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PERFORADORA BUCYRUS 49 R III

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curso perforadora bucyrus 49 RIII

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PERFORADORA

BUCYRUS

49 R III

Contenido

Historia de la Perforación

El Aire

El Pulldown

Técnicas de Perforación

Desgastes

Controles

Estructura

Nuestra Broca

Historia de la Perforación

Perforación

Subterránea Rajo Abierto

La perforación subterránea

tiene una historia tan antigua

como la perforación en

superficie pero ha seguido un

camino diferente en cuanto a

su desarrollo debido a las

restricciones que la

explotación misma le coloca.

Dimensión de las cavidades

Requerimientos de Aire

Selectividad de la Operación

Etc.

La mecanización ha sido también parte de su desarrollo

Hasta llegar a los grandes equipos capaces de cavar una

chimenea de hasta 6 metros de una sola vez

O Simplemente túneles completos

La historia de la

Perforación y en

especial el desarrollo

de los actuales

triconos esta

completamente ligada

a la obtención de

Petróleo y la búsqueda

de agua subterránea

Se tiene antecedentes que la primera

perforadora la utilizaron los Chinos

un milenio antes de Cristo para

buscar aguas en zonas áridas del Asia.

El agujero se hacía en la tierra a través

del impacto que producía una roca

afilada suspendida en una cuerda la

cual era levantada y arrojada de

manera vertical para así hacer pedazos

las rocas y la tierra

Esta perforadoradora

fue perfeccionada

colocando en

reemplazo a las piedras

afiladas fierros tipo

lanzas

Esta perforadora fue

llamada

CABLE-HERRAMIENTA

O

SHANKDRILL

Esta máquina se uso hasta 1880

La historia de la perforación en busca de petróleo

dio inicio en el año 1858 en Titusville, Pennsylvania.

Mr. Townsend

presidente de la

compañía Oil Rock

producía su

petróleo cavando

fosos en las tierras

cercanas a

afluencias de

petróleo y

recogiéndola en

baldes

El Primer pozo en ser perforado en busca de petróleo fue

propuesto por James Townsend en 1857. Este le pidió a

E. L. Drake construir una perforadora y emplear a

alguien que hiciera pozos de agua para buscar petróleo

en Titusville, Pennsylvania. Tomó 2 años construir la

perforadora e instruir al perforista. La perforación

comenzó en Abril de 1859, y después de muchos

problemas, el pozo había alcanzado la profundidad de

21,04 Mts a fines de 1859.

La perforadora

“cable –

herramienta”

perforó la

mayoría de los

pozos de agua y

petroleros hasta

que la

perforadora de

rotación fue

usada por

primera vez en

1880.

La primera

perforadora

de rotación

fue

desarrollada

en Francia en

1860

Este método de perforación consistía en usar un engranaje

de madera, tubos de perforación, una bomba para barro, y

un plato giratorio para direccionar la broca de acero de una

manera circular para perforar en la tierra. Este tipo de

perforación no causó mucho impacto en un comienzo.

PERFORADORA DE ROTACIÓN

Las brocas de

perforación en esos

tiempos eran hechas en

una herrería, y se

conocían como

“Brocas Cola de

pescado”, que tenían

que ser afiladas por un

herrero en el sitio de la

perforadora casi a

diario.

Las primeras

perforadoras de

rotación usaba un

anticuado tipo de

broca, la cual limitaba

las perforaciones a

sitios con suelo blando.

Howard Hughes padre,

introdujo la primera

broca para roca en el

mundo, equipada con

dos conos cortadores

de rotación

1909

1933 Primera broca

tricónica con dientes

intermedios ganando

la aceptación mundial

y el dominio de la

industria

1951 Introduce la primera

broca tricónica con

dientes de carburo de

tungsteno que permite

la perforación en

terrenos cuarcíferos

abrasivos y duros

ESTRUCTURA Y

COMPONENTES

Valvula de Ingreso del Aire

Filtros

Rueda Tensora

Compresor

Estanque

RuedaMotriz Rodillos Superiores

Oruga Rodillos Superiores

Separador

Estanque de Aceite

Válvula de Presión

Cabezal

Zarta de

Perforación

Torre

CONTROLES DE CABINA

CONJUNTO

DE

PERFORACIÓN

COMPRESOR

DE

TORNILLO

Alguna Pregunta????

Válvula (back flow, water separator, etc.)

Espiga

Tubo de Aire

Hombro

Brazo

Paso de aire a los rodamientos

Tapón retenedor de bolitas

Rodamiento de rodillos

Rodamiento de Bolitas

Rodamiento de nariz

Tapón de Empuje

Faldón

Inserto Plano

Hard facing

Nozzle

Insertos

Espejo

Cono

Alguna Pregunta ?????

Circuito del Aire

65

PSI

Valvula de Ingreso del Aire

Filtros

40 - 45 PSI

65

PSI

Compresor

Circuito del Aire

Compresor

Radiador

Linea de retorno del aceite al compresor

Válvula de

descarga del

Separador

Tanque

separador de

aceite Linea para regular la presion del compresor

Descarga del compresor

Filtros

Válvula

reguladora de

presión

Aire

para el

Tricono

Sistema de Aire

Debe

proveer

Buen

Volumen

y Presion

• Mantener los

rodamientos

limpios y frios.

• Remover los

detritos bajo el

bit.

• Llevar los detritos

fuera del pozo de

perforacion.

Se necesita aire para

Distribucion del Aire

Una parte

va atraves

de los

nozzles

para mover

los detritos

Otra parte

pasa a traves

de los ductos

de

refrigeracion

de los

rodamientos

Volumen de Aire

• La minima velocidad de aire requerida para cuttings livianos es

de 5,000 fpm.

• La minima velocidad de aire requerida para cuttings pesados es

de 7,000 fpm.

• Grandes cuttings, condiciones de roca humeda, alta densidad de

roca, inyeccion de agua, siempre requerida mas altas velocidades

del aire.

• La velocidad de salida del chip, debera ser 1,000 fpm o mayor

cuando la barra presente el desgaste de reemplazo.

Fuerza del aire para levantar las particulas de roca por el espacio

anular hacia la superficie del pozo

Velocidad

ascendente del

aire

Velocidad de

sedimentacion

de la particula 5.200 fpm

-

4.000 fpm

1.200 fpm

Circulacion del Aire & Rotacion de los Conos • Sople el Bit antes y

durante su turno, para

asegurarse que el

tricono se mantiene

limpio y esta operando

correctamente.

• Si la inspeccion normal

revela un cono o pierna

mas caliente que otra,

esto indica que el

sistema de refrigeracion

del rodamiento esta

obstruido.

Cómo saber que algo anda mal en el

compresor

Síntomas

• Los detritus salen como si fuera la erupción de un volcán.

– Los detritus no salen en forma contínua. Salen y luego

dejan de salir, luego salen y sigue el ritmo de un

volcán.

• Mientras se perfora, la presión de aire varía unos cuantos

psi, algunas veces , la broca tiene que ser subida ,para

dejar vacio el barreno y hacer que la presión caiga.

• Baja presión en la broca, toberas muy

grandes, o no hay toberas.

• La presión del tanque recibidor esta por

debajo de los 55 psi,cuando se corta el

aire a la broca.

• En algunas perforadoras, una pequeña

cantidad de aire sale por debajo del

regulador de modulación.

Por que debemos cuidar el Aire

• Al salir más aire por los

rodamientos,los labios de la

broca se mantienen más

limpios, se evita la erosíon

de los mismos y se reduce

la exposición de los

rodamientos.

• Incrementar el volumen de

aire a tráves de los

rodamientos, aumentará la

resistencia a la entrada de

cortaduras a los mismos y

reducirá los tapamientos de

las brocas.

Las brocas, vienen con tres toberas del mismo tamaño

No use brocas sin nozzles, o sin un nozzle. Utilice el tamaño

adecuado.

Debemos cuidar el Aire para evitar remolienda

En zonas con agua, es indispensable utilizar las perforado-

ras con mejores condiciones de aire.

El empuje del botón causa astillamiento en la roca

Base del Cono

Diente

Movimientos

Relativos

Zona de Compresión

Fracturas de Tensión

Fractura Central

Fracturas muy pequeñas

Produce abrasión en los insertos

Aplicación de Poco Pulldown

Aplicación de Bajo Pulldown

Se producen

grietas que no se

conectan, no se

rompe la roca y

provoca una gran

abrasión en los

insertos

Inicio del rompimiento de la roca con aplicación de Pulldown

Al aplicar el

correcto

Pulldown las

grietas se

conectan

comenzando la

fragmentación

de la roca en el

fondo del pozo

Aplicación del correcto Pulldown

Las fracturas

producidas se

conectan entre

dientes y entre

corridas

provocando la falla

completa de la roca

al fondo del pozo

Aplicación del correcto Pulldown

Con la unión de

las fracturas y el

desplazamiento de

los dientes se

fractura la roca

produciendo los

cutting libres para

ser elevados por el

aire

Aplicación de excesivo Pulldown

Los detritus

producidos por

el

fracturamiento

y la rotación no

pueden salir al

no tener

espacio, pues

los dientes

están muy

enterrados

Aplicación del Pulldown

Técnicas de Perforación

REGLA DEL TERCIO

*** Use durante el primer tercio del tiro un 1/3 de la rotación

y 1/3 del peso normal.

*** Use durante el segundo tercio del tiro 2/3 de la rotación y

2/3 del peso normal.

*** Use durante el tercer tercio del tiro 3/3 de la rotación y

3/3 del peso normal.

REGLA DEL ALTO Y BAJO

*** Poca rotación y poco peso son tan malos como alta

rotación y alto peso. Siempre son mejores los altos y

bajos.

ROCA BLANDA:

*** Use ALTA rotación y BAJO peso.

ROCA DURA:

*** Use BAJA rotación y ALTO peso.

1.- No se debe hacer el empate hasta activar el aire por

30 a 60 segundos hasta dejar limpia la superficie de

corte y mantenerlo activado mientras la broca se

encuentre en perforación.

2.- No golpee la broca ni los aceros.

3.- Use la barra de peroración en ángulo recto.

Utilizarla en forma inclinada podría acortar

dramáticamente la vida útil de la broca

4.- El espacio entre el diámetro de la barra y el

diámetro del Bit es llamado espacio anular. Este

espacio debe ser de 2” a 3”.

5.- Mantenga el aire encendido todo el tiempo mientras la

broca se encuentre dentro de la perforación. Siempre se debe

dar el aire antes de rotar la broca en el fondo

6.- Inspeccione periódicamente la broca como

medida preventiva. Una excesiva temperatura en

los conos indica la obstrucción en el paso del aire

7.- Observe el indicador de presión, un aumento

brusco indica bit tapado. Asegúrese que el bit no esta

tapado, chequee el bit antes de iniciar la perforación.

Asegúrese que el aire sale por nozzles y labios

8.- Asegúrese que el aire es suficiente para remover los

cutting desde el fondo del pozo:

* Para cuttings húmedos use 7.000 a 9.000 pies por

minuto de velocidad de barrido.

*Para cutting seco use 5.000 a 7.000 pies por minuto de

velocidad de barrido.

NUNCA REPASE UN TIRO REALIZADO CON OTRO

BIT. REEMPLACE EL BIT POR UNO DADO DE BAJA.

Alto Pulldown puede resultar en un incremento de la velocidad de

penetración

Alto Pulldown puede provocar una disminución de la vida de los

rodamientos

Alto Pulldown puede provocar una disminución en la estructura de

corte

El Pulldown

R.P.M

Alta R.P.M. puede resultar en un incremento de la velocidad de

Penetración

Alta R.P.M. puede resultar en un deterioro de la vida de los

rodamientos

Alta R.P.M. puede resultar en un acortamiento de la vida de la

estructura de corte

TRICONO CON EXCESIVA ROTACION

TRICONO CON EXCESIVO PULLDOWN

TRICONO CON POCO PULLDOWN

INSUFICIENTE AIRE

Aire para Limpieza

Aire para

refrigeración

INSUFICIENTE AIRE

Una broca con su

estructura de corte

casi intacta podría

ser dada de baja

por problemas en

sus rodamientos

INSUFICIENTE AIRE

Se calientan los

rodamientos, se

expanden, perjudicando

las pistas y se sueltan

los polines.

INSUFICIENTE AIRE

Finalmente se

caen los polines y

se pierde el cono

INSUFICIENTE AIRE

Se debe observar el

estado de los labios.

Los desgastes

prematuros en el

sector podrían

implicar

insuficiencia de aire

INSUFICIENTE AIRE

2

1

Desgaste en el labio

y en el faldón . Se

empiezan a exponer

los rodamientos.

Desgastes focalizados en

el faldón implican una

remolienda localizada

INSUFICIENTE AIRE

Material introducido

en los rodamientos,

superficie de corte

con casi 70 % de

vida. Buenos hábitos

de barrenación, nos

llevarán a revisar y

limpiar

continuamente la

broca

INSUFICIENTE AIRE

Broca con suficiente

presión de aire. A

pesar de lo mojado

del terreno, NO se

observa

introducción de

material en los

rodamientos, ni

desgaste en el labio 1

RESPUESTAS AL TEST

AIRE

1.- El aire entregado por el compresor es usado para:

a) Limpiar el pozo.

b) Refrigerar el tricono.

c) Refrigerar todos los aceros.

d) Sólo a y b

e) Ninguna de las anteriores.

2.- La presión de aire indicada en el panel view:

a) Es la misma presión al interior del tricono.

b) Es menor a la existente en el tricono.

c) Es mayor a la existente en el tricono.

d) Es la presion a la salida de los nozzles.

e) Ninguna de las anteriores.

Respuesta Correcta: d) Solo a y b

Respuesta Correcta: b)

3.- Si la presión de aire sube repentinamente:

a) Indica falla en el compresor.

b) Indica que hay una grieta en el pozo.

c) Indica que el tricono está tapado.

d) Indica que hay exceso de agua.

e) Ninguna de las anteriores.

4.- Presión de Aire:

a) Es usada para limpiar el fondo del pozo.

b) Es usada para sacar los detritus del tiro.

c) Es usada para mantener el compresor en perfecto estado.

d) Es la unidad para medir la capacidad del compresor

e) Ninguna de las anteriores.

RESPUESTAS AL TEST

Respuesta Correcta: c)

Respuesta Correcta: a)

RESPUESTAS AL TEST

5.- Volumen de Aire

a) Es usado para extraer detritus del tiro.

b) Es utilizado para estabilizar paredes del pozo.

c) Es la medida para medir la capacidad del compresor.

d) Es la cantidad de aire que pasa por los nozzles

e) Ninguna de las anteriores.

6.- El agua es:

a) Utilizada para evitar el polvo en superficie.

b) Es utilizada para refrigerar los triconos.

c) Es utilizada para estabilizar las paredes del tiro.

d) Es utilizada para lubricar los interiores del triconos

e) Todas las anteriores.

Respuesta Correcta: a)

Respuesta Correcta: e)

RESPUESTAS AL TEST

7.- Una gran cantidad de agua.

a) Es recomendable para evitar el polvo.

b) Es recomendable para formar barro y estabilizar las paredes del pozo.

c) Es recomendable pues siempre el tricono estará refrescado.

d) Todas las anteriores son ciertas

e) Ninguna de las anteriores son ciertas.

8.- La velocidad de rotacion:

a) Es la cantidad de giros que da la sarta por minuto.

b) Es la cantidad de giros del tornillo del compresor por minuto.

c) Es la cantidad de tiempo que utiliza el tricono en dar 100 giros.

d) Es la cantidad de vueltas de los conos de un tricono por minuto.

e) Ninguna de las anteriores.

Respuesta Correcta: e)

Respuesta Correcta: a)

RESPUESTAS AL TEST

9.- La velocidad de Rotación:

a) Nunca debe ser mayor que 70 R.P.M.

b) Nunca debe ser mayor que 100 R.P.M.

c) Nunca debe ser menor que 70 R.P.M.

d) Nunca debe ser menor que 100 R.P.M.

e) Ninguna de las anteriores.

10.- La Velocidad de Rotación:

a) Debe ser mayor en una roca blanda que en una roca dura.

b) Debe ser menor en una roca blanda que en una roca dura.

c) Roca dura y blanda deben usar la misma velocidad de rotación.

d) En cada tipo de roca el instructor indicara la velocidad de rotación.

e) Ninguna de las anteriores.

Respuesta Correcta: e)

Respuesta Correcta: a)

RESPUESTAS AL TEST

11.- La Velocidad de Rotación:

a) No debe ser variada durante la perforación de un tiro

b) Sólo se modificará al empatar un pozo.

c) Sólo se modificará al finalizar un pozo.

d) Sólo se modificará si el instructor autoriza.

e) Ninguna de las anteriores.Respuesta Correcta: e)

12.- El Pulldown:

a) Es la fuerza correspondiente al peso de la columna aplicado al tricono.

b) Es la fuerza del compresor aplicada al tricono.

c) Es la fuerza accinada a través de cadenas y/o cilindros hidráulicos que se aplica al

tricono.

d) Es la suma del peso de la columna mas el empuje accionado a traves de las cadenas

y/o cilindros hidraúlicos.

e) Ninguna de las anteriores. Respuesta Correcta: d)

RESPUESTAS AL TEST

13.- El Empuje:

a) Siempre debe sobrepasar las 55.000 libras ó 260 KN

b) Siempre debe sobrepasar las 63.000 libras ó 280 KN

c) Siempre debe ser menor que 55.000 libras ó 260 KN

d) Siempre debe ser menor que 63.000 libras ó 280KN

e) Ninguna de las anteriores.

14.- El Empuje:

a) Nunca debe variarse durante la perforación de un tiro.

b) Sólo se puede variar en el empate.

c) Sólo se puede variar al finalizar un pozo.

d) Sólo se puede variar por indicación del instructor.

e) Ninguna de las anteriores.

Respuesta Correcta: e)

Respuesta Correcta: e)

RESPUESTAS AL TEST

15.- El Empuje:

a) En roca blanda debe ser mayor que en roca dura.

b) En roca dura debe ser mayor que en roca blanda.

c) No depende de la roca, solo del instructor.

d) Debe mantenerse fijo independiente de la roca.

e) Ninguna de las anteriores.

Respuesta Correcta: b)

16.- Que haría usted si perfora en las siguientes condiciones?

16.1.- Roca Fracturada:

a) Aplica todo el empuje para pasar rápido la falla.

b) Aplicar el mínimo de empuje para evitar los saltos.

c) Aplicar el máximo de rotación pues la roca fracturada es lo mismo que roca blanda.

d) Aplicar el mínimo de empuje y rotación para no dañar el tricono

e) Disminuir peso, pulldown y ajustar avance para evitar saltos y golpes.

Respuesta Correcta: e)

RESPUESTAS AL TEST

16.2.- Roca mediana y al encontrarse con grietas

a) Continue normal pues es solo una grieta temporal.

b) Aplique mas fuerza y mayor rotación para pasar la zona.

c) Detenga la perforación y consulte al instructor.

d) Cambie tricono y pase la grieta con tricono soldado.

e) Ninguna de las anteriores.

16.3.- Pozo con agua y barro.

a) Perfore con mas agua de lo normal para diluir el barro y extraerlo.

b) Corte completamente el agua y perfore normal.

c) Utilize válvula back-flow en el tricono y olvidese del problema.

d) Utilice válvula back-flow, perfore sin agua y avance soplando mas de lo normal.

e) Ninguna de las anteriores.

Respuesta Correcta: e)

Respuesta Correcta: d)

16.4.- Roca dura.

a) Aumente al maximo la rotación, baje pulldown.

b) Aumente al máximo el pulldown, y la rotación, para penetrar mas.

c) Disminuya el peso y la rotación. En roca dura hay que ser precavido.

d) Aumente peso segun el tipo de tricono, baje rotación. Esta perforando roca dura.

e) Ninguna de las anteriores.

RESPUESTAS AL TEST

Respuesta Correcta: d)