PERFORACION

PERFORACION EN EXPLORACION

Los sondajes hacen posible investigar bloques de terreno, en algunas investigaciones los sondajes tienen como propósito conseguir simplemente información geologica, la posición de un contacto, postura de una formación o una sucesión en una columna estatrigrafica. En otros intenta determinar una presenci o ausencia de vetas o señales de mineralización. En otros los sondeos se usan para tomar muestras de la mena y conseguir la infeomacion necesaria para la estimación de su tonelaje y ley.

TIPOS DE SONDAS

Las sondas con corona de diamante y a percusión son los tipos mas ampliamente usados para toma de muestras y exploración en conexión en la minería de metales.

El martillo neumatioc se usa ocacionalmente en especial en labores subterráneas para tomar otativpruebas de las paredes y galerías en yacimientos anchos.

Los sondajes con gramallas de acero han sido utilizadas en campos cupríferos. Los equipos rs para toma de testigos tan extensamente usados en los equipos rotativos y en las investigaciones petrolíferas siendo muy apropiados por su velocidad y economía en sondeos profundos de gran diámetro han encontrado hasta hora un uso relativamente limitado en la minería de yacimientos metalicos ya que el avance es bueno pero sus costos son demasiado elevados.

Para ser sondajes de poca profundidad en terrenos blandos se usan algunos métodos que enplean instalaciónes sencillas de poco costo. Los equipos de perforación con inyección remueven el material por la fuerza del agua y sirven para toma de pruebas de material suelto o para determinar la profundidad a que se encuentra el zocalo rocoso. Las sondas manuales se usan en prospecciones dematerial sin consolidar y con frecuencia para tomar muestras de desechos de plantas de laboreo

SONDEO A PERCUSION

Esté método se aplico por primera ves para prospección de yacimientos en el zocalo rocoso de nevada (EEUU) en la búsqueda de yacimiento diseminado de cobre, la perforación se efectua verticalmente por medio de un trepano colgado de un cable al que se le comunica el movimiento por uno de los varios tipos de mecanismo de acondicionamiento. El trepano se levanta una cierta altura y se le deja caer .

el golpe del trepano rompe el suelo y de esta forma avanza la perforación los fragmentos de roca asi producidos forman un lodo o fango con agua que luego se remueve del pozo a intervalos regulares y que constituye la muestra .

Los modernos equipos de perforación se fabrican en dos tamaños, ambos portátiles y con la misma disposición mecánica. Eel tamaños mas pequeño se usa para sondajes poco profundos

comúnmente en placeres, alcansan profundidades de 150 m sin dificultad en rocas moderadamente blandas y en condiciones favorables pueden llegar a 200 m , este tipo de sondaje se emplea para perforar pozos de voladura en cantera y en minas de tajo abierto. El tamaño mayor con un peso de instrumento de 2500 kg alcanza profundidades de 300 a 350 m en zonas de condición favorable con roca homogénea con ausencia de fallas, zonas de cizallamiento, diaclasas pueden alcanzar los 600m.

OPERACIÓN DEL EQUIPO DE PERFORACION

En condiciones normales una dotación de 3 hombres opera la zonda cuando se usa con fines de desmuestre, en el caso de que no hay que tomar muestras dos hombres es suficiente. El perforista es el jefe de este equipo , el ayudante mantiene los instrumentos en orden, transporta los trepanos y los instrumentos necesarios, el muestrero es responsable de los manejos de barras y lodos que saca la cuchara limpiadora, sus deberes comprende el recojo, secado, ensacado y colocación de etiqueta en las muestras.

PERFORACION

El ciclo de perforación es relativamente simple si la roca contiene agua se baja el trepano hasta el fondo y se comienza la perforación, si la formación es seca se introduce agua en el fondo con ayuda de la cuchara. L a perforación se efectua levantando y dejando caer rítmicamente el trepano contra el fondo del pozo, al extremo del trepano que golpea contra el suelo es relativamente rombo y la roca es mas bien machucada que rota por el impacto

MANEJO DE MUESTRAS

Como regla general se la emvia al laboratorio geológico una muestra sin secar el barro de perforación a intervalos regulares de muestras para su ensayo. Se emplea diversos métodos para el examen de este barro, puede ser someramente examinado y apartado después de tomar breves notas o se lava el barro sobre una malla para remover el lodo y las partículas finas luego se procede a examinar los fragmentos de roca limpia y de minerales metalicos.

