curso de perforación equipos dmh 1 compatibility mode

8/18/2019 Curso de Perforación Equipos DMH 1 Compatibility Mode

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C ODELCO M INISTRO H ALES N OVIEMBRE DEL 2013 Curso de Perforación


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Nuestros Servicios


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Nuestros Servicios y Productos

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Nuestros Servicios y Productos


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Agenda


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Fundamentos de Perforación


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Top Hammer DTH Rotary


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Rotary DrillingDTH DrillingTop Hammer Drilling



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Metodos de Perforación y Aplicación


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Martillo en CabezaRequiere una energía de percusión de alta frecuencia junto conpeso, rotación y aire. La energía de percusión es creada

hidráulicamente en la cabeza de la perforadora.Esta energía se transmite a la broca a través de una barra deperforación especialmente diseñada.El peso o la fuerza de avance se usa para mantener a la broca encontacto con la rocas. La rotación se usa para indexar los insertos

de la broca a la roca y el aire se usa para limpiar el pozo.Normalmente estas brocas se usan con poco peso y bajasvelocidades de rotación.La perforación a percusión con martillo de cabeza es una técnicacomún para pozos de producción de 25 mm a 127 mm (1”a 5 1/2”)en materiales blandos a duros.


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Martillo de FondoAl igual que la perforación con martillo en cabeza, la perforacióncon martillo de fondo utiliza percusión de alta frecuencia, o impacto,

para romper la roca.La mayor diferencia entre ambos métodos es que con el martillo defondo, la fuerza percutiva se genera en el fondo del pozo justo porencima de la broca. Dado que el martillo está ubicado justo porencima de la broca, la energía de percusión no se pierde a lo largo

del tren de barras.Esta técnica es normal en pozos de producción de 76 mm a 217mm (3” to 81/2”) en un rango de materiales blandos a duros.


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Perforación RotativaEsta técnica incorpora el uso del tricono, empleando grandesfuerzas de pull-down (peso) junto con la rotación del tricono y aire

para enfriar los cojinetes del tricono (para triconos de cojineteabierto) y limpiar el pozo.Los triconos generalmente se utilizan para pozos de producción de98 mm a 406 mm (3 7/8” to 16”) dependiendo en la capacidad de laperforadora y la dureza de la roca.


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Historia de la Perforación

Antiguamente, los aborígenes de nuestro País horadaban las rocas

con otras de mayor dureza, empleándolas como mazo,

posteriormente con la invasión de los Incas, ocuparon las nuevas

herramientas que ellos introdujeron, principalmente barrenos comolos actuales cinceles y otras en forma de martillo todas hechas en

cobre metálico las cuales tenían un tratamiento térmico que

endurecían el cobre y que actualmente aún es desconocido, como

llegaron a lograr ese resultado.

Las máquinas perforadoras manuales, recién se empezaron a

utilizar a mediados del siglo 19, anteriormente se usaban barrenas,

las cuales eran golpeadas con mazos. Se utilizó bastante en laperforación, barrenos descendente de mayor peso y tamaño los

cuales eran alzados dejándolos caer libremente.


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En Estados Unidos durante la excavación del canal de Michigan en Illinois en el año 1838, el

señor Isaac Singer ideó y construyó varias perforadoras, para aplicarlas solamente en los

sistemas descendentes de perforación, en otras palabras barras de gran peso y tamaño eran

levantadas por un pistón accionado con vapor, pero su caída era libre.En 1849 un señor de apellido Caugh de Filadelfia, patentó una perforadora que tenía una

válvula automática que controlaba el recorrido del pistón, con esto la máquina eliminaba la

gravedad para golpear la barrena.

En 1851 J.M. Fowle, fabricó la primera máquina con rueda de trinquete. El mismo año un señor

de apellido Cave fabricó un máquina perforadora que podía ser accionada con vapor o aire,

pero la rotación de esta máquina era controlada manualmente.



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En 1856 se inició el primer túnel ferroviario en Estados Unidos, en su construcción se utilizaron

máquinas perforadoras y como explosivo dinamita, fue terminado en el año 1873 con un

desarrollo de 8.802 mts. Se emplearon perforadoras recién salidas al mercado.

En 1871, don Simón Ingersoll desarrolló una máquina montada sobre un trípode, permitiendo

con facilidad perforar en cualquier dirección, teniendo movimientos horizontal y vertical.


Posteriormente George Lyner introdujo el martillo perforador,

produciendo un rechazo de los mineros por la gran cantidad de polvo,

en 1887 hizo varias modificaciones y experimento con barras huecas

entre 1894 y 1898 a las cuales le introdujo aire y agua solucionando

el problema del polvo.


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El primer soporte neumático lo creó C. H. Shaw y lo adaptó a las máquinas Lyner en la ciudad

de Denver, para aplicarlos en algunas minas de Colorado para trabajos de realce en caserones.

A este conjunto se le llamó stoper.


Las máquinas perforadoras habían evolucionado enormemente y ya contaban concaracterísticas técnicas avanzadas, como rotación automática por aire, lubricación automática,

aumentaron el número de golpes del rango 300-400 golpes por minuto, al rango de 1600 a 2000

golpes por minuto. Las perforadoras eran más livianas, por lo cual las podía maniobrar un solo

hombre.En 1912 la compañía Ingersoll Rand compró las patentes a George Lyner que estaban vigentes

hasta 1914.

Posteriormente salieron al mercado otras marcas. Por ejemplo Atlas Copco fabricó sus primeras

máquinas perforadoras por el año 1917, ellos antes habían importado máquinas neumáticas de

Estados Unidos en l888.


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Las perforadoras han seguido evolucionando, aprovechando nuevos materiales en su

construcción para hacerla más livianas y también más económicas.

Actualmente existen diferentes tipos y marcas de perforadoras,

cuyo tamaño depende del trabajo a realizar, pueden ser

neumáticas, o eléctricas y en algunos casos accionadas

mecánicamente. También existen máquinas perforadoras de

mayor tamaño que van montadas en deslizadores y carros

especiales, predominando actualmente las máquinas hidráulicas .



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Las perforadoras son máquinas que nos entregan los medios mecánicos para efectuar laperforación, sus energías principales las separan en dos tipos que son:

• Perforadoras diesel• Perforadoras eléctricas

Todas las perforadoras tienen la capacidad de nivelarse, independiente del terreno enque se encuentren posesionadas, para poder perforar pozos totalmente verticales.El responsable de el buen uso de las máquinas le compete totalmente al operador.

Equipo de Perforación


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Las perforadoras se dividen en tres unidades principales:

• Tren de Rodado• Bastidor Principal• Tren de Fuerza



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1. Rueda Motriz2. Rueda Tensora3. Motor Hidráulico

4. Bastidor y Rodillos5. Balancín o Pivote

Tren de Rodado :



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• Rueda dentada ubicada en la parte delantera del tren de rodado.• Es la que permite los movimientos de propulsión de la máquina, para los efectos

de cambio de pozos y los traslados.• Es impulsada por un motor hidráulico ubicado en la parte interior de la oruga.

Tren de Rodado / Rueda Motriz o Propulsora :



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• Esta rueda está ubicada al otro extremo del tren de rodado, y cumple la misión demantener tensada la cadena como también sirve de polín y guía del complementodel tren de rodado.

• A diferencia de la rueda motriz, esta no tiene dientes, ni motor, por lo tanto esarrastrada.

Tren de Rodado / Rueda Tensora :



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• El conjunto motriz de propulsión consta del motor hidráulico y de un reductortipo planetario.

• Este va acoplado a la rueda Motriz y permite los movimientos de la máquina.

• El comando principal del sistema hidráulico esta ubicado junto con las válvulasy bombas del sistema en el tren de fuerza.• El control de los movimientos pueden realizarse desde la cabina y en algunos

casos a control remoto.

Tren de Rodado / Motor Hidráulico de Propulsión :



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• El Bastidor forma parte del chasis del tren de rodado y es la estructura donde se alojatodo el sistema de rodillos y polines.

• Su dimensión es acorde a la estructura superior de la máquina y va unido al otrocomplemento de rodado a través del eje central en el sector de las ruedas tensoras, yel balancín por el sector de la rueda motriz.

Tren de Rodado / Bastidor y Rodillos Guías :



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• El Balancín esta ubicado en el sector de la rueda motriz de la máquina y vaadosado a la estructura o chasis por medio de un eje pivote que permite elbalanceo.

Tren de Rodado / Balancín o Pivote :



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Bastidor Principal / Chasis :


1. Chasis2. Cabina3. Gatos Hidráulico

• El chasis aporta rigidez y forma el equipo, además sostiene partes mecánicasde este, es un elemento fundamental que da fortaleza y estabilidad en

diferentes condiciones.


