02.- PERFORACION ROTOPERCUTIVA

5/25/2018 02.- PERFORACION ROTOPERCUTIVA

1/23

MODULO IIMODULO IIPERFORACION ROTOPERCUTIVAPERFORACION ROTOPERCUTIVA


2/23

INTRODUCCIONINTRODUCCION

Existen distintos mtodos de perforacin de rocas, diferenciados

principalmente por el tipo de energa que utilizan (Ej: mecnicos, trmicos,hidrulicos, etc.). En minera y en obras civiles la perforacin se realiza,actualmente, utilizando energa mecnica.


3/23

PERFORACION ROTOPERCUTIVAPERFORACION ROTOPERCUTIVA

Se basa en el impacto de una pieza de acero (pistn) que golpea

a un elemento llamado bit (broca) que transmite la energa al fondo delpozo y se clasifica en dos grandes grupos, segn donde se encuentraubicado el martillo:

Martillo en Cabeza: El martillo est situado en la parte superior de lacolumna de barras, donde la rotacin y percusin se realiza fuera delpozo. Martillo de Fondo: El martillo est situado en la base de la columna de

barras, donde la percusin se realiza dentro del pozo y la rotacin fueradel pozo.

TIPO DE PERFORADORADIAMETRO DE PERFORACION (mm)

CIELO ABIERTO SUBTERRANEO

Martillo en la cabeza

Martillo en el fondo

50 -127 38 - 65

75 - 200 100 - 165


4/23

ANALISIS ACEROSANALISIS ACEROS

DRILLCO HALCO ATLAS COPCOPROVEEDOR 1 PROVEEDOR 2 PROVEEDOR 3

DESCRIPCION

Modelo PUMA M6.2 HDW NT6 HD COP 64.2 QHD

Largo (mm) 1098 1060 1213Diam. Exterior (mm) 150 146 146

Peso (kg) 100 110 109Rango Perf. (pulg) 6 1/8 - 6 3/4 6 3/4 - 7 6 1/8 - 7

Pulldown (kgf) 900 - 2000 500 - 1500 700 - 2000RPM 15 60 10 45 15 60Consumo Aceite (lt/hr) 2 1.6 0.8

Hilo 3.1/2 Api Reg. Pin 3.1/2 Api Reg. Pin 3.1/2 Api Reg. Pin

DESCRIPCION

Diametro (pulg) 6 1/2 6 3/4 6 1/2Peso (kg) 23 25.3 24

Tipo Cara Cncavo Convexo PlanaTipo Inserto Esfrico Esfrico Esfrico

Cantidad y Dimensiones Insertos 20 x 16 mm 19 x 18 mm 10 x 18 mm ; 8 x 16 mmTipo Roca Media y homogenea Dura y abrasiva Blanda y fracturada

BeneficioExce ente sop a o, re uce

desviacinMayor velocidad de

penetracin

Apto para ormaciones

cambiantes.

MARTILLO

BIT


5/23

COMPONENTES MARTILLO DTHCOMPONENTES MARTILLO DTH

1 CULATA

2 CILINDRO3 PORTABIT4 GUIA DE AIRE5 CAMISA6 PISTON7 GUIA DE BIT8 DISTRIBUIDOR

9 RETENEDOR10 ARO TOPE11 TAPON DE SOPLADO

ARMADO MARTILLO


6/23

COMSUMO DE AIRECOMSUMO DE AIRE

CAPACIDAD COMPRESOR: 350 psi @ 1050 cfm

TEMPERATURAS EXTREMAS: 10 30 C

ALTURA DEL YACIMIENTO: SOBRE 450 m.s.n.m.

El Caudal Nominal del compresorse debe corregir de acuerdo a:

Altura y Temperatura delyacimiento

Estado mecnico del compresor

Perdida de aire por las tuberas.

GRAFICO DE CAUDAL A DISTINTAS PRESIONES

400

500

600

700

800

900

1000

1100

250 300 350

PRESION (psi)

CAU

DAL(cfm)

PROVEEDOR 1

PROVEEDOR 2

PROVEEDOR 3

PRESION 250 300 350CAUDAL P-1 610 760 895CAUDAL P-2 690 850 1060CAUDAL P-3 700 830 970

CIRCULACION DEL AIRE MOVIMIENTO DEL PISTON


7/23

VELOCIDAD DE BARRIDOVELOCIDAD DE BARRIDO

GRAFICO DE VELOCIDAD DE BARRIDO

A DISTINTAS PRESIONES

4000

5000

6000

7000

8000

9000

250 300 350

PRESION (psi)

VELOCIDAD(pies/

min)

PROVEEDOR 1

PROVEEDOR 2

PROVEEDOR 3

PRESION 250 300 350VELOCIDAD P-1 5080 6330 7460

VELOCIDAD P-2 5000 6160 7680VELOCIDAD P-3 5830 6920 8080

La velocidad de barrido es determinada por la cantidad de aire quepasa por el martillo, tamao del bit y dimetro de las barras.