DATOS GEOLOGICOS

La información geologica se basa en el estudio de los fragmentos después de lavarlos para remover las lamas, esta información consiste en la clase de roca, tipo e intensidad de alteración y mineralización, cantidades relativas de mena y ganga y cualquier rasgo no usual debe ser anotado para cada muestra.

PERFORACION DIAMANTINA Y PROCESAMIENTO DE MUESTRAS EN LA EXPLORACION DE DEPOSITOS PORFIDITICOS

PERFORACION DIAMANTINA: Es uno de los métodos mas moderno en la extracción de muestras de un terreno o yacimiento , este método con las brocas cilíndricas que cuentan ofrecen el sistema mas rápido y practico para suministrar muestras mas solidas y continuas que se denomina testigo

o core las que caracaterizan el terreno que atraviesan en la perforación, se emplea el sistema denominado “wire line”. La perforación diamantina se basa en la rotación constante de un sistema de tuberías accionada ya sea por un motor diesel o gasolina en la que se incluye al final una broca de forma cilíndrica que contiene diamantes incrustados. En el transcurso de la perforación la broca y las tuberías son refrigeradas por agua o lodo de perforación que circula en circuito cerrado. La tubería, las brocas y la refrigeración permiten el corte del terreno, produciéndose la obtención de la muestra en un aditamento denominado saca testigo (core barrel) el que una ves bloqueado se extrae ala superficie mediante el pescador (over shot) que va unido a un cable de acero que se manipula mediante un elevador. El agua o lodo de perforación se bombea continuamente por el interior de la tubería de perforación y retorna a la superficie por el espacio existente entre la pared del hueco y la parte exterior de la tubería .

El objetivo de la perforación diamantina en un yacimiento porfiritico es la evaluación de las muestras continuas representativas para perforar la capa esteri o zona de menor interés y que sea de una profundidad mayor a los 70 pies se utiliza un equipo “rotary” con brocas triconicas de rodillos y vías de agua por donde circula el lodo que sirve para trasportar los fragmentos de rocas cortados que se recuperan en la superficie mediante un cedazo . Las muestras se lavan en cada intervalo , se cuartean y enbolsan para su análisis químico. Una ves que se llegado ala profundidad deseada se extrae la tubería con la broca y se procede a lavar el taladro para colocar la tubería de revestimiento, terminado este trabajo preliminar se procede ala perforación diamantina .

EQUIPOS DE PERFORACION

1 EL CAMION : debe tener un diseño apropiado cuya plataforma se utiliza para montar el castillo, la maquina perforadora, la bomba de agua, además debe ofrecer un area suficiente para almacenar tubería de perforación y accesorios.

2 SONDA O MAQUINA PERFORADORA: E s el elemento principal de la perforación abiendo una variedad de marcas y modelos, las condiciones principales de una maquina perforadora son:a) Impartir movimiento rotativo ala broca a través de la tubería de perforación.b) Ejercer una presión controlable contra la roca de contacto.

La capacidad de la zonda perforadora :

Para tubería AW 4000pies (1219m)

Para tubería BW 3200pies (975m)

Para tubería NW 2500pies (762m)

Para tubería HW 1800pies (485m)

Para tubería AeaWL 5000pies (1524m)

Para tubería BCQWL 3940pies (1200m)

Para tubería NCQWL 3070pies (935m)

Para tubería HCQWL 2350pies (716m)

3 CASTILLO (mástil)Ubicado por encima de la maquima perforadora y montado en el camión manipulada hidráulicamente tiene la forma de trípode y permite colocar una ves que esta instalada 30 pies de longitud de tubería. La altura del castillo desde el suelo es de 40 pies y desde la plataforma de 35 pies.

4 UNIDAD DE BOMBEOPara eficacia se debe buscar una velocidad de ascenso de agua de 40cm/seg esta unidad va montada sobre el camión .

