Evolución Tecnológica en la Perforación Subterránea

Evolución Tecnológica en la Perforación Subterránea

INTERCADE - 2006

Desarrollo Tecnologico en Perforación

Principios Fundamentales

Método Sueco:Un Hombre-Una Máquina

Perforadoras Tipo Jack Leg•RH 656 W •BBD 94 W •BBC 16 W BBC 34 W

•Soft Rock,•Rock strength

•- 100 MPa

•Medium hard rock,•Rock strength•100 - 200 MPa

•Hard rock,•Rock strength•200 - 400 MPa

•Diámetro Perforación 27 – 41mm

Perforadora Tipo Stoper

•Para perforación de chimeneas , realces ,instalación de pernos de anclaje ,etc.

•BBD46 WS / WR

•Diámetro Perforación 27-41 mm

Aceros de perforación : Barrenos Integrales

Adaptador de culataCuerpo del barrenoCabeza del barreno

Inserto de carburo Orificio de barrido

Inserto de carburo

Aceros de perforación : Barrenos Integrales

Adaptador de culataCuerpo del barrenoCabeza del barreno

Inserto de carburo Orificio de barrido

Inserto de carburo

Afilado

¿ Cuando debo de afilar el barreno integral?

• Cuando el filo de corte del inserto alcanza un ancho de 3 mm medidos a 5mm de la periferia.

• Cuando se presenta el denominado “contracono”.

• Cuando se detecta el fenómeno de “Piel de serpiente”

• Cuando se presenta despostillamiento en el inserto.

Varillaje cónico

Broca cónica con botones de insertos

Barra cónica de cuerpo hexagonal

Unión cónica entre broca y barra cónica.

Varillaje cónico

• Mejor razón de penetración• Mayor vida útil• Intervalos mayores de afilado• Se adapta facilmente a todo tipo de

terreno• Menos posibilidad de atascamiento• Facilita el emboquillado• Facilita la perforación de taladros

rectos• Menos vibraciones• Brocas cónicas más faciles de

transportar.

Cónicos

≈

Integrales

Ventajas en el uso del Varillaje Cónico

Perforación Mecanizada Horizontal

El desarrollo tecnológico en la perforación mecanizada horizontalse ha llevado a cabo en diferentes aspectos:

Tipo de energía utilizada: Anteriormente se utilizaba la energíaneumática. Actualmente la energía hidraúlica es la más utilizada.¿Qué nos depara el futuro? Nuclear , Laser ?

Perforadoras: Con la utilización de la hidraúlica , la energíade impacto de las perforadoras ha ido incrementandose desde 4 Kw(neumática) a 30 Kw (hidraúlica). Concepto de alta frecuencia.

Baja Frecuencia vs Alta Frecuencia

Se ha desarrollado nuevos conceptos de perforadoras , que buscan:a) Más velocidad de perforación (Más metros perforados)b) Mejor calidad de taladro (Más rectos)c) Precisión de taladrosd) Reducción en los costos de perforación: aceros , repuestos

(Hasta 30 – 40%)e) Mejor ergonomía y ambiente de trabajof) Facilidad en el mantenimiento

COP 1238 ME / 1338 MEX

12 kW, D=45-89 mm, R32, T38, T45, Rel. 1983

• Applications:

• Drifting

• Long Hole Drilling

• Benching

COP 1238 MECOP 1338 MEX

COP 1638

16 kW, D=33-76 mm, R32, T38, Rel. 2004

• Application:

• Drifting

• Bolting

• Long-hole drilling

COP 1638

COP 1838 ME/MEX

• Applications:

• Drifting

• Long HoleDrilling

• Benching

18 kW, D=45-89 mm, R32, T38, T45, Rel. 1991

COP 1838 ME

COP 1838 MEX

COP 3038

• Application:

• Drifting

30 kW, D=43-64 mm, T38, Rel. 2004

Otros Avances Tecnológicos•Se incide ahora en la comodidad del operador. Cabina en vez de techoprotector. En Europa,Canada,USA,Australia ,etc., es obligatorio.•Motores diesel menos contaminantes.•Los equipos estandar vienen con sistema automático contra incendios.•Juntas y articulaciones en los brazos y chasis , ajustables , quepermiten una mayor vida útil.

•Brazo con paralelismo automático y operado con Joy Stick. Rapidez yprecisión.•Vigas de avance con elementos para evitar desgaste del cuerpo principal.•Importante el uso de la viga telescópica.

