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Enviado por minaspiura, nov. 2011 | 21 Páginas (5022 Palabras) | 26 Visitas| | |
Metodo Raise Boring(2)
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
PRODEUNP
TRABAJO BIBLIOGRAFICO
TEMA:
SISTEMA DE PERFORACION
RAISE BORING
Elaborado por:
Peppino Edmundo Villagra López.
Alumno de la Facultad De Ingeniería De Minas
IV Ciclo
SULLANA
2010
INDICE Pág.
1. NITRODUCCION
_______________________________________________ 3
2. DEFINICION
___________________________________________________ 4
2.1 PERFORACION DE UN PILOTO
_________________________________ 4
2.2 ESCARIADO O ENSANCHAMIENTO DE UN PILOTO
________________ 5
10 Páginas diciembre de 2010
4 Páginas diciembre de 2011
4 Páginas mayo de 2013
18 Páginas abril de 2013
3 Páginas febrero de 2009
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Metodo Raise Boring
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3. EQUIPOS Y ACCESORIOS
_______________________________________ 6
3.1 BASE Y CUERPO PRINCIPAL DE UN SISTEMA
_____________________ 6
3.1.1 Modelo SB-400 __________________________________________ 7
3.1.2 Modelo SB-600 __________________________________________ 8
3.1.3 Modelo SB-700 __________________________________________ 9
3.1.4 Modelo SB-900 __________________________________________
11
3.2 CABINA DE CONTROL
_________________________________________ 12
3.3 COLUMNA DE PERFORACION
__________________________________ 12
3.3.1 Herramienta de corte ____________________________________ 13
3.3.2 Ensanchadores _________________________________________ 15
3.3.3 Escariador o cabezal _____________________________________ 17
3.3.4 Varillaje ________________________________________________
20
3.3.5 Estabilizadores __________________________________________
21
3.3.6 Barra Kelly _____________________________________________ 23
3.3.7 Cabeza giratoria _________________________________________
23
4. APLICACIONES
________________________________________________ 24
5. RAISE BORING COMO METODO DE EXPLOTACION
__________________ 25
6. CONCLUSIONES
________________________________________________ 27
7. BIBLIOGRAFIA
_________________________________________________ 28
INTRODUCCION
El presente trabajo bibliográfico, es un resumen, de una recopilación de datos
provenientes de fuentes confiables, que tiene la finalidad de informar a los
estudiantes de Ingeniería de Minas o personas relacionadas con la actividad
estudiantes de Ingeniería de Minas o personas relacionadas con la actividad
minera, el método de perforación de pozos verticales e inclinados conocido
como RAISE BORING.
Los parámetros que se consideran al momento de ejecutar el método raise
boring varían de acuerdo al diseño del pozo y los datos geotécnicos del macizo
rocoso, esto nos conlleva a un informe mucho mas complejo, en este trabajo se
ha detallado el proceso del método considerando parámetros estándar.
Al ser mención de los componentes del sistema raise boring, se describió las
características de algunos modelos incluyendo sus especificaciones técnicas.
1. DEFINICION
Es un sistema moderno de perforación de rocas por medios mecánicos con lo
que se obtiene un hoyo vertical o inclinado, que conecta dos o más niveles, los
cuales pueden ser subterráneos o el nivel superior estar en la superficie.
El método consiste principalmente en la utilización de una máquina electro
hidráulica en la cual la rotación se logra a través de un motor eléctrico y el
empuje del equipo se realiza a través de bombas hidráulicas que accionan
cilindros hidráulicos. Una vez seleccionado el lugar de emplazamiento para la
instalación de la máquina será necesario realizar una solera de hormigón de
unos 20cm. para nivelar y anclar la máquina. Su posicionamiento se regulará
mediante los cilindros de empuje de manera de asegurar la verticalidad (o la
inclinación requerida). Luego se perfora, descendiendo, un piloto desde la
superficie superior, donde se instala la máquina, hasta un nivel inferior.
Posteriormente se conecta en el nivel inferior el escariador el cual actúa en
ascenso, excavando por corte y cizalle, el pique o la chimenea, al diámetro
deseado.