8/23

VELOCIDAD DE BARRIDOVELOCIDAD DE BARRIDO

V.A. = Q / A

V.A.= Velocidad anular

Q = Caudal de aire

A = Area Anular

Se recomienda una velocidad anular de 4,000 a 7,000 pies/min. Yaque una excesiva velocidad da lugar a un mayor desgaste de aceros.

VBARRIDO (pies/min) = 183,35 x Caudal Nominal (cfm)

Bit 2 - Barra 2 (pulg2)

BARRIDO DEL POZO


9/23

22PARAMETRO: ROTACIONPARAMETRO: ROTACION

Con este movimiento se hace girar el bit para que los impactos se

produzcan sobre la roca en distintas posiciones.Tiene como misin que el bit acte sobre puntos distintos de laroca en el fondo del pozo.

En cada tipo de roca existe una velocidad ptima de rotacin parala cual se producen los detritos de mayor tamao para aprovecharla superficie libre de la perforacin donde se produce elagrietamiento que se crea con el impacto.


10/23

VELOCIDAD DE PERFORACION YVELOCIDAD DE PERFORACION YVELOCIDAD DE ROTACIONVELOCIDAD DE ROTACION

BLANDA45 6540 60

MEDIA25 4520 40

DURA10 2510 20

TIPO

DE ROCA

VELOCIDADPERFORACION

(Mt/Hr)RPM

Grfico y Tabla de Controlde Velocidad y RMP


11/23

Es necesaria para que los insertos del bit percutan sobre Roca Sana. A Mayor dureza de la Roca = Menor Velocidad de Rotacin. A Mayor dimetro del Bit = Menor Velocidad de Rotacin. Perforar con excesiva RPM disminuye la vida til del bit, ms que

aumentar la velocidad de perforacin. Las RPM deben ser relacionadas con la velocidad de perforacin, de

acuerdo con la siguiente expresin:

RPM = V. P. (m/h) X 1,5

TIPO DE ROCA vs RPM

5 a 20TACONITADURA

15 a 40GRANITOMEDIABLANDA

TIPO ROCA

35 a 60CALCITA

RPMEJEMPLO

VELOCIDAD DE PERFORACION YVELOCIDAD DE PERFORACION YVELOCIDAD DE ROTACIONVELOCIDAD DE ROTACION


12/23

33PARAMETRO: EMPUJEPARAMETRO: EMPUJE

La energa generada por el mecanismo de impactos del martillo

debe transmitirse a la roca, por lo que es necesario que el bit seencuentre en contacto permanente con el fondo del pozo.

Esto se consigue con la fuerza de empuje suministrada por unmotor o cilindro de avance, que debe adecuarse al tipo de roca ybit de perforacin.


13/23

EMPUJE (AVANCE)EMPUJE (AVANCE)

El Empuje depende del tipo de formacin rocosa y por lo general losequipos de perforacin miden Presin de Empuje y no Masa (Peso)sobre el bit.

Por ejemplo, si el manmetro indica 250 psi (17 bar) significa que seest aplicando 800 kgf (1764 lbf). Aplicar excesivo empuje puedeprovocar deformacin y desgaste en las barras, martillo y bit.

500 1500PROVEEDOR 2

700 2000PROVEEDOR 3

900 2000PROVEEDOR 1

RANGO DEEMPUJE (kgf)

MARTILLO


14/23

EMPUJE (AVANCE)EMPUJE (AVANCE)El ptimo Empuje es el ms bajo que permite al bit estar en contacto conroca sana en cada impacto. Por otra parte, el martillo no debe trabajarlibre en el fondo de la perforacin, es decir colgado, ya que causar unaumento de la temperatura del bit, lo cual producir dao en el cuello delbit y los insertos (botones) se saldrn de sus asientos.


15/23

44PARAMETRO: PERCUSIONPARAMETRO: PERCUSION

La energa cintica del pistn se transmite desde el martillo hasta

el bit de perforacin a travs del varillaje en forma de onda dechoque.

El desplazamiento de esta onda es a alta velocidad y su formadepende fundamentalmente del diseo del pistn.

Cuando la onda de choque alcanza el bit de perforacin, una partede la energa se transforma en trabajo haciendo penetrar el bit y elresto se refleja y retrocede a travs del sistema de barras.


16/23

PERCUSIONPERCUSION

GRAFICO DE FRECUENCIA A DISTINTAS PRESIONES

1000

1200

1400

1600

1800

2000

250 300 350

PRESION (psi)

PERCUSION(golp

es/min)

PROVEEDOR 1

PROVEEDOR 2

PROVEEDOR 3

PRESION 250 300 350PERCUSION P-1 1400 1500 1600

PERCUSION P-2 1450 1560 1650PERCUSION P-3 1500 1630 1770

Corresponde a las veces que el piston golpea el bit en un perodo detiempo.

PERCUSION


17/23

ENERGIA Y POTENCIAENERGIA Y POTENCIA

La Energa del pistn se transmite directamente por cada golpe sobre elbit y la Potencia de Percusin es el parmetro que ms influye en laVelocidad de Perforacin.

ENERGIACINETICA = PRESIONCOMPRESOR * AREACARA PISTON * CARRERAPISTON

POTENCIAMARTILLO = ENERGIACINETICA * FRECUENCIAIMPACTOS

900 1800 JoulesENERGIA1100 2800 KwattPOTENCIA

ENERGIA POTENCIA


18/23

Se especifican de acuerdo a a la viscosidad ISO (cSt) a 40C Tienen buena adherencia Emulsionan con el agua Contienen aditivos anti corrosivos

ALGUNAS MARCAS DE ACEITES MINERALES EN EL MERCADO

RD C300Vistac 320Aries RD 320Almo 532Torcula 320320

Vsitac 220Torcula 220Arox EP 220220

Vistac 150Aries RD 150Almo 529Torcula 150Arox EP 150150

RD C100Vistac 100Aries RD 100Almo 527Torcula 100Arox EP 100100

CASTROLCHEVRONTEXACOMOBILSHELLESSOcSt

LUBRICACIONLUBRICACIONEs muy importante que el martillo reciba la adecuada lubricacindurante su operacin.


19/23

1,2 lt/hr

PROVEEDOR 2

0,8 lt/hr2,0 lt/hr

PROVEEDOR 3PROVEEDOR 1

220220Punto de Inflamacin, C

-24-24Punto Mnimo Fluidez, C

100110Indice de Viscosidad

14,711,3Viscosidad, cSt @ 100C

16793Viscosidad, cSt @ 40C

150100Viscosidad Grado ISO

ALMO 529ALMO 527ACEITE MOBIL

CONSUMO DE ACEITE A 250 PSI

CONSUMO DE ACEITECONSUMO DE ACEITESe debe suministrar la cantidad y el grado de lubricante de acuerdoa las condiciones en que el martillo funcionar.


20/23

La eleccin del Bit se define de acuerdo a:

Tipo de cara Condiciones de operacin Tipo de terreno a perforar

CONVEXO CARA PLANA CONCAVO

APTO PARA PERFORACIONESPROFUNDAS

EXCELENTEBLANDA YHOMOGENEA

CONCAVO

APTO PARA TERRENO DEFORMACIONES CAMBIANTES

BUENOBLANDA YFRACTURADA

CARA PLANA

BUEN BALANCE DE LA VELOCIDADDE PERFORACION Y VIDA UTIL.

ACEPTABLEDURA YABRASIVA

CONVEXO

BENEFICIOSCONTROLDESVIACION

TIPO DE ROCATIPO DE BIT

BIT DE PERFORACIONBIT DE PERFORACION


21/23

DOMO Y DOMO DOBLE CALIBRE DOMO DOBLE CALIBRE Y CARA PLANA

CNCAVO Y CNCAVO DOBLE CALIBRE

TIPOS DE BITS EN 6TIPOS DE BITS EN 6


22/23

Los insertos estn fabricados de una mezcla de carburo de tungsteno ycobalto, los cuales conforman el carburo cementado. El rango del

dimetro del inserto es de 9/16 - 3/4.

Mayor resistencia a la ruptura del botn

Mayor efecto en la ruptura de la roca Mayor efecto en la ruptura de la roca

Mayor resistencia a la ruptura del botn

19mm3/4

16 mm5/8

14 mm9/16

INSERTOS DEL BITINSERTOS DEL BIT

Uso para terrenos medios y fracturados.Cnico

Uso para terrenos blandos y homogneos, se obtiene mayor velocidad de perforacin.Balstico

Uso para pozos profundos en terrenos duros y abrasivos.Esfrico

DESCRIPCIONTIPO


23/23

RESUMENRESUMEN

Finalmente, podemos decir que las ventajas principales que presentala PERFORACION ROTOPERCUTIVA son las siguientes:

Es aplicable en todo tipo de roca, desde blanda a dura.

La gama de dimetros de perforacin es amplia.

Los equipos son verstiles, tienen gran movilidad.

Por lo general se necesita un solo hombre para su operacin.

El mantenimiento es fcil y rpido.

El valor del equipo no es elevado.

02.- PERFORACION ROTOPERCUTIVA

Documents

Transcript of 02.- PERFORACION ROTOPERCUTIVA