New Principles of Process Control in Geotechnics by Acoustic Methods

Nuevos principios de control de procesos en geotecnia mediante métodos acústicos

La contribución describe la nueva solución del control del proceso de perforación rotatoria como algún proceso elemental en geotecnia. El artículo presenta los primeros resultados de la investigación sobre la utilización de métodos acústicos en el proceso de identificación por el control óptimo de la perforación rotatoria.

INTRODUCCIÓN

El control tecnológico del proceso supone que se dispone de suficiente información sobre las propiedades estáticas y dinámicas del proceso y también sobre su estado actual durante su control. A la cantidad y calidad de la información disponible corresponde entonces la estructura y el principio del sistema de control. El diseño del sistema de control está precedido por la identificación del proceso, cuyo resultado es un modelo de proceso, que comprende sus propiedades estáticas y, en la mayoría de los casos, también dinámicas.

PERFORACIÓN ROTATIVA DE ROCAS

El proceso de separación de rocas por perforación rotatoria, desde el punto de vista del control de procesos, es dinámico, con un fuerte componente estocástico. Desde el punto de vista de la mensurabilidad de las cantidades de estado, existe un problema ya que la esencia del proceso de perforación rotatoria es el corte y corte del material mediante el uso de una herramienta de separación [1, 2]. Estos procesos mecánicos elementales son muy difíciles de medir en condiciones de producción y su modelado matemático tiene más significado teórico que uso práctico en el control [3]. Debido a esto, en la práctica nos encontramos con dispositivos de perforación y tunelización, cuyo modo de trabajo es definido de antemano por el fabricante del dispositivo o, en el mejor de los casos, es fijado por el personal operativo en base a las propiedades geomecánicas promedio del macizo rocoso.

En el marco de la investigación de la subvención se investigaron las posibilidades de utilizar la señal acústica concurrente como fuente de información integrada sobre el estado del proceso de separación. La idea original era que en el penetrador - límite de la roca durante el proceso de perforación se producen vibraciones mecánicas periódicas y también choques mecánicos estocásticos, que corresponden a procesos mecánicos elementales de corte y división del material. Existe la suposición de que el carácter de estos procesos corresponde a las propiedades geomecánicas de una formación rocosa particular. Estas vibraciones y choques crean posteriormente el ruido correspondiente. Sobre la base de esta idea, se supuso que la señal de vibraciones mecánicas, así como la correspondiente señal de ruido, contienen información sobre las condiciones y el proceso de separación de rocas, que podría utilizarse en el control del proceso.