2.1 PERFORACION DE UN PILOTO
Realizada en forma descendente, vertical o inclinada, utilizando una
herramienta de corte (fig.01). El taladro piloto se realiza con un diámetro de 3
¾ “ hasta 26” que es función del diámetro del varillaje y del escariado, el
avance de la perforación se logra, agregando barras a la columna de
perforación, la cual se estabiliza con barras estabilizadoras de piloto. El
detritus producto de la perforación es barrido con agua a presión impulsada
por bombas de 37 a 50 KW de potencia, extrayéndolo por el espacio anular
que queda entre la pared del pozo y la columna de barras de perforación.
[pic]
Fig. 01 Perforación de un piloto
2.2 ESCARIADO O ENSANCHAMIENTO DEL PILOTO
Una vez perforado el piloto y después de retirado la herramienta de corte, se
procede a conectar el cabezal o escariador provisto con cortadores, en la
galería ubicada en el interior del túnel, donde finaliza la perforación piloto. El
escariador avanza en ascenso, excavando la roca por corte y cizalle,
Normalmente la presión de empuje en la etapa de escariado es de unas 5
veces mayor a la etapa de perforación piloto.
Al diámetro final del pique o de la chimenea. Los cortes que caen por
gravedad en el nivel inferior son limpiados por un cargador de bajo perfil LHD
(fig. 02). Las configuraciones más típicas de la cabeza del escariador son
plana, escalonada, abovedada o doble abovedada. El perfil plano está
equipado con un menor número de cortadores que las demás configuraciones;
este perfil resulta más fácil de desplazarse bajo tierra. En el perfil escalonado
el diámetro del hueco puede variarse con la adición o eliminación de
escalones. Los perfiles abovedados proporcionan buena estabilidad en el
hueco y un perfil redondo.
Para retirar el escariador al final de la excavación existen 2 alternativas.
a) Bajar la columna de barras, desconectar y retirar el escariador por el fondo
de la chimenea o pique, a través de la galería inferior. En este caso será
necesario dejar un puente de roca, no excavado, en la parte superior de 2 a 3
metros dependiendo del diámetro final de excavación y la calidad
geomecánica de la roca excavada.
b) Excavar la chimenea completa, retirando el escariador por la parte superior
de la excavación. Normalmente es posible utilizar esta alternativa cuando el
inicio del pique o chimenea está en la superficie. Para realizar está operación
se requiere montar el equipo Raise Boring en vigas metálicas que atraviesen
la excavación circular abierta en superficie, sostener el escariador
desconectado de la columna mediante una grúa, retiro del equipo, para
finalizar con el retiro del escariador.
[pic]
Fig. 02 Escariado de un piloto
En la tabla 01, se indica los diámetros de chimeneas más frecuentes y los
diámetros de perforación piloto utilizados.
Tab. 01
|Diámetro de chimenea (mt.) |Diámetro de perforación piloto (plg) |
|1.5 |12¼ |
|1.8 |12¼ |
|1.8 |12¼ |
|2.1 |12¼ |
|2.5 |12¼ |
|2.7 |13¾ |
|3 |13¾ |
|3.5 |13¾ |
|4 |15 |
|4.5 |15 |
|5 |15 |
|6 |15 |
2. EQUIPOS Y ACCESORIOS
El equipo de perforación Raise Boring está formado por los siguientes
componentes:
3.1 BASE Y CUERPO PRINCIPAL DEL SISTEMA.
Este equipo es el que proporciona la fuerza de empuje y rotación que se
requiere para lograr la rotura de la roca, esta maquina se monta sobre una
solera construida previamente sobre la superficie donde se va perforar, esta
formado por los siguientes componentes:
▪ Motor eléctrico: con una potencia que varia entre 150HP y 750HP
▪ Conjunto de Reductores: de 3 o 4 transmisiones en base a engranajes y
piñones planetarios que reducen las velocidades de rotación, según la
operación que se esté realizando.
▪ Sistema de Empuje electrohidráulico: que corresponde al conjunto de
bombas hidráulicas y electroválvulas de alta presión, alrededor de 3000 PSI,
que entrega la presión de trabajo a los cilindros hidráulicos para el empuje en
las dos etapas de la operación. La presión necesaria para la operación
dependerá de, la longitud de la columna suspendida, calidad geomecánica de
la roca a excavar, calidad estructural de la roca y diámetro final de la
excavación. En general podemos indicar los siguientes rangos de presión de
trabajo: Perforación Piloto: 0 a 3 megapascales Escariado: 4 a 20
megapascales
▪ Sistema de Sujeción de la Columna de Barras: componentes mecánicos,
cuya misión es sujetar la columna de perforación en las 2 etapas de la
operación, transmitiendo la energía de empuje y rotación a las herramientas de
corte.
