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MANUAL DE OPERACIN Y

MANTENIMIENTO

MARTILLOS & BITS DTH CONVENCIONALES

Drillco Tools Manual de Operacin y Mantenimiento Rev. Septiembre -2003 2

I INTRODUCCION


NDICE GENERAL I.- INTRODUCCION Pgina 1.1.- Introduccin al Sistema DTH 4 1.2.- Aplicacin de Martillos DTH 5 1.3.- Descripcin Tcnica del Martillo 6 1.4.- Nomenclatura Ficha Tcnica Martillos 7 1.5.- Informacin General 11 1.5.1.- Nomenclatura y abreviaciones 11 1.5.2.- Unidades de Medicin y Factores de Conversin 12 II.- PARMETROS OPERACIONALES 2.1.- Suministro de Aire 16 2.2.- Velocidad Anular 21 2.3.- Pretorque necesario 22 2.4.- Peso sobre el Bit 23 2.5.- Velocidad de Rotacin 24 III.- MARTILLOS 3.1- Seleccin 26 3.2.- Operacin 27 3.2.1.- Preparacin 27 3.2.2.- Lubricacin General 30 3.2.3.- Inyeccin de Agua 35 3.2.4.- Inyeccion de Fluidos o Espuma 36 3.2.5.- Presin de Fondo 37 3.3.- Mantencin 38 3.3.1.- Programa General 38 3.3.2.- Desarmado 39 3.3.3.- Herramientas y materiales necesarios 40 3.3.4.- Desmontador Mecanico 41 3.3.5 - Desmontador Hidraulico 42 3.3.6.- Reparacion y revision de componentes 43 3.3.7.- Medicion y reemplazo de componentes 44 3.3.8.- Armado del Martillo 56 IV.- BITS 4.1.- Criterios de Seleccin 58 4.1.1.- Tipos de Cara 59 a.- Tipos de Cara 59 b.- Tipo de Proteccin Exterior 60 c.- Tipos especiales 61 4.2.- Operacin 62 4.2.1.- Recomendaciones de uso 63 4.3.- Variables que afectan la vida til 65 4.3.1.- Desgaste de acero 65 4.3.2.- Desgaste de Botones 68 4.4.- Variables que afectan la velocidad de perforacin 69 4.5.- Mantencin 70 4.5.1.- Recuperacin de los botones 70 4.5.2.- Cambio de Foot valve 72 4.5.3.- Recuperacin del cuerpo 73 V.- CORRECCIN DE FALLAS 5.1.- Problemas que surgen en la operacin de perforar 76 5.2.- Problemas que tienen origen en los componentes del martillo 78 5.3.- Problemas en el Bit 84


Introduccin /Introduccin al Sistema DTH

1.1.- INTRODUCCIN AL SISTEMA DTH

Los martillos DTH (Down the hole = De fondo) fueron introducidos a partir de 1950 en la perforacin de pozos en Canteras, antes de esta fecha la perforacin roto percusiva para voladura en Canteras se realizaba con el sistema Drifter (Martillo en cabeza), mientras que la perforacin de pozos de agua se realizaba indistintamente, dependiendo de la dureza de la roca, con Trepano o Tricono. En la medida que el uso de martillos DTH fue extendido hacia otros sectores de la perforacin, se comprob que la perforacin con martillos DTH tiene ventajas frente a otros sistemas de perforacin, lo cual hace que este sistema sea mucho ms verstil, eficiente, rpido y seguro de usar. En comparacin a la perforacin con Drifter, la velocidad de perforacin de los martillos DTH no disminuye con la profundidad del pozo, porque al contrario de lo ocurre en la perforacin con Drifter, la distancia entre la posicin de impacto del pistn de un martillo DTH y el terreno es constante durante toda la perforacin, de esta forma la transmisin de la potencia de impacto al terreno en un martillo DTH permanece tambin constante, y con ello la velocidad de perforacin que el martillo desarrolla. La frecuencia de impacto de un martillo DTH es extremadamente alta, en comparacin a la perforacin con Trepano, lo cual combinado con la alta energa de impacto que el martillo entrega, permite descargar una potencia de impacto sobre la roca que hace al sistema de perforacin DTH mucho ms rpido que el sistema de perforacin con Trepano. Frente al sistema de perforacin con Tricono, los martillos DTH requieren un equipamiento de menor tamao, ya que el empuje y la rotacin necesarias para perforar son considerablemente menores. Finalmente el rango de perforacin del sistema DTH es mucho ms amplio que cualquier otro sistema de perforacin, existiendo en la actualidad martillos desde 2 hasta 33 pulgadas, lo cual permite perforar en forma eficiente taladros desde 2 hasta 43 pulgadas.


Introduccin / Aplicacin de Martillos DTH

1.2.- APLICACIN DE MARTILLOS DTH

En la actualidad la aplicacin de martillos DTH es extensa y variada, sus ventajas y versatilidad frente a otros sistemas de perforacin han hecho que nuevas aplicaciones y versiones de martillos aparezcan cada ao en el mundo de la perforacin.

Las aplicaciones ms comunes de martillos DTH estn en la perforacin de taladros para: - Voladura en Minas de rajo abierto y subterrneas. - Voladura en Canteras. - Pozos de Agua. - Exploracin y Sondajes. - Geotecnia. - Pozos de Petrleo. - Pozos Geotrmicos. - Fundaciones - Pilotes y Micro Pilotes. - Instalacin de Tuberas.

Algunos ejemplos de aplicacin de nuestros martillos Puma son:

MARTILLO VERSION APLICACION BENEFICIOS

PUMA 34-5 HD Heavy Duty

Fundaciones - Espesor de cilindro reforzado. - Culatas con hilo izquierdo. - Compatibles para usar sistemas de entubado continuo.

PUMA 5-6 HDW Heavy Duty Welding

Canteras - Cilindros reversibles. - Proteccin externa al desgaste, para prolongar la vida til.

PUMA 6 S Estndar

Pozos de Agua - Diseado para trabajar bajo columna de agua. - Tapn de soplado intercambiable, para regular la descarga de aire.

PUMA 6-7-8-9 HDWR Heavy Duty Welding Retrctil

Minera - Cilindros reversibles. - Proteccin externa al desgaste, para prolongar la vida til. - Culatas retrctiles, especiales para terrenos fracturados.


Introduccin /Descripcin Tcnica del Martillo DTH

1.3.- DESCRIPCIN TCNICA DELMARTILLO DTH Los martillos Puma son neumticos, tipo DTH (down the hole), es decir, operan en el fondo del taladro, avanzan con la perforacin y, por lo tanto, percuten directamente sobre el Bit o broca, lo que significa una mayor eficiencia en la transmisin de la energa de impacto. En su operacin, adems de percutir, el martillo gira debido a la accin del motor de rotacin del equipo de perforacin. Este movimiento combinado de rotacin y percusin facilita la perforacin de formaciones muy duras, con ventaja frente a los sistemas convencionales de rotacin o de percusin. Los componentes interiores del martillo forman una cmara frontal (adelante del martillo, ms cerca del bit) y una cmara posterior (atrs del martillo, ms cerca de la culata). El pistn, nica pieza mvil, dirige el aire de red a una de las cmaras, mientras la otra permanece en comunicacin con el fondo de la perforacin, creando de esta manera una diferencia de presiones entre ambas cmaras. Esta diferencia de presin hace que el pistn adquiera un movimiento de vaivn, golpeando sobre el Bit, quien a su vez percute sobre la roca, perforndola. El aire utilizado para mover el pistn pasa a travs del Bit y barre el fondo del hoyo, sacando los detritos al exterior. De esta manera, se mantiene siempre limpia el rea de impacto del Bit con el terreno, haciendo ms eficiente la perforacin. Los siguientes esquemas muestran tres posiciones, que representan el movimiento del pistn.


Introduccin / Nomenclatura Ficha Tcnica Martillos

1.4.- NOMENCLATURA FICHA TCNICA MARTILLOS La informacin que aparece en las fichas de martillos Puma incluye la informacin mostrada a continuacin, como ejemplo se utilizar la ficha tcnica de martillo Puma 7.1 con shank P7.1

Martillo Completo Puma 7.1 P7.1 Shank Tipo Nmero de Parte

S

0001070-000000

S : Standard

Lista de Partes Peso Item Descripcin Kg Lb

Nmero de Parte

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Culata (1) 4 1/2" Beco M. ORing Culata Vlvula Antirretorno Resorte Distribuidor de Aire ORing Distribuidor de Aire Arandela de Ajuste(2) Resortes de Disco (Cant.:4) Tapn de Soplado(3) Gua de Aire ORing Gua de Aire Camisa Piston Cilindro Aro tope Retenedor ORing Retenedor Portabit Foot valve

37.3 0.0 0.9 0.1 3.5 0.0 0.1 1.8 0.0 4.8 0.0 6.4 31.4 57.3 0.1 1.0 0.0 16.7 0.1

82.1 0.0 2.1 0.05 7.6 0.0 0.1 4.0 0.0 10.5 0.0 14.0 69.1 126.0 0.05 2.2 0.0 36.6 0.05

0101070-010002 C180010-002356 0101080-030000 0101080-040000 0101070-050000 C180010-002236 0101070-170000 0101070-060000 0101080-070000 0101070-080000 C180010-002242 0101070-100000 0101070-120000 0101070-110000 0101070-130000 0101070-140000 C180010-002249 0101070-160007 0204080-010001

(1) : Se entregan con otros hilos previa Consulta (2) : No se instala en un martillo nuevo (3) : Se dispone de tapones perforados

Longitud Martillo con Bit Peso Neto Dimetro Exterior

Longitud Martillo Bit Cerrado Bit Extendido

Kg. Lb. mm. in. mm. in. mm. in. mm. in.

Descripcin General

162 355 168 6.61 1373 54.1 1503 59.2 1548 60.9

Presin PSIG 150 200 250 300 350 BARS 10.3 13.8 17.2 20.4 23.8 Consumo De Aire. Volumen SCFM 400 600 800 1000 1200 M3/min 11,31 16,96 22,62 28,27 33,93


Introduccin / Nomenclatura Ficha Tcnica Martillos 1

Martillo Completo Puma 7.1 P7.1 Shank Tipo Nmero de Parte

S

0001070-000000

2 3 4 1.- Nombre de Matillo y su Shank 2.- Foto Aproximada de martillo 3.- Tipo de Martillo Puede ser: S = Standard SR = Standard con Culata Retractil WR = Welding con Culata Retractil HD = Heavy Duty HDR = Heavy Duty con Culata Retractil HDW = Heavy Duty Welding HDWR = Heavy Duty Welding con Culata retractil 4.- Cdigo o nmero de Parte de Tipo de Martillo 0001070-000000 0001= Versin de martillo 070= Rango de martillo en este caso 7

00= Tipo de martillo 0000 = correlativo


Introduccin / Nomenclatura Ficha Tcnica Martillos

6 7 8 9 10 11

Lista de Partes Peso

Item Descripcin Kg Lb Nmero de Parte

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Culata (1) 4 1/2" Beco M. ORing Culata Vlvula Antirretorno Resorte Distribuidor de Aire ORing Distribuidor de Aire Arandela de Ajuste(2) Resortes de Disco (Cant.:4) Tapn de Soplado(3) Gua de Aire ORing Gua de Aire Camisa Piston Cilindro Aro tope Retenedor ORing Retenedor Portabit Foot valve

37.3 0.0 0.9 0.1 3.5 0.0 0.1 1.8 0.0 4.8 0.0 6.4 31.4 57.3 0.1 1.0 0.0 16.7 0.1

82.1 0.0 2.1 0.1 7.6 0.0 0.1 4.0 0.0 10.5 0.0 14.0 69.1 126.0 0.1 2.2 0.0 36.6 0.1

0101070-010002 C180010-002356 0101080-030000 0101080-040000 0101070-050000 C180010-002236 0101070-170000 0101070-060000 0101080-070000 0101070-080000 C180010-002242 0101070-100000 0101070-120000 0101070-110000 0101070-130000 0101070-140000 C180010-002249 0101070-160007 0204080-010001

(1) : Se entregan con otros hilos previa Consulta (2) : No se instala en un martillo nuevo (4) : Se dispone de tapones perforados

12 6.- Explosiva de martillo indica armado de martillo 7.- Numero en explosiva 8.- Nombre o descripcin de la pieza 9.- Peso de pieza en Kg 10.- Peso de pieza en Lb 11.- Nmero de Parte o codigo 12.- Notas y descripciones de piezas con nomenclaturas especiales


Introduccin / Nomenclatura Ficha Tcnica Martillos 13

Longitud Martillo con Bit Peso Neto

Dimetro Exterior

Longitud Martillo Bit Cerrado Bit Extendido

Kg. Lb. mm. in. mm. in. mm. in. mm. in.

Descripcin General

162 355 168 6.61 1373 54.1 1503 59.2 1548 60.9

13 Especificaciones tcnicas del Martillo en Kilos, libras, milmetros y Pulgadas 14

Presin PSIG 150 200 250 300 350 BARS 10.3 13.8 17.2 20.4 23.8 Consumo De Aire. Volumen SCFM 400 600 800 1000 1200 M3/min 11,31 16,96 22,62 28,27 33,93

14 Consumo de Aire del Martillo


Introduccin / Informacin General / Nomenclaturas y abreviaciones

1.5- INFORMACIN GENERAL

1.5.1.- NOMENCLATURAS Y ABREVIACIONES SCFM Pies cbicos por minuto, en condicin estndar (a 14.7 psi y a 20C). PSI Libras por pulgada cuadrada (lb/pulg2) PSIG Libras por pulgada cuadrada por sobre la presin atmosfrica (lb/pulg2) HD Heavy Duty; mayor dimetro exterior por aumento del espesor. W Welding, aplicacin de soldadura especial sin aumentar el espesor de pared. HDW Heavy Duty Welding; mayor dimetro exterior por aumento de espesor y

de soldadura especial. QTS de Galn, aproximadamente un litro. Retrctil Proteccin por medio de botones de carburo tungsteno. Presin de trabajo Diferencia de presin entre la entrada y salida del aire, del martillo. A > B A mayor que B A < B A menor que B Gauge Zona del bit inmediatamente posterior a los botones perifericos Galling Deterioro superficial por roce excesivo


Introduccin / Informacin General / Unidades de medicin y Factores de conversin

1.5.2.- UNIDADES DE MEDICION Y FACTORES DE CONVERSION Unidades Bsicas Longitud (L) Masa (M) Tiempo (T) Cualquier otra magnitud Fsica puede descomponerse en estas unidades bsicas E.G. VELOCIDAD =DISTANCIA / TIEMPO L/T ACELERACIN =VELOCIDAD / TIEMPO L/T2

FUERZA =MASA x ACELERACION ML/T2 TRABAJO(ENERGIA) =FUERZA x DISTANCIA ML2/T2 POTENCIA =ENERGIA / TIEMPO ML2/T3 PRESION =FUERZA / AREA M/(LT2)

UNIDADES SI

MAGNITUD NOMBRE ABREVIACIN UNIDADES

LONGITUD METRO m

MASA KILOGRAMO kg

TIEMPO SEGUNDO s

FUERZA NEWTON N kgxm/s2

ENERGIA JOULE J Nxm

POTENCIA WATT W J/s

PRESION PASCAL Pa N/m2

CONVERSIONES : LONGITUD cm ft in m km yd ml

cm 1 0.0328 0.394 0.0100 1x10-5 0.0109 6.21x10-06

ft 30.5 1 12 0.305 3.05x10-04

3.33E-01 1.89x10-04

in 2.54 0.083 1 0.025 2.54x10-05

0.028 1.58x10-05

m 100 3.28 39.4 1 1x10-03 1.09 6.21x10-04

km 100000 3280 39370 1000 1 1094 0.622 yd 91.4 3.00 36.0 0.914 9.14x10-

04 1 5.68x10-

04 ml 160934 5280 63360 1609 1.61 1760 1



CONVERSIONES: MASA gr kg lb oz slug

gr 1 0.001 0.00220 0.0353 6.85x10-05 kg 1000 1 2.20 35.3 0.0685 lb 454 0.454 1 16.0 3.11x10-02 oz 28.4 0.0284 0.0625 1 1.94x10-03 slug 14594 14.6 32.2 515 1

CONVERSIONES: TIEMPO hr mi s

hr 1 60.0 3600 mi 0.0167 1 60 s 2.78x10-04 0.017 1

CONVERSIONES: AREA cm2 ft2 in2 m2 yd2

cm2 1 0.00108 0.155 0.000100 0.000120 ft2 929 1 144 0.0930 1.11x10-01 in2 6.45 0.00694 1 0.000645 0.000772 m2 10000 10.8 1550 1 1.20 yd2 8361 9.00 1296 0.836 1

CONVERSIONES: VOLUMEN CM3 LT FT3 GAL IN3 M3 YD3

CM3 1 0 3.53x10-05 2.64x10-04 0.0610 1.0x10-06 1.31x10-06 LT 1000 1 0.0353 0.2642 61.0 0.00100 0.00131 FT3 28317 28 1 7 1730 0.0283 3.70x10-02 GAL 3785 3.8 0.134 1 231 0.00379 0.00495 IN3 18.4 0.0164 0.000578 0.00432 1 1.64x10-05 2.14x10-05 M3 1000000 1000 35.3 264 61023 1 1.31 YD3 764555 765 27.0 202 46658 0.765 1



CONVERSIONES: ENERGIA Btu cal J kWh

Btu 1 252 1055 2.93x10-04 Cal 0.00397 1 4.19 1.16x10-06 J 0.000948 0.239 1 2.78x10-07

kWh 3412 859845 3600000 1

CONVERSIONES: POTENCIA hp Btu/hr kW

Hp 1 2545 0.746 Btu/hr 0.000393 1 0.000293 kW 1.34 3413 1

CONVERSIONES: PRESION atm bar inHg mmHg Pa psi

atm 1 1.01 29.9 741 101317 14.7 bar 0.987 1 29.5 750 100000 14.5 InHg. 0.0334 0.0339 1 25.4 3390 0.491 mmHg 0.00135 0.00133 0.0394 1 133 0.0193 Pa 9.87x10-06 1.0x10-05 2.95x10-04 0.00750 1 1.45x10-04 psi 0.0680 0.0689 2.04 51.7 6895 1

CONVERSIONES : TEMPERATURA Y PRESION RELATIVA

T(R)=5/9T(K) T(F)=9/5T(C)+32 T(C)=5(T(F)-32)/9 T(R)=T(F)+459.67 T(K)=T(C)+273.16 PABS=PREL+14.7psi Sufijos: g: relativo o manomtrico a: absoluto e.g. 30psig o 200psia

II PARMETROS OPERACIONALES

Drillco Tools Manual de Operacin y Mantenimiento Rev. Junio -2004 16

Parmetros operacionales / Suministro de Aire

2.1.- SUMINISTRO DE AIRE Es muy importante suministrar la cantidad de aire adecuada al martillo durante el proceso de percusin o de soplado para hacer eficiente la operacin. Para ello, se debe disponer de una unidad compresora que luego de aplicar los factores de correccin, suministre el caudal de aire requerido por el martillo a usar de acuerdo con la presin de trabajo. 2.1.1- Consumo de Aire del Martillo El consumo de aire, en condiciones estndares, de un martillo DTH depende exclusivamente de la presin de trabajo del martillo. La presin de trabajo de un martillo DTH, es la diferencia de presiones entre la entrada y la salida del martillo, donde la presin del aire de alimentacin es la presin de entrada (PE), y la presin del aire del fondo de la perforacin es la presin de salida (PF). Para determinar la presin de trabajo (PT) se debe aplicar la siguiente relacin.

PT = PE PF Perforar en ciertas condiciones de operacin como; Bajo columna de agua, Filtraciones de aire por la pared del pozo, Espacio anular muy grande, Terrenos fracturados, Terrenos de alta perforabilidad, Alta produccin de detritus, requieren de una mayor cantidad de aire circulando por el espacio anular entre las barras y la pared del pozo. Con la finalidad de permitir la inyeccin directa de aire a la perforacin, los martillos Puma son diseados con tapones intercambiables de soplado. El uso de tapones perforados aumenta el requerimiento de aire del martillo, de este modo una mayor cantidad de aire circulando dentro de la perforacin aumentara la velocidad en el espacio anular y con ello se mejorara la limpieza del pozo.

CANTIDAD DE AIRE QUE PASA POR UN TAPON PERFORADO (scfm)

Tapn Presin (PSI) 1/8 3/16 1/ 4 3/8 1/ 2 100 18 41 73 163 291 150 26 59 104 235 417 200 34 76 136 306 544 250 42 94 168 377 671 300 50 112 199 449 797 350 58 130 231 520 924


Parmetros operacionales / Suministro de Aire 2.1.2 Tabla de Consumo de Aire

CONSUMO DE AIRE SCFM Presin de Trabajo (psig)

Martillo Tapn de Soplado 100 150 200 250 300 350

Ciego 85 155 230 310 395 485 Puma 3.1

7 mm 105 180 260 345 440 540

Ciego 105 180 260 345 435 530 Puma 4.4

7 mm 125 205 290 380 480 585

Ciego 125 220 330 455 595 755

1/8 145 245 360 490 640 810 Puma 5.2

1/4 205 315 445 595 770 975

Ciego 190 310 425 542 660 775

1/8 210 335 455 577 705 830 Puma M5.2

1/4 270 405 540 682 835 940

Ciego 150 250 380 540 725 940

1/8 170 275 410 575 770 995 Puma 55

1/4 230 345 495 680 900 1160

Ciego 280 405 550 705 880 1070

1/8 300 430 580 740 925 1125 Puma 6.3

1/4 360 500 665 845 1055 1290

Ciego 150 290 450 610 760 895

1/8 170 315 480 645 805 950 Puma M6.2 /DHD-360, /QL-6. 1/4 230 385 565 750 935 1,115

Ciego 228 368 522 675 829 982

1/8 248 393 552 710 874 1,037 Puma M6.2

/SD-6 1/4 308 463 637 815 1,004 1,202

Ciego 280 480 685 890 1,090 1,290

1/8 300 505 715 925 1,135 1,345 Puma 7.1

1/4 360 575 800 1030 1,265 1,510

Ciego 320 530 735 950 1,170 1,390

1/4 400 625 850 1,090 1,345 1,610 Puma 8.1

7/16 560 820 1,085 1,380 1,700 2,060

Ciego 420 690 980 1,280 1,600 1,940

1/4 500 785 1,095 1,420 1,775 2,160

7/16 660 980 1,330 1,710 2,130 2,610 Puma 9.1

1/2" 710 1,110 1,525 1,950 2,400 2,865



CONSUMO DE AIRE M3/Minutos

Presin de Trabajo (barg) Martillo

Tapn de Soplado 6,90 10,34 13,79 17,24 20,69 24,14

Ciego 2,41 4,39 6,51 8,78 11,19 13,73 Puma 3.1

7 mm 2,97 5,10 7,36 9,77 12,46 15,29

Ciego 2,97 5,10 7,36 9,77 12,32 15,01 Puma 4.4

7 mm 3,54 5,80 8,21 10,76 13,59 16,57

Ciego 3,54 6,23 9,34 12,88 16,85 21,38

1/8 4,11 6,94 10,19 13,88 18,12 22,94 Puma 5.2

1/4 5,80 8,92 12,60 16,85 21,80 27,61

Ciego 5.38 8.78 12.04 15.35 18.69 21.95

1/8 5.95 9.49 12.89 16.34 19.97 23.51 Puma M5.2

1/4 7.65 11.47 15.29 19.31 23.65 26.62

Ciego 4,25 7,08 10,76 15,29 20,53 26,62

1/8 4,81 7,79 11,61 16,28 21,80 28,17 Puma 55

1/4 6,51 9,77 14,02 19,26 25,48 32,85

Ciego 7,93 11,47 15,57 19,96 24,92 30,30

1/8 8,49 12,18 16,42 20,95 26,19 31,86 Puma 6.3

1/4 10,19 14,16 18,83 23,93 29,87 36,53

Ciego 4,24 8,2 12,74 17,27 21,52 25,34

1/8 4,81 8,92 13,59 18,26 22,79 26,90 Puma M6.2 /DHD-360,

QL-6 1/4 6,51 10,90 16,00 21,24 26,48 31,57

Ciego 6,44 10,4 14,8 19,1 23,5 27,8

1/8 7,01 11,12 15,65 20,09 24,77 29,36 Puma M6.2

/SD-6 1/4 8,71 9,14 18,06 23,07 28,46 34,03

Ciego 7,92 13,58 19,38 25,18 30,84 36,50

1/8 8,49 14,29 20,23 26,17 32,12 38,06 Puma 7.1

1/4 10,18 16,27 22,64 29,14 35,79 42,73

Ciego 9,06 14,99 20,80 26,88 33,11 39,33

1/4 11,32 17,68 24,05 30,84 38,06 45,56 Puma 8.1

7/16 15,84 23,20 30,70 39,05 48,11 58,29

Ciego 11,86 19,5 27,8 36,3 45,3 54,8

1/4 14,12 22,19 31,05 40,26 50,26 61,02

7/16 18,66 27,71 37,7 48,47 60,31 73,76 Puma 9.1

1/2 20,07 31,39 43,22 55,26 67,95 80.97


Parmetros operacionales / Suministro de Aire 2.1.3.- Factores de correccin La cantidad de aire que finalmente llega al martillo, no es la cantidad nominal de aire que entrega el compresor. La cantidad nominal de aire de un compresor se debe corregir por las condiciones geogrficas del lugar de perforacin y por las perdidas de carga y filtraciones que se producen durante la conduccin. El caudal nominal de un compresor se debe corregir por lo siguiente: Altitud y temperatura del lugar, Estado mecnico del Compresor, Prdidas de aire en las tuberas. a) Factor de correccin por Altitud y Temperatura La altitud y la temperatura afectan a la capacidad del compresor, disminuyendo su rendimiento volumtrico. El volumen de aire que el compresor entrega en condiciones estndares ( las condiciones estndares se refieren a nivel de mar y 20 C de temperatura ambiente) debe corregirse de acuerdo a la siguiente tabla:

FACTOR DE CORRECCIN POR TEMPERATURA Y ALTITUD Altura sobre el nivel del mar

Pies 1640 3281 4921 6562 8202 9843 11483

13123

14764

16404 Metros 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

F C

-4 -20 1.078 1.014 0.954 0.897 0.843 0.791 0.742 0.695 0.652 0.613 14 -10 1.036 0.976 0.918 0.864 0.811 0.760 0.714 0.669 0.627 0.590

32 0 0.998 0.940 0.884 0.832 0.781 0.733 0.688 0.644 0.604 0.569

50 10 0.963 0.907 0.853 0.803 0.754 0.707 0.664 0.622 0.581 0.546

68 20 0.930 0.876 0.824 0.775 0.728 0.683 0.641 0.601 0.561 0.527

86 30 0.900 0.847 0.797 0.750 0.704 0.661 0.620 0.581 0.544 0.512

104 40 0.871 0.820 0.772 0.725 0.682 0.639 0.600 0.562 0.527 0.496



b) Factor de correccin por Estado mecnico del Compresor El Rendimiento de un compresor disminuye conforme aumentan las horas de operacin del mismo, por lo tanto, es necesario corregir por un factor menor que uno. Este dato es particular para cada compresor y debe ser entregado por su fabricante.

c) Factor de correccin por Prdidas de aire en las tuberas

Para minimizar las perdidas de carga en la conduccin del aire, se debe comprobar que las mangueras del aire tienen el dimetro adecuado, que sean instaladas evitando curvas pronunciadas, y que las vlvulas son del tipo de apertura total.

Volumen de Aire Dimetro de tubera

SCFM M3/min. Pulgadas mm 100 a 300 2,8 a 8,5 1 38 400 a 800 11,3 a 22,7 2 64 800 a 1200 22,7 a 34,0 3 76 1200 a 2400 34,0 a 68,0 4 102

d) Determinacin del Aire Disponible La cantidad de aire disponible de un compresor, es la cantidad de aire que finalmente llega al martillo. Se determina de la siