INGERSOLL-RANDCONSTRUCTION & MINING

FUNDAMENTOS DE PERFORACION

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Perforacion con percusion

Martillo Superior (Drifter)

Martillo de Fondo

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PERFORACION POR PERCUSION (martillo superior, martillo de fondo) Penetracin de la broca en la roca ocurre debido a la combinacin de 4 acciones: Percusin Rotacin Avance Barrido

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PERFORACION ROTATIVA(broca triconica)

La penetracin en la roca ocurre debido a la combinacin de 3 acciones: Empuje Rotacin Barrido

avance del cono

em pu je

Comienza el empuje contra la roca

El empuje causa que penetren los dientes en la roca

tiempo...

avance cono

Penetracin Mxima: el empuje cesa y la palanca comienza

La accin de empuje causa que la roca ceda y parta en pequenos pedazos por medio de corte

tiempo...

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EMPUJE - PERFORADORAS ROTATIVAS Empuje es la fuerza principal que causa la penetracin El empuje en los insertos de la broca tiene que exceder la fuerza compresiva de la roca para que pueda penetrar (idealmente como 80% de su largo) El peso de empuje esta limitado por el tamao de los cojinetes dentro de los conos -- a brocas mayores, cojinetes mayores

Estimated Maximum Pulldown Data ( = 810 x diameter 2 )Diameter (in) 5 7/8 6 6 1/4 6 3/4 7 7/8 8 3/4 9 9 7/8 Max Pulldown (lbs) 27,958 29,160 31,641 36,906 50,233 62,016 65,610 78,988 Diameter (in) 10 5/8 11 12 1/4 13 3/4 14 3/4 15 17 1/2 Max Pulldown (lbs) 91,441 98,010 121,551 153,141 176,226 182,250 248,063

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Estimated Optimum Pulldown Data( = compressive strength x diameter/5 )Bit Diameter (inches) 5 7/8 6 6 1/4 6 1/2 6 3/4 7 3/8 7 7/8 8 1/2 8 3/4 9 9 5/8 9 7/8 10 5/8 11 12 1/4 13 3/4 14 3/4 15 17 1/2 Compressive Strength (x 103 PSI) 10 11750 12000 12500 13000 13500 14750 15750 17000 17500 18000 19250 19750 21250 22000 24500 27500 29500 30000 35000 15 17625 18000 18750 19500 20250 22125 23625 25500 26250 27000 28875 29625 31875 33000 36750 41250 44250 45000 52500 20 23500 24000 25000 26000 27000 29500 31500 34000 35000 36000 38500 39500 42500 44000 49000 55000 59000 60000 70000 25 30 35 40 45 50

31250 32500 33750 36875 39375 42500 43750 45000 48125 49375 53125 55000 61250 68750 73750 75000 87500

44250 47250 51000 52500 54000 57750 59250 63750 66000 73500 82500 88500 90000 105000

59500 61250 63000 67375 69125 74375 77000 85750 96250 103250 105000 122500

77000 79000 85000 88000 98000 110000 118000 120000 140000

99000 110250 123750 132750 135000 157500

122500 137500 147500 150000 175000

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Broca Triconica Tres conos giratorios Los dientes o insertos son presionados contra la superficie de la roca en el fondo del agujero, al mismo tiempo que se da rotacin Dientes o insertos depende de la dureza del material que se quiere perforar

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Rotacincuerpo Al girar el cuerpo de la broca, los conos giran en el fondo del agujero, permitiendo que los dientes entren en contacto con la roca El movimiento angular de los dientes en la roca, provoca el rompimiento y el triturado por la fuerza de empuje La pequea desviacin de los conos (brocas para roca suave) aade a los dientes una accin de arrastre al rotar

cono

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Barrido Los recortes deben ser evacuados del agujero evitar la perdida de energa en triturado repetido Reducir abrasin Evitar el atasque Aire comprimido Inyectado a travs de la columna de perforacin Arrastra los recortes hacia la superficie Presin de aire en las boquillas de la broca debe ser suficiente para dislocar los recortes y acelerarlos hasta la velocidad de barrido La velocidad de barrido (Pies por Minuto) Suficiente para sacar los recortes hasta la superficie

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Como podemos obtener una velocidad de barrido superior? Compresor mayor volumen-- mas cfm de aire Reducir el rea anular entre la pared del hueco y la tubera de perforacin usando una tubera de mayor dimetro La perforadora debe poder usar tubera mayor El espacio anular debe permitir que pasen los detritos mayores

Ejemplo: Hueco de 9 anillos

3

6

rea anular : 56.6 pulg2

rea anular : 35.3 pulg2

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CORRECTION FACTORS FOR AMBIENT ALTITUDE AND TEMPERATUREAltitudeFEET METERS Temperature F C -40 -40 -30 -34.4 -20 -28.9 -10 -23.3 0 -17.8 10 -12.2 20 -6.7 30 -0.1 40 4.4 50 10 60 15.6 70 21.1 80 26.7 90 32.2 100 37.8 110 43.3 120 48.9 0 0 1000 305 2000 610 3000 915 4000 1220 5000 1524 6000 1829 7000 2134 8000 2439 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 2744 3049 3354 3659 3963 4268 4573

