EQUIPOS DE PERFORACION

EQUIPOS DE PERFORACION

INTRODUCCIÓN

Como bien sabemos, la INGENIERIA es la base de nuestra tecnología, gracias a ella hemos podido progresar en la ciencia y adquirir implementos tecnológicos de punta. Por Eso se implementa tecnología también en la minería en la explotación de suelos para construcción de diversas construcciones , para aumentar los ritmos de producción y lograr el tratamiento necesario para obtener como resultado un producto final. Con esto comenzaron a aparecer nuevos equipos como palas, cargadores frontales, chancadoras, molinos, harneros, perforadoras, etc., de alta precisión, rendimiento y mayor facilidad de manejo de estos equipos, adecuándose a los sistemas de explotación y tonelajes a remover, según la necesidad de la mina.

CLASIFICACIÓN DEPENDIENDO AL LUGAR SISTEMAS DE PERFORACIÓN

EQUIPOS DE PERFORACION DE ACUERDO AL LUGAR

Dependiendo del lugar donde se vaya a perforar, existen diferentes tipos de equipos de perforación. Los principales tipos son: Terrestre Lacustre o pantano Marino

EQUIPOS TERRESTRES

EQUIPOS TERRESTRES

Se utilizan para perforar en tirantes de agua muy someros (menos de 10 m) y sin que sean afectados por oleaje. El equipo de perforación va instalado en un chalán y, en los pantanos, se construyen canales y dársenas para su transporte e instalación.

EQUIPOS MARINOS

Dependiendo del tirante de agua, los equipos se clasifican de la siguiente manera:

•Plataforma fija •Plataforma autoelevable o jack up •Barco perforador •Plataforma semisumergible •Plataforma de patas tensionadas (TLP) •Plataforma Spar

PLATAFORMA FIJA

La subestructura se pilotea en el fondo marino y sobre ella se colocan los diferentes módulos que la constituyen. Está dividida en varios niveles o pisos como son: producción, habitacional, etc.

Se utiliza para tirantes de agua no mayores de 50 m. y desde ella es posible perforar 12 pozos, 1 vertical y 11 direccionales.

PLATAFORMA AUTOELEVABLE (JACK UP)

El equipo de perforación va montado en una plataforma que tiene un sistema de patas autoelevables, tipo gato de automóvil.

La plataforma se flota y se bajan las patas hasta asentarse firmemente en el fondo marino. A partir de ese momento, la plataforma empieza a levantarse hasta tener la altura suficiente para trabajar sin ser afectada por el oleaje.

BARCO PERFORADOR

El equipo de perforación va montado en un barco el cual, por lo general, tiene autopropulsión.

En la localización y mediante el sistema de anclaje consistente en ocho o más anclas, se posiciona el barco y se controlan los movimientos tanto verticales como laterales.

En este tipo de equipos, el sistema de preventores va instalado en el lecho marino y se controla mediante mangueras.

SISTEMAS DE PERFORACIÓN

PERFORACION MANUAL Se realiza mediante el empleo de un barreno usado con la finalidad de facilitar su extracción y rotación. El barreno es sostenido por el ayudante, mientras que el otro golpea con una comba, luego se hace girar un cierto ángulo para proseguir con el proceso de perforación. Este proceso también lo realiza una sola persona, dentro de la minería artesanal. PERFORACION NEUMATICA Se realiza mediante el empleo de una perforadora convencional; usando como energía el aire comprimido, para realizar huecos de diámetro pequeño con los barrenos integrales que poseen una punta de bisel (cincel); que se encarga de triturar la roca al interior del taladro en cada golpe que la perforadora da al barreno; y mediante el giro automático hace que la roca sea rota en un circulo que corresponde a su diámetro; produciéndose así un taladro.

PERFORACIÓN ELÉCTRICA Se realiza empleando energía eléctrica, que un generador lo provee y para ello se emplea una perforadora con un barreno helicoidal, que puede realizar taladros de hasta 90 cm de longitud, siendo el problema principal el sostenimiento de la perforadora para mantenerla fija en la posición de la perforación. PERFORACIÓN HIDRAULICA Se realiza mediante el empleo de equipos altamente sofisticados, robotizados, de gran capacidad de avance y performance. Utiliza la energía hidráulica para la trasmisión, control de fuerzas y movimientos en la perforación. Además, cuenta con un tablero de control computarizado, equipado con un software de perforación donde se grafica el trazo de perforación requerido. La gran ventaja de estos equipos es su gran precisión y paralelismo en la perforación. Por su gran rendimiento, es requerido por la gran minería.

Existen 3 tipos de perforadoras neumáticas o livianas:

1.- Jack Leg: Perforadora con barra de avance que puede ser usada para realizar perforaciones horizontales e inclinadas, se usa mayormente para la construcción de galerías, subniveles, rampas; utiliza una barra de avance para sostener la perforadora y proporcionar comodidad de manipulación al perforista.

2.- Jack Hammer: Perforadoras usadas para la construcción de piques, realizando la perforación vertical o inclinada hacia abajo; el avance se da mediante el peso propio de la perforadora.

3.- Stopper: Perforadora que se emplea para la construcción de chimeneas y perfora en labores de explotación (perforación vertical hacia arriba). Está constituido por un equipo perforador adosado a la barra de avance que hace una unidad sólida y compacta.

EQUIPOS DE PERFORACIÓN Son herramientas formadas por un mecanismo apropiado para producir

los efectos de percusión o de rotación de la barrena que normalmente va provista de una broca en su extremo de ataque.

La perforadora se determina de acuerdo a: Tipo y tamaño de la obra. La naturaleza del terreno La profundidad y alcance de los barrenos La roca o piedra que quiera producirse

Pistolas o martillos de barrenación

Jumbos

Se Clasifica en: Perforadoras de carriles

Perforadora portátil de torre

Contrapoceras

EQUIPOS DE PERFORACIÓN

Son maquinas que se usan para perforación de barrenos y pueden ser:

NeumáticasPercusión Rotativas Eléctricas

Combustión

El elemento básico en las perforadoras de percusión es un pistón que se mueve de forma reciprocante dentro del cilindro de la perforadora golpeando en cada ciclo completo la espiga de acero de barrenación, la energía es transmitida por el acero de barrenación hasta la broca, que a su ves golpea la roca. Los fragmentos de roca son desalojados por medio de un conductos coaxial interior en el acero de barrenación llamado conductos de circulación o de soplado.

Pistolas de Piso:

EQUIPOS DE PERFORACIÓN

Pistolas de Piso:

PISTOLAS DE PISO CONT....

Las pistolas de piso pueden ser acopladas a un brazo auxiliar, el cual es un mecanismo empujador del tipo telescopico que mantiene una adecuada presión y hace avanzar a la perforadora, se conocen como piernas o brazos telescopicos o “stopers”

Barrenación manual en trabajos a cielo abierto. En minas y canteras. En demolición de: Mampostería y/o concreto. Pavimentos asfálticos e hidráulicos en calles

carreteras y aeropistas

Principales usos:

PERFORADORAS DE CARRILES

Consisten básicamente de una perforadora neumática articulada a una guía de acero o mástil, que accionada por medios neumáticos o hidráulicos, gira, sube o baja a lo largo del mástil. El numero de posiciones es ilimitados. Son conocidas como perforadoras de columnas.

Emplean modernas brocas Intercambiables con insertos de carburo de tungsteno, teniendo una longitud de avance muy grande que permite la utilización de secciones de acero de barrenación.Son generalmente de accionamiento por percusión habiendo también de rotación, el motor de accionamiento puede ser:

Gasolina o diesel. Por compresor

Se conocen como: Wagondrill, si van montadas en carros con

ruedas. Trackdrill, si van montadas sobre carros con

orugas.

PERFORADORAS DE CARRILES

EQUIPOS DE PERFORACIÓN

Perforadoras de Torre:Son maquinas formadas por una torres o pluma apoyadas sobre la parte posterior de un camión o estar montadas sobre orugas.

La mayoría de las perforadoras de torre desarrollan la perforación por rotación, por medio de una tubería suspendida desde el mástil o torre y conectada a su respectivo compresor por medio de mangueras y encastre, los que en su parte inferior llevan montada una barrena de tipo ticónico de roles giratorio.

En general la potencia de estas maquinas puede ser suministrado por el motor del vehiculo o por un motor adicional de gasolina, diesel o eléctrico.

Se caracterizan porque la posición vertical es utilizada únicamente para el trabajo de perforación y la horizontal para el transporte.

PERFORADORAS JUMBO O CARRO DE BARRENACION

Es una plataforma móvil, en donde todas las herramientas de perforación como sus operadores van montados sobre esta, permitiendo que la barrenación se realice simultáneamente en todas las perforadoras, gracias a unos brazos articulados movidos por gatos hidráulicos pueden adoptar todas las posiciones.

Pueden ir montados sobre llantas de hule o sobre orugas, y si es necesario sobre rieles

Utilización: Minas, túneles y galerías. Tiros de ventilación Canteras y minas a cielo abierto y obras publicas Perforaciones para anclajes, inyecciones de

cemento y prospecciones.

PERFORADORAS CONTRAPOCERAS

Son maquinas especiales para la perforación Inversa, o sea que la perforación final la ejecutan en el sentido contrario al ordinario. Consta de una cabeza escariadora que utiliza como herramienta de corte, tienen perfil esférico, para distribuir la carga en forma proporcional, hacen recortes mas grandes tirando en ves de empujar.

El sistema de accionamiento que utiliza es un convertidor de frecuencia. Lleva consigo una computadora de microprocesamiento, un impresor de lectura en el panel del operario para el mando y control de las operaciones y funciones.

Para su operación primero se hace un agujero llamado Agujero piloto en la manera ordinaria a través de la capa que separa el túnel de la superficie, hasta que la broca sobresalga en el otro extremo, Se quita la broca, y se instala la cabeza escariadora. Se utiliza una rotación en la dirección de la perforación, con la alimentación tirando en ves de empujar.

Se utilizan principalmente en la minería para abrir chimeneas o tiros de ventilación, para perforar lumbreras en túneles y en las casas de maquina de los proyectos hidroeléctricos

HERRAMIENTAS DE BARRENACION La mayoría de herramientas de barrenación son

barras de acero sometidas a tratamientos especiales (térmicos o carburación) y pueden ser:

Acero de barrenación Acero hueco de barrenación Acero Seccional

Cualquiera que sea el tipo de acero en el extremo inferior del equipo lleva montada una broca que es la que directamente ataca el fondo del barreno.Las barras usadas son de acero al carbón, acero aleado con cromo molibdeno.Estas barras son huecas para permitir el paso del aire para el barreno, su longitud es variable y va aumentando en incrementos 0.60 m.

RENDIMIENTO DE LAS PERFORADORAS Depende de diversos factores:

Derivados de la propia maquina Características de las rocas Condiciones imperantes en los sitios de trabajo.

El rendimiento de perforación o barrenación se expresa como rendimientos netos por hora de trabajo, incluyendo todas las maniobras inherentes, como cambios de localizaciones sobre el banco, cambio de acero de barrenación, los cambios de barrenas, cuidado general del equipo.

El rendimiento de barrenación debe considerar además del avance lineal, el volumétrico, al aumentar el diámetro del barreno el volumen es mucho mayor.

La perforación se facilita mas tanto mas homogénea es una roca, los trabajos se dificultan y reducen su rendimiento mientras es mas fracturada o suelta, ya que se pueden presentar caídas y derrumbes dentro de los agujeros.

El rendimiento de las perforaciones esta íntimamente relacionado con las características físicas del material por barrenar.

FACTOR DE BARRENABILIDAD

Roca Factor de Barrenabilidad

Adnesita 1.27Areniscas 0.75-2.70Basalto 0.50Calcopirita 0.78Calizas 0.78-1.7Cuarzo 0.33-1.22

EQUIPOS DE PERFORACIÓN

RENDIMIENTOS DE BARRENACION CON PERFORADORAS DE CABLE, EN MATERIALES DIVERSOS Y HASTA PROFUNDIDADES DEL ORDEN 30 MTS.

Tipo de Roca Diámetro del Barreno Pulg.

Rendimiento por Hora

Andesita 6 0.8 mGranito 6 0.4 mBasalto 6 0.2 m

Calizas masivas 6 0.6 mGneises 9 0.8 m

Porfido de Cuarzo 9 1.9 mMagnetita 9 1 m

Minerales de hierro

9 1 m