En el mercado las marcas más comerciales son:
▪ Stu Blattner con los modelos: SBM-400, SBM-600, SBM-900.
▪ Atlas Copco con el modelo: Robbins 73RH.
3.1.1 MODELO SBM-400
El sistema incluye una unidad de potencia Electro-Hidráulica con controles
integrales, una estación de control a distancia y herramientas para conectar y
desconectar tuberías roscadas.
Velocidad variable y torque constante de la unidad de potencia permitiendo
ajustar la velocidad de rotación para cumplir exactamente con las condiciones
de perforación.
Se puede fijar la máquina para perforación vertical en una estación (caverna)
de solamente 10,5 pies (3.2 y 3.4 mts) de altura. Esto es posible porque el
mecanismo de cilindros hidráulicos en tamden da a la SBM 400 LP un perfil
extremadamente bajo.
[pic]
Especificaciones de Rendimiento
| |SBM 400 LP |SBM 400 SP |
| | | |
| Capacidad de diámetro nominal |6 pies (1.8 mts) |7 pies (2.1 mts) |
| Capacidad de largo nominal |1000 pies (305 mts) |1000 pies (305 mts) |
| Potencia (hp) instalada |200 hp |250 hp |
| RPM del piloto |0-100 / 60 hz |0-100 / 60 hz |
| Empuje del rimado |384,000 lbs (1705 kn) |384,000 lbs (1705 kn) |
| Torque máx. |60,000 lb.-pie |80,000 lb.-pie |
| Ajuste de ángulo de perforación |45º - 90º |45º - 90º |
Información Dimensional
| |SBM 400 LP |SBM 400 SP |
| | | |
| Ancho operativo de la máquina |55" (1,397 mts) |55" (1,397 mts) |
| Altura extendida de la máquina |131" (3,327 mts) |144" 3,658 mts) |
| Profundidad |51" (1,294 mts) |51" (1,294 mts) |
| Peso |9500 lbs (4,310 Kg.) |13600 lb. (6,170 Kg. |
| Tubería |4 pies Lx8" diámetro |5 pies Lx10" diámetro |
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3.1.2 MODELO SBM-600
El sistema incluye una unidad de potencia Electro-Hidráulica con controles
integrales, una estación de control a distancia y herramientas para conectar y
desconectar tuberías roscadas.
Velocidad variable y torque constante de la unidad hidráulica permitiendo
ajustar la velocidad de rotación para cumplir exactamente con las condiciones
de perforación. El cambio de velocidad de rotación es hecho hidráulicamente,
se detiene suavemente, va cambiando de un rango de alta velocidad durante la
perforación del piloto a un rango de baja velocidad durante el rimado
Puede fijar la máquina para perforación vertical en una estación (caverna) de
sólo 13 pies (3,9 mts) de altura. Esto es posible porque el mecanismo de
cilindros en tamden da a la SBM 600 un perfil extremadamente bajo.
[pic]
Especificaciones de Rendimiento
| |SBM 600 |
| | |
| Capacidad de diámetro nominal |8 pies (2.44 mts) |
| Capacidad de largo nominal |1200 pies (366 mts) |
| Potencia (hp) instalada |300 hp |
| RPM del piloto |0-8 / 60 hz |
| RPM del rimado |0-15 / 60 hz |
| Empuje del rimado |500,000 lbs (2,280 kN) |
| Torque máx. |112,800 lb.-pies (151,650 KN-m) |
| Ajuste de ángulo de perforación |90º - 45º |
Información Dimensional
| |SBM 600 |
| | |
| | |
| Ancho operativo de la máquina |71" (1,803 mts) |
| Altura extendida de la máquina |152" ( 3,861 mts) |
| Profundidad |61" (1,549 mts) |
| Peso |27,800 lbs (12,613 kg.) |
| Tubería |5 pies Lx10" diámetro |
3.1.3 MODELO SBM-700
El sistema incluye una unidad de potencia Electro-Hidráulica con controles
integrales, una estación de control a distancia y herramientas para conectar y
desconectar tuberías roscadas.
Velocidad variable y torque constante de la unidad hidráulica permitiendo
ajustar la velocidad de rotación para cumplir exactamente con las condiciones
de perforación. El cambio de velocidad de rotación es hecho hidráulicamente,
se detiene suavemente va cambiando de un rango de alta velocidad durante la
perforación del piloto a un rango de baja velocidad durante el rimado. Puede
fijar la máquina para perforación vertical en una estación (caverna) de sólo 13
pies (3,9 mts) de altura. Esto es posible porque el mecanismo de cilindros en
tamden dan a la SBM 700 un perfil extremadamente bajo.
[pic]
Especificaciones de Rendimiento
| |SBM 700 |
| | |
| Capacidad de diámetro nominal |8 pies (2.44 mts) |
| Capacidad de largo nominal |1200 pies (366 mts) |
| Potencia (hp) instalada |300 hp |
| RPM del piloto |0-8 / 60 hz |
| RPM del rimado |0-15 / 60 hz |
| Empuje del rimado |635,000 lbs (2,280 kN) |
| Torque máx. |161,000 lbs-pies |
| Ajuste de ángulo de perforación |90º - 45º |
Información Dimensional
| |SBM 700 |
| | |
| | |
| Ancho operativo de la máquina |71" (1,803 mts) |
| Altura extendida de la máquina |152" ( 3,861 mts) |
| Profundidad |61" (1,549 mts) |
| Peso |27,800 lbs (12,613 kg.) |
| Peso |27,800 lbs (12,613 kg.) |
| Tubería |5 pies Lx10" diámetro |
3.1.4 MODELO SBM-900
Debido al incremento de capacidad de carga de la SBM 900, los cilindros de
empuje hidráulicos son usados como columnas guía. Estas columnas están en
línea directa con el eje o cabezal de transmisión.
El empuje de rimado o pilotaje es directamente accionado a través del punto
pivolante de la máquina, para asegurar estabilidad en cualquier ángulo de
perforación y en cualquier carga de empuje. Esto significa un reducido
momento de doblado, gran estabilidad y menos distancia del punto del cuello
del hueco piloto, cuando estas perforando y rimando chimeneas inclinadas.
Este alineamiento también reduce el desgaste y agotamiento de los miembros
estructurales, cabezal de transmisión y componentes de la columna de
perforación.
[pic]
Especificaciones de Rendimiento
| |SBM 700 |
| | |
| Capacidad de diámetro nominal |12-16,5 pies / 3.7-5 mts |
| Capacidad de largo nominal |2000 pies / 610 mts |
| Potencia (hp) instalada |400 hp |
| Torque de operación |189,000 lbs pie / 256,284 KNm. |
| Torque máximo |270,000 lbs pie / 366,102 KNm. |
| Velocidad de rimado |0 - 9 rpm |
| Máximo empuje de rimado |940,000 lbs / 4174 KN |
| Velocidad de piloto |variable hasta 60 rpm |
| Presión de sistema de empuje |6,000 psi / 422 mm |
| Ancho |6 pies - 8" / 2032 mm |
| Peso con trineo |34,000 lbs. / 15,426 Kg. |
| Angulo de bajada |50º - 90º |
| Tipo de mando de rotación |Hidráulica |
3.1.5 ROBBINS 73RH
3.2 CABINA DE CONTROL
Es la unidad que permite al operador controlar el movimiento vertical y el de
rotación de la columna de perforación, esta unidad se puede posicionar en un
lugar distanciado de la unidad principal, esto permite darle al operador una
lugar distanciado de la unidad principal, esto permite darle al operador una
mayor seguridad con respecto a la labor que realiza la unidad principal.
3.3 COLUMNA DE PERFORACION
Esta unidad va conectada a la unidad principal, esta formada básicamente por
barras, estabilizadores de piloto y de escariado, cross over, stem bar y
herramientas de corte (fig. 03)
[pic]
Fig. 03 Vista de perfil de una columna de perforación
3.3.1 HERRAMIENTA DE CORTE (Roller bit)
Es todo elemento en contacto directo con el terreno, que al girar produce la
rotura y desagregación del mismo en partículas pequeñas, que puedan ser
arrastradas a la superficie por la circulación del fluido o lodo de perforación.
Existe una gran diversidad de tipos (triconos, trialetas, policones), diseños y
tamaños de las herramientas de corte, adaptados a los distintos terrenos a
perforar. Las más utilizadas son las barrenas de rodillos móviles y las
herramientas del tipo de "cola de pez" y sus variantes o perfeccionamientos.