0.805 0.824 0.844 0.863 0.882 0.901 0.920 0.939 0.959 0.978 0.997 1.016 1.035 1.055 1.074 1.093 1.112

0.835 0.855 0.875 0.895 0.915 0.935 0.954 0.974 0.994 1.014 1.034 1.054 1.074 1.094 1.114 1.133 1.153

0.866 0.886 0.907 0.928 0.948 0.969 0.990 1.010 1.031 1.051 1.072 1.093 1.113 1.134 1.154 1.175 1.196

0.898 0.920 0.941 0.962 0.984 1.005 1.026 1.048 1.069 1.091 1.112 1.133 1.155 1.176 1.198 1.219 1.240

0.932 0.954 0.976 0.999 1.021 1.043 1.065 1.087 1.110 1.132 1.154 1.176 1.198 1.221 1.243 1.265 1.287

0.968 0.991 1.014 1.037 1.060 1.083 1.106 1.129 1.152 1.175 1.198 1.221 1.244 1.267 1.290 1.313 1.336

1.004 1.028 1.052 1.076 1.100 1.123 1.147 1.171 1.195 1.219 1.243 1.267 1.291 1.315 1.339 1.363 1.386

1.043 1.068 1.092 1.117 1.142 1.167 1.192 1.217 1.241 1.266 1.291 1.316 1.341 1.365 1.390 1.415 1.440

1.084 1.110 1.136 1.161 1.187 1.213 1.239 1.265 1.290 1.316 1.342 1.368 1.394 1.419 1.445 1.471 1.497

1.127 1.154 1.180 1.207 1.234 1.261 1.288 1.315 1.341 1.368 1.395 1.422 1.449 1.475 1.502 1.529 1.556

1.170 1.198 1.226 1.254 1.282 1.310 1.338 1.365 1.393 1.421 1.449 1.477 1.505 1.533 1.560 1.588 1.616

1.217 1.246 1.275 1.304 1.333 1.362 1.391 1.420 1.449 1.478 1.507 1.536 1.565 1.594 1.623 1.652 1.681

1.266 1.297 1.327 1.357 1.387 1.417 1.447 1.478 1.508 1.538 1.568 1.598 1.628 1.658 1.689 1.719 1.749

1.317 1.349 1.380 1.411 1.443 1.474 1.506 1.537 1.568 1.600 1.631 1.662 1.694 1.725 1.756 1.783 1.819

1.371 1.403 1.436 1.469 1.501 1.534 1.566 1.599 1.632 1.664 1.697 1.730 1.762 1.795 1.828 1.860 1.893

1.426 1.460 1.494 1.528 1.562 1.596 1.630 1.664 1.698 1.732 1.766 1.800 1.834 1.868 1.902 1.936 1.970

martillo superior rotacin percusin aire comprimido broca de percusin

cabeza rotatoria

martillo de fondo

cabeza rotatoria

cabeza rotatoria

broca triconica martillo de fondo

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Mecanismo de percusin y rotacin -- martillos de fondo La percusin y rotacin son separadas La percusin es producida por un pistn reciprocante, accionado neumticamente, el cual golpea la broca La velocidad de rotacin es variable, producida por la cabeza de rotacin y transmitida por la columna de perforacin Los martillos de fondo pueden ser usados en perforadoras sobre orugas tipo track drill o en perforadoras rotativas.

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Cabezal Valvula Cheque Camisa Distribuidor Cilindro Interno Piston

MARTILLO DE FONDO

Rodamiento Superior de la Broca Muelles Belleville Retened or Insertos de Tungsteno/Carburo

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Rendimiento de los DHDCFM requerido/Pies por horaGranito BarrePRESSURE (PSI)

DHD 3.5 (3-5/8") 350R (5-1/2") SF6 (6-1/2") 380W (8") QL4 (4-1/2") QL5 (5-1/2") QL6 (6-1/2") QL8 (8")

80 90/31 155/29 150/26 230/25 140/34 180/40 205/38 N/A

100 100/41 190/36 200/35 340/32 150/45 215/51 280/49 N/A

125 140/55 245/52 260/50 490/49 200/62 290/67 345/65 N/A

150 180/69 300/67 330/65 610/63 255/78 350/83 410/80 N/A

175 230/82 360/80 400/78 750/77 295/95 415/98 490/96 N/A

200 260/96 410/87 460/91 870/90 350/108 470/115 550/111 N/A

250 340/124 540/112 610/110 1110/115 450/140 590/144 690/142 920/118

300 425/150 690/138 760/133 1320/135 565/168 710/173 810/158 1150/150

350 505/170 810/160 910/144 1560/151 700/195 800/203 920/176 1420/180

El rendimiento mostrado en la tabla fue obtenido en nuestros laboratorios de perforacin de roca en Roanoke, Virginia. bajo condiciones controladas. Las pruebas se hicieron usando como medio un pedazo de Granito Barre (28,000 PSI). Los indices de penetracin en el campo van a variar de acuerdo a las diferencias entre brocas, formaciones geolgicas, operacin, ect.

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Perforadora sobre Orugas (Track Drill)

Perforadora Rotatoria