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INGERSOLL-RAND CONSTRUCCION & MINERIA
ACCESORIOS DEACCESORIOS DEPERFORACIONPERFORACION
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PerforaciónPerforación
• La perforación se realiza en la roca para
ser cargada con explosivos con el
propósito de fragmentarla y desplazarlapor medio de la explosión
En:
Minas
CanterasProyectos de Ingeniería Civil
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Velocidad de penetraciónVelocidad de penetración
• Penetración instantánea: Es la velocidad
!e la "roca penetra en la roca#
$pies%&ora# metros%&ora' d!rante !ntiempo determinado(
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Velocidad media de perforaciónVelocidad media de perforación
• Perforación d!rante !n período dado#
considerando la velocidad p!ra de
penetración y otras f!nciones de )no*perforación+ tales como tránsito#
nivelación y posicionamiento etc(
• La velocidad media de penetración es
siempre menor !e la velocidad p!ra de
penetración
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,actores !e afectan la,actores !e afectan laperfora"ilidad de la rocaperfora"ilidad de la roca
• -esistencia a la compresión de la roca od!reza
• Intemperización
• ,allas• ,ract!ras nat!rales
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.!reza de la roca.!reza de la roca
• /e entiende por d!reza de la roca# la
resistencia a la penetración en ella por otro
c!erpo más d!ro $Inserto de car"!ro'• La d!reza de las rocas es el principal tipo de
resistencia a s!perar d!rante la perforación
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-esistencia mecánica de la roca-esistencia mecánica de la roca
• La resistencia de las rocas depende
f!ndamentalmente de s! composición mineral
• Por lo general entre mas c!arzo contenga !na
roca# mas d!ra es
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Escala de d!rezaEscala de d!reza
Clasificación MOHS Lbs/pulg²
Muy dura + 7 + 29,000
Dura ! 7 "7,000 a 29,000M#di$ dura %&' a (,700 a "7,000
M#di$ blanda ) a %&' %,)'0 a (,700
*landa 2 a ) ",%'0 a %,)'0Muy blanda " a 2 #n$s d# ",%'
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0"rasividad0"rasividad
• Capacidad de las rocas para desgastar la
s!perficie de contacto de otro c!erpo más
d!ro# en el proceso de rozamiento d!rante laoperación de perforación
• Esta propiedad infl!ye m!c&o en la vida de los
accesorios de perforación
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Limpieza del PozoLimpieza del Pozo
Los recortes de"en ser
removidos del pozo para
evitar perdidas de energía
en remoler# desgaste por
a"rasión y el riesgo de
atascamiento de la "roca
El aire comprimido pasa a
trav1s de la "arras y las
to"eras de la "roca
levantando los recortes
&asta la s!perficie
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,actores !e afectan la a"rasividad de,actores !e afectan la a"rasividad de
las rocaslas rocas
• .!reza de los granos !e constit!yen la roca(
$Los granos de c!arzo son s!mamente a"rasivos'
• ,orma de los granos# los ang!losos son más
a"rasivos !e los redondos
• 2ama3o de los granos• Porosidad de la roca
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Velocidad de "arridoVelocidad de "arrido
• Velocidad del aire al pasar a la s!perficie entre lasparedes del "arreno y de la "arra
• La presión del aire a trav1s de las to"eras de
la "roca de"e ser lo s!ficientemente alta para
remover los recortes de la cara de la "roca• La velocidad de "arrido en el área an!lar
entre la sarta y las paredes del "arreno de"e
de ser s!ficiente para acarrear los recortes a
la s!perficie
•
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Velocidad de "arridoVelocidad de "arrido
• 4na velocidad de "arrido m!y alta ca!sa !e los
recortes erosionen la sarta al ig!al !e el sand*
"last $arenado'# red!ciendo la vida de los
componentes de la sarta de perforación(• 4na velocidad de "arrido m!y "a5a permite !e
los recortes caigan dentro del "arreno# sean
remolidos por la "roca# se desperdicie energía#
red!zca la velocidad de penetración y a!menteel desgaste de la "roca
• -angos recomendados: 6777*8777 ft%min
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Cómo se consig!e mayor velocidad de "arrido9Cómo se consig!e mayor velocidad de "arrido9
• Compresor más grande
• 05!stando el área an!lar entre las paredes del "arreno y las de la"arra# !sando !n mayor diámetro de t!"ería * la perforadora de"e
tener la capacidad para mane5ar dic&o diámetro * el área an!lar lo
s!ficientemente grande para permitir el paso de los recortes
annulus
3” 6”
Area anular: 56.6 in
Area anular: 35.3 in
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Velocidad de "arridoVelocidad de "arrido
• ,orm!la $/istema Ingl1s':
• Vel( de "arrido ;
Cap( de compresor $pcm' x
$.iam( de "roca' * $.iam( de "arra'
donde: Vel( de "arrido en pies%min
Cap( de compresor en pcm.iámetros en p!lg(
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Pro"lemas por "arrido ins!ficientePro"lemas por "arrido ins!ficiente• .ismin!ción en velocidad de penetración
• 0!mento en emp!5e necesario para
perforar • Mayor mantenimiento de la perforadora
• Mayor desgaste de los componentes de
la sarta
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Velocidad de "arrido correctaVelocidad de "arrido correcta
• ?"serve la velocidad de los recortes al
salir del "arreno
* si el fl!5o es contin!o a !na "!enavelocidad# la velocidad es la correcta
*!n fl!5o errático o a "a5a velocidad#
indica pro"lemas de circ!lación o
ins!ficiente fl!5o de aire
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-ecortes-ecortes
• /i los recortes son
redondos o m!y finos#
indica !e la velocidad
de "arrido no es
s!ficiente y estos
están siendo
remolidos(
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,actores de la Perforación,actores de la Perforación
• .iámetro de Perforación
• Prof!ndidad de la perforación• Esta"ilidad del pozo
• .esviación del pozo
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.iámetro de Perforación.iámetro de Perforación