Las barrenas de rodillos móviles aparecen formadas por un cuerpo fijo que
sirve para unirlo al varillaje por medio de rosca y para soportar a los rodillos
(los verdaderos elementos de corte). Según se tengan dos, tres, cuatro o más
elementos se denominan biconos, triconos, cuatriconos, etc., atendiendo en
último caso a la forma cónica de los rodillos que suelen denominarse "piñas".
Prácticamente se usan en exclusiva los triconos (ver fig.04).
[pic]
Fig. 04 Herramienta de corte TRICONO
La parte fija o cuerpo de los mismos disponen en su interior de unos orificios
con el objeto de favorecer la circulación del fluido de perforación dispuestos de
forma que sirven para limpiar y refrigerar eficazmente las partes móviles o
piñas de las herramientas.
Los rodillos o piñas son elementos dentados de aceros especiales, diseñados
y construidos para perforar en condiciones óptimas cada clase de terreno.
Para terrenos blandos las piñas tienen pocos dientes y son largos,
aumentando su número y disminuyendo su longitud a medida que aumenta la
dureza del terreno. Esta evolución en el diseño va acompañada de una mayor
dureza en el acero para hacerlo más resistente al desgaste.
Cada tricono, para trabajar en condiciones óptimas, requiere de un
determinado peso y una determinada velocidad, en cuya elección intervienen
fundamentalmente el diámetro del tricono y la dureza de los terrenos a
perforar.
En una primera aproximación puede establecerse que el peso debe ser
proporcional al diámetro y a la dureza de la formación. Como regla general,
para formaciones intermedias, puede tomarse el que resulte a razón de 1000
Kg. por pulgada de diámetro. El peso de tanteo se conseguirá disminuyéndolo
para formaciones blandas y aumentándolo para las dura, pero siempre
observando la marcha de la perforación.
[pic]
Tab. 02: Condiciones técnicas de perforación dependiendo del Ø del tricono y
tipo de formación.
La velocidad de giro debe ser menor cuanto mayor es el diámetro del tricono y
mayor la dureza de la formación, estando también aquella ligada en el mismo
sentido con el peso sobre el tricono. Es decir, a mayor peso, menor
velocidad.
En los sistemas de rotación es muy importante conocer previamente los
materiales que se van a perforar, especialmente para elegir el tipo de
herramienta de corte, al existir gran variedad. A título orientativo, se pueden
realizar la siguiente clasificación de las rocas en función de su dureza (tab. 03)
Tab. 03: Clasificación de las rocas en función de su dureza
| |TIPO DE ROCAS |
|Muy Blando |Formaciones blandas (pizarras arcillosas, margas, arcillas, caliza
blanda), formaciones |
| |no consolidadas, etc. |
|Blando |Formaciones de dureza blanda a media (pizarras arcillosas, arcillas,
caliza algo más |
| |duras que en el caso anterior). |
|Medio | Formaciones de dureza media (pizarras duras, calizas duras,
dolomías). Formaciones algo |
| |abrasivas de dureza media (pizarras silíceas, esquistos, areniscas, caliza
dura, |
| |dolomías). |
|Duro |Formaciones análogas a las anteriores, más silíceas y más duras,
incluyendo cuarcitas y |
| |granitos. |
|Muy duro y abrasivo |Formaciones muy duras y abrasivas (areniscas,
cuarcitas, basaltos, etc.) |
3.3.2 ENSANCHADORES (Roller reamer)
Un complemento de los triconos son los ensanchadores, herramientas de corte
que sirven para aumentar el diámetro de una perforación ya efectuada.
Constan de un cuerpo fijo que mediante rosca se une al varillaje y que soporta
en su extremo final, un tricono, también roscado, que hace de piloto en el
avance, y lateralmente 3 ó más rodillos, también móviles, que son los que
realizan el trabajo de ensanche en la (fig. 05) se tiene la sección de un
ensanchador de 3 rodillos móviles.
El empleo de ensanchadores se hace necesario a medida que aumenta el
diámetro perseguido en la perforación y disminuye el par de torsión de la
máquina perforadora. Solo si las máquinas son muy potentes, se puede
perforar de una sola vez, por lo que a partir de ciertas profundidades, con
diámetros superiores a 12 1/4'' (311 mm) es preciso recurrir a uno o varios
ensanches una vez perforado previamente con el empleo de ensanchadores se
hace necesario a medida que aumenta el diámetro perseguido en la
perforación y disminuye el par de torsión de la máquina perforadora. Solo si las
máquinas son muy potentes, se puede perforar de una sola vez, por lo que a
partir de ciertas profundidades, con diámetros superiores a 12 1/4'' (311 mm)
es preciso recurrir a uno o varios ensanches una vez perforado previamente
con el mayor diámetro adecuado a la máquina empleada y al terreno a
atravesar.
[pic]
Fig. 05 Sección de un ensanchador estándar de 3 rodillos
3.3.2 ESCARIADOR O CABEZAL
Es una estructura metálica, asimétrica, donde van ubicados los cortadores que
dan el área de corte final de excavación (fig. 06). Esta estructura metálica va
empernada a la barra stem (fig.07) y este a la vez se acopla al varillaje, trabaja
por empuje y rotación en sentido ascendente contra la roca provocando su
ruptura por corte o cizalle.
[pic]
Fig.06 Escariador
[pic]
Fig.07 Barra stem
Fig.07 Barra stem
Las cantidades de cortadores pueden variar según el modelo de escariador
que se adopte.
La marca Sandvik incluye una amplia gama de cabezas de escariado para el
sistema raise boring en una serie de tipos, tamaños y configuraciones para
abrir agujeros 0,6 a 6 metros de diámetro. Diseñado para un rendimiento
óptimo en cualquier tipo de proyecto (ver especificaciones técnicas).
Todos los componentes básicos son atornillados entre sí, lo que permite un
rápido y fácil montaje y mantenimiento (fig.08). Dado que la matriz está
atornillada a la base de la cabeza, los diferentes tamaños de matriz pueden
equiparse para adaptarse a diferentes tamaños del piloto.
El sistema de Sandvik se basa en componentes estándar, que contribuye en
gran medida a su
flexibilidad y alta disponibilidad. Todos los escariadores tienen un perfil de
corte plano que gira suavemente y con la utilización óptima de empuje.
Cabezas de escariado Sandvik son fáciles de adaptar a las diferentes
condiciones de rocas re-organizando los cortadores. El efecto es cambiar el
espacio entre las filas de botones (herramienta de corte) de carburo
cementado que rompen la roca.
En la tabla 04, indica el número de cortadores según el diámetro final del
escariado:
Tab. 04
|Diámetro Final de Escariado |Número de Cortadores (un) |
|(mt) | |
|1.5 |8 |
|1.8 |10 |
|2.1 |12 |
|2.5 |14 |
|2.7 |14 |
|3 |16 |
|3.5 |22 |
|4 |26 |
|4.5 |28 |
[pic]
Fig. 08 Montaje de cortadores
[pic]
[pic]
[pic]
3.3.2 VARILLAJE (Rods)
Está formado por varillas huecas de acero, roscadas en los extremos por
donde se unen unas a otras. El varillaje se utiliza para suspender el útil de corte
y los estabilizadores, transmitir el movimiento de giro que le proporciona la
mesa de rotación y conducir por su interior el fluido de la perforación en la (fig.
09) se tiene la sección longitudinal de una varilla, más modelos ver anexos.
Es imprescindible que el varillaje trabaje estriado. Asimismo, es conveniente
saber que el punto neutro de la columna de perforación debe estar siempre
dentro de los estabilizadores, ya que son más resistentes y no dentro del
varillaje, que es un elemento mucho más débil. El punto neutro es donde
cambian los esfuerzos de tracción a compresión, teniendo en cuenta el empuje
del lodo, que quita peso a los estabilizadores. Suele considerarse de forma
aproximada un peso efecto de 0,85 del peso sin sumergir.
[pic]
Fig. 09 Sección longitudinal del Varillaje (Rods) y sus especificaciones
técnicas.
3.3.3 ESTABILIZADORES
Son barras huecas de pared muy gruesa, que se colocan inmediatamente
encima del útil de corte, cuyo fin es proporcionar peso al útil de corte,
permitiéndole de éste modo trabajar en las mejores condiciones para que su
avance sea el óptimo en cada clase de terreno en la fig. 10 se tiene la sección
longitudinal y frontal de un estabilizador estándar, mas modelos ver anexos.