Viga telescópica

Otros Avances TecnológicosLa perforación no puede estar alejada de la automatización , y es por eso que los fabricantes han invertido esfuerzo y dinero paracomplementar sus equipos con computadoras y softwares que permitan al usuario las siguientes ventajas:1. Trabajar en forma rápida , ordenada y eficiente2. Reducir costos durante la perforación3. Toma de información durante el trabajo4. Facilitar las tareas de mantenimiento del equipo5. Llevar la historia de la máquina6. Ayudar al operador ha realizar su trabajo7. Diseño de las plantillas de perforación8. Otros

Rig Control System - RCS

Soft Ware ABC (Advance Boom control)

ABC BasicABC Basic

ABC RegularABC Regular

ABC TotalABC Total

ABC TOTALMain Benefits- Accurate auto boom positioning

El Concepto de control Remoto

Aceros de Perforación

-El desarrollo tecnológico de los equipos no se podrían llevar a cabosi no va a la par del desarrollo de los aceros de perforación.-De nada sirve tener una perforadora de 30 Kw de energía de impacto si no hay shank , barra , acople o broca que pueda soportaresa energía.-No solamente la calidad de los aceros ha ido mejorando sino que los diseños de los diferentes elementos del tren de varillaje son novedosos.-Los fabricantes le han dado una mayor importancia tambien a loselementos de corte (ejm. Brocas)

Aceros de Perforación-Otro tema importantísimo es el que se le ha dado al afilado de las brocas. Afiladoras de mayor precisión y rapidez , así como una mayorduración de las copas de afilado es tema continuo en los proveedores.

Soft rock

Hard rock

1/3flat

1/2flat

2/3flat

100%

75%

50%

25%

(TRIBOLOGIA)

Aceros de perforación

Shank Adapter(Adaptador de

culata)

Coupling(Acople)

Barra de extensión Broca de botones, en cruz, en X

Varillaje Top Hammer en equipos mecanizados

Adaptador de Culata

Shank Adapter (Adaptador de culata)

Aletas para conexión con la perforadora.

Cuerpo del adaptador de culata.

Rosca para unión con la columna de perforación

Orificio de barrido

Acople

• El acople es el segundo elemento de transmisión de energía.

• Su medida dependerá del tipo de rosca que tengan los elementos a conectar (el shank y la barra, o dos barras de extensión).

• Los acoples pueden ser de tipo R y de tipo T.

• Son tradicionalmente los elementos más débiles de la columna de perforación.

Barras de Perforación

Extremo roscado (T o R)

Cuerpo Hexagonal

Insertos de botones

Orificios de barrido

Canal de evacuación de detritos

Faldón

Brocas Roscadas

VARILLAJE MAGNUM

Concepto : MAGNUM

Diámetro rosca32 mm

Diámetro rosca35 mm

Un 25% más de material significa un sustancial incremento de la resistenciaa la fatiga del metal

La rosca soga cónicafacilita una conexión y desconexión rápidas

Más material en la cabeza de la boca

Tecnología de bocas de botonesFocus

Ventajas Magnum

• El tamaño de R32 con la resistencia de R35• Rosca soga cónica exclusiva

• 32 mm en el principio de la rosca• 35 mm en el final de la rosca

• Un 5% más de material en el final de la rosca impide roturas• Menos desviación del taladro• Taladros más rectos y mayor vida útil

• Brocas más fáciles de desacoplar• La rosca cónica se desconecta fácilmente.• Se reducen al mínimo las ondas de choque perjudiciales

durante la desconexión.

•El nuevo sistema está diseñado especialmente para la última generación de potentes martillos hidráulicos

•El ingenioso diseño del sistema significa una vida útil considerablemente másprolongada de la barra

•Mayor vida de servicio del tren de varillaje completo y mayor disponibilidad

•Menos desgaste en el martillo y en los componentes de la línea gracias a la fácildesconexión

•Emboquillado más sencillo y taladros más rectos con el tren de varillaje másrígido

Las ventajas de MAGNUM SR respecto de R32

Casos en el Perú: Brocas

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Colquisiri Milpo Condestable

StandardRendimiento

-

• Resultados tomados sobre un universo de cerca de 400,000 metros perforados en diversas operaciones mineras en el Perú con diversas condiciones de trabajo.

• Incremento de vida útil de 35% en brocas en promedio.

Casos en el Perú : Barras

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Colquisiri Milpo Condestable

StandardRendimiento

-

• Resultados tomados sobre un universo de cerca de 400,000 metros perforados en diversas operaciones mineras en el Perú con diversas condiciones de trabajo.

• Incremento de vida útil de 40% en barras en promedio.

Rimado de Taladros

+

Adaptador Piloto Broca Rimadora

Broca Tipo domo

Corolario

El avance tecnológico en la perforación de rocas no solamente ha llevado a los diferentes proveedores al diseño de nuevos productos sino que también lo ha llevado a asumir mayores compromisos con sus clientes.Paralelamente al desarrollo de nuevos productos es importante elapoyo que brinda a través de contratos de servicios en manteni-miento de equipos y cuidado de los aceros de perforación (USD/DM).

¡Pronto habrán mayores novedades ……………!

¡ GRACIAS !