Perforación equipos dth

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Manual de perforación necesario para el instructor y el alumno

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Perforación equipos dth

  1. 1. INTRODUCCIONEl sistema DHT fue desarrollado para vencer algunos de losproblemas asociados con la rectitud de taladro sufrida porperforadoras tophammer. Tubos guía rígidos con grandiámetro externo, fueron desarrollados para mantener laserie de perforación en un curso de línea recta, y mejorarflujo. Con un DTH hammer una serie de tubos ofrecen másgrande rigidez, y corren cerrando las paredes del taladro,resultando en una considerable menor desviación que enserie de perforación tophammer.
  2. 2. Principios Básicos de PerforaciónUn equipo de perforación reúne todos los conceptos básicosde electricidad, hidráulica y neumática. El aire es necesariopara barrer el agujero y para accionar algunos de suscomponentes mecánicos. El sistema hidráulico es necesariopara suministrar la potencia a cilindros, mecanismos depropulsión, rotación, avance, accesorios. Y por último loscontroles eléctricos se utilizan para ignición solenoides,relevos, etc.Perforación por percusión.Puede ser con martillo en cabeza o martillo de fondo, lapenetración de la broca ocurre debido a la combinación de4 acciones: Percusión Rotación Avance Barrido
  3. 3. Nosotros nos enfocaremos en el martillo de fondo.El martillo de fondo utiliza un pistón neumático que golpeadirectamente la broca. La rotación viene transmitida de uncabezal rotatorio normalmente accionado por un motorhidráulico a través de los tubos de perforación. El principiode la fractura y barrido es similar al del martillo en elcabezal.La principal ventaja con respecto al martillo en el cabezales que no hay disipación de energía de impacto, ya que elgolpe es justo a la broca, por esto se obtiene mayoresprofundidades. Requiere aire con mayor presión que elutilizado con un drifter, también requiere torque moderadoy baja fuerza de alimentación.
  4. 4. PERFORACION ROTOPERCTIVALa perforación rotopercutiva es el sistema más clásico deperforación de barrenos.El principio de perforación de estos equipos se basa en elimpacto de una pieza de acero (pistón que golpea a un útilque a su vez transmite la energía al fondo del barreno pormedio de un elemento final (broca)La perforación se basa en la combinación de la percusión, larotación, el empuje y el barrido.Percusión:Son ondas de energía producidas por el pistón del martilloque se transmiten a la broca a través de la columna deperforación en el caso de las perforas con martillo encabeza y directamente a la broca en el caso de las quetienen martillo de fondo.RotaciónEl giro de la broca entre impactos sucesivos permite que losinsertos ataquen la roca intacta en cada impacto, a unavelocidad óptima de rotación se pueden generar recortesgrandes y menos desperdicio de energía en fracturaciónrepetida en recortes. Las brocas de botón requierenvelocidades más bajas que las brocas en “X”.Avance o EmpujeLa fuerza de avance empuja la columna de perforación y labroca en el agujero. La broca se mantiene en “contacto”con el fondo del agujero, transmitiendo el impacto a laroca. Una fuerza de avance insuficiente reduce la velocidadde penetración, aumenta el desgaste de las roscas devarillas y acoples, afloja la columna de perforación y causa
  5. 5. recalentamiento de los componentes del equipo; mientrasque una fuerza de avance excesiva reduce también lavelocidad de penetración, un apriete excesivo de acoples,aumenta el desgaste de la broca, vibración del equipo ydesviación del agujero.}BarridoLos recortes deben ser evacuados del agujero para evitar lapérdida de energía en triturado repetido, reducir abrasión yevitar el atasque de la broca. El aire comprimido se inyectaa través de la columna de perforación y al salir por lasboquillas del a broca arrastra los recortes hacia lasuperficie.La presión de aire en las boquillas de la broca debe ser elnecesario como para dislocar los recortes y acelerarloshasta la velocidad de barrido en una distancia corta. Lavelocidad de barrido del aire en el área anular entre lacolumna de perforación y la pared del agujero debe sersuficiente para arrastrar los recortes hasta la superficie.Perforadora DTH KQ-90Y
  6. 6. PERFORACION CON EMPUJADOR (DRIFTER)Este método usa drifters (perforadoras) hidráulicos oneumáticos ubicados sobre la guía de perforación exterioral pozo.El pistón del drifter descarga su energía hacia la roca através de una barra de percusión, acoplamientos, barras deperforación y la broca. Esta energía parte la roca enpequeños recortes de perforación.El motor de rotación del drifter gira la broca al encontrarroca suave y rompe los recortes en pequeñas piezas. El airecomprimido limpia los cortes de perforación del pozo. Undispositivo de alimentación mantiene la fuerza constantesobre la broca y sobre la superficie de la roca para usar lamáxima energía del drifter. Agregando barras deperforación y acoplamientos se disipa energíaconsecuentemente la velocidad de perforación disminuyecon el incremento de la profundidad.