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Equipo de PerforaciónBastidor Principal / Cabina :

• La cabina es donde se realiza la operación del equipo esta se encuentra aislada

del ruido y calefaccionada, está equipada con vidrios de seguridad, asiento

ajustable y giratorio, posee luz en su interior.


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Equipo de PerforaciónBastidor Principal / Gatos Hidráulicos :

• Las perforadoras estándar utilizan un sistema de gatos hidráulicos de nivelación detres o cuatro puntos para mantener el equipo horizontal nivelado y estable mientrasperfora.


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Equipo de PerforaciónTren de Fuerza :

1. Motor diesel o Eléctrico2. Compresor3. Bombas hidráulicas

4. Enfriadores5. Torre de Perforación6. Porta Barras7. Cabezal de Rotación8. Sistema de Empuje9. Accesorios


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Equipo de PerforaciónTren de Fuerza / Motor Diesel o Eléctrico :

• La función del motor es transformar la energía calórica o eléctrica en

energía mecánica rotativa.

• Es el encargado de suministrar el movimiento rotativo a todos los

sistemas del equipo.


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Equipo de PerforaciónTren de Fuerza / Compresor :

• El compresor es uno de los componentes mas importantes del equipo, pues es elencargado de producir la presión de aire necesaria para el barrido de laperforación, y lograr retirar el cating o detritus desde el fondo del pozo hasta la

superficie.


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Equipo de PerforaciónTren de Fuerza / Bombas Hidráulicas :

• Todas las funciones de perforación y propulsión se activan hidráulicamente, elsistema hidráulico consta en un depósito de aceite, bombas, motores, válvulas,cilindros, tubos, mangueras, filtros y medidores.


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Equipo de PerforaciónTren de Fuerza / Enfriadores :

• Los enfriadores está diseñado para reducir la temperatura de los fluidos que se utilizanen el equipo tales como, aceite hidráulico, aceite del compresor y refrigerante del motordiesel.


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Equipo de PerforaciónTren de Fuerza / Torre de Perforación :

• La torre de perforación es construida en acero tubular soldado, el conjunto de la torresostiene el cabezal de rotación, los cilindros hidráulicos de avance, un carrusel portabarras y los accesorios para la operación.


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Equipo de PerforaciónTren de Fuerza / Porta Barras :

• El porta barras es el encargado de almacenar las barras que serán utilizadas paraaumentar el largo de la perforación del pozo, este sistema permite adicionar o extraerde la sarta según la necesidad de la operación.


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Equipo de PerforaciónTren de Fuerza / Cabezal de Rotación :

• La cabeza giratoria (también llamada cabeza de poder o cabeza superior) se utiliza para

girar la broca, acoplar o desacoplar las barras de perforación.

• La sarta de perforación está conectada directamente al cabezal de rotación con ello todala presión de rotación y alimentación se ejerce a través de este.


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Equipo de PerforaciónTren de Fuerza / Sistema de Empuje :

• El sistema de empuje es el encargado de aplicar el peso necesario para realizar laperforación, además luego de terminado el pozo retira la sarta de perforación de este.


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Equipo de PerforaciónTren de Fuerza / Accesorios :

• La llave de desacople o caimán tiene comofunción principal desacoplar la sarta deperforación para efectos de desarme ocambio de elemento de perforación.

• La llave de desacople o llave de piso cumplela función de asegurar o sostener el adaptador

o la barra al momento de acoplar odesacoplar.

• El sistema de inyección de agua es elencargado de entregar una cantidaddosificada de agua para la perforación, esta

se traslada a través del flujo de aire por lasarta de perforación.


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Diesel v/s Eléctrica

Reconstrucción del motor eléctrico másbarato.No posee radiador de refrigerante.Menos filtros de aire.No hay cambios de aceite motor diesel.

Costo operacional más bajo en la mayorparte de las localidades.No requiere re-aprovisionar combustible.Operación más silenciosaNo emite emanación de gases.

Ventajas Diesel Ventajas eléctricas


Alta utilización.Mayor versatilidad para sectores máscomplejos.Mayor velocidad de traslado.No hay cable eléctrico que manipular.

No depende de un sistema de distribucióneléctrico.Única alternativa si no hay energía eléctricadisponible.Disponible en todos los modelos.Gran autonomíaK

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