• Existe !n diámetro de perforación !e
optimiza la operación tanto de laperforadora como del explosivo
• Entre mayor sea el diámetro del pozo#mayor es el vol!men de explosivo y por lo
tanto !na mayor cantidad de material esremovido# y menor es el costo deperforación por tonelada(
, d i l
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,actores !e determinan el,actores !e determinan el
diámetro del "arrenodiámetro del "arreno
• /e "!sca el mayor diámetro para red!circostos
• 2ipo de roca y características tales como
d!reza y fragmentación
• ,ragmentación re!erida
• 2ipo y capacidad de carga# acarreo y
trit!ración
• -e!erimientos de prod!cción• 2ipo de explosivos y s! costo
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Prof!ndidad del pozoProf!ndidad del pozo
• La determina el e!ipo de perforación
• La determina los accesorios de
perforación a !sar
• La limita el tipo de terreno
• Entre mayor sea la prof!ndidad del pozo
mayor es la desviación# mayor dific!ltad
para s! limpieza y carga# lo !e dismin!yela prod!cción total
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0lt!ra del "anco0lt!ra del "anco
• La alt!ra mas com@n de los "ancos esentre
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Esta"ilidad de la perforaciónEsta"ilidad de la perforación
• /e p!ede me5orar evitando inclinación del
"arreno( Es me5or perforar "arrenos
verticales• /e p!ede !sar otro medio de "arrido como
lodos o esp!mantes
• /e p!ede ent!"ar el pozo
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.esviación del pozo.esviación del pozo
• /e de"e minimizar para optimizar el efecto
de la tronada# evitar las patas $.esnivel
del terreno' y red!cir costos• Varía con el tipo de terreno y de e!ipo de
perforación
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Plantilla $Malla de perforación'Plantilla $Malla de perforación'
• ,ilas m@ltiples de pozos en
forma rectang!lar o rom"oide
• B!rden y Espaciamiento
Cara de Banco
Espaciamiento
Burden
INGERSOLL-RAND
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B!rden o CargaB!rden o Carga
• El "!rden es la distancia perpendic!lar
entre la cara del "anco y el pozo
• /e recomienda !n "!rden entre 7 y >7veces la medida del diámetro del pozo
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,ragmentación,ragmentación
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• 4n "!rden m!y pe!e3o es peligroso#
ya !e piedras grandes p!eden salir
volando
• 4n "!rden m!y corto desperdiciaenergía y !no m!y largo ocasiona !na
fract!ración inadec!ada de la roca
• /e recomienda !e el "orde no
exceda la mitad de la alt!ra del "anco
Altura del Banco
Subperforacion
Longitud Aguero
!nclinacion
Borde
B!rdenB!rden
INGERSOLL-RAND
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Cara del Banco
Espaciamiento
INGERSOLL-RAND
EspaciamientoEspaciamiento
• .istancia entre pozos medida
paralela a la cara del "anco
• El espaciamiento esaproximadamente
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InclinaciónInclinación
• 0ng!lo del pozo con respecto a la vertical
• En alg!nos casos se &ace para seg!ir la
estratificación de la roca
!nclinacion
Borde
Subperforacion
Longitud Aguero
Espaciamiento
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/o"re perforación/o"re perforación
• La so"re perforación es la longit!d del
pozo por de"a5o del nivel del piso !e se
necesita para romper la roca al fondo de laperforación
• /i la so"re perforación no es s!ficiente#
no se prod!ce el corte en la rasante
proyectada
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/o"re perforación/o"re perforación
• La so"re perforación aseg!ra lafragmentación deseada de la roca
• La so"re perforación es !s!almente 7( a
7(> veces el "!rden o aproximadamente
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D!e determina los parámetros deD!e determina los parámetros de
perforación9perforación9• En m!c&as áreas las
reg!laciones am"ientales limitan
los patrones# diámetros y alt!ra
de "anco# especialmente por el
efecto de la onda explosiva(• El tipo de roca y s!s
características de d!reza y
fract!ración
• ,ragmentación deseada: pozos
mas cercanos entre si#incrementan la fragmentación
INGERSOLL-RAND
•2ipo y capacidades de
los e!ipos de carga#
transporte y trit!rado•-e!erimientos de
prod!cción•Cara resid!al deseada
del "anco•Infraestr!ct!ra y
facilidad de acceso a lamina o la cantera
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CraFler
Perforadora -otaria
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/istemas de perforación/istemas de perforación
• La selección de la t1cnica y e!ipo de
perforación correctas# p!ede ser la
diferencia entre !na operación eficiente y!na operación ineficiente
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/istemas mecánicos de/istemas mecánicos de
perforaciónperforación
• Perc!sión• -otación
• -oto*perc!sión
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“ “ LOS VIEJOS PERFORADORES” LOS VIEJOS PERFORADORES”
o PERFORADORES VIEJOS o PERFORADORES VIEJOS
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Perforación rotariaPerforación rotaria
• La perforación rotaria se logra por medio
de !n sistema de rotación y otro dealimentación
• En pozos arri"a de G+ de diámetro
• -oca s!ave y semi*d!ra• Perforaciones prof!ndas
• La penetración en la roca oc!rre de"ido a
la com"inación de tres acciones: " avance $emp!5e'
" rotación
" "arrido
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Perforación rotariaPerforación rotaria
• La perforación se &acegolpeando la roca# sin
impacto(
• La f!erza de avance es
m!y alta para poder vencerla resistencia de la roca(
• Los tor!es re!eridos#
tam"i1n son m!y elevados
de"ido al alto emp!5e
$n#ladas
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Perforación rotariaPerforación rotaria
•La presión de avance y el tor!e derotación rompen y m!elen la roca y el
medio de "arrido saca los recortes
• El "arrido se logra con aire# lodos o
esp!mante• La relación entre f!erza de emp!5e y
velocidad de rotación determinan la