5 SISTEMA “WIRE LINE”Este sistema de elvacion permite extraer el testigo por el interior de la tubería de perforación sin necesidad de sacar toda la tubería, consta de 3 partes :a) Elevador : accionada por el motor de la maquina, consta de un sistema por el cual un

cable contenido en un carrete (winche) que almacena una cantidad de alambre de acero de 3/16” de diámetro de 4000 a 5000 pies de longitud En el extremo que se introduce al taladro se acondiciona un aditamento la recuperación llamado OVER SHOT (campana extractora) cuya función es de que una ves llegada hasta el fondo tiene un sistema para engrampar el cabezal del core barrel (tubo saca testigo) que lo asegura para su recuperación inmediata.

b) Barriles de muestra (core barrel) : Son piezas tubulares que permiten la recuperación de la muestra que redunda en la obtención de correctos análisis de laboratorio, hay varios tipos designados con la letra X y que asu ves abarca 3 tipos.- Tubo único saca testigo.- Tubo doble saca testigo, tipo rigido.- Tubo doble saca testigo, tipo giratorio.

c) Enchufe de pesca : es un abitamento independiente de recuperación del tubo interior suspendido de un cable de acero.

6 BROCAS La broca diamantina es el accesorio fundamental y tiene las sgtes características :a) Matriz regular dura y extradura : se utiliza de acuerdo ala dureza dela roca que se va

a perforar.b) Diamantes de diferentes caliadades como:

AAA, de alta calidad, redondeados se usa en formaciones muy duras.AA, de calidad media, semi redondeados, se usa en formaciones duras .A, de baja calidad, de formas irregulares y se usa en formaciones suaves.

La selección de los diamantes se hace deacuerdo a su tamaño y asi se tiene:

- Diamantes de tamaño pequeño para rocas extremadamente duras.- Diamantes de tamaños grandes para roca suave y fragmentada.

los diamantes en las rocas escalonadas se usan para una buena recuperación del testigo.

Se da especificaciones sobre diamantes :

15 a 25 piedras por kilate…..para formaciones suaves.

25 a 40 piedras por kilate……semiduras o fragmentadas.

40 a 60 piedras por kilate…..extra dura no fragmentada

60 a 80 piedras por kilate….extremadamente dura.

c) Refuerzos : se utiliza para evitar que el cuerpo de la broca no se deforme y se utiliza carburo de tugsteno

d) Perfil de corte : las brocas pueden tener formas varias y uno o mas escalones.e) Vías de agua : sirven para el paso de agua o refrigeración de arrastre.

7 ACCESORIOS DE PERFORACION :1) Tuberías de perforación :

Son tubos que van enroscándose unos a otros a medida que avanza la perforación, la tubería es de los tipos wire line (NC, NX, BX, AX , EX, HQ, NQ, BQ, AQ) existen diferencias entre la línea de la serie QX y la serie W, la rosca Q, es conica y tiene un fino acabado y sus tubos son mas resistentes.

2) Tubería de revestimiento: es una protección usada para revestir el hueco y evitar que las paredes se derrumben cuando se cambia de línea de perforación.

3) Herramientas de pesca : sirven para recuperar el material de perforación que se haya atascado o roto dentro del taladro.

8 LODOS DE PERFORACION Son aditivos especiales de perforación y que se preparan mesclando cierta cantidad de estos según casos específicos para obtener propiedades como flujo, viscosidad, densidad.Las principales funciones de estos lodos son:

- Enfriar la broca para evitar que se queme por exceso de calor.- Limpiar las cortaduras de la broca y el pozo.- Levantar las cortaduras dentro del pozo.- Depositar las mismas en la superficie.- Facilitar el movimiento de las tuberías de perforación y revestimiento .- Proveer suficiente presión para evitar la entrada de fluidos en las entradas

porozas.- Facilitar la colección de la información obtenida de las cortaduras.- Proporcionar la debida lubricación - Aumentar el rendimiento de la broca

9 ADITIVOS QUE SE USAN EN LA PREPARACION DE LODOS DE PERFORACION a) AGUAGEL : constituyente principal del lodo, forma este pozo la densidad y lubricación

a la broca.b) BENTONITA: constituyente coloidal para la broca.c) CONDET: se utiliza de lubricanted) SODA CAUSTICA : sirve para que el lodo forme costra mas gruesa en las paredes del

taladro y que lleve partículas de corte.e) BARITINA: material denso y pesado para dar mayor densidad al lodo.f) MUD-KILL: aditivo que sirve para destruir la costra del lodo y es usado antes de

cementar el pozo.g) CLORURO DE CALCIO : sirve para acelerar el fraguado del cemento.

en el caso de perdida de lodos se debe tratar de recuperarlo hechando lo siguiente:

- Semilla de algodón- Partículas de neofena

el objetivo de estos ingredientes es la obturación y sellado de estas fracturas ….