  7. 7. Brocas para la percusiónPueden ser usadas con martillos de cabeza o de fondo. Soninsertos de acero de carburo de tungsteno con brocas debotones, en cruz o en “X”. Existen varios diseños para usoen diferentes tipos de roca y pueden ser re-acondicionadaspuliendo los insertos. Estos insertos producen fracturas enla roca mediante una combinación de impacto, triturado ypaleado; produciendo pequeños recortes. El proceso essimilar al de un martillo y cincel, repetido rápidamente. Lapercusión consume de 80% a 85% de la potencia delmartillo.Brocas con botones.Broca en cruz.
  8. 8. COMPONENTES DE LOS EQUIPOS DE PERFORACIONTren de Potencia:Es una fuente primaria de energía para todos loscomponentes. Puedes ser un motor Diesel o tal vezeléctrico, conectado mediante cables. El tamaño y lapotencia varían de acuerdo con el rendimiento y lacapacidad necesarios. Ojo, en las perforadoras neumáticas,la energía es suministrada mediante aire comprimido.La percusión y la rotación en las perforadoras con martillosde fondo son separadas. La percusión es producida por unpistón reciprocante accionado neumáticamente, el cualgolpea directamente la broca. En el caso de la rotación lavelocidad es variable y es producida por la cabeza derotación y transmitida por la columna de perforación.Los martillos de fondo pueden ser usados en perforadorassobre oruga tipo crawler o en perforadoras rotatorias.Sistema de Circulacion de Aire:El propósito principal es limpiar la broca y sacar los pedazosde roca hasta la superficie. Esta compuesto por elcompresor y tubería, mangueras, conducto a través delmartillo a cabeza rotatoria, columna de perforación yboquillas de la broca. Este mismo aire acciona el pistón enel martillo de fondo, además una función secundaria es lade mantener fría la broca para evitar elsobrecalentamiento.
  9. 9. Avance/RetracciónEste mecanismo produce la fuerza de empuje para fracturarla roca, así como la fuerza para retraer la columna deperforación, accionado mediante un motor hidráulico ocilindro hidráulico. El peso del equipo es transmitido a lacolumna de perforación mediante una polea (en el caso decables) o piñón (en el caso de cadenas)Control de Polvo:Permite controlar el polvo y los recortes producidos por laperforación, puede usarse también para obtener muestrasde la roca. Es un sistema seco equipado con una bomba devacio/filtro y uno separado; también existe un sistemahúmedo que inyecta agua a la corriente de aire paraeliminar las partículas de polvo que salen a la superficie.
