Martelli DTHe gli scalpelli sono stati usati dagli umani fin dall'età della pietra per rompere le rocce. Questa pagina delinea i concetti storici e le innovazioni utilizzate per incorporare l'idraulicaStrumenti di perforazione della roccia.
Esistono due strategie combinate: durante la rivoluzione industriale, la perforazione di fori di esplosione è stata utilizzata nell'estrazione mineraria e nella perforazione di tunnel, nonché nella perforazione profonda per pozzi di acqua, gas e petrolio.
Perforatrici da roccia pneumatiche nel19secolo
Prima dell'invenzione delle prime perforatrici a vapore nel 1850, la maggior parte degli scavi veniva eseguita a mano. Sono stati creati per praticare fori di esplosione. Alcuni nuovi dispositivi, come compressori d'aria e trapani a percussione ad aria compressa, sono stati impiegati per la prima volta durante la costruzione del tunnel Hoosac.
Il trapano a percussione DTH di Ingersoll nel 1871 è spesso citato come una pietra miliare nella perforazione a percussione. Uno scalpello viene accelerato nel foro e ruotato automaticamente. L'apparato era abbastanza piccolo da poter essere trasportato dagli operai e aveva un'alimentazione automatica.
L'invenzione di un trapano a percussione DTH senza valvola risale al 1872, quando CJ Ball ha depositato un brevetto che utilizzava un pistone come valvola: il pistone aprirà i canali che collegano le sue superfici allo scarico e all'alimentazione del fluido quando raggiunge un punto specifico. In questo modo, la pressione verrà applicata su un lato mentre viene rilasciata dall'altro. Ciò sigillerà i canali e farà espandere il fluido, accelerando ulteriormente il pistone fino a raggiungere il lato opposto e invertendo le pressioni. Questo concetto è ancora utilizzato nei martelli perforatori pneumatici Down-The-Hole (DTH) ma non può essere utilizzato per i martelli perforatori idraulici DTH, poiché l'espansione fa parte del meccanismo e non è disponibile per l'idraulica.
Pozzo di perforazione nel 19esimosecolo
Anche fino all'inizio del XX secolo, la perforazione di pozzi nella roccia dura veniva eseguita mediante perforazione a percussione con utensile a cavo: uno scalpello montato su un cavo viene lasciato cadere nel foro e tirato su di nuovo. Questo metodo è noto da migliaia di anni ed è ancora utilizzato nei paesi in via di sviluppo.
Per la perforazione di rocce morbide, nella perforazione a rotazione sono state utilizzate punte a coda di pesce.
Ci sono alcune invenzioni alla fine del XVIII secolo che proponevano un meccanismo di azionamento all'estremità del trapano azionato dal fluido di perforazione, come il motore a turbina per punte diamantate del 1873 di Christopher G. Cross.
