PERFORADORA 320 XPC PERFORADORA ELECTRICA 320 XPC INTRODUCCIÓN CURSO DE PERFORADORA 320 XPC OBJETIVOS DEL CURSO: Al término del estudio de esta sección Ud. estará en condiciones de: • Describir los objetivos de producción. • Identificar los componentes principales de la perforadora • Describir las características generales del equipo. • Describir las reglas de seguridad en la operación del equipo. • Describir el sistema de supresión de incendios del equipo. • Explicar el uso de los extintores de incendio. • Explicar el uso y ajuste del cinturón de seguridad. CURSO DE PERFORADORA ROTATIVA • Bienvenido •Palabras de Seguridad •Presentación del Instructor •Juan Emilio Martínez Soto La Serena Chile SEGURIDAD PRIMERO… Salidas de Emergencia Puntos de Encuentro Ubicación Extintores de Incendios CURSO DE PERFORADORA ROTATIVA •Presentación de los Participantes Nombres Posición Actual de Minera Las Bambas Experiencia en la Operación de Equipos Mineros Entrenamiento Previo Expectativas del Curso Otros…. SEGURIDAD PRIMERO… NO SEA USTED EL INVOLUCRADO DE ESTA IMAGEN SIEMPRE EVALUE LOS RIESGOS ASOCIADOS, EN CASO DE TENER DUDA , DETENGA SU TRABAJO Y SOLICITE LA PRESENCIA DEL SUPERVISOR DIRECTO. PAUTAS DE LA JORNADA • Teléfonos Celulares deberán permanecer en silencio. • Computadores deberán mantenerse apagados. • Regresar puntualmente a las sesiones después de los breaks. • Procuremos la participación de todos los asistentes ya que cada uno tiene algo que aportar. • Cuando intervenga, manténgase enfocado en el tema. CURSO DE PERFORACIÓN ROTATIVA PAUTAS DE LA JORNADA • Una sola reunión…. Trabajemos en Equipo! CURSO DE PERFORACIÓN ROTATIVA OBJETIVOS DE PRODUCCIÓN Los operadores de los equipos son responsables de operar sus máquinas en forma segura y eficaz. perforando en mineral, lastre o realizando otras tareas operacionales, deben ajustarse a las normas de su Empresa, a las del Gobierno y a las normas de seguridad y procedimientos específicos de operación descritos en este curso. El operador debe llevar todo el equipo de seguridad requerido para esta actividad y completar las listas de chequeo y presentarlas diariamente a su Supervisor al final del turno. CURSO DE PERFORACIÓN SISTEMA ROTATIVO El operador debe: Demostrar habilidad para realizar correctamente la inspección diaria de la máquina. Mantener la cabina limpia, las herramientas ordenadas al igual que otros artículos que deba usar. Poner en marcha y detener el equipo que usa de acuerdo a los procedimientos correctos. Identificar cada sistema de frenado, su propósito y cómo y cuándo aplicarlos. Identificar estado y funcionamiento de todos los instrumentos. Identificar estado y funcionamiento de todos los controles. Entender, usar y seguir todas las señales definidas por la Empresa. Conducir a través de los caminos en forma segura y eficiente, considerando las pendientes, circuitos y condiciones de tiempo, ajustando el funcionamiento del equipo para enfrentar condiciones variables. Efectuar detenciones y giros en forma suave y segura. Identificar situaciones de emergencia y demostrar habilidad y conocimiento para tomar acciones apropiadas. CURSO DE PERFORACIÓN CON SISTEMA ROTATIVO PROGRAMA SESIÓN TEÓRICA : CONTENIDOS: • • • • • • Cabina de Mando. Sistema de Monitoreo. Puesta en Marcha. Verificación de Controles. Centurión Sistema Contra Incendio. • Evaluación: Prueba Sumativa. PROGRAMA SESIÓN TEÓRICA OBJETIVOS: • Describir las Características Técnicas de la Cabina de Mando. • Conocer y Analizar el Sistema de Monitoreo. • Señalar el Orden Correcto del Procedimiento de Puesta en Marcha. • Indicar la Secuencia de Verificación de Controles. • Conocer y Analizar el Dispatch. • Conocer y Analizar el Sistema Contra INCENDIO. PERFORACION ROTATIVA INTRODUCCIÓN Hasta 1949, la mayor parte de los barrenos para voladura eran realizados por perforadoras de rotopercusión y solo en el caso de rocas muy blandas era aplicable la perforación a rotación mediante brocas de trepano o corte. Los diámetros de los barrenos varían entre las 2" y 17 1/2" . Siendo el rango de aplicación más frecuente en minería a cielo abierto de 6" A 12 1/4.Diámetros mayores están limitados a minas con una elevada producción y por debajo de los 152 mm casi no se emplean debido a los problemas de duración a causa del reducido tamaño de los cojinetes de los tricónos. Este método de perforación es muy versátil, ya que abarca una amplia gama de rocas, blandas y duras. Las perforadoras rotativas están constituidas esencialmente por una fuente de energía , una batería de barras o tubos, individuales o conectadas en serie, que transmiten el peso, la rotación y el aire de barrido a una broca con dientes de acero o insertos de carburo de tungsteno que actúa sobre la roca. PERFORACION ROTATIVA PERFORACION ROTATIVA Amortiguador Adaptador Superior Barras Anillo centralizador Adaptador de tricono Tricono Columna de Perforación 12 1/4” para perforadora P&H 320 XPC shock absorber # 28 x Diámetro mayor 34” y 36” largo Tops sub 12 1/4” pinbox beco 8 x 24” largo Barreno 10 3/4” pin-Box, beco 8 x 32,5’ largo Barreno 10 3/4” pin-Box, beco 8 x 32,5’ largo Deck bushing 10 3/4” Bit sub 10 3/4” x 48” largo, Box Api 6 5/8” api Tricono 12 1/4” PERFORACION ROTATIVA Fuentes de energía de una perforadora de rotación. Las fuentes de energía pueden ser - Motores diésel - Motores eléctricos. Para perforadoras con un diámetro de perforación mayor de 9 pulgadas se usa como fuente de energía la electricidad, alimentando la perforadora con corriente alterna. Para perforadoras medianas y pequeñas, que suelen estar montadas sobre camión pueden ser accionadas por uno o dos motores diesel. En caso de accionamiento diesel, este puede efectuarse con el mismo motor que acciona el camión o con un motor independiente. También existen perforadoras diesel-eléctricas diseñadas para minas de gran producción sin infraestructura de energía eléctrica. Los equipos eléctricos tiene costos de mantención de un 10 a un 15% más bajos que los de accionamiento diesel. PERFORACION ROTATIVA PARTES DE UNA PERFORADORA INDICADORES DE PELIGRO DESCRIPCION PLANO DE CUBIERTA DE PERFORADORA 320 XPC DIMENSIONES PERFORADORA 320 XPC UNIDAD DE POTENCIA UNIDAD DE POTENCIA La unidad de potencia proporciona una sola fuente de torque para accionar el compresor de aire principal y las tres bombas para los sistemas hidráulicos auxiliar y principal. Entre los componentes principales de la unidad de potencia se incluyen un motor eléctrico (02), el gabinete de control del I/O (04), el múltiple de admisión de aire (05), la unidad de transmisión de bombas hidráulicas (03), y el compresor principal de aire (01). Estos componentes van montados en una base rígida. La sección estructural de la base está dimensionada para mantener el alineamiento de todos los componentes, independientemente del soporte de montaje deslizante. Pesos y disposiciones de la unidad de potencia Número de parte de la unidad de potencia* Motor eléctrico Compresor de aire HP aprox. (kW) Peso en libras (KGS) Tipo (SCFM) Peso en libras (KGS) R57827F1 1000 (746) 4,300 (1,955) Gardner Denver (3,600) 3,800 (1,727) R57827F2 1000 (746) 4,300 (1,955) Sullair (3,850) 4,400 (2,000) R57827F3 1000 (746) 4,300 (1,955) Gardner Denver (3,000) 3,800 (1,727) R57827F4 1000 (746) 4,300 (1,955) Gardner Denver (3,600) 3,800 (1,727) R57827F5 700 (522) 3,550 (1,614) Gardner Denver (3,600) 3,800 (1,727) R57827F6 1000 (746) 4,300 (1,955) Gardner Denver (3,600) 3,800 (1,727) * El conjunto completo de la unidad de potencia pesa aproximadamente 12,000 libras (5,455 kg). Motor de impulsión principal La unidad de transmisión de bombas hidráulicas (PDT) y el compresor principal de aire se alimentan con un motor eléctrico CC, que se configura para 50 Hz o 60 Hz, de acuerdo con la potencia que esté disponible en la mina. El sistema eléctrico permanece operativo, aún cuando el voltaje de la mina fluctúe hasta más del 10% o menos del 15% del nominal. El motor está diseñado para funcionar bien en este nivel de fluctuación de voltaje. Compresor Principal de Aire El compresor principal de aire es de tipo tornillo rotatorio Sullair y está acoplado al motor eléctrico principal a través de una conexión flexible. El motor principal, el compresor de aire y la PDT (unidad de transmisión de bombas) van montados sobre un patín para aislar el conjunto de la distorsión de la estructura principal, la cual podría ocurrir mientras se nivela o propulsa la perforadora el compresor es de 3850 CFM. CHASIS Las orugas de movimiento independiente del chasis permiten rotar la unidad y posicionarla rápidamente sobre el agujero. Las dos velocidades de propulsión ofrecen una velocidad de desplazamiento hasta de 1.0 mph (1.6 kph) velocidad rápida y velocidad lenta 0.6 mph (0.97kph). El eje trasero es fijo y el delantero posee una barra de tipo oscilante que se usa para reducir las cargas de giro en el bastidor principal. Descripción de la perforadora La perforadora rotatoria para agujeros de tronadura, modelo 320XPC (de aquí en adelante, la perforadora) produce una carga de descenso o pulldown en la broca de hasta 150,000 libras (68,038 kg) y ha sido optimizada para perforar hoyos de paso único o múltiples de hasta 22" (55.9 cm) de diámetro El peso total de la máquina es de aproximadamente 365,000 libras (165,564 kg). Cada porta-barras permite almacenar una barra de 65 pies (19.8 metros) con un espesor de pared de 1 pulgadas (50 mm) y con un diámetro de hasta 10.75 pulgadas (273 mm). PERFORACION ROTATIVA PARTES DE UNA PERFORADORA Las perforadoras se dividen en tres unidades principales: - Sistema de rodado - Bastidor principal - mástil PERFORACION ROTATIVA El sistema de rodado es el que proporciona movimiento a la máquina, compuesta principalmente por: Pasador central Eje bastidor o rígido Orugas Eje pivote PERFORACION ROTATIVA ORUGAS LAS ORUGAS SE COMPONEN DE LOS SIGUIENTES COMPONENTES: Rodillos superiores guías Bastidor de oruga Rueda tensora o rueda guía Rodillos inferiores guías Zapatas de orugas Motor de propulsión Rueda propulsora 1 2 CARRO DE ROTACIÓN 01. Conjunto de carro 02. Motor de levante K-504T 03. Motor de rotación #2 K-504T 04. Transmisión de rotación 05. Motor de rotación #1 K-504T 06. Conjunto de resolver y freno de pulldown 07. Transmisión del pulldown 7 6 5 3 4 CABEZAL El cabezal de rotación, mediante motores eléctricos ubicados en él, nos proporciona la rotación para el tricono. Este movimiento es de derecha a izquierda según lo punteros del reloj. Motores de rotación Caja de engranajes CABEZAL El cabezal de rotación esta compuesto en su interior de un sistema planetario para proporcionar la rotación y el torque necesario para la perforación. La caja de engranajes del cabezal también es un deposito de aceite, con el cual los engranajes se encuentran sumergidos en un aceite especial, para su lubricación. PULL DOWN El mecanismo de pulldown es un sistema con accionamiento de cremallera y piñón que mantiene una carga firme y continua de la broca sobre la piedra para lograr un alto nivel de productividad, aumentar la vida útil de la broca y reducir el costo de mantenimiento. Los rodillos guía de cabeza rotatoria tienen un revestimiento de polímero para extender su vida útil, y están montados en excéntricos para permitir el ajuste de retroceso y alineación en el mástil. Un motor hidráulico de dos velocidades (velocidad baja / torque alto o velocidad alta / torque bajo) impulsa la caja de engranajes de pulldown / levante. Para lograr una operación segura y confiable, los interbloqueos del PLC entre las funciones de manejo de tuberías y de la cabeza rotatoria evitan daños accidentales. HUINCHE Un motor hidráulico que está montado en el mástil sobre el bastidor el huinche se utiliza para mover herramientas y levantar cargas en la plataforma de perforación. Éste se caracteriza por presentar un embrague unidireccional, de manera que el huinche sostendrá una carga, sin embargo se liberará automáticamente cuando se levante la carga. El cable de acero del huinche pasa a través de poleas guías, montadas en una barra de soporte en la corona del mástil. Puede usarse cualquiera de los dos controles remotos colgantes (uno está afuera de la cabina del operador y el otro adentro) para operar el huinche. La capacidad de levante del huinche se basa en una presión operativa de 11.000 libras 4990 Kg. LLAVE DE PISO La perforadora viene equipada con llaves de piso opuestas tipo cilindros hidráulicos que se utilizan para sostener la columna de perforación y evitar la contra-rotación mientras se agregan o desmontan componentes de la columna de perforación. CARRO DE ROTACIÓN Cada eje de salida rotatorio del motor se conecta con el eje del piñón de la primera reducción de la caja de engranajes rotatoria, el cual es sostenido por rodamientos tanto en la parte superior como en la inferior. Una bomba de aceite, ubicada en la parte inferior del eje de la primera reducción, provee lubricación a los rodamientos superiores en la caja de engranajes. Una conexión de aire rotatoria asegura un flujo de aire sellado a través del eje motriz rotatorio. El sello de aire rotatorio evita además el ingreso de agua al aceite de la caja de engranajes rotatoria, cuando la perforadora está configurada con inyección de agua para la supresión del polvo. El pulldown se logra mediante el accionamiento de una cremallera y piñón. La cremallera va montada verticalmente en el mástil y el piñón motriz en el eje de transmisión del carro de rotación. Los polines guía del carro de rotación están provistos de una disposición excéntrica para el ajuste del juego entredientes del engranaje cremallera/piñón y el alineamiento con el mástil. Un motor eléctrico de CC acciona los piñones de levante/pulldown a través de la transmisión del pulldown. Almacenamiento de la barra de perforación La perforadora puede incluir un portador doble o simple para colocar la barra de perforación. Cada portador se controla hidráulicamente para moverlo hacia adentro o afuera. Se utiliza un sistema mecánico para asegurar la barra cuando se la guarda. Mástil, conjunto de traba del mástil y brazos tensores Los cables del mástil utilizan piezas de acero estructural. El estrobo de seguridad del mástil asegura la barra de perforación en caso de que ésta caiga para no provocar daños estructurales en el mástil. El mástil se sube y baja mediante dos cilindros hidráulicos y se bloquea en la posición vertical con dos pasadores de seguridad del mástil accionados hidráulicamente que están debajo de la plataforma de perforación. La posición de estos pasadores se monitorea con el Controlador de lógica programable (PLC). Los brazos tensores se extienden o recogen automáticamente cuando el mástil se sube y baja. Los dos collarines de fijación de los brazos tensores se deslizan sobre las uniones de articulación plegables entre los brazos tensores superior e inferior para mantenerlos rígidos, bloqueando el mástil en la posición de perforación vertical. Winche El winche accionado por un motor hidráulico está montado en el conjunto de soporte inferior del mástil, y se usa para manipular herramientas e izar cargas en la plataforma de perforación. Tiene un embrague unidireccional para que el winche pueda sostener una carga; sin embargo, éste se libera automáticamente cuando se levante la carga. El cable de acero del winche pasa a través de poleas guías montadas en una barra de soporte en la corona del mástil. El control remoto colgante está en el tanque de agua afuera de la cabina del operador. Llaves de piso La perforadora viene equipada con llaves de piso opuestas tipo cilindros hidráulicos que se utilizan para sostener la columna de perforación y evitar la contra-rotación mientras se agregan o desmontan componentes de la columna de perforación . SISTEMA DE PROPULSION Los dos bastidores de orugas se conectan en la parte inferior de la estructura principal mediante un eje trasero fijo y un eje delantero oscilante. Esta disposición tiende a aumentar la estabilidad y también a aislar la estructura principal de la carga excesiva cuando se propulsa sobre terrenos irregulares. El diseño de las zapatas de las orugas es del tipo excavadora. Las dos orugas son accionadas independientemente por ruedas motrices con transmisiones planetarias apernadas directamente al bastidor de la oruga. Cada transmisión planetaria se alimenta con un motor hidrostático individual “conectable”. Las transmisiones se alojan dentro de la rueda motriz para protegerlas de daños durante el desplazamiento en áreas irregulares Cada transmisión planetaria cuenta con un freno de estacionamiento integral de discos múltiples tipo húmedo, aplicado por resorte y liberado hidráulicamente. El motor de propulsión puede desconectarse manualmente de la transmisión para poder remolcar la perforadora con el paquete de remolque opcional instalado. Sólo de manera ocasional, las orugas pueden rotarse en sentido contrario para obtener máxima maniobrabilidad en curvas cerradas y desplazamiento rápido de un punto a otro. Controles del operador Los controles del operador están agrupados por funcionalidad; los que se utilizan con más frecuencia están más cerca del operador. Una Interfaz gráfica del usuario (Graphical User Interface, GUI) proporciona información continua al operador (consulte la Sección 4 en este manual para ver detalles). Sistema hidráulico principal (propulsión) Dos bombas de pistón axiales idénticas con desplazamiento variable cruzado en el centro proporcionan control de velocidad y dirección a los motores hidráulicos que accionan el movimiento de propulsión. Estos dos circuitos hidráulicos son tipo lazo o bucle cerrado. Sistema hidráulico auxiliar La bomba de paleta doble auxiliar proporciona flujo de aceite para hacer funcionar los gatos niveladores, elevar el mástil, usar las llaves de piso, trabar el mástil, bloquear los brazos tensores, usar los porta-barras y operar el winche auxiliar. Se usa una bomba de baja presión junto con la bomba auxiliar para crear el flujo de aceite que permite operar el freno del cabezal, el soporte de retención del portabarras, la compuerta del porta-barras, la escotilla y los sistemas hidráulicos opcionales de escalera de acceso. Sistema de inyección de agua El sistema de inyección de agua elimina la gravilla y el polvo de la perforación. También ayuda a mantener fría la broca de perforación. Controles del operador Sistema de lubricación automático El sistema de lubricación automático se acciona con una bomba hidráulica controlada por el PLC. El sistema envía lubricante desde el tanque a bordo hasta los inyectores, el cual mide y envía el lubricante hacia los distintos puntos de la perforadora en intervalos regulares. El operador puede iniciar manualmente un ciclo de lubricación desde el GUI, cuando es necesario. Sistema de aire de achique El objetivo del sistema de aire de achique es soplar o despejar el polvo y los residuos de los cortes de perforación fuera del agujero, y enfriar los rodamientos de la broca para rocas. La salida del compresor es ajustable para permitir una velocidad óptima del aire de achique. Una válvula de entrada del compresor controla el tiro de aire hacia los tornillos rotatorios. La válvula se cierra hidráulicamente durante el arranque. Durante la operación, las válvulas de entrada modulan la toma de aire mediante controles neumáticos. Sistema de remolque (opcional) La perforadora puede remolcarse únicamente si está instalado el paquete opcional de remolque. Cortinas anti polvo Las cortinas anti polvo rodean el área ubicada debajo de la plataforma de perforación para contener el polvo y las virutas que se crean con la perforación. Ubicación del número de serie El número de serie de la perforadora se ubica en el interior de la cabina del operador. SISTEMA DE PROPULSION CONTROLES DE CABINA OPERADOR IMPORTANTE Las fallas visualizadas en las pantallas de la interfaz gráfica del usuario (GUI) están acompañadas por una alarma “beep” tipo audible. Algunas fallas son menores y permiten al operador continuar hasta corregirlas en un momento más conveniente. Las fallas más significativas pueden detener automáticamente la perforadora, ya sea inmediatamente, o dentro de 30 segundos a partir de la detección de la falla. Panel de control lado izquierdo El panel de control superior izquierdo contiene los controles de iluminación de cabina, del motor principal, de la calefacción/enfriamiento y de la radio. Las funciones operativas para los controles del panel de control superior izquierdo. Panel de control lado derecho El panel de control superior derecho contiene los controles que operan la posición del mástil, el carrete porta- cable, el reseteo de fallas, la bocina, la cortina antipolvo y el modo de propulsión. Las funciones operativas de los controles que están en el panel de control derecho superior. Panel principal consola izquierda Paneles de HVAC inferior de la consola izquierda Panel de indicadores y GUI de la consola izquierda Panel principal de la consola derecha Panel trasero principal La parada de emergencia de la perforadora es muy abrupta y puede dañar la máquina debido a la alta carga de esfuerzo ejercida sobre sus componentes. No utilice el procedimiento de emergencia en lugar del procedimiento de parada normal Panel inferior derecho GUI indicadores y panel frontal de la consola derecha Operación de propulsión Sistema de control remoto Dispositivo de desconexión de alto voltaje Peligro La palanca del interruptor de alto voltaje, ubicado en la cabina de alto voltaje, no elimina toda la energía eléctrica de la perforadora. Cuando la palanca del interruptor de alto voltaje está en posición desenergizada, aún hay energía en el gabinete de interruptores de desconexiones de alto voltaje, el cable móvil y en todo el cableado de interconexión en el lado de suministro del interruptor de alto voltaje. Cualquier contacto con el cableado dentro del gabinete de interruptores de desconexión de alto voltaje, el cable móvil o el cableado de interconexión provocará lesiones graves o la muerte a miembros del personal. El dispositivo de desconexión de alto voltaje está en el costado del gabinete de alto voltaje. Opere esta palanca para energizar o desenergizar los equipos eléctricos ubicados en la sala de máquinas. Propulse la perforadora utilizando el transmisor de la siguiente manera 1. Antes de salir de la cabina de operadores, haga lo siguiente: A. Encienda la perforadora según lo descrito en el tema START-UP (arranque) B. Apague el suministro de lubricante a la broca (si se usa), los sistemas de inyección de agua y el suministro de aire a la broca en esta sección). C. Levante y saque la columna de perforación del agujero. D. Aplique el freno de levante y enganche la llave de piso para sostener la columna de perforación. E. Ponga el interruptor AUTO LEVEL (autonivelación) en la posición RAISE (subir) para retraer los gatos niveladores, si están sosteniendo la perforadora o si no están totalmente retraídos. La función AUTO LEVEL no operará si la perforadora está inclinada a más de 5 grados. En ese caso, el operador debe nivelar manualmente la perforadora. NOTA NOTA El interruptor AUTO LEVEL inicia una secuencia para subir (o bajar) completamente los gatos niveladores. Si es necesario detener el funcionamiento de los gatos niveladores, presione el botón AUTO LEVEL STOP (parada de autonivelación) en el transmisor remoto. F. Gire el interruptor MODE SELECT (selector de modo) a la posición PROPEL (propulsión). G. Coloque el interruptor REMOTE CONTROL (control remoto) en la posición REMOTE (remoto). 2. Salga de la cabina de operadores y realice una inspección visual completa de la perforadora y del área circundante, para asegurar que nada interferirá con el desplazamiento seguro de la máquina. 3. Jale el interruptor POWER ON (potencia encendida) para encender el transmisor de control remoto. El transmisor requiere unos cuantos segundos para completar la inicialización. Después de aproximadamente cuatro segundos, el indicador TRANSMIT INDICATOR LED (LED indicador de transmisión) comenzará a parpadear y se iniciará la transmisión de datos. Observe que los indicadores de BATTERY (batería) y de TRANSMIT (transmisión) pueden estar en uno de varios estados, mientras el interruptor interruptor POWER (alimentación) está activado. Estados de los indicadores LED Propulse la perforadora utilizando el transmisor de la siguiente manera 4. Levante la tapa, inserte la llave y gire el interruptor MACHINE SELECT (selector de máquina) para seleccionar la perforadora que se controlará. Existen cuatro selecciones disponibles. Asegúrese de seleccionar la perforadora correcta. Confirme presionando el interruptor HORN (bocina). Sonará la bocina en la perforadora seleccionada La escalera de acceso y la cortina antipolvo, las cuales se suben hidráulicamente, subirán automáticamente. 5. Seleccione la velocidad de propulsión HIGH (alta) o LOW (baja), usando el interruptor SPEED (velocidad). Si el terreno es plano y nivelado y se requiere sólo algunos giros, utilice el valor de ajuste HIGH. Si el terreno es disparejo y se requieren muchos giros, seleccione LOW. Manténgase alejado de la perforadora mientras la propulsa con el control remoto. Si no toma en consideración esta precaución, pueden ocurrir lesiones graves, la muerte o daños a la perforadora u otros equipos. 6. Propulse la perforadora hasta una nueva ubicación, asegurándose que el operador permanezca cerca (pero de manera segura) de la perforadora. El operador debe permanecer a la vista de la cabina de operadores, en todo momento durante la operación de la propulsión remota. Debido a que el operador no puede sentir los impactos “instintivamente” mientras opera la perforadora desde un lugar remoto, es muy importante moverla lentamente para elegir el trayecto más nivelado y evitar baches. Si la perforadora se inclina sobrepasando el máximo permisible de 6°, sonará la bocina intermitentemente y todas las referencias del control de propulsión se reducirán en un 50%. Esto significa que todas las funciones de propulsión disminuirán su velocidad en un 50%. El operador debe sacar la perforadora de la condición de sobre inclinación tan pronto como sea posible y seguro de hacerlo. El transmisor excederá el tiempo asignado y dejará de transmitir, si ninguno de sus interruptores o palancas se usa por 4.4 minutos. Cuando esto sucede, el LED indicador de transmisión (LED TRANSMIT INDICATOR) se apagará y finalizará el control remoto de la perforadora. Luego, debe jalar el botón POWER (encendido) para restaurar el control remoto. Controles hidráulicos de la escalera de acceso opcional La escalera hidráulica opcional de acceso delantera derecha puede elevarse o bajarse usando los interruptores estilo joystick que están en la cabina del operador o cerca de la escalera. Mueva el interruptor hacia arriba para elevar la escalera o hacia abajo para bajarla. Clinómetro Un clinómetro (también llamado inclinómetro) indica los grados de inclinación que tiene la máquina con respecto a la posición horizontal. El modelo de perforadora 320XPC viene estándar con un clinómetro electrónico ubicado en el gabinete de control principal (MCC), y las lecturas de inclinación se muestran en la pantalla táctil. También pueden instalarse dos clinómetros visuales opcionales en la cabina del operador. Estos clinómetros utilizan un sistema de tubo de vidrio y bola con marcas. Está lleno con un fluido especial que controla el movimiento de la bola. La acción de este fluido, junto con marcas de grado y números claros y grandes, facilitan la lectura fácil y precisa de las mediciones. ADVERTENCIA La operación de la perforadora en inclinaciones excesivas puede hacer volcar la máquina y provocar lesiones graves o la muerte a miembros del personal y considerables daños a la propiedad. No supere los valores de grado determinados para cada condición específica, como se muestra en el diagrama de estabilidad que viene con la máquina. Los valores de grado se establecen a través de especificaciones exactas confirmadas de la máquina, y cualquier desvío en la configuración de la máquina afectará su estabilidad. Si tiene dudas sobre los valores de grado aplicables o la configuración de la máquina, comuníquese con su representante de MinePro para solicitar asistencia. Clinómetro NOTA Cuando la perforadora no está dentro de los límites de estabilidad, la función AUTO LEVEL (autonivelación) no funciona. Para que funcione la autonivelación, si la perforadora no está dentro de 5 grados de nivelación, es necesario nivelarla manualmente para poner la perforadora dentro del límite requerido. Interfaz gráfica del usuario GUI Esta sección describe las funciones de la Interfaz gráfica del usuario (GUI); de aquí en adelante denominada Touch Panel (vea aviso indicado a continuación). El Touch panel se utiliza para una variedad de aplicaciones de control y monitoreo de la máquina. Se utiliza para monitorear los parámetros de operación de la perforadora, para cambiarlos cuando sea necesario y para el diagnóstico y solución de los problemas de operación de la perforadora. Usted puede utilizar esta sección para aprender sobre el Touch Panel y, más adelante, como referencia cuando necesite mayor información respecto a ciertas características del Touch Panel. Esta sección del manual trata desde la instalación hasta la operación del Touch panel. En el pasado, estos paneles táctiles se han llamado GUI, MMI, HMI, etc. En este manual, y en todos los futuros Manuales de P&H Mining Equipment, se utilizará el término Touch Panels. NOTA El Touch Panel es una combinación de pantalla táctil y computadora en una carcasa compacta y robusta que incluye puertos para conectar accesorios externos. Interfaz grafica del usuario GUI Barra de control La barra de control, consulte la, aparece en el lado izquierdo de cada pantalla.Estos botones/indicadores, que también se llaman íconos, permiten al operador navegar a través de las diferentes pantallas del Touch panel para la operación, diagnósticos, configuración, actividad, ayuda e idioma (opcional). Barra de Navegación Dependiendo del ícono de la Barra de Control que usted haya seleccionado, se determinará qué íconos de navegación se verán en la pantalla. Los siguientes subtemas describen las pantallas y la información mostrada en éstas, cuando el operador selecciona diferentes combinaciones de la Barra de Control y Navegación. Pantalla de Inclinación y Estado de los Gatos Niveladores de la Perforadora Drill Inclinación Display: Para mostrar la pantalla de inclinación y estado de los gatos niveladores de la perforadora, pulse el ícono Operador en el área del panel de control y el ícono Drill Inclinación (inclinación de la perforadora) en el área de navegación Pantalla de Valores de Operación de la Perforadora Drill Operación Values Display. Para mostrar la pantalla de valores de operación de la perforadora, pulse el ícono Operador en el área del panel de control y el ícono Operador Screens (pantallas del operador) en el área de navegación. Pantalla de Permisivos de Motor Principal de la Perforadora Drill Main Motor Permissive Display. Para mostrar la pantalla de permisivos del motor principal de la perforadora, pulse el ícono Operador en el área del panel de control y el ícono Start/Stop Permissive (permisivo iniciar/detener) en el área de navegación Pantalla de Permisivos del Sistema de CC de la Perforadora Drill DC System Permissive Display. Para mostrar la pantalla de permisivos del sistema de CC de la perforadora, pulse el ícono Operador en el área del panel de control, el ícono Start/Stop Permissive (permisivo iniciar/detener) en el área de navegación y la flecha (para dirigirse a la siguiente página) en el área del panel principal. Pantalla de Secuencia de Arranque del Motor Principal Main Motor Start Sequence Display. Para mostrar la pantalla de secuencia de arranque del motor principal de la perforadora, pulse el ícono Operador en el área del panel de control y el ícono Start/Stop Permissive (permisivo iniciar/detener) en el área de navegación. Después toque dos veces el icono “go to the next page” (ir a la siguiente pantalla) en el área del panel principal. Pantalla de Estado del Sistema de Lubricación de la Perforadora Drill Lube System Status Display. Para mostrar la pantalla de estado del sistema de lubricación de la perforadora, pulse el ícono Operador en el área del panel de control y el ícono Drill Lubrication Systems (sistemas de lubricación de la perforadora) en el área de navegación. Pantalla de Temperaturas de Equipos (1 de 2) Drill Equipment Temperatures Display. Para mostrar la pantalla de temperaturas de equipos de la perforadora, pulse el ícono Operador en el área del panel de control y el ícono Drill Temperature Monitoring (monitoreo de temperaturas de la perforadora) en el área de navegación. Pantalla de Temperaturas de Equipos (2 de 2) Drill Equipment Temperatures Display. Para mostrar la pantalla de temperaturas de equipos de la perforadora, pulse el ícono Operador en el área del panel de control, el ícono Drill Temperature Monitoring (monitoreo de temperaturas de la perforadora) en el área de navegación y la flecha (para dirigirse a la siguiente página) en el área del panel principal. Pantalla de Ícono de Ayuda Icon Help Display. Para mostrar la pantalla de ícono de ayuda, pulse el ícono Operator en el área del panel de control y el ícono Icon Help (ícono de ayuda) en el área de navegación. Pantalla de Ajustes de Perforación Automática Auto Drill Adjust Display. Para mostrar la pantalla de ajustes de perforación automática, pulse el ícono Operator en el área del panel de control y el ícono AutoDrill Adjust (ajustes de perforación automática) en el área de navegación Pantalla para Seleccionar Parámetros de Perforación Nuevos Select New Drill Parameter Set Display. Para mostrar la pantalla de configuración para seleccionar parámetros de perforación nuevos, pulse el ícono Operator en el área del panel de control y el ícono AutoDrill Adjust (ajustes de perforación automática) en el área de navegación. Luego, desde la pantalla de ajustes de perforación automática, pulse el botón Drill Parameter Sets (configuración de parámetros de perforación). Pantalla de Valores de Ajuste de la Perforación Automática Auto Drill Settings Display. Para mostrar la pantalla de valores de ajuste de la perforación automática, pulse el ícono Operator en el área del panel de control y el ícono AutoDrill Adjust (ajustes de perforación automática) en el área de navegación. El interruptor de llave del Programa debe estar activado (ON) para cambiar los valores en esta pantalla. Pantalla de Diagnóstico (Vista por Bloque) de Estado de I/O I/O Status Diagnostics Display. Para mostrar la pantalla de diagnóstico de estado de I/O, pulse el ícono Diagnostic Screens (pantallas de diagnóstico) en el área del panel de control y el ícono I/O Status (estado de entradas/salidas) en el área de navegación. Para ver la pantalla por “I/O Function” (Función de I/O), toque el ícono correspondiente. Pantalla de Diagnóstico (Vista por Bloque) de Estado de I/O I/O Status Diagnostics Display. Para mostrar la pantalla de diagnóstico de estado de I/O, pulse el ícono Diagnostic Screens (pantallas de diagnóstico) en el área del panel de control y el ícono I/O Status (estado de entradas/salidas) en el área de navegación. Para ver la pantalla por “Blocks” (Bloques), toque el ícono correspondiente. Pantalla de Información de los Sistemas de la Perforadora Drill System Information Display. Para mostrar la pantalla de información de los sistemas de la perforadora, pulse el ícono Diagnostic Screens (pantallas de diagnóstico) en el área del panel de control y el ícono Drive Information (información de drive) en el área de navegación. Pantalla de inicio de sesión del nivel de usuario User Level Login Display. Para mostrar la pantalla de inicio de sesión de acceso del usuario según nivel de seguridad, pulse el ícono Setup Screens (pantallas de configuración) en el área del panel de control y el ícono Change Security Level (cambiar nivel de seguridad) en el área de navegación. Pantalla para Definir Valores de Parámetros Establecidos Define The Parameter Set ValuesDisplay. Para mostrar la pantalla para definir los valores de parámetros establecidos, pulse el ícono Setup Screens (pantallas de configuración) en el área del panel de control y el ícono Record Parameters to Data Set (registrar parámetros en conjunto de datos) en el área de navegación. Pantalla para Cambiar Valores de Ajuste de Unidad Change Unit Settings Display. Para mostrar la pantalla para cambiar valores de ajuste de unidad, pulse el ícono Setup Screens (pantallas de configuración) en el área del panel de control y el ícono Change Units Display (cambiar display de unidades) en el área de navegación. Pantalla para Ajustar Peso Total del Carro de Rotación Set Total Rotary Carriage Weight Display. Para mostrar la pantalla para ajustar peso total del carro de rotación, pulse el ícono Setup Screens (pantallas de configuración) en el área del panel de control y el ícono Set Total Rotary Carriage Weight (ajustar peso total del carro de rotación) en el área de navegación. Pantalla de Configuración del Ciclo de Lubricación Lube Cycle Setup Display. Para mostrar la pantalla de configuración del ciclo de lubricación, pulse el ícono Setup Screens (pantallas de configuración) en el área del panel de control y el ícono Change Lubrication Settings (cambiar valores de ajuste de la lubricación) en el área de navegación Pantalla de Ícono de Ayuda y Siguiente Menú (página 1) Setup Screen (page 1) Icon Help Display. Para mostrar la pantalla del ícono de ayuda, pulse el ícono Setup, Screens (pantallas de configuración) en el área del panel de control y el ícono Icon Help en el área de navegación. Pantalla de Horas de Perforación en Siguiente Menú Drill Hours Display. Para mostrar la pantalla de horas de perforación, pulse el ícono Setup Screens (pantallas de configuración) en el área del panel de control y luego el ícono next page (siguiente página (flecha)) para mostrar íconos de navegación adicionales para la pantalla de configuración. Luego pulse el ícono Drill Hours (horas de perforación) en el área de navegación. Pantalla para Cambiar Valores de Ajuste de Vibración Change Vibration Settings Display. Para mostrar la pantalla para cambiar valores de ajuste de vibración, pulse el ícono Setup Screens (pantallas de configuración) en el área del panel de control y luego el ícono next page (siguiente página [flecha]) para mostrar íconos de navegación adicionales para la pantalla de configuración. Luego, pulse el ícono Change Vibration Settings (cambiar valores de ajuste de vibración) en el área de navegación. Pantalla para Cambiar Velocidad Máxima de Rotación o Pulldown Change Max Pulldown or Rotary Speed Display. Para mostrar la pantalla para cambiar velocidad máxima de rotación o pulldown, pulse el ícono Setup Screens (pantallas de configuración) en el área del panel de control y luego el ícono next page (siguiente página [flecha]) para mostrar íconos de navegación adicionales para la pantalla de configuración. Luego, pulse el ícono Change Max Pulldown or Rotary Speed (cambiar velocidad máxima de rotación o pulldown) en el área de navegación Pantalla de protección de barra en el agujero Pipe in the Hole Protection Display. Para mostrar la pantalla de protección de barra en el agujero, pulse el ícono Setup Screens (pantallas de configuración) en el área del panel de control y luego el ícono next page (siguiente página [flecha]) para mostrar íconos de navegación adicionales para la pantalla de configuración. Luego, pulse el ícono Pipe in the Hole Protection (protección de barra en el agujero) en el área de navegación Pantalla de Actividades Actuales de la Perforadora Current Drill Activities Display. Para mostrar la pantalla de actividades actuales de la perforadora, pulse el ícono Fault History Screens (pantallas de histórico de fallas) en el área del panel de control. Se muestran los siguientes íconos adicionales: Controles de la Pantalla Pantalla Principal de Ayuda La pantalla principal de ayuda y proporciona al operador información sobre la corrección o diagnóstico de fallas de la perforadora. Además, le entrega al operador información y advertencias sobre peligros asociados con el sistema, componentes y técnicas recomendadas para el diagnóstico y solución de fallas. Help Main Screen Display. Para mostrar la pantalla principal de ayuda, pulse el ícono Drill Help/Information (ayuda/información sobre la perforadora) en el área del panel de control. Se muestran los siguientes íconos adicionales: Controles de la Pantalla Pantalla de Entrada de Teclado Numérico (Típico) Keypad Input Display. El teclado numérico permite al operador ingresar datos para cambiar los valores de ajuste de la pantalla. Inspección Previa a la Operación Generalidades Antes de arrancar la perforadora, el operador debe estar plenamente consciente de las condiciones operativas reales (incluyendo el área alrededor de la perforadora), la condición de la perforadora, el personal (trabajando en o alrededor de la perforadora) y otros factores que podrían afectar la operación segura de la perforadora. Los procedimientos de inspección indicados a continuación proporcionan al operador un resumen de los peligros a buscar y una metodología sistemática para asegurar una inspección adecuada. Sin embargo, ningún procedimiento puede anticipar los peligros involucrados en la operación de un equipo pesado, dado que muchos de estos peligros son específicos del lugar de trabajo. Por lo tanto, el operador es responsable de inspeccionar para detectar peligros no mencionados y de tomar las medidas correspondientes con el fin de evitar que estos causen accidentes. El procedimiento de inspección se debe dividir en tres pasos: inspección del área del suelo, inspección de la perforadora a nivel de piso e inspección en la perforadora. Inspección del Área del Suelo Obstrucciones Riesgos Eléctricos Área del Suelo Debajo de la Perforadora Ángulos a Nivel del Suelo Riesgos en el entorno Visibilidad Inspección de la Perforadora a nivel de Suelo Carrete Eléctrico PELIGRO El voltaje peligroso del cable (móvil) de alimentación eléctrica puede causar electrocución y quemaduras, lo cual puede provocar lesiones graves o la muerte a miembros del personal. Antes de manipular el cable con el fin de realizar la inspección, desconecte la alimentación eléctrica al cable móvil desde la cabina de control y siga los procedimientos de bloqueo con candado y tarjeta. Solicite personal de inspección calificado, equipado con dispositivos apropiados para su protección personal y para realizar las pruebas y la manipulación del cable de alimentación eléctrica. La alimentación eléctrica de 7200 Volts. Llega a la Máquina a través de un Cable de alta tensión, y se enrolla en el carrete cuyo extremo se acopla al enchufe de la máquina El Carrete enrolla-cable, permite al operador realizar movimientos de la Máquina desde dentro de la cabina o con el control remoto, sin ayuda. Caja alto voltaje Luego de que el cable de alta tensión queda conectado en el interior del Carrete, sale otra conexión hacia afuera que por Medio de los anillos conectores alimentaran la entrada principal de la alimentación eléctrica hacia la perforadora Caja conexión principal Finalmente se acopla un enchufe a la caja de conexión principal que será la que definitivamente alimentará eléctricamente toda la perforadora para su función. Es importante saber que todo el sistema eléctrico de la máquina es de alta tensión, tal como lo indican los rótulos en la caja. Operación Normal 1. Asegúrese de que la perforadora haya sido correctamente mantenida y lubricada, realizando las inspecciones previas al arranque. 2. Lea completamente este manual antes de comenzar a perforar, y siga los procedimientos sugeridos, incluyendo el arranque, operación y detención de la perforadora. 3. Mantenga la perforadora limpia. Una perforadora sucia y desordenada puede crear condiciones de operación peligrosas que podrían ocasionar lesiones al personal o daños a los equipos. 4. No opere la perforadora a menos que esté totalmente familiarizado con cada control operativo y su función. Los operadores recientemente entrenados deben proceder lentamente y con cuidado. 5. No opere la perforadora si uno de los medidores indica que hay exceso de presión o de temperatura, o si se indica cualquier condición de falla. 6. Use casco, lentes y zapatos de seguridad cuando se encuentre en o cerca de la perforadora. 7. Use protectores auditivos cuando esté cerca de la perforadora o en la sala de máquinas, mientras la perforadora está funcionando. Mantenga cerradas las puertas de la cabina del operador para reducir el ruido proveniente desde la sala de máquinas. La exposición prolongada al nivel de ruido de la sala de máquinas puede ser dañina para la audición. 8. Mantenga a todo el personal fuera de la plataforma de perforación y lejos del agujero de tronadura mientras las operaciones de perforación están en progreso Operación Normal 9. Evite el contacto con conexiones o componentes eléctricos energizados. Asegúrese de que los componentes estén desenergizados antes de tocarlos o trabajar en ellos. 10. Evite el contacto del mástil con líneas de alto voltaje u otras líneas de servicio general. 11. No intente propulsar la perforadora si la visibilidad no es óptima. Asegúrese siempre de que el trayecto esté despejado. Solicite a un observador que vigile el cable móvil mientras guía al operador, cuidando de mantener el cable móvil lejos de las orugas. 12. No intente propulsar la perforadora bajo condiciones potencialmente inestables. Para lograr estabilidad adicional en terrenos irregulares, remueva la barra de perforación y baje el carro de rotación hasta la parte inferior del mástil. Para mayor estabilidad, baje el mástil hasta dejarlo en posición horizontal. Reduzca la velocidad al mínimo cuando propulse la perforadora sobre terrenos irregulares. 13. Antes de propulsar, asegúrese de que la broca de perforación, las cortinas antipolvo y los gatos niveladores no estén en contacto con el suelo. Procure girar gradualmente. Los giros cerrados pueden provocar que una de las orugas se atasque y se ejerza una tensión excesiva en el conjunto de engranajes de propulsión y en las orugas. Retire las rocas u otros objetos atrapados entre las zapatas de las orugas. 14. Mantenga las áreas y las plataformas de trabajo limpias y libres de residuos de cortes, o herramientas manuales y otros objetos. 15. Mantenga las manos, ropa, trapos y herramientas lejos de las partes en movimiento. 16. No deje la perforadora desatendida y estacionada sobre un agujero de tronadura terminado. Baje siempre el carro de rotación a la posición más baja posible antes de retirarse de la perforadora. Arranque 1. Asegúrese de que todo el personal se encuentre alejado del mástil, la maquinaria en movimiento, los ejes en rotación, los gabinetes eléctricos y otras áreas de la perforadora que pueden ser peligrosas. 2.Asegúrese de que se haya realizado la inspección previa al arranque. 3.Coloque todos los controles en sus posiciones neutras o sin activación. 4. Cierre el interruptor de desconexión principal ubicado en el gabinete de alto voltaje. Éste proporciona el suministro eléctrico principal a la perforadora. El suministro eléctrico principal de la perforadora se puede conectar o desconectar sólo desde el interruptor de desconexión ubicado en el gabinete de alto voltaje. 5. Ponga el botón de control de CC (DC CONTROL) en la posición de encendido (ON). Indicadores y Controles del Gabinete de Control Principal (MCC) El gabinete de control principal que está en la sala de máquinas, incluye varios controles e indicadores adicionales. Estos son utilizados principalmente por el personal de mantenimiento, pero pueden ser útiles para el operador para diagnosticar un problema de arranque de la perforadora. La perforadora está ahora encendida y lista para iniciar las operaciones normales. Parada (Shutdown) Los siguientes temas describen cómo se debe detener la perforadora después de una operación de perforación o turno de trabajo. Se entregan procedimientos por separado para una parada bajo condiciones normales y una parada bajo condiciones de emergencia. Parada bajo Condiciones Normales Utilice el siguiente procedimiento para detener la perforadora bajo condiciones de operación normales. 1. Suba y saque la columna de perforación del agujero. Mantenga la broca de perforación rotando y asegúrese de que el aire de la broca esté fluyendo al retirar la columna de perforación. Luego detenga la rotación de la broca y enganche la llave de piso. 2. Baje la perforadora hasta dejarla sobre las orugas, según lo descrito. 3. Mueva la perforadora lejos del agujero, baje la columna hasta la posición más baja posible (con la broca sobre el suelo o el carro de rotación sobre los topes inferiores del mástil). Aplique el freno de levante. 4. Coloque todos los controles de operación en la posición OFF (apagado) o neutra. 5. Presione el interruptor MAIN MOTOR STOP (parada de motor principal) para detener el motor principal. Ocurrirá una parada secuencial de la perforadora y se desactivarán todos los sistemas correspondientes, de acuerdo con lo determinado por el programa del PLC. El motor principal también se puede detener usando el botón STOP (detener) del gabinete auxiliar en la sala de máquinas. Parada bajo Condiciones de Emergencia El procedimiento de parada de emergencia de la perforadora puede ser muy repentino y dañar la perforadora debido a una sobrecarga de esfuerzo potencialmente alta ejercida sobre sus componentes. No utilice el procedimiento de emergencia en lugar del procedimiento de parada normal. Utilice el siguiente procedimiento para detener la perforadora en una emergencia. Al presentarse una situación de emergencia, se requiere que las funciones de rotación y propulsión de la perforadora se detengan inmediatamente o se pondrá en riesgo la seguridad del personal. 1.Presione el botón EMERGENCY STOP (parada de emergencia) y salga inmediatamente de la perforadora. Al presionar el botón EMERGENCY STOP, se detendrán todos los motores y se aplicarán todos los frenos de la perforadora. 2. Una vez corregida el motivo de la parada de emergencia, resetee el botón EMERGENCY STOP tirando la cabeza del botón hacia afuera para liberarlo de su condición presionada. El interruptor debe estar en posición hacia fuera para volver a arrancar la perforadora. Operación de propulsión Los siguientes párrafos describen los procedimientos utilizados para propulsar la perforadora. Su objetivo es servir sólo como guía. Advertencia La operación de la perforadora en inclinaciones excesivas puede hacer volcar la máquina y provocar lesiones graves o la muerte a miembros del personal y considerables daños a la propiedad. No exceda una inclinación de 8° en ninguna dirección sin consultar antes el diagrama de estabilidad suministrado con la máquina. [nota: una inclinación de 8° corresponde a una gradiente de 14%]. Seguridad Las consideraciones de seguridad prevalecerán siempre por sobre las mecánicas o de otro tipo. Desde la perspectiva mecánica, cuando se propulsa largas distancias, se debe dar preferencia a la dirección en reversa ya que ésta minimizará el desgaste y el esfuerzo ejercido sobre los componentes de las orugas la propulsión en avance coloca la holgura de la correa de la oruga en la parte inferior del bastidor de la oruga, lo cual reduce el enganche de la rueda motriz y provoca el desgaste acelerado de los pasadores de acoplamiento de las orugas. Cortinas de polvo Compuerta de tensado de oruga Tres punto de apoyo Partes de la Broca Pin (API / BECO) Seguro de Nozzle “Shirttail” (Cuerpo) Labio del Faldón Cono Ventilado Botón de Empuje Nozzle Ridgeback Insertos de Protección Polín Mayor Polín Bola Polín Menor 11 6 Vista de un Paquete de Rodamientos Botón de Empuje Polín mayor Polín Menor “Pestañas” Polín bola sujetan a los polines Pista de Polín Grado de los Insertos El tungsteno provee al inserto la dureza requerida y resistencia al desgaste, mientras que el cobalto provee la resistencia al quiebre. Es producido por un proceso metalúrgico de sinterización. El éxito de tener excelentes insertos radica en el perfecto porcentaje de mezcla entre el polvo de tungsteno y el carbono, para obtener el grado ideal. Varel cuenta con su propia fábrica de insertos de carburo de tungsteno. Diferente forma y tamaño de los Insertos Condiciones del terreno ¿Sabemos que vamos a perforar? Lo primordial al momento de iniciar una perforación, es conocer el tipo de terreno en el cual vamos a trabajar. Algunas propiedades de los macizos rocosos: Resistencia a la Compresión (MPa). Porcentaje de Cuarzo (Abrasavidad). Presencia de Pirita o materiales sulfurados (Generan temperatura). Número de Fracturas (Fracturamiento). Presencia de Agua Subterránea. ¿Sabemos que vamos a perforar? De las características mencionadas, hay una que debemos resaltar de entre todas, ya que dependiendo de el valor de ésta, se elige el tricono adecuado para la perforación. Nos referimos a la Resistencia a la Compresión. Este valor es el que necesitamos “romper” al momento de perforar. Un alto valor de RC, nos indica que estamos frente a un terreno duro, macizo y posiblemente abrasivo. Un bajo valor nos indica que el terreno es suave. ¿Sabemos que vamos a perforar? ¿Que resistencia tendrá este tipo de material? ¿Sabemos que vamos a perforar? ¿Que resistencia tendrá este tipo de material? PRINCIPALES PARÁMETROS DE PERFORACIÓN Parámetros de Perforación • • • • • • Fuerza de Empuje (Pull Down) Rotación (RPM) Caudal de Aire de la Comprensora (cfm) Presión de aire en la broca (45 a 55 psi) Velocidad de Barrido (Bailing Velocity) BV mínimo para materiales ligeros 5,000 a 7,000 pies/minuto. Para materiales con agua de 9,000 pies/minuto. 12 6 Fuerza de Empuje (Pull Down) El empuje aplicado sobre la broca, debe ser lo suficiente, solo para sobrepasar la resistencia a la compresión de la roca. La velocidad de penetración aumenta proporcionalmente con el empuje, hasta que llega un momento en que por efecto del enterramiento de los insertos se produce remolienda en el fondo del taladro, dañando prematuramente el faldón y la parte central de la broca. (“coring”) . Los insertos de la broca, al perforar, solamente deben penetrar ¾” de su longitud en el terreno para obtener un buen avance. Penetración Óptima de los Insertos ¼” ¼” ¼” ¼” Base del Inserto ¾” del total de su longitud Fuerza de Empuje Puede estar en Libras, KLbs, en PSI, en KN Relación Pull Down vs. Vel. de Penetración Pulldown en la Broca vs. ROP 72 m/h Pull Down : 3200 psi Rotación (RPM) Las revoluciones varían desde 60 a 120, dependiendo del tipo del terreno. A medida que aumenta la velocidad de rotación, disminuye las horas de vida de los rodamientos, pero aumenta la velocidad de penetración (metros/hora). El RPM se requiere para mover el inserto de corte hacia la siguiente posición de corte de la roca. Mientras más rápido se mueva el inserto a la siguiente posición, más rápido se perforará. Cuando debemos aplicar 100 RPM?. ¿Que entiende Usted por terreno fracturado?, ¿Cómo trabaja la broca en un terreno fracturado?, ¿Qué medidas debemos de tomar en la perforación al trabajar en zonas fracturadas? Relación RPM vs. Vel. de Penetración RPM en la Broca versus ROP 56 m/h R.P.M. 85 rpm Relación Pull Down & RPM “Regla en Perforación” Roca Suave: Incremente RPM y disminuya el Pull Down. Roca Dura: Incremente el Pull Down y disminuya RPM. Máxima Eficiencia en Perforación En la gráfica: trabajemos con la combinación precisa: del Pull Down y las RPM, que nos brinde la mayor velocidad de penetración ROP(metros/hora). óptimo La Regla general es: En Roca suave: Incremente las RPM y disminuya el Pull Down. En Roca Dura: Incremente el Pull Down y disminuya las RPM. Pull down óptimo Compresor y Caudal (Volumen) • La función principal de un compresor es entregar el mayor caudal posible a una presión de trabajo determinada y a la mínima temperatura posible. • El caudal (pies cúbicos/minuto) proporcionado realiza la acción de barrido de los detritus. Esquema sobre el Caudal de Aire de una Compresor válvula Admisión válvula A Tornillo Enfriador de aire aire aceite válvula Filtro de aire Enfriador de aceite Separador de aceite Retorno del aceite Salida Aire comprimido ¿Para que sirve el aire comprimido? • Enfría, lubrica y limpia los cojinetes del tricono. • Remover las partículas generadas por el corte del tricono, manteniendo limpio el fondo del pozo o taladro. • Transportar el detritus de perforación hacia la superficie, con una velocidad ascensional adecuada. Flujo de Aire en los Rodamientos Tradicional Flujo Estancado Ventilados Actual (2000) Presión de Aire de Trabajo • Es la presión que llega al tricono, el cual se reparte de la siguiente manera: 60% para limpieza. 40% para refrigeración. • Existe una diferencia de presión entre la real que llega al tricono y la presión de trabajo (Cabina). Presión de Aire de Trabajo El tricono necesita entre 15 y 25 PSI para una adecuada refrigeración de los rodamientos. Caída de Presión • Primero se saca el tricono de la barra. • Se abre toda la llave de aire, y se registra el valor entregado en cabina. • De la presión de trabajo normal (50 a 60 psi) se resta el valor de la prueba OPEN BLOW. • La diferencia es la presión que el tricono recibe para refrigeración. Caudal de Aire de la Compresora (CFM) 1900 cfm, 110 psi 2600 cfm, 100 psi 3000 cfm, 100 psi 3600 cfm, 100 psi 3800 cfm, 100 psi. Eficiencia del Aire Comprimido a diferente altura La “regla del pulgar” estable que por cada 1,000 pies de altura , el compresor pierde un 10% de eficiencia. ¿Qué origina la falta de Aire? La falta de aire produce : • Un consumo de energía innecesario. • Una menor velocidad de penetración (m/h). • Y un mayor desgaste de la broca. Por el contrario si la velocidad ascensional es muy alta aumentan los desgastes en el centralizador (“decks bushing”) , broca y en las barras de perforación. Presión de Modulación del Compresor • Modulación ; es el cierre total o parcial de la válvula del ingreso del aire al compresor. En respuesta a los cambios de presión de aire en el separador de aceite. Se refiere al nivel de presión en el tanque recibidor, en el cual el sistema de control del compresor empieza a cerrar la válvula de entrada de aire para mantener un máximo específico de presión recibida. Se sacrifica volumen de aire para mantener la presión de aire. La presión de modulación es ajustable. Obstrucciones en el Sistema del Aire • Provoca que la presión en el separador de aceite se incremente a su limite máximo, si se incrementa la presión a su limite máximo, el sistema de control de admisión de aire del compresor empezara a cerrarse y por consiguiente el compresor no entregara el volumen especificado. • Esto provocara que comprima menos volumen, aunque la presión se mantenga constante si comprime menos volumen no significa que es ineficiencia , simplemente se esta auto protegiendo. La Selección de los Nozzles NOZZLES PEQUEÑOS: • Proporcionan mucha presión. • Se sobre carga el sistema. • Causa cierre en la admisión del aire para prevenir una sobre presurización del compresor. NOZZLES GRANDES: Proporcionan baja presión. No asegura la limpieza del fondo del pozo. Presión Insuficiente • No permite que el compresor abra lo suficiente para alcanzar la presión mínima requerida. • El rodamiento del tricono sonría y posteriormente falle. • Decrece la fuerza de limpieza en el fondo del pozo. • Provoca erosión en el labio y en los conos del tricono. Selección correcta de Nozzles • Una combinación perfecta de Volumen / Presión. • Para limpiar el fondo del pozo se necesita Presión (PSI) : el detritus debe expulsarse fuera de los dientes del tricono y empujarlo hasta la pierna de este. • Para levantar el detritus fuera del pozo se necesita Volumen (CFM). • Un volumen correcto, no debe permitir que el detritus caiga al fondo del pozo nuevamente . Velocidad de Barrido (Bailing Velocity) De una adecuada velocidad de barrido de los detritus de perforación, va a depender una excelente velocidad de penetración (m/h). Las partículas cortadas necesitan una determinada velocidad ascensional. La velocidad de barrido, mínima requerida, para materiales no densos y donde no hay presencia de agua, es de 5,000 pies por minuto y para materiales más densos, donde hay agua dentro de los taladros, se requiere entre 7,000 a 9,000 ft/m. Espacio Anular Diámetro Pozo = 12 1/4” Diámetro Barra = 9 1/4” Espacio Anular = 3 ” Cálculo de la Velocidad de Barrido Fórmula para Calcular la Velocidad de Barrido(Ft/min.) VB = C.F.M. X 183.4 ø² Bit - ø² Barra Donde: VB CFM ø² Bit ø² Barras : es la velocidad de barrido : es el caudal del compresor (pie³/minuto) : es el diámetro de la broca (pulgadas) : es el diámetro de las barras (pulgadas) Cálculo de la Velocidad de Barrido Ejemplo práctico : Si la perforadora va a trabajar a 4,200 m.s.n.m., y tiene un compresor de 3800 CFM nominal : VB = VB = 2204 cfm x 183.4 12,25 x 12,25 – 10,750 x 10,750 404213 150 – 115 = 404213 35 VB = 11,548ft /minuto. De acuerdo a la altitud de 4,200 msnm: Los 3,800 CFM – 42% nominales se convierten en 2,204 CFM y la VB = 11,548 Ft/minuto, cabe recordar que esto teorico y debiera bajar al menos un 10% dado que no se considera presiones y T° de aire ,mas la densidad de la roca (dura/ media) ¿Qué Ocasiona el Uso incorrecto de los Parámetros? La mala o incorrecta aplicación de los parámetros de perforación nos va a ocasionar varios aspectos negativos en el desempeño de nuestras brocas, como son: • Menor durabilidad (vida). • Baja Velocidad de Penetración (m/h). • Mayor consumo de Brocas/mes. • Mayores costos de producción. Buenas Prácticas en la Perforación Consejos para una buena Perforación • Pautas para una buena operación. Trabajo en equipo. Aire hacia el Tricono Siempre abrir la llave antes que dar rotación. Antes de avanzar, siempre revisar que la llave este abierta. Inyección de Agua en la Perforación • • • • • Aproximadamente debe ser un galón por minuto. Para sellar el collar. Para controlar el polvo. Puede reducir en 50% la vida del tricono. El agua daña los rodamientos, generado barro que ingresa hacia los cojinetes. • Daña los cojinetes, corroyéndolos por dentro. Cuidado!! Las caídas accidentales de la columna de perforación, dañan los rodamientos y /o conos del tricono. Ojo!!!! Evitar fallas prematuras en el tricono desechando el uso de barras dobladas. Esto afecta directamente a los rodamientos de los triconos. Revisar las herramientas Revisar el desgaste de las herramientas de perforación, como Bit Sub, Anillo Guiador, Barras. Cuidando los hilos Engrasar los hilos de conexión para un desempate sin problemas. Asegurar una buena conexión de los hilos con la rosca. Una mala conexión, puede causar la muerte prematura del tricono. Inspeccionando el Tricono Inspeccionar el tricono cada cierta cantidad de metros. Revisar si existe temperatura elevada en uno o varios conos. Revisar si los jets están obstruidos. Limpiando el Tricono Limpiar el tricono cada cierta cantidad de metros, especialmente donde haya mucho barro. Esto evitará que ante la presencia de barro, los cono se obstruyan. Alineación de la Columna Revisar periódicamente el alineamiento de la columna de perforación. Esto se realiza topográfico. con equipo Nivelación • Nivelar adecuadamente perforadora. la • Una mala nivelación puede causar problemas en el cabezal, en la columna y especialmente en el tricono. Revisar las Fugas e la Perforadora Puede haber fugas en el sistema que lleva el aire hacia el tricono. Revisar las fugas de aceite hidráulico en la sala de máquinas, en los gatos, en el cabezal, etc. CUIDADO!!!! • Nunca terminar o repesar un pozo ya perforado con un tricono NUEVO. • Esto genera que los conos se crucen y obstruyan. Todo tiene un Límite Hay que tomar SIEMPRE en cuenta los límites permisibles de la fábrica. Recuerde!!! Pull Down suficiente para romper la resistencia a la compresión de la ROCA. No se necesita de un exceso de RPM para producir la óptima velocidad de penetración. No SOBREPERFORE. No entierre los conos del tricono, produce desgaste de la matriz de los mismos. Pull Down Máximo • Para determinar el PD máximo para un tipo de tricono, se debe tener en cuenta cuál es el límite de peso por pulgada que soporta dicho modelo. • Este límite se multiplica por el diámetro. PD Max. = Lbs/Pulg. x Diámetro Tricono (Pulg.) PD Max. = 6,500 x 10 5/8 = 69,063 ≈ 70,000 Lbs. • En muchos casos, en la operación, se puede exceder estos valores, siempre y cuando haya un impacto directo en la velocidad de perforación. Cambios de Formación “Transición de terreno Suave a Duro” PROBLEMA: Al entrar muy rápido a un terreno duro, puede provocar la rotura de los insertos, quizás no suceda de inmediato, pero se inicia con raspaduras para posteriormente romperse. SOLUCION: Se debe disminuir las R.P.M. y aumentar el pulldown para introducir los insertos de la broca cuidadosamente en el terreno duro. Cambios de Formación “Transición de terreno Duro a Suave” PROBLEMA: El atoro de una broca es un problema cuando se entra en un terreno suave, después de haber estado en un terreno duro. Un mayor pull down, en terreno duro, puede causar una Velocidad de Penetración muy alto en terreno suave, momentáneamente. SOLUCION: Se debe aumentar las R.P.M. y disminuir el pull down para introducir cuidadosamente al terreno suave. ¿Qué hacer cuando la broca “Martillea”? PROBLEMA: SI se está perforando en terreno roto o fracturado. La broca rebota y la barra quiere sacudirse. El avance es lento. SOLUCION: Mantener el peso y reducir las R.P.M.; el peso permitirá que la broca afloje la roca y al bajar la R.P.M. la broca se mantiene y no salta, por consiguiente, menos rebotes causarán menos daño a los insertos y rodamientos de la broca.a PERFORACION ROTATIVA PARTES DE UNA PERFORADORA SISTEMA DE RODADO BASTIDOR PRINCIPAL MÁSTIL PERFORACION ROTATIVA PARTES DE UNA PERFORADORA El bastidor central podríamos desglosarlo en dos partes principales: Chasis Tren de fuerza PERFORACION ROTATIVA PARTES DE UNA PERFORADORA El chasis es donde se encuentran montadas: • Cabina del operador • Barandas y plataformas • bastidor tipo A • Gatos niveladores PERFORACION ROTATIVA PARTES DE UNA PERFORADORA Las barandas son un elemento de seguridad para las personas, la falta de una de ellas puede producir un accidente grave o fatal. PERFORACION ROTATIVA PARTES DE UNA PERFORADORA La cabina del operador es donde se encuentran alojados los comando de cada uno de los elementos de las perforadoras ya sean hidráulicos o electro hidráulicos, indicadores de presiones y temperaturas. Sistema FOPS II mejor certificación Mejor Visibilidad .Sistema adicional de cámara conocimiento de la situación para el operador entregada por estas cámaras y se ve en una de las dos interfaces gráficas de usuario GUI. Gira para permitir que el operador observara por sí mismo la la mejor vista durante la propulsión. El operador puede realizar todas las funciones mientras se está sentado y con seguridad abrochado en el asiento. Salida ambos lados. PERFORACION ROTATIVA PARTES DE UNA PERFORADORA El bastidor tipo “A” es el medio que permite adherir el mástil de la perforadora al bastidor central, proporcionándole al mástil movilidad tanto para bajar el mástil o subirlo PERFORACION ROTATIVA PARTES DE UNA PERFORADORA Los gatos niveladores cumplen la función de nivelar la maquina independiente del nivel del suelo en donde la máquina esté ubicada, en principio son cilindros hidráulicos accionados desde la cabina y va relacionado con niveles de burbujas o electrónicos que están proporcionado en la cabina del operador. PERFORACION ROTATIVA PARTES DE UNA PERFORADORA B A S T I D O R CHASIS TREN DE FUERZA PERFORACION ROTATIVA PARTES DE UNA PERFORADORA En el tren de fuerza encontramos conectados entre sí los diferentes sistemas vitales de la perforadora tales como: motor eléctrico Compresor Filtro separador Bombas hidráulicas PERFORACION ROTATIVA PARTES DE UNA PERFORADORA El compresor es el que proporciona un caudal de aire para el proceso del barrido en la perforación y para el enfriamiento de los rodamientos del tricono. Es de tipo tornillos. Todos los compresores tienen deficiencias, los compresores son diseñados para trabajar a nivel del mar, mientras más altura sobre el nivel del mar se encuentre mayor es su deficiencia, el parámetro de los compresores es que cada 1000 pies de altura tiene una perdida de un 3.4%, eso quiere decir que a una altura de 4000 metros sobre el nivel del mar tenemos una perdida del compresor de un 40 % PERFORACION ROTATIVA SISTEMA DE EMPUJE Y ELEVACION Existen básicamente cuatro sistemas. Los tres primeros que se presentan en la figura son: -Cremallera y piñón directo -Cadena directa -Cremallera y piñón con cadena PERFORACION ROTATIVA SISTEMA DE EMPUJE Y ELEVACION Estos sistemas de empuje permiten : -Suministrar un esfuerzo controlado -Izar las barras que constituyen la sarta de perforación Las velocidades de elevación de la sarta suelen ser de 18 a 21 metros por minuto, no recomendándose valores superiores por problemas de vibraciones. PERFORACION ROTATIVA Sistema de Rotación Con el fin de hacer girar las barras y transmitir el par, las perforadoras llevan un sistema de rotación montado generalmente sobre un bastidor que se desliza a lo largo del mástil de la perforadora. El sistema de rotación directo puede estar constituido por un motor eléctrico o hidráulico. El primero, es el más utilizado en las maquinas grandes, pues aprovecha la gran facilidad de regulación de los motores de corriente continua, en un intervalo de 0 a 150 r.p.m. El sistema hidráulico consiste en un circuito cerrado con una bomba de presión constante y un convertidor de par con el que se logra variar la velocidad de rotación del motor hidráulico, situado en la cabeza de la sarta de perforación. Los sistemas mecánicos o indirectos son el de la mesa de rotación, muy popular en el campo del petróleo. PERFORACION ROTATIVA PERFORACION ROTATIVA Sistema de Evacuación del Detritus El aire comprimido cumple las siguientes funciones: - Enfriar y lubricar los cojinetes del tricono. - Limpiar el fondo del barreno - Elevar el detritus con una velocidad de ascensión adecuada. El aire circula por un tubo desde el compresor al mástil y desde éste por manguera flexible protegida a la cabeza de rotación, de donde pasa al interior de la barra de perforación que lo conduce hasta la broca, saliendo entre los conos para producir la remoción de los detritus elevándolos hasta la superficie. La falta de aire produce un consumo de energía innecesaria, una menor velocidad de penetración y un mayor desgaste de la broca. PERFORACION ROTATIVA Sistema de Evacuación del Detritus Si la velocidad ascensional es muy alta aumentan los desgastes en el centralizador y en las barras de perforación. La velocidades ascensionales recomendadas en función del tipo de roca son las siguientes: Los diámetros de las barras aconsejado según tipo de roca que se perfore debe ser en formaciones blandas 2 pulgadas menor que el diámetro del tricono. En formaciones medias dos pulgadas y en formaciones duras 11/2 pulgadas ya que a medida que aumenta la resistencia de la roca los detritus son más pequeños. Tipo de roca Velocidad mínima Velocidad máxima Blanda Media Dura 1200 1500 1800 1800 2100 2400 PERFORACION ROTATIVA Eliminación del polvo Si el polvo generado por la perforación no es controlado puede afectar la salud del trabajador y crear problemas de mantenimiento en la perforadora. La supresión del polvo puede hacerse de dos maneras: - Por un sistema Húmedo. - Por un sistema seco. El sistema húmedo consiste en añadir una pequeña cantidad de agua con o sin espumante al aire de barrido. El polvo formado en el fondo del barreno es apelmazado y sale al exterior junto con el detritus de perforación PERFORACION ROTATIVA Eliminación del polvo Sistema Húmedo Este sistema tiene la ventaja de su gran simplicidad, pero presenta algunos inconvenientes: - Reduce la vida del tricono entre un 15 y un 20 %. - Si se abusa del caudal de agua se forma una papilla espesa y abrasiva de difícil eliminación que causa un gran desgaste en la sarta de perforación. -En climas fríos origina problemas operativos. El sistema seco consiste en un colector de polvo formado por un conjunto de ciclones y filtros, tiene la ventaja de su gran eficiencia y de no afectar a la vida de los tricónos. Cuando se encuentra agua durante la perforación es poco efectivo y requiere un mayor mantenimiento. La cabina y la sala de máquinas suelen estar presurizadas para evitar la entrada de Polvo. PERFORACION ROTATIVA Estabilidad Para obtener una alta productividad, las perforadoras deben ser capaces de desplazarse con el mástil y sarta de perforación en posición vertical. Por esto, los equipos deben estar diseñados de tal forma que el centro de gravedad, aún cuando la unidad se esté desplazando, se encuentre lo más bajo posible y centrado con respecto al tren de rodaje. Cuando las perforadoras van montadas sobre orugas éstas pueden sobredimensionarse para aumentar la estabilidad y disponer de un contrapeso para equilibrar mejor el conjunto PERFORACION ROTATIVA Inyección de aceite La inyección de aceite al aire de barrido produce una lubricación suplementaria de los rodamientos del tricono, consiguiéndose una mayor duración del mismo. Si el caudal es excesivo, se puede producir un taponamiento de los pasos de aire en los rodamientos y un fallo prematuro de los mismos, asi como un apelmazamiento del polvo que puede impedir su fácil evacuación. Cuando se emplean compresores de paletas se ha visto que la vida dé los tricónos aumenta significativamente debido a que el aire lleva consigo una pequeña cantidad de aceite. Por esto, si los compresores que montan las perforadoras son de tornillo se recomienda inyectar aceite al aire de barrido. PERFORACION ROTATIVA VARIABLES DE PERFORACIÓN Empuje sobre la broca El empuje aplicado sobre la broca debe ser suficiente para sobrepasar la resistencia a compresión de la roca, pero no debe ser excesivo para evitar fallas prematuras o anormales del tricono. La velocidad de penetración aumenta proporcionalmente con el empuje, hasta llegar a un agarrotamiento del tricono contra la roca por efecto del enterramiento de los dientes o hasta que por la alta velocidad de penetración y el gran volumen de detritus que se produce no se limpia adecuadamente el barreno. En formaciones duras, un empuje elevado sobre la broca puede producir roturas en los insertos antes de presentarse un agarrotamiento o un defecto de limpieza. También disminuye la vida de los cojinetes, pero no necesariamente la longitud perforada por el tricono. PERFORACION ROTATIVA VARIABLES DE PERFORACIÓN Empuje sobre la broca Cuando se perfora una roca, los tricónos pueden trabajar en tres situaciones distintas A) Empuje insuficiente B) Avance eficiente C) Atascamiento del tricono PERFORACION ROTATIVA VARIABLES DE PERFORACIÓN Empuje sobre la broca En la tabla se muestran los valores limites de empuje para los triconos de diferentes diámetros Diámetros del tricono (pulg.) Empuje limite (psi) 51/8 61/4 63/4 77/8 9 97/8 121/4 21.000 31.000 37.000 50.000 65.000 79.000 121.000 PERFORACION ROTATIVA VARIABLES DE PERFORACIÓN Velocidad de rotación La velocidad de penetración aumenta con la velocidad de rotación hasta un límite impuesto por la evacuación del detritus. Efecto de la velocidad de rotación sobre la velocidad de penetración Las velocidades de rotación varían desde 60 a 120 rpm para los tricónos con dientes de acero y 50 a 80 rpm para los insertos de carburo de tungsteno. PERFORACION ROTATIVA VARIABLES DE PERFORACIÓN Velocidad de rotación En la siguiente tabla se indican las velocidades de rotación adecuadas para diferentes tipos de rocas. Tipo de roca Vel. De Rotación (rpm) Blanda Media Dura 75 – 160 60 – 80 35 - 70 El límite de la velocidad de rotación está fijado por el desgaste de los cojinetes, que a su vez depende del empuje, de la limpieza del barreno y de la temperatura. PERFORACION ROTATIVA VARIABLES DE PERFORACIÓN Desgaste de la broca de perforación Cuando se utilizan tricónos de dientes la velocidad de penetración disminuye considerablemente conforme aumenta el desgaste de la broca.En la siguiente figura se muestra como para un tricono a mitad de su uso, la velocidad de penetración puede reducirse de un 50 a un 75% con respecto a la obtenida con un tricono nuevo. Efecto del desgaste de la boca sobre la velocidad de penetración PERFORACION ROTATIVA VARIABLES DE PERFORACIÓN Diámetro de perforación La siguiente figura muestra como la velocidad de penetración obtenida con empuje y velocidad de rotación constantes es proporcional al inverso del diámetro de perforación al cuadrado. Variación de la velocidad de penetración con el diámetro PERFORACION ROTATIVA VARIABLES DE PERFORACIÓN Caudal de aire Cuando la perforación se efectúa con menos aire que el necesario para limpiar el barreno se producen los siguientes efectos negativos: - Disminución de la velocidad de penetración. - Aumento del empuje necesario para perforar. - Incremento de las fallas de la perforadora. - Aumento del desgaste en el estabilizador, en la barra y en el trícono. PERFORACION ROTATIVA VARIABLES DE PERFORACIÓN Velocidad de penetración La velocidad de penetración depende de muchos factores externos: Características geológicas, propiedades físicas de las rocas, distribución de las tensiones y estructura interna. Existen dos procedimientos para la determinación de la velocidad de penetración: 1.- Recogida de muestras representativas y realización de ensayos a escala por las casas de fabricantes de tricónos. Estas emiten un informe en el que se indican: - Tipo de tricono recomendado - Empuje y velocidad de rotación aconsejadas. - Velocidad de penetración estimada - Duración prevista del tricono. 2.- Calculo de la velocidad de penetración a partir de la resistencia a compresión simple de la roca. Este procedimiento se basa en la utilización de fórmulas empíricas propuestas por diversos investigadores. PERFORACION ROTATIVA HERRAMIENTAS DE PERFORACION PERFORACION ROTATIVA HERRAMIENTAS DE PERFORACIÓN Las herramientas de perforación, dada su importancia y elevado costo, son las que forman “la sarta" o 'convoy' de perforación, vale decir: I AMORTIGUADOR DE VIBRACIONES II BARRAS DE PERFORACIÓN III ESTABILIZADORES IV TRÉPANOS O BROCAS PERFORACION ROTATIVA AMORTIGUADOR DE VIBRACIONES Este elemento cumple una función importante en la perforación de hoyos de Tronadura. Está diseñado de tal manera, que sus partes de caucho con tratamientos especiales, eliminan todo contacto de metal con metal entre la perforadora y el "convoy" de perforación. Sirve para que no se junten fierro con fierro en el convoy de perforación. A! colocar presión y torque en la perforación, el caucho trabaja en compresión y tensión; de esta manera , todas las fuerzas y vibraciones producidas por diversos factores que se encuentran y ocurren durante la perforación, por ejemplo terrenos fracturados y cambios bruscos de la formación, son amortiguados protegiendo al equipo. La elasticidad del caucho mantiene al tricono en permanente contacto con el fondo del hoyo evitando que se produzcan impactos, que son los causantes de las vibraciones que se transmiten a la máquina por medio de la "sarta" de perforación. Las siguientes son las ventajas que podemos obtener del uso del amortiguador de vibración: PERFORACION ROTATIVA AMORTIGUADOR DE VIBRACIONES 1. Mayor confort del operador, al tener que experimentar menos vibraciones y ruidos que se producen en la perforación. 2. Debido a la reducción de las vibraciones, disminuye también el costo de la mantención del equipo de perforación. 3. La broca obtendrá dos grandes beneficios; si se mantiene pegada a! fondo del hoyo permanentemente gracias al amortiguador. Eliminación de golpes dañinos a la estructura de corte, pistas y rodamientos, alargando la vida de la broca. Una mayor penetración se logrará y una disminución en los costos de perforación debido a la reducción del tiempo para un hoyo de tronadura. PERFORACION ROTATIVA AMORTIGUADOR DE VIBRACIONES Los siguientes puntos deben tenerse en cuenta para el uso del amortiguador: -MARCA Y MODELO DE LA PERFORADORA -PESO PROMEDIO PARA APLICAR A LA BROCA -HILOS ESTABLECIDOS EN LA SARTA DE PERFORACIÓN - DIÁMETRO DE BARRAS PERFORACION ROTATIVA AMORTIGUADOR DE VIBRACIONES PERFORACION ROTATIVA BARRAS DE PERFORACIÓN Referente a las barras de perforación, es necesario indicar que debido a sus altos costos y gran consumo, son herramientas que se controlan en todo momento sus rendimientos. Esto ha obligado a los fabricantes a mejorar su calidad y diseño, y respecto al usuario a adquirir conocimientos y técnicas para un mejor rendimiento de esta herramienta, La barra de perforación es cilíndrica fabricada con aceros especiales flexible, en su interior y a lo largo de ella posee una perforación central, en sus dos extremos tienen hilos machos y hembra. Los puntos más importantes a tratar sobre barras de perforación son: 1. 2. 3. 4. 5. Funciones de la barra en la perforación Tipos de barra de perforación Hilos o roscas Parámetros de selección y especificaciones Fallas comunes, sus causas y normas para prevenirlas PERFORACION ROTATIVA BARRAS DE PERFORACIÓN 1. FUNCIONES DE LA BARRA a) La primera función de la barra es transmitir las fuerzas axiales y radiales, que son el peso y la rotación sobre la broca para fracturar la formación. b) Una segunda función es que sirve de conductor al aire que envían los compresores a la broca para limpiar e! fondo del hoyo de tronadura y refrigerar la misma. e) Una tercera función de las barras de perforación es controlar la verticalidad del hoyo y la profundidad. d) La última es la de formar el espacio anular por donde circulará el aire que limpiará los cutting quebrados por la broca PERFORACION ROTATIVA BARRAS DE PERFORACIÓN 2. TIPOS DE BARRA DE PERFORACIÓN a) Barra Integral, es hecha de acero fino aleado, que ha sido tratado térmicamente en toda su extensión para asegurar el máximo dureza y fuerza. El conducto interior se perfora y se construye los hilos asegurando la concentricidad y, el alineamiento axial con alto grado de precisión. b) La barra fabricada consiste en juntas o terminales de acero aleado de alta resistencia al igual que las barras integrales. Estos terminales son acoplados a tuberías de alto contenido de carbono, por medio de ajustes de contracción y luego soldadas. PERFORACION ROTATIVA BARRAS DE PERFORACIÓN HILOS O ROSCAS El nombre técnico que reciben los hilos para las barras de perforación es el de "Conexión Rotativa" ya que no es una simple rosca, sino un elemento mecánico que debe cumplir con tres propósitos: a) Debe actuar como gato mecánico para juntar los hombros de las barras. b) Debe transmitir fuerzas opuestas para mantener un sello. e) Debe actuar como elemento estructural que mantenga la rigidez de la columna o sarta. PERFORACION ROTATIVA BARRAS DE PERFORACIÓN 3. HILOS O ROSCAS Hoy están establecidos los hilos a usar para conseguir resultados óptimos. Siendo el caso de una barra de perforación minera, el hilo BECO es el más usado, ya que presenta ventajas sobre los demás hilos que existían anteriormente; sí comparamos el hilo API 6 5/8 con el hilo BECO 6 o BECO 8. se pueden apreciar que el BECO posee 2 hilos por pulgada, contra 4 de la conexión API además la mayor profundidad en los hilos y un mayor diámetro interior, lo que hace que el hilo BECO sea más ventajoso por lo siguiente: Un hilo más grueso tiende a desgastarse menos que uno fino, cuando se tiene que acoplar y desacoplar varias veces. BARRAS DE PERFORACIÓN Un hilo más profundo nos da más resistencia a la torsión produciendo uniones más efectivas y rápidas. PERFORACION ROTATIVA BARRAS DE PERFORACIÓN 4. PARÁMETROS DE SELECCIÓN Y ESPECIFICACIONES Importancia tiene la capacidad de izado de una máquina, ya que debe ser compatible con los diámetros y profundidades a perforar. Por lo que se dispone con barras de diferentes dimensiones y pesos. PERFORACION ROTATIVA BARRAS DE PERFORACIÓN 5. FALLAS COMUNES, SUS CAUSAS Y NORMAS PARA PREVENIRLAS ¿Que debe tenerse en cuenta para un buen manejo de la barra.? Las torceduras de barras, fricciónales o engranadas o desgastes de hilos, que es el gran problema para estas herramientas, suelen producirse por fallas operacionales o mecánicas, siendo las más comunes : a) b) e) d) e) f) g) Falta de grasa adecuada para los hilos. Caídas de barras al hoyo. Desnivelaciones o malas nivelaciones. Unidades de rotación descentradas Golpes en la barra o sarta. Mal acople de los hilos. Mala estabilidad o dureza extrema que produzcan desvíos de la sarta. Finalmente hay que proveer una velocidad anular suficiente para no producir desgaste por baja o alta velocidad de barrido, los chequeos deben ser más frecuentes a medida que aumenta el desgaste de la barra para prevenir pérdidas de herramientas, debido a la separación de esta por fatiga de soldadura. PERFORACION ROTATIVA BARRAS DE PERFORACIÓN 5. FALLAS COMUNES, SUS CAUSAS Y NORMAS PARA PREVENIRLAS Barra Integral Barra Fabricada PERFORACION ROTATIVA ANILLO CENTRALIZADOR Este elemento proporciona la estabilidad a la sarta de perforación y la verticalidad PERFORACION ROTATIVA Estabilizador o Adaptador Va colocado encima de la boca de perforación y tiene como misión hacer que el tricono gire correctamente según el eje del barreno e impida que se produzca una oscilación y pandeo del varillaje de perforación. PERFORACION ROTATIVA Estabilizador o Adaptador Las ventajas de su utilización son: - Menores desviaciones de los barrenos y sobre todo cuando se perfora inclinado. - Mayor duración del tricono y aumento de la velocidad de penetración, debido a un mejor aprovechamiento del empuje. - Menor desgaste de los faldones, de la hilera periférica de insertos y de los cojinetes. - Mayor estabilidad de las paredes del barreno debido a que las barras de perforación no sufren pandeo. - Mejora de la carga de explosivos. PERFORACION ROTATIVA Estabilizador o Adaptador El estabilizador debe tener un diámetro próximo al del barreno, normalmente 1/8" más pequeño que el tricono. Existen dos tipos de estabilizadores: Aletas Rodillos Los de aleta tiene un menor costo, origina un menor par de rotación y una mala estabilización en terrenos muy duros después de perforar los primeros barrenos. Los de rodillos con insertos de carburo de tungsteno requieren menor par de rotación, son de mayor costo y son más eficientes que los de aletas. Algunas definiciones de Perforación • Pasadura: Longitud de sobre perforación, bajo la altura del banco. • Burden: Distancia entre la cara libre del disparo y la primera fila o entre filas. • Espaciamientos: Distancia entre tiros en una misma fila. • Ditritus: Material fino que se desprende del pozo por la perforación. • Largo de Perforación: Longitud total del pozo, incluyendo la pasadura. Algunas definiciones de Perforación • Barra: Tubo que transmite el movimiento de rotación, empuje , aire y percusión al bit o tricono. • Tricono: Herramienta de corte, formada por 3 conos dentados que ruedan y perforan por el empuje y rotación que le da al equipo. • Tiro o Pozo: Orificio en la roca que se abre con un bit o tricono, de diámetro y largo predeterminado, para ser cargado con explosivo y triturar o habilitar el material para ser cargado sobre un camión para la extracción. • Empatar un tiro: Estabilizar la boca del pozo, desprendiendo toda roca suelta cuando se inicia la perforación. Nomenclaturas CFM/ PCM Pies cúbicos por minuto PPM Pies por minuto PSI Libras por pulgada cuadrada Pull-Down Libras peso GPM Galón por minuto API Hilo fino (American Petroleum Institute) 4 roscas por pulgadas BECO Hilo grueso (Bucyrus ErieCompany) 2 roscas por pulgada DTH Down The Hole (martillo de fondo) Secretos de los buenos perforistas Expomin Chile 2016