  10. 10. EL MARTILLO DE FONDOSon herramientas de perforación que sirven para darlepercusión a la broca mientras ocurre la perforación. Comosu nombre lo dice el martillo de fondo está en la parte bajade la perforadora sobre la broca y martilla directamentesobre esta evitando así la perdida de energía.Estos son algunos modelos de martillos de fondo conciertas especificaciones técnicas:
  11. 11. Martillo en fondo FGCDescripción del martillo en fondo FGC:El martillo en fondo está conducido por aire comprimido yutiliza la forma de impacto para la trituración de rocas.Entonces, los desechos de roca triturados se eliminanpasando por el tubo central del martillo en fondo, asíreduce grandemente el número de trituración repetida.Características del martillo en fondo FGC:Perforación de impacto rotatoria, alta eficacia, buenacalidad de perforación.Aplicaciones del martillo en fondo FGC:Es conveniente para la construcción del estrato de rocasdura y estrato de grava, etc.Descripción del martillo en fondo neumático:El deslizamiento es un desastre geológico peligroso,nuestro martillo en fondo neumático es un productoapropiado para la construcción de pilotes anti-deslizamiento, tiene buena estabilidad contra eldeslizamiento, pequeña interferencia y corto período deconstrucción, etc.
  12. 12. Especificaciones del martillo en fondo neumáticoFGC:Modelo FGC-6 FGC-10 FGC-15Diá. del agujerodeperforación(mm)Φ330-Φ600 Φ600-Φ1000Φ800-Φ1500Taladro deperforaciónprincipal(mm)205×205×3750205×205×3750230×230×3800Taladro deperforación(mm)SHB127/89SHB140/89ф180×15×3000Φ194×20×3000Dimensiones(mm)ф320×1549 ф500×1624Φ705×1963Potencia delimpacto(J)1800-2200 1550-40003000-12000Cantidad delimpacto(min-1)960-1200 550-800 250-450Consumo delaire(m3/mim)20-30 20-40 20-60Presión delaire(MPa)1.0-1.2 0.5-1.2 0.5-0.8Diá. del agujerointerior(mm)ф89 ф150 ф150
  13. 13. PERFORADORAS CON MARTILO EN FONDO ( DTH )Perforadora DTH de oruga Sunward90 - 138 mm | SWDB seriesLa perforadora taladro combinada se aplica ampliamente enla perforación de orificios explosivos de obras de aireabierto en metalurgia, la mina, los materialesconstructores, vía ferrocarril, construcción hidroeléctrica,construcción defensora y movimiento de terraplén. Sobre lamarcha de oruga, avance con perforadora rotativa,compensación del soporte de armadura perforadora ynivelación de perforadora son de conducción hidráulica.El aire comprimido aumentado por el compresor de tipo deceba espiral sirve como la potencia neumática parataladrado de impacto y limpieza de orificio de cañón, límitede presión aérea es de 1.05-1.4Mpa, se equipa filtro de tiposeco de corriente.El equipamiento se usa el taladro de perforación de impactoal presión aérea alta de Ingersoll Rand, diámetro deperforación de 90-180mm, profundidad vertical o inclinadade 30m. La perforadora taladro combinada es el taladromás avanzado en el interior entre maquinarias similares,cuenta con sistema eficiente de perforación con presión
  14. 14. neumática alta, facilita el taladrado preciso y eficiente deperforación de orificios explosivos.Provisión internacional, diseño optimizado encomputadora, y la explotación y la aplicación de sistemasde juego potente y adecuación de carga, realiza el juegocompleto de sistema potente de potencia-bomba-carga,reduce eficazmente el consumo energético de la máquina,asegura la función perfecta y la confiabilidad de la máquina.