PROCESAMIENTO DE LAS MUESTRAS DIAMANTINAS :

a) EN EL CAMPO:1) Lavado e instalación de la muestra: Es necesario lavar el testigo y con una brocha

desprender de ella el lodo de perforación o cualquier otra sustancia extraña , tratando de que el material triturado no se pierda, luego se le reconstruye colocando las piesas extraidas del testigo unas a otras y tratando de coincidir las fracturas para calcular el porcentaje de recuperación lineal del testigo.Después se coloca en una caja de madera con divisiones especiales de tal manera que pueda condicionarse 10 pies al final de cada carrera se le coloca un taco de madera donde se anota el numero de taladro y la profundidad en pies.

2) Reporte de la muestra: Este reporte es obligatorio y debe ser preparado deacuerdo con el perforista, constituyendo la única fuente de información para conseguir lo que se quiere en el laboratorio.

b) EN LA SALA DE MUESTRAS :1) La gravedad especifica : se realiza la conversión de pies a metros de los datos que

vienen en los tacos o tarjetas luego se determina el intervalo en el que la roca uniformemente sacada y que mide de 2 a 3 metros.Se relaciona la muestra representativa de cada intervalo para la determinación de la gravedad especifica para lo cual se usa una balanza apropiada con aproximación de decimas de gramos , 1ro se muestra el peso de la muestra en el aire, luego en agua, la diferencia será el volumen , la división que se calcula entre el peso del aire y el volumen nos dara la gravedad especifica para cada intervalo.

2) Registro geológico (logeo) : se anota los intervalos , las características de alteración, estructura, lixiviación , mineralización, tipo de roca y cualquier otra observación que se estime por conveniente.

3) Peso y partición de la muestra : se ejecutan simultáneamente , se pesa en una balanza adecuada la caja conteniendo el testigo, luego se procede a su partición mediante un seccionador de muestra (core Spliter) hasta partir toda la muestra contenida del intervalo en la caja en dos, una mitad es utilizada para el archivo y la otra enviada al laboratorio.

4) Envio al laboratorio : la muestra que se envía al laboratorio se envasa en bolsas debidamente identificadas y con sus devidas tarjetas la muestra, chancada , cuarteada y analizada generalmente por Cu total y molibdeno.

5) Otros : a) Tablillas de muestras o “Sludge Board” :

Representan al taladro a escala en donde se marcan los intervalos y se pegan los fragmentos de los tipos de rocas que corresponden. El material pulverisado se lava en bandejas para eliminar el material esteril y recuperar el concentrado de sulfuros que también se pegan en la tablilla. Sirve para estudiar las condiciones litológicas, mineralógicas del taladro mediante un microscopio binocular.

b) Secciones delgadas y pulidas :De fracciones del testigo para observaciones petrográficas y mineralógicas u otros estudios especiales según el geólogo.

c) Calculo en oficina :- Porcentaje de recuperación de la muestra :

Necesitamos encontrar el peso teorico del intervalo de la muestra para lo cual se multiplica la longitud de dicho intervalo en metros por la gravedad especifica y por un factor previamente calculado , luego ese peso lo comparamos con el peso real del testigo , obtendremos en porcentaje de recuperación del testigo .El factor varia deacuerdo al diámetro del testigo por ejemplo:Del tamaño NC el factor es 2.92

NX el factor es 1.50 etc.Cada mes se obtiene el promedio de los porcentajes de recuperación total de la muestra del taladro perforado.

- Compositos por bancos (15 m)Se calcula partiendo de la elevación del collar del taladro y se va restando paulatinamente cada taladro hasta llegar ala altura del próximo banco para que en el laboratorio químico puedan analizar las leyes por compositos se asigna a cada metro 20 gr de muestra, osea un banco completo debe estar representado por 300 gr de la misma. Se aprovecha para efectuar análisis por compositos de SiO2, Al I O2, CO3Ca u Oca3 intervalos Regulares : para facilitar las observaciones y chequeos posteriores es necesario calcular las leyes de Cu por intervalos de cada 2 m.