Otra de sus funciones es colaborar en el mantenimiento de la verticalidad del
pozo, por su propia rigidez y por bajar el centro de gravedad de la columna de
perforación, con lo cual ésta trabaja extendida en vez de comprimida, evitando
así la tendencia del útil de corte a desviarse cuando el varillaje flecta o pandea
al estar comprimido.
Están construidos con aceros de alta calidad (acero de aleación al cromo-
molibdeno, con dureza Brinnell 280-320).
Siempre que la línea de tiro y torre de la máquina perforadora lo permitan, se
deben usar los estabilizadores de mayor diámetro compatible con el de la
perforación, facilitando de éste modo la disminución del pandeo y la fatiga del
material. El aumento del diámetro de los estabilizadores debe llevar consigo la
material. El aumento del diámetro de los estabilizadores debe llevar consigo la
disminución de la velocidad de rotación.
[pic]
Fig. 10 Sección de estabilizador estándar.
Los estabilizadores más corrientes son de sección circular, aunque también
los hay de sección cuadrada y otros formados por barras helicoidales. Lo
normal es que sean de 9 m de longitud, aunque para trabajos de pozo para
agua es frecuente usarlos de 6 m, e incluso de hasta de 3 m, por no tener
algunas máquinas capacidad, ni en altura de la torre ni en potencia del
cabestrante y línea de tiro, para manejar estabilizadores de mayor longitud.
3.3.4 BARRA KELLY
También llamada barra conductora, de ella depende toda la columna de
perforación. Su función es transmitir el giro que le proporciona la mesa de
rotación al varillaje, permitir su descenso y ascenso, así como conducir por su
interior el fluido de perforación que ha de circular por todo el varillaje.
En su extremo superior va enroscada la cabeza giratoria de inyección que a su
vez sirve para suspender toda la columna de perforación. En su extremo
inferior se enrosca la primera varilla de la columna mediante la interposición de
un acoplo que es el que sufre el desgaste de todas las maniobras de roscado
cada vez que se añade o quita una nueva varilla a la columna, impidiendo el
deterioro de la propia barra Kelly.
La barra Kelly pasa por el alojamiento que con este fin tiene la corona de la
mesa de rotación, por el cual se desliza al hacer las maniobras de descenso o
extracción de la columna de perforación.
La sección de la barra conductora o Kelly puede ser hexagonal, cuadrada o
circular con dos o más cheveteros semicirculares. La longitud debe ser algo
superior a la correspondiente a las varillas que se empleen.
3.3.5 CABEZA GIRATORIA
Pieza con una triple función: (1) suspender la columna durante el trabajo de
perforación, (2) permitir al mismo tiempo el giro del varillaje y (3) hacer posible
el paso del fluido de perforación desde la manguera de impulsión de la bomba
a la columna de perforación mientras ésta está girando y avanzando.
Está compuesta de dos partes: una superior sujeta al cable sustentador y otra
inferior roscada a la barra Kelly, que puede girar independientemente merced
a unos rodamientos de bolas o rodillos de gran capacidad de resistencia al
empuje axial (o vertical) ya que de él pende toda la columna de perforación,
que puede llegar a pesar fácilmente hasta 80 TM en pozos para agua y hasta
300 TM en los de petróleo, o incluso más.
Como la cabeza giratoria de inyección y suspensión tiene que permitir,
mientras la columna gira, el paso del fluido de la perforación, la unión de las
dos partes de las que se compone la cabeza giratoria tiene que ser estanca,
por lo que van dotadas de una junta hermética de caucho, fibra sintética o
similar, de gran calidad, toda vez que a la presión a que trabaja el circuito de
lodos (normalmente de unos 20 kg/cm2, pudiendo llegar en algunos momentos
o situaciones a 30 kg/cm2) evitando que se produzcan fugas del fluido que
salgan al exterior o dañen a los cojinetes por su alto poder de abrasión.
3. APLICACIONES
El sistema Raise Boring está siendo ampliamente utilizada tanto en minería
como en proyectos civiles. Entre las principales aplicaciones en minería
podemos mencionar:
▪ Chimeneas de Ventilación: Por la calidad de la excavación, al dejar paredes
lisas, se disminuye notablemente la pérdida de carga, disminuyendo la sección
de la labor de ventilación que permita pasar el mismo flujo de aire, respecto de
una labor excavada con explosivos.
▪ Chimeneas de Traspaso de Mineral: Al tener paredes lisas aumenta el
deslizamiento del material al pasar por la chimenea, aumentando la eficiencia
de traspaso y disminuyendo las posibilidades de atascamiento.
▪ Chimeneas de Cara Libre: Una buena alternativa para la construcción de
chimeneas de cara libre por la rapidez y exactitud de la excavación que
favorece la eficiencia del diagrama de disparo de producción.
▪ Chimeneas de Servicio y Acceso: Por su terminación y en diámetros
pequeños, son una excelente alternativa para el paso a diferentes niveles de
servicios como agua, aire comprimido, drenajes y cables de energía eléctrica.
Como acceso de personal son más seguras por su mayor estabilidad de la
pared de roca.
Entre las aplicaciones en proyectos civiles tenemos:
▪ Líneas de caída de agua en proyectos hidráulicos
▪ Almacenamiento de petróleo o desechos nucleares
▪ Acceso de equipos diversos como cables, tubos, etc.
▪ Ventilación de túneles largos.
▪ RAISE BORING HORIZONTAL esta técnica nace como una competencia a la
voladura y a la máquina tunelera. Se trata de un Raise Boring modificada en la
máquina y en la cabeza escariadora (fig.11). Primero se perfora el taladro
piloto, teniendo en cuenta la precisión por medio de un sistema de control de
dirección. El giro de los cortadores puede adecuarse dependiendo del tipo de
proyecto. La cabeza escariadora se diseña de manera especial para facilitar
la evacuación del detritus cuando ésta gira.
[pic]
Fig. 11 Perforación horizontal con el método raise boring
4. RAISE BORING COMO METODO DE EXPLOTACION
El sistema de explotación Raiseboring permite la excavación de chimeneas
desde un nivel superior. El equipo es instalado en el nivel 640 m, donde se
encuentra el estéril. Posteriormente se perfora un barreno piloto de 311 mm de
diámetro a través del estéril y parte del cuerpo mineralizado (60 m de mineral).
Hasta el nivel 530m. donde se retira el piloto y se instala la cabeza
escariadora.
Después, la cabeza escariadora de 2,4 m de diámetro (a veces, 3,05 m)
asciende hacia el nivel superior donde se encuentra instalado el equipo de
perforación.
Los trozos de roca removida caen por gravedad en una tolva contenedora de
mineral (OCC) en el nivel 530 m. Esta tolva es instalada a la salida de la
perforación y todos los trozos de roca removidos son almacenados en el balde
de un LHD que es accionado por control remoto.
Luego el mineral removido es transportado a un nivel de traspaso convencional
hasta el pozo Polluck.
El mineral se clasifica según su pureza y es transportado luego a la
chancadora subterránea, para ser procesado en un molino SAG (molienda
semi-autógena).
Terminada la maniobra, se quita el OCC y el pozo abierto se sella en el fondo
con un tapón de concreto de 5 m de espesor.
El tapón fragua en unos días, y se rellena la cavidad con hormigón pobre. Se
pasan por alto los dos pozos siguientes mientras una perforadora de chimenea
explota la cuarta cámara. Más tarde se trabaja con las cavidades de relleno.
explota la cuarta cámara. Más tarde se trabaja con las cavidades de relleno.
De esta manera, se extrae el 95 % del mineral.
[pic]
5. CONCLUSIONES
El sistema Raise Boring es un revolucionario método de perforación de pozos
verticales e inclinados, los beneficios que ofrece este método sobre los
métodos convencionales es, un avance mas rápido de la obra, menos
perturbación de la estructura de la roca, costos laborales reducidos y sobre
todo mucha mayor seguridad para el personal operativo.
6. BIBLIOGRAFIA
▪ CARLOS LOPEZ JIMENO, Manual de túneles y obras subterráneas, Madrid
2000: Gráficas Arias Montano, S.A.
▪ MINING AND CONSTRUCTION PRODUCTS GmbH & Co. KG, fichas
tecnicas
▪ Sandvik Mining and Construction. Equipos raise boring , fichas tecnicas de
cabezal de escariado
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Cite este ensayo
MLA MLA 7 CHICAGO
(2011, 11). Metodo Raise Boring. BuenasTareas.com. Recuperado 11, 2011, de
http://www.buenastareas.com/ensayos/Metodo-Raise-Boring/3119233.html
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