  15. 15. Perforadora DTH Cubex Megamatic 6200Para perforación subterránea 360 grados. Martillo DTH 89-165 mm diámetro rotación infinitamente variable. Tubo deaire comprimido de 150, aterrizaje impulsado por motordiésel. Perforación eq. Impulsado por el Motor 380 V, 100A, 50 hp
  16. 16. VENTAJAS DE LAS PERFORADORAS MARTILLO ENFONDOLas ventajas de perforación con martillo en fondo incluyenRECTITUD DEL BARRENO: barreno recto en la perforacióncon martillo en fondo, la desviación del barreno suele serdel 1 % de la profundidad del mismo comparado con el 3 al7 % cuando se perfora con martillo en cabeza.CALIDAD DEL BARRENO: Buena calidad del barreno, lasexcelentes características del barrido y la mayor estabilidadde las paredes, proporcionan una buena calidad de losbarrenos, esto facilita la carga con explosivos o lainstalación de una bomba de agua o revestimiento de rocapor ejemplo ´.VELOCIDAD DE PENETRACION CONSTANTE: Velocidad depenetración constante, como el martillo está situado detrásde la broca no hay perdida de energía en las uniones delvarillaje, como en las perforadoras de martillo en cabeza.Como resultado la velocidad de penetración no disminuye amedida que aumenta la profundidad del barreno.TECNICAS SENCILLAS Y FIABLES. La perforación DTH essencilla y flexible, gracias a la acción de percusión de labroca, se precisa una fuerza de avance mucho menor, estosignifica que se pueden usar carros más ligeros,manejables y más baratos.MENOR RUIDO DE TRABAJO. Con el menor ruido de trabajode podrá trabajar más cómodo y sin tener que utilizarcomunicadores.
  17. 17. DESVENTAJAS DE PERFORADORAS MARTILLO ENFONDO (DTH)Las desventajas de perforadoras de martillo en cabezaincluyenRequiere compresoras de alto presión, demanda altoconsumo de energía, por ende altos costos.Existe el riesgo de perder el martillo dentro de los taladrospor atascoSi la fuerza de avance es demasiado bajo: OcasionaUn desgaste excesivo en las estrías del perforadorPotentes ondas de retroceso en el varillaje dando lugar auna vibración excesiva, que puede dañar las unidades derotaciónUna disminución de la velocidad de penetración del martilloSi la fuerza de avance es demasiado alta ocasionaraUn mayor riesgo de atascoEsfuerzo de flexión en el varillajeDaños en la unidad de dotaciónSi la rotación es demasiada rápida: ocasionara Mayor desgaste en los botones Mayor tensión en las deslizaderasSi la rotación es demasiada baja: ocasionara Baja velocidad de penetración Perforación desigual o inestable Mayor riesgo de rotura
  18. 18. RECOMENDACIONES:Para mantener el martillo trabajando de forma fiable sedebe hacer todo lo posible para impedir que entre suciedaden los tubos de penetración. Mantener los tubos de perforación limpios Usar protectores de rosca Limpiar los tubos, si es posible con aire comprimido Si hay suciedad en el suministro de aire del martillo laavería será inevitable en la perforación DTH haymayor riesgo de que entre suciedad en el martillo,toda la suciedad que entre en los tubos depenetración va directamente al mecanismo depercusión del martillo, esto aumenta el riesgo deavería debido a un mayor desgaste o incluso daños deltubo de control o pistón. Mantener engrasado el martillo.
  19. 19. Aplicación de la perforación con martillo defondo en el PerúLas perforadoras con martillo de fondo son muy utilizadasen el Perú especialmente en el sector minero aunquetambién se utilizan para hacer pozos de agua o de gas. Porel área de estudio nos enfocaremos en el sector minero.Minería Subterránea: Producción mineral en MINSUR Desarrollo de chimeneas y servicios en Cobriza Desarrollo de chimeneas de producción y servicios enCIA Minera Horizonte.Minera a cielo abierto: Producción de mineral en Mina Santa Rosa Producción de mineral en La Virgen Producción a iniciarse en Alto Chicama Drenaje central en el fondo de los tajos abiertosTambién se utilizan en la exploración como en laperforación en relleno en el tajo de Shougang He Peru.Para el desarrollo de chimeneas se usan equipos deperforación sobre orugas con booster, montado sobre unsistema V3 que permite aumentar su productividad yreducir costos de perforación

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