eficiencia y velocidad de perforación
• -oca s!ave re!iere menor f!erza de
emp!5e y mayor velocidad de rotación
• -oca más d!ra re!iere mayor f!erza de
emp!5e y menor velocidad de rotación
- t ió- t ióHi l l d d
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-otación-otación " Hira los conos alrededordel fondo del "arreno para
!e los dientes &agan
contacto con la roca " El movimiento ang!lar de
los dientes ca!sa !na
acción de palanca además
del emp!5e# rompimientoy mac&a!eo
" El alineamiento de los
conos agrega !na acción
de canal al girar losdientes
cabe#a
cono
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-egla general de peso so"re la-egla general de peso so"re la
roca al perforar con triconoroca al perforar con tricono• 0l perforar con triconos# se re!iere de
!na f!erza aproximada so"re la "roca de
A#777 l"s(por p!lgada de diámetro de la"roca
• Exceso de emp!5e no a!menta la
penetración y se p!ede ocasionar !n pozo
desviado# acelerar el desgaste de la "rocay a!mentar las cargas en el sistema de
rotación
INGERSOLL RAND
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bit diameter $5 $% $&' $( 5&) * +&) * + +&) + 3&) 6 3&'
ma, bit -eig.t /(((0 $$( *( 6( 6( 5+ '% 36 3(
(
%(
'(
6(
)(
$((
$%(
P ! l l d o F n $ 7 7 7
L " s ( '
$5 $% $&' $( 5&) * +&) * + +&) + 3&) 6 3&'
-otary Bit /ize $inc&es'
1otar2 Bit design eig.t4a,imum load on bearings
INGERSOLL-RAND
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• -otación solamente * no
perc!sión $solo !e incl!ya
.. ' por medio de ca"ezalrotario o mesa rotaria
• Hira la sarta y la "roca
• La velocidad de rotación esvaria"le para acomodar las
condiciones de perforación
M#canis$ d# r$-ación #nM#canis$ d# r$-ación #n
p#rf$rad$ras r$-ariasp#rf$rad$ras r$-arias
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Componentes de la sarta#Componentes de la sarta#
perforando con martillo de fondoperforando con martillo de fondo
• Barra $t!"o'
• Broca
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• /e instala al final de la
sarta# contiene tres
cortadores !e giran
• El dise3o de los insertoscorresponden al tipo de
roca a perforar
Broca 2riconicaBroca 2riconica
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Perc!siónPerc!sión
y -otacióny -otación
Martillo de s!perficie Martillo de fondo
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Perforación )roto perc!sión+Perforación )roto perc!sión+
• /e logra por medio de impacto# !n sistema
de rotación y !n mecanismo dealimentación o avance
• La energía !e descarga el pistón# rompe
la roca en astillas pe!e3as $recortes'• El motor de rotación gira la "roca para !e
1sta enc!entre roca sin romper y con el
sig!iente impacto# la rompa(
• El medio de "arrido# saca los recortesf!era del pozo
• Jo re!iere de altos tor!es ni alta f!erza
de emp!5e
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2ipos de perforadoras roto*perc!sión2ipos de perforadoras roto*perc!sión• Je!máticas
• idrá!licas
• Martillos de fondo
• Martillos de s!perficie
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drifter
ca"ezalrotario
..
ca"ezal
rotario
ca"ezalrotario
..
rotación
perc!sión
"roca de
perc!sión
"rocatricónica
airecomprimido
? ió d l ..? ió d l ..
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?peración del ..?peración del ..• El elemento de perc!sión se enc!entra al fondo del pozo
• El elemento de rotación se localiza f!era del pozo
• El pistón del ..# accionado por aire# descarga la energía directamente en la "roca(
• La energía no se disipa a lo largo de la sarta(
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Martillo de fondoMartillo de fondo
• El "arrido se efect@a por el escape del aire delmartillo a trav1s de los orificios en la "roca
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Perforación con martillos de fondoPerforación con martillos de fondo
$..'$..'• 0plicaciones: En formaciones consolidadas y
d!ras# "arrenos &asta >7+ de diámetro
• Penetración: La velocidad de penetración eslevemente afectada por la prof!ndidad
• -e!erimientos de aire: El vol!men de aire m!y
similar al re!erido en perforación rotaria
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Venta5as de los martillos de fondoVenta5as de los martillos de fondo
$..'$..'• Velocidad de penetración constante(
• Menor cons!mo de accesorios de
perforación(• Menor desviación de los pozos(
• Me5or operación en terrenos
descomp!estos(
• Jo re!iere de altos tor!es# ni altas
f!erzas de avance# ni altas velocidades de
rotación
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-e!erimientos de aire con-e!erimientos de aire con
martillo de fondomartillo de fondo• Para !na eficiencia óptima# se re!iere
aire a alta presión $A7 * 6A7 l"s%p!lgK'
• 0l a!mentar la presión del aire# a!menta laenergía del pistón y proporciona mayor
velocidad de perforación
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Efectos de la presiónEfectos de la presión
INGERSOLL-RAND
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P-E//4-E $P/I'
)( $(( $%5 $5( $+5 %(( %5( 3(( 35(
3.5 /375&)80 *(&3$ $((&'$ $'(&55 $)(&6* %3(&)% %6(&*6 3'(&$%' '%5&$5( 5(5&$+(35(1 /57$&%80 $55&%* $*(&36 %'5&5% 3((&6+ 36(&)( '$(&)+ 5'(&$$% 6*(&$3) )$(&$6(
S96 /67$&%80 $5(&%6 %((&35 %6(&5( 33(&65 '((&+) '6(&*$ 6$(&$$( +6(&$33 *$(&$''
3)( /)80 %3(&%5 3'(&3% '*(&'* 6$(&63 +5(&++ )+(&*( $$$(&$$5 $3%(&$35 $56(&$5$
:L' /'7$&%80 $'(&3' $5(&'5 %((&6% %55&+) %*5&*5 35(&$() '5(&$'( 565&$6) +((&$*5
:L5 /57$&%80 $)(&'( %$5&5$ %*(&6+ 35(&)3 '$5&*) '+(&$$5 5*(&$'' +$(&$+3 )((&%(3
:L6 /67$&%80 %(5&3) %)(&'* 3'5&65 '$(&)( '*(&*6 55(&$$$ 6*(&$'% )$(&$5) *%(&$+6:L) /)80 ;&A ;&A ;&A ;&A ;&A ;&A *%(&$$) $$5(&$5( $'%(&$)(
-endimiento de los Martillos ..C94 reranito Barre
Las cifras mostradas en esta tabla fueron obtenidas bao condiciones controladas en nuestros
laboratorios de ?1oc@ rill” en 1oano@e irginia. Las pruebas fueron ecas en piedra de
>ranito Barre /%+((( psi0. Las elocidades de penetracion ariarar en relacion a estas cifras
debido a diferencias de las brocas de las formaciones de las rocas operadores etc.
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Vol!men de aireVol!men de aire
• La f!nción del fl!5o del aire es:
0(*' lograr la presión necesaria para
operar el martillo
B(*' crear !na velocidad de "arrido
adec!ada
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Componentes de la sarta#Componentes de la sarta#
perforando con martillo de fondoperforando con martillo de fondo
• Barra $t!"o'
• Matillo de fondo
• Bit o Broca
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BrocasBrocas
• 2ransmiten la energíade perc!sión y rotación
directamente a la roca
• .irigen aire de "arrido
para me5orar lalimpieza del pozo
• /e p!eden
reacondicionarreafilando s!s insertos
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.rifter o martillo s!perior .rifter o martillo s!perior
• El drifter siempre se enc!entra f!era del
pozo
• 2anto la perc!sión como la rotación soninternas al drifter
• 0ire comprimido limpia el pozo
Mecanismo de perc!sión y rotaciónMecanismo de perc!sión y rotación
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Mecanismo de perc!sión y rotación **Mecanismo de perc!sión y rotación **
.rifter .rifter
• La perc!sión se logra por medio de !n pistónaccionado por aire o &idrá!licamente
• La rotación se logra por medio de !n motor ya
sea ne!mático o &idrá!lico
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Perforación con drifter o martilloPerforación con drifter o martillo
s!perior s!perior
• El sistema de avance mantiene !na f!erza
constante en la "roca contra la roca• 0l agregar "arras y coples se disipa la
energía de perforación
-
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Perforación con martillo s!periorPerforación con martillo s!perior
$drifter'$drifter'
• 0plicaciones: 2odo tipo de roca en diámetros
entre
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Costos de perforaciónCostos de perforación
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0ccesorios de perforación0ccesorios de perforación
• ,a"ricados con aleaciones y tratamientos
t1rmicos especiales para:
0(' -esistencia al desgaste
B(' -esistencia a fatiga
C(' -igidez a flexión
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Componentes de la sartaComponentes de la sarta
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C!al es la vida de los accesorios9C!al es la vida de los accesorios9
• La vida de los accesorios depende de la d!rezay a"rasividad de la roca( /on características
independientes
• ?tros factores como velocidad de rotación#
presión de avance y practicas de afilado de"rocas afectan dramáticamente la vida de los
accesorios
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Principales ca!sas de pro"lemasPrincipales ca!sas de pro"lemas
más frec!entesmás frec!entes• Pro"lemas de l!"ricación
• Mal alineamiento del sistema
• Mal mane5o de accesorios
• ,alta de emp!5e de la perforadora
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,a"ricación de accesorios de,a"ricación de accesorios de
perforación Ingersoll -andperforación Ingersoll -and• 2odos los accesorios de perforación I-#
son exp!estos a !n tratamiento t1rmico
preciso para !na me5or resistencia al
desgaste
• 2odo ma!inado es &ec&o con gran
precisión
• /e !san aleaciones de la me5or calidad
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• Car"!rizado
" solo "arras
totalmente
roscadas " mayor d!reza en
s!perficie
" mayor vida
2ratamiento t1rmico2ratamiento t1rmico
#33
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• Car"!rizado
*
s!perficial en
todo el "arreno
" espesor de capa
end!recida al
menos tres veces
mayor !e lacompetencia
2ratamiento t1rmico2ratamiento t1rmico
#34
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• Ind!cción
" @nicamente en
partes roscadas
" "a5o costo relativo
" permite más
flexi"ilidad al
c!erpo de la "arra
2ratamiento t1rmico2ratamiento t1rmico
#35
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.iámetros y 2ipos de -osca.iámetros y 2ipos de -osca• -osca I*- # 6= mm $A mm $
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C!erda con rosca soga )rope+C!erda con rosca soga )rope+
.COL
*.11.
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C!erda )2+C!erda )2+
• Perfil de roscas trapezoide
• 26= $6= mm'# 2>A $>A mm'# 2A< $A
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C!erda )2+ $trapezoidal'C!erda )2+ $trapezoidal'
.COL
*.11.
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La energía refle5ada es la !e &aceLa energía refle5ada es la !e &ace
mas da3omas da3o
• La roca s!ave a"sor"e mas energía
• La roca d!ra refle5a mas energía• La energía refle5ada ca!sa golpeteo y !e las
!niones se aflo5en o se aprieten
• El golpeteo prod!ce calor# el c!al res!lta en
desgaste de las roscas
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ancos $/triNing "ars'ancos $/triNing "ars'
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C!latines $/triNing "ar'C!latines $/triNing "ar'
#16
• 2ransmite impacto
• 2ransmite rotación
• Permite paso de
aire para limpieza
del pozo
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Principales ca!sas de fallas de losPrincipales ca!sas de fallas de los
c!latinesc!latines
• B!5es del "ro!ero con desgaste excesivo
• /o"realimentación
• ,alta de l!"ricación• Exceso de rotación c!ando se trata de
desatorar la sarta
• Mala alineación de la perforadora o
centralizador en mal estado
• Cople o extremo de "arra da3ado
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,allas frec!entes* c!latin,allas frec!entes* c!latin
#20
• /ello da3ado
• .esgaste premat!ro
de la rosca $grasa'• .esgaste premat!ro
en "!5es $aceite'
• -ot!ra por
desalineamiento
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-ot!ra de los c!latin en la c!erda-ot!ra de los c!latin en la c!erda
• Mala alineación del sistema por:
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• Centralizador en malas
condiciones• ,alta de alineación de la
perforadora# o pozo desviado
• /i el desgaste es pare5o en
las roscas# la ca!sa es falta
de s!ficiente emp!5e al
perforar
• Perforar en terrenos!e"radizos p!eden ser la
ca!sa( /e de"e de mantener
las conexiones apretadas
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.esgaste premat!ro de las.esgaste premat!ro de las
c!erdasc!erdas
• ,alta de emp!5e al
perforar
• 4sar coples conroscas ya gastadas
con c!latin n!evo
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-omped!ra de c!latin enfrente de-omped!ra de c!latin enfrente de
las estríaslas estrías
• 4s!almente es falta de
l!"ricación o mal
alineamiento( /e de"e de
revisar las placas de
monta5e de la
perforadora# tam"i1n !e
el c!latin est1 alineado
con el centralizador( Esto
es más frec!ente con los
craFlers &idrá!licos
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-ompimiento del c!latin en el area-ompimiento del c!latin en el area
del porta "rocadel porta "roca
• 4s!almente faltade l!"ricación( Elc!latin y porta
"roca "a5operc!sión#rotación y falta deaceite generan
altas temperat!ras!e inicianfract!ras por fatiga
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-ompimiento del c!latin atrás de-ompimiento del c!latin atrás de
las estríaslas estrías
• /e perfora con
poco emp!5e# el
c!latin re"ota
contra el porta
"roca ya !e la
falta de emp!5e
&ace !e la sartasalte
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Vida corta de los sellos del c!latinVida corta de los sellos del c!latin
• 4s!almente de"ido
a "!5e del porta
"roca desgastado
0 l0 l
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0coples0coples
#24
• Elemento más d1"il dela sarta
• Jo reacondiciona"les
• 2ransmiten energía dec!latin*"arra*"roca
• 0coplan extremo de
componentes de sarta
• Mantiene la sarta
firmemente
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Acoples con semi-puenteAcoples con semi-puente
Todos loscoples IR sonde diseñosemi-puenteesto permiteque las carasde las barras
a!ancontactodirecto estosi!ni"ca
menor perdida
/emi P!ente
f
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Principales ca!sas de fallas en losPrincipales ca!sas de fallas en los
acoplesacoples
• Mal acoplamiento o desalineación de la
sarta
•Martilleo en el acople
• Holpear el acople en el centralizador
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,allas frec!entes,allas frec!entes
#24a
• 0grietamiento en
"ordes
• 0c&atamiento en"ordes
• -ot!ra
/emi P!ente
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,allas frec!entes,allas frec!entes
#25
• .esgaste en las roscas
" Prod!ce
so"recalentamiento " .ific!lta desacople
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-ot!ra de acople-ot!ra de acople
#26a
• -ot!ra ca!sada por
propagación de grieta
ocasionada por golpe
s!perficial
- i i t d l l l- i i t d l l l
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-ompimiento del acople en el-ompimiento del acople en el
extremoextremo
• 4s!almente por
incompati"ilidad de
acople%"arra
• Holpeo en el acople
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0grietamiento de acople0grietamiento de acople
• 4so de "arras
demasiado gastadas
• Incompati"ilidad entre
el acople y las dos"arras !e acopla# si los
extremos de las "arras
no tocan# el impacto
pasa a trav1s del acopleca!sando el
agrietamiento
. t t d l. t t d l
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.esgaste premat!ro de las roscas.esgaste premat!ro de las roscas
del acopledel acople
• 4s!almente por
falta de emp!5e alperforar
• 4so de acoples
n!evos con "arrascon roscas
gastada
- i i t d " d t d l- i i t d " d t d l
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-ompimiento de "arras dentro del-ompimiento de "arras dentro del
acopleacople
• /i el desgaste en
las roscas es
pare5o# la ca!sa
!s!almente es
falta de emp!5e al
perforar
• ,!erza de flexiónp!ede tam"i1n ser
la ca!sa
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Barras $drill rod'Barras $drill rod'
#30
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,!nciones de la "arra,!nciones de la "arra
• Extender la sarta
• 2ransmitir el medio de "arrido
• 2rasmitir impacto y tor!e de rotación a la"roca
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Barras tipo EspiralBarras tipo Espiral
• C!erda a lo largo de
la "arra
• /e recomienda para
perforadorasne!máticas
• /! vida es
aproximadamente
c!atro veces la vidade las "arras
estándar
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2otalmente roscada2otalmente roscada
• Permite varios reacondicionamientos
• Mas liviana $mane5o man!al'
• Menor rigidez
• Mas pop!lar en e!ipo ne!mático
B ill
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Barra rosca sencillaBarra rosca sencilla• -osca en cada extremo de la "arra
• Las roscas con tratamiento termico por medio
de car"!ración o end!recimiento por
ind!cción
• Longit!d de
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-edondas con rosca sencilla-edondas con rosca sencilla
• Mayor rigidez
• -elativo "a5o costo
• M!y pop!lar en e!ipos con cam"iador
a!tomático de "arras• Jo reacondiciona"le
Barras redondas con c!erda tandemBarras redondas con c!erda tandem
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• .o"le rosca en cada extremo
• -ígida• La rosca p!ede ser reacondicionada !na sola
vez
• .isponi"le en varios tama3os• 4s!almente se !san en craFlers &idrá!licos
Barra mac&o%&em"ra $M,'Barra mac&o%&em"ra $M,'
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• 0cople incorporado
• /e !tiliza generalmente en e!ipos
&idrá!licos con cam"iador de "arras
a!tomático
• Me5or transferencia de energía• Mayor rendimiento
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Para alargar vida de las "arrasPara alargar vida de las "arras
• .e rotación a las "arras
• Mar!e el porta "arras con el n@mero deposición y mantenga la "arra en s!
posición asignada# día a día
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Mala practicaMala practica
• Engrasando las roscas sin antes
limpiarlas con !n trapo y solvente
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Engrase correctoEngrase correcto
• /e limpian las roscas antes de engrasarse
• /e !sa la grasa correcta
Principales ca!sas de pro"lemasPrincipales ca!sas de pro"lemas
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Principales ca!sas de pro"lemasPrincipales ca!sas de pro"lemas
en las "arrasen las "arras
• Malos mane5os# tales como golpes
laterales# martilleo# de5ar caer !na "arra
so"re otra
• Corrosión por el ag!a !e se !sa
• Mala alineación de la perforadora
• /o"re calentamiento al operarse s!elto
$mal acoplamiento o c!erdas desgastadasde otro componente'
f
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Pro"lemas frec!entesPro"lemas frec!entes
#16
• .esalineamiento de
la torre con
respecto al "arreno
" movimiento de latorre
" desplazamiento
del tracN drillBarra
.o"lada
Pro"lemas frec!entesPro"lemas frec!entes
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• .esprendimientos de extremos por falta de contacto
directo entre "arras
* mal enros!e *
excesivo 5!ego entre "arra y "arra
#31
P "l f t
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• .esgaste acelerado
• Engrase deficiente o no
engrase
• 4tilización de grasacontaminada
Pro"lemas frec!entesPro"lemas frec!entes
#32a
Pro"lemas frec!entesPro"lemas frec!entes
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• -ot!ra porpropagación de
grieta inicial
" Henerada porgolpe
" Henerada por
flexión
Pro"lemas frec!entesPro"lemas frec!entes
#32a
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-ompimiento en las roscas-ompimiento en las roscas
• /i el desgaste de
las roscas es
pare5o# la ca!sa
p!ede ser falta deemp!5e en la
perforación
• /i el desgaste noes pare5o# la ca!sa
p!ede ser flexión
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-ompimiento en el c!erpo-ompimiento en el c!erpo
• 4s!almente la
ca!sa es da3o en
el c!erpo o flexión
excesiva
-
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.esgaste premat!ro en las roscas.esgaste premat!ro en las roscas
• 4s!almente la ca!sa
es falta de emp!5e al
perforar
• se !sa cople con
rosca desgastada
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,ract!ras por corrosión,ract!ras por corrosión
• Ca!sadas por fatiga
de"ido a la corrosión
• /e recomienda
almacenar las "arrasparadas# en l!gares
secos# sa!elas del
pozo al final del t!rno
y si no se van a !sar
por alg@n tiempol!"ri!elas antes de
almacenar
- di i i t- di i i t
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• Para el corte de la sección desgastada esindispensa"le &acer el corte totalmente
perpendic!lar !tilizando piedra de corte
-eacondicionamiento-eacondicionamiento
#36
-
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-eacondicionamiento-eacondicionamiento
• L!ego del corte es necesario efect!ar elflanc&e a 67
- di i i t- di i i t
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• /e dispone del )motortool+ 5!nto con la g!ía
para &acer el flanc&e
-eacondicionamiento-eacondicionamiento
#38
- di i i t
-
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-eacondicionamiento-eacondicionamiento
• 0lg!nas "arras !e se &an do"lado#
p!eden enderezarse !sando !na prensa o
!sando palanca en el pozo mismo
BBrocas
-
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• 2rasmite la energía deperc!sión a la roca
• .irige el aire de
"arrido para optimizar
limpieza del pozo
• /e p!eden
reacondicionar
BrocasBrocas
#40
Perc!siónPerc!sión
-
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" ?ndas de impacto prod!cidas por el golpe de
!n pistón# son transmitidas a la "roca " Las s!perficies de impacto de la "roca se
entierran en la roca a trav1s de !na
com"inación de agrietamiento# mac&a!eo y
fract!ra# prod!ciendo recortes(
" El proceso es similar al del martillo y cincel
golpeando la roca repetidas veces m!y rápido
" La perc!sión cons!me =7*=A de la energía dela perforadora
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fract!ras radiales deformación de la
roca
tiempo..
f!erza de perc!sión
inserto
de "roca
f!erza de perc!sión
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tiempo...
f!erza de perc!sión
inserto de "roca
roca p!lverizada recortes de roca
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estado final del cráter
- t ió- t ió
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-otación-otación " El giro de la "roca entre impactos s!cesivos ca!sa !e
los insertos de la "roca ata!en !na s!perficie diferente
de la roca en cada impacto
Broca tipo cr!z:
-
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-otación-otación
" La velocidad óptima de rotación
prod!ce recortes de mayor tama3o#
desperdicia menos energía re*moliendo
los recortes
" Las "rocas de "otones re!ieren !na
menor velocidad de rotación !e las
"rocas tipo cr!z
BrocasBrocas
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• Por el tipo dePor el tipo deinsertos# seinsertos# se
clasifican en:clasifican en:
" ))Cr!z+ o )Q+Cr!z+ o )Q+ " BotonesBotones
BrocasBrocas
#40
Brocas de "otónBrocas de "otón
-
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• Mayor vidaeconómica
• M@ltiples dise3os
para aplicación en
diferentes tipos de
terreno
• Me5or transmisión de
energía &acia la roca
Brocas de "otónBrocas de "otón
#43
Procedimientos para !na "!enaProcedimientos para !na "!ena
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pp
vida de las "rocasvida de las "rocas
• Mantenga la velocidad de rotación lo más
"a5o posi"le
• Mantenga el peso adec!ado so"re la roca
• 0fílelas periódicamente
• Jo !se !na "roca n!eva en "arreno
iniciado con "roca !sada
Broca de cara planaBroca de cara plana
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Broca de cara planaBroca de cara plana
• /e recomienda para roca
consistente#medio d!ra y d!ra
• Para todo diámetro de "arrenos
• /e considera la estándar de la ind!stria
• /e !sa en aproximadamente en G7 de los
casos
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Broca cara planaBroca cara plana
La más pop!lar# tra"a5a "ien en rocaLa más pop!lar# tra"a5a "ien en rocad!ra y medio d!rad!ra y medio d!ra
Prime LinePrime Line
-
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Prime LinePrime Line
• .ise3o cara plana# para condiciones
severas
• Botones perimetrales mas largoscon mayor penetración en el c!erpo
de la "roca y mayor n@mero de ellos
• Barrenos de soplado alineados paradesparramar los recortes mas pare5o
Broca )Prime line+Broca )Prime line+
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/e !sa en roca d!ra# a"rasiva/e !sa en roca d!ra# a"rasiva
más "otones y más largosmás "otones y más largos
Brocas cóncavas $.rop Center Bit'Brocas cóncavas $.rop Center Bit'
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Brocas cóncavas $.rop Center Bit'Brocas cóncavas $.rop Center Bit'
• Para roca s!ave
• .iámetros de "arreno mayores a (A+
•/e !sa en roca s!ave y !e"radiza
Brocas cóncavasBrocas cóncavas
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• Centro de cara
deprimida# tres
niveles de "otones#
excelente enformaciones s!aves
y material
!e"radizo
Brocas cóncavasBrocas cóncavas
#45
Brocas tipo "alísticoBrocas tipo "alístico
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Brocas tipo "alísticoBrocas tipo "alístico
• Para diámetros de + 0 A+
• Para roca s!ave a medio d!ra#
especialmente caliza
• 2iende a dar mayor velocidad de
penetración en rocas s!aves
Brocas tipo "alístico cara planaBrocas tipo "alístico cara plana
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142/193
• Las p!ntas de los
"otones tienen la
forma de "ala# para
!na mayor velocidadde penetración en
roca s!ave
Brocas tipo "alístico# cara planaBrocas tipo "alístico# cara plana
#48
Broca tipo retráctilBroca tipo retráctil
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Broca tipo retráctilBroca tipo retráctilCara deprimida# excelente en formacionesCara deprimida# excelente en formaciones
!e"radizas# las estrías ay!dan al "arrido!e"radizas# las estrías ay!dan al "arrido
C t d t t i dC t d t t i d
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Cortadores en parte posterior deCortadores en parte posterior de
"roca tipo retráctil"roca tipo retráctil
• Las )alas+ ay!dan a
moler los recortes !e
p!edan caer en el"arreno y !e p!edan
ocasionar !e la sarta se
atore
Brocas tipo Vent!riBrocas tipo Vent!ri
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Brocas tipo Vent!riBrocas tipo Vent!ri
• /e !san c!ando existe
dific!ltad con el "arrido
del "arreno de"ido a
terrenos s!eltos o!e"radizos(
• .isponi"les en cara
plana o cóncava
• Barrenos de "arrido
Brocas tipo domoBrocas tipo domo
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• La cara de la "roca
portr!de
• /e !san donde la
verticalidad del"arreno no es
critica
• /e recomiendan en
rocas d!ras
Brocas tipo domoBrocas tipo domo
#43
Brocas tipo )Q+Brocas tipo )Q+
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• Para terrenosmedio d!ro a
"lando no
consolidado
" eavy d!ty
" /!per d!ty
Brocas tipo QBrocas tipo Q
#42
Brocas tipo )Q+Brocas tipo )Q+
-
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Brocas tipo QBrocas tipo Q
• Para pozos &asta de (A+
• -e!iere de mayor mantenimiento
• Menor vida económica !e las de "otón
$a respuesta a un po%o des&iado$a respuesta a un po%o des&iado
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$a respuesta a un po%o des&iado$a respuesta a un po%o des&iadoADAPTADOR '(IA) PATENTEPENDIENTE
El adaptador !u#a se puedeinstalar *a sea detr+s de la
broca o con el copleDisponible en di,erentestamaños
/elección de "roca/elección de "roca
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/elección de "roca/elección de "roca
•$a ltima palabra la$a ltima palabra latiene el per,orista.tiene el per,orista.
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Pro"lemas de "rocasPro"lemas de "rocas
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Pro"lemas de "rocasPro"lemas de "rocas
• /e s!eltan los "otones $!s!almente
oc!rre al golpear en vacío'(
/?L4CI?J: /iempre mantener peso enla "roca y tener c!idado con control de
perc!sión como c!ando se trata de soltar
sarta atorada
-ompimiento de "otones-ompimiento de "otones
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perimetralesperimetrales• 4sando "roca n!eva en !n pozo
iniciado con "roca desgastada
-ompimiento de "otones-ompimiento de "otones
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perimetralesperimetrales• P!ede ser ca!sado por alta velocidad de
rotación• La rotación arri"a de
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• Posi"lemente
ca!sado por alta
velocidad derotación
• Posi"le falta de
afilado
.esgaste excesivo de "otones.esgaste excesivo de "otones
#55a
.esgaste excesivo de c!erpo de la.esgaste excesivo de c!erpo de la
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• Posi"lemente
ca!sado por alta
velocidad de
rotación
.esgaste excesivo de c!erpo de la.esgaste excesivo de c!erpo de la
"roca"roca
#50B
Botones rotosBotones rotos
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• Pro"a"lemente
ca!sado por falta
de afilado de
"otones• 0lg@n o"5eto
extra3o en el pozo
#52
Procedimientos para !na larga vida deProcedimientos para !na larga vida de
la "rocala "roca
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la "rocala "roca
• $
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/elección de la "roca/elección de la "roca
• /e de"e tratar varios dise3os de "roca
para ver c!al tra"a5a me5or en el tipo de
roca
• )4n estilo tra"a5a en todo tipo de roca+#no es verdad
• -egistra la velocidad de penetración y
vida de la "roca para determinar el me5ortipo de "roca
-eacondicionamiento de las "rocas-eacondicionamiento de las "rocas
C!idado de las "rocas de "otonesC!idado de las "rocas de "otones
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QUE LES
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PARECE ESE
CUERPO?
QUE LES PARECE ESA CARA ?
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• /e reacondicionan los
"otones
-eacondicionar las "rocas-eacondicionar las "rocas• /e de"e de reponer la forma
original de los "otones
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#57b
0filado de los "otones de la "roca0filado de los "otones de la "roca
I
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• Esmeril ne!mático de alta
velocidad $7#777 -PM'
• /e !sa para reformar los
"otones• El "otón de"e de mantener
s! alt!ra óptima
• 4sa ag!a
0filado de los "otones de la "roca0filado de los "otones de la "roca
0filado de "rocas de "otones0filado de "rocas de "otones
I
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• /e !sa !na copa estilo com"o
• /e rectifica la c!rvat!ra del "otón• /im!ltáneamente se rem!eve
material del c!erpo de la "roca para
mantener !na alt!ra óptima del
"otón
0filado de "rocas de "otones0filado de "rocas de "otones
4n paso# metodo )com"o+4n paso# metodo )com"o+
C!ando se de"en de afilar losC!ando se de"en de afilar los
insertosinsertos
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insertosinsertos
• C!ando los
insertos m!estren
!na cara plana
mayor de 6%6+
-evise los insertos-evise los insertos
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• .esp!1s de afilar#
aseg!rese !e los
insertos est1n
pare5os(• 0l poner la "roca
so"re s! cara# esta
no de"e
campanear(
0ng!lo de los insertos0ng!lo de los insertos
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• Los insertos no de"en de estar ni m!y planosni m!y afilados
• Los extremos de los insertos de"en de estar
ac&aflanados para evitar rompimiento de s!sp!ntas o atoramiento en el "arreno
0filado correcto0filado correcto
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Vida estimada de los accesoriosVida estimada de los accesorios
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F!er$a co%presiva
"e la roca &roca &arra 'ople (anco
ura:
D35A((( lbs&pulgE
5((F
/$5%m0
5(((F
/$5%'m0
%(((F
/6$(40
%5((F
/+6%m0
4ediana:%5A((( a 3'A(((
lbs&pulgE
$5((F
/'5+m0
+(((F
/%$3'm0
'(((F
/$%$*m0
'5((F
/$3+%m0
SuaCe:
G %(A((( lbs&pulgE
'(((F
/$%$*m0
$(A(((F
/3(')m0
6(((F
/$)%*m0
+(((F
/%$3'm0
/Asume rotaciHn normal de los accesorios0
0ceite para la perforadora0ceite para la perforadora
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0ceite para la perforadorap p
/ Las perora!oras tienen un "u#o a tra$%s!el sistema !e luricaci'n - el aceite seme(cla con el aire primero) "u*e a
tra$%s !e la perora!ora * lue+o la sarta
/ El aceite contiene a!iti$os especiales,ue lo ace e.trema!amente pe+a#oso/
Esto permite al aceite pe+arse a loscomponentes !e la perora!ora
0ceite para la perforadora0ceite para la perforadora
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• 0ceite -ocN .rill Ingersoll
-and
• Máxima prod!ctividad y
protección
• /e !sa en todo tipo dedrifters y ../
• -egla de dedo:
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• /e aplica en cada !na
de las !niones
prolonga la vida de las
roscas• ,acilita el desacople de
los componentes de la
sarta
Hrasa para las roscasHrasa para las roscas
d d i l l
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• $a !rasa a*uda a reducir el calordentro de las uniones con cuerda
• 0enos calor si!ni"ca un menordes!aste de las roscas
• Dos tipos1 compuesto dealuminio para barras dee2tensi3n) compuesto de cobre
para las barras de tuber#a 4D5D6• No contiene plomo ni %inc
Características de "!ena grasa para losCaracterísticas de "!ena grasa para los
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accesoriosaccesorios
• -esistente al calor(
•-esistente a la alta presión(• B!ena ad&erencia a el acero a@n en
altas temperat!ras y presión(
• .e"e ser fl!ido a altas y "a5astemperat!ras(
-es!men:-es!men:
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• Con el !so correcto de los
accesorios de perforación# se
o"tiene !n me5or aprovec&amiento
Conse5o Jo(
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alcance del polvo
• Mantenga !n 5!ego extra de accesorios
• 2rapos y solvente de"en de estar al alcance para
limpiar las roscas antes de engrasarlas
• -evise los accesorios antes de empezar a
perforar
Conse5o Jo( Conse5o Jo(
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• 0seg!rese del "!en alineamiento de la
perforadora
• Evita flexión excesiva y posi"le
rompimiento de "arras
• Evita desgaste acelerado en las roscas
de las "arras
• Evita esf!erzos excesivos en el
ca"ezal
Conse5o Jo( 6Conse5o Jo( 6
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• 0l posicionar la perforadora# antes
de empezar a perforar# aseg!rese
!e la g!ía presione so"re la roca y
est1 "ien fi5a# levantando levemente
las or!gas
• 0l perforar aseg!rese !e la "arra se
mantenga paralela a la g!ía
Conse5o Jo( >: 0seg!re "!enasConse5o Jo( >: 0seg!re "!enas
conexiones en la sarta con laconexiones en la sarta con la
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conexiones en la sarta# con laconexiones en la sarta# con la
grasa correctagrasa correcta• Malas conexiones no permiten la
correcta transmisión del impacto a lo
largo de la sarta# crean esf!erzosinnecesarios a los componentes y
altas temperat!ras !e p!ede
destr!ir el tratamiento t1rmico de losmismos
Conse5o Jo( A: 0seg!re !naConse5o Jo( A: 0seg!re !na
l!"ricación adec!adal!"ricación adec!ada
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l!"ricación adec!adal!"ricación adec!ada
• 0ntes de empezar a perforar#
aseg!rese !e la perforadora est1
"ien l!"ricada# con el aceite
recomendado $rocN drill oil'
Conse5o Jo( G: Para a"rir elConse5o Jo( G: Para a"rir el
"arreno"arreno
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"arreno"arreno
• 0l iniciar el pozo# !se avance y
perc!sión red!cidos
•En materiales !e"radizos evite elsoplado
Conse5o Jo( 8: 0seg!rese deConse5o Jo( 8: 0seg!rese de
mantener limpio el pozomantener limpio el pozo
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mantener limpio el pozomantener limpio el pozo
• Es necesario tomar el tiempo para
mantener el pozo limpio
• La ca!sa principal de atoramiento de
la sarta es !n "arrido deficiente
• 0ntes de agregar "arra adicional#
levante la sarta aproximadamente >+
del fondo# sople# levante y "a5e la sarta!nas tres veces# sin tocar el fondo
Conse5o Jo( =: Mantenga laConse5o Jo( =: Mantenga la
velocidad de "arrido adec!adavelocidad de "arrido adec!ada
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velocidad de "arrido adec!adavelocidad de "arrido adec!ada
• 4se ag!a solo c!ando sea necesario
• 4n "arrido ins!ficiente# red!ce la
velocidad de penetración# crea
esf!erzos innecesarios en la
perforadora
• 4na velocidad de "arrido demasiado
alta# desgasta más rápido a los
componentes de la sarta
Conse5o Jo( R: 4se el avanceConse5o Jo( R: 4se el avance
adec!adoadec!ado
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adec!adoadec!ado
• 4na f!erza de avance demasiado
"a5a proporciona menor velocidad de
penetración
• 4na f!erza demasiado alta crea
esf!erzos innecesarios en la sarta#
!e tiende a desviar el pozo
Conse5o Jo( R: 0vance ins!ficienteConse5o Jo( R: 0vance ins!ficiente
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• Po"re transferencia de energía &acia la
roca( La energía se pierde en la sarta
como calor
• La perforadora vi"ra• Posi"les caída de "otones de la "roca
• /e s!elta la sarta de perforación lo c!al
gasta premat!ramente las roscas
Conse5o Jo( R: 0vance excesivoConse5o Jo( R: 0vance excesivo
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• ,lexión excesiva en "arras !e
p!ede ca!sar fallas premat!ras
•/o"re perforación en roca s!ave
• 0toramiento de los accesorios
de"ido al atascamiento de pozos
• -ompimiento de "otones de"ido ator!e excesivo
Conse5o Jo
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de rotación adec!adade rotación adec!ada
• 4na velocidad demasiado alta
impone !n desgaste excesivo en los
"otones# especialmente en los
"otones perimetrales
• 4na velocidad demasiado "a5a# &ace
!e los "otones golpeen en roca ya
!e"rada
Conse5o Jo(
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• Jo !se componentes n!evos de la
sarta de perforación con
componentes !e tengan las roscas
desgastadas
Conse5o Jo(
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• 0l almacenar o transportar los
accesorios de perforación#
aseg!rese de limpiarlos
especialmente en el área de las
c!erdas y secarlos
• Evite !e sean golpeados con alg@n