abertura de paso, que está dotada de una válvula, de manera que se posibilita que pueda salir el aire cuando tiene lugar la entrada del testigo en el casquillo para la muestra de suelo.

Las piezas de prolongación entre el elemento de fijación y el tubo de perforación pueden presentar una forma correspondiente al tubo de perforación, de manera que los tubos de perforación, en la extracción de las muestras de suelo, permanezcan en el tubo de perforación y soporten a éste de manera óptima. Las piezas de prolongación, que se pueden colocar entre el cabezal giratorio y el elemento...

1. Dispositivo de perforación para la extracción de muestras de suelo que comprende un impulsor (2), un cabezal de impacto (3) sobre el que choca el impulsor (2), un dispositivo giratorio (13) dispuesto en el cabezal de impacto (3), a cuyo dispositivo giratorio es acoplable la barra de perforación, con cuyo dispositivo giratorio (13) se puede impulsar en rotación la barra de perforación, un tubo de perforación (17) montado en la barra de perforación, en cuya parte frontal se puede acoplar una corona de perforación (18) y un casquillo (19) para la muestra de suelo, insertable en el tubo de perforación (17), en cuyo casquillo se puede alojar el testigo de muestra de perforación, caracterizado porque el dispositivo giratorio comprende un cabezal giratorio (11) que queda a tope con el cabezal de impacto (3), cuyo cabezal giratorio (11) es conectable a un elemento de fijación (14) para el tubo de perforación (16) y cuyo cabezal giratorio (11) está dotado con un orificio axial pasante (25), en el que está colocada una barra de fijación (24) que está retenida de forma fija en rotación en el cabezal de impacto (3) por una de sus zonas extremas, estando conectada la otra zona extrema por medio de elementos de unión (21, 22, 23) al casquillo (19) para la muestra de suelo.

2. Dispositivo de perforación, según la reivindicación 1, caracterizado porque el cabezal de impacto (3) y el impulsor (2) están conectados entre sí de forma axialmente desplazable y fija en rotación.

3. Dispositivo de perforación, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el elemento de fijación (14) consiste en un cabezal de perforación (15) que es conectable a través de una conexión desmontable con el cabezal giratorio (11) y al que se puede acoplar el tubo de perforación (16).

4. Dispositivo de perforación, según la reivindicación 3, caracterizado porque unas piezas de prolongación (16, 36) pueden ser insertadas entre el cabezal giratorio (11) y el tubo de perforación (17).

5. Dispositivo de perforación, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los elementos de conexión tienen una pieza de fijación (21) que se puede conectar al casquillo (19) para la muestra de suelo.

6. Dispositivo de perforación, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la barra de fijación (24) está dotada de un orificio central (26) que está cerrado en el lado correspondiente al cabezal de impacto y abierto en el lado correspondiente al elemento de conexión, y que está conectado a una tubería de alimentación mediante la cual se puede conducir un medio fluido al orificio central (26).

7. Dispositivo de perforación, según la reivindicación 6, caracterizado porque los elementos de unión (21, 22, 23) están dotados de otro orificio central (26'), cuyos orificios están conectados al orificio central (26) y con intermedio de cuyos orificios el medio fluido puede ser conducido a la pieza de fijación (21) y es capaz de ser guiado desde allí a la zona de perforación.

8. Dispositivo de perforación, según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque entre la barra de fijación (24) y la pieza de fijación (21), pueden ser colocadas piezas de prolongación (22), conectadas entre sí y a la barra de fijación (24), o de manera correspondiente a la pieza de fijación (21), de manera desmontable y que, de igual forma, están dotadas de un orificio central adicional (26').

9. Dispositivo de perforación, según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los elementos de unión comprenden una pieza intermedia (23) que puede ser colocada sobre la barra de fijación (24) por acoplamiento de forma.

10. Dispositivo de perforación, según una de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque la pieza de fijación (21) está dotada de orificios (27) que discurren radialmente, mediante los cuales el medio fluido alimentado es capaz de ser conducido al espacio intermedio entre el tubo de perforación (17) y el casquillo (19) para la muestra de suelo.

11. Dispositivo de perforación, según la reivindicación 10, caracterizado porque el espacio intermedio entre el tubo de perforación (17) y el casquillo (19) para la muestra de suelo está cerrado por un elemento de estanqueidad superior (29) y un elemento de estanqueidad inferior (30).

12. Dispositivo de perforación, según la reivindicación 11, caracterizado porque el elemento de estanqueidad inferior (30) está situado en la corona de perforación (18) y porque la corona de perforación (18) está dotada de canales (31) mediante los cuales dicho medio puede ser guiado hacia el exterior del espacio intermedio, a la zona de perforación de la corona de perforación (18).

13. Dispositivo de perforación, según una de las reivindicaciones 5 a 12, caracterizado porque en la pieza de fijación (21) queda realizada una abertura de paso (32), que está dotada de una válvula.

14. Dispositivo de perforación, según una de las reivindicaciones 4 a 13, caracterizado porque las piezas de prolongación (16) pueden ser colocadas entre el elemento de fijación (14) y el tubo de perforación (17) y tienen una forma que corresponde al tubo de perforación (17).

15. Dispositivo de perforación, según una de las reivindicaciones 4 a 13, caracterizado porque las piezas de prolongación (36) pueden ser colocadas entre el cabezal giratorio (11) y el elemento de fijación (14) y tienen una forma que corresponde al cabezal giratorio (11).

16. Procedimiento para llevar a cabo el proceso de perforación con el dispositivo de perforación (1) según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por el hecho de que el tubo de perforación (17) es introducido por perforación y/o impulsión dentro del suelo, llevando montada la corona de perforación (18) y con un casquillo (19) para la muestra de suelo insertado en el mismo y fijado contra la rotación, por el hecho de que cuando el casquillo (19) para la muestra de suelo está lleno, el tubo de perforación (17) es separado del cabezal de perforación (15), el casquillo (19) para la muestra de suelo es extraído del tubo de perforación (17) que permanece en el suelo, dicho casquillo (19) para la muestra de suelo es separado de la pieza de fijación (21) y se extrae la muestra de suelo (41), y por el hecho de que el casquillo (19) para la muestra de suelo es insertado en el tubo de perforación (17) situado en el suelo y es dotado de una prolongación (22), una prolongación de tubo de perforación (16) es colocada sobre el tubo de perforación (17) y es conectada al cabezal de perforación (15), y se continúa la perforación y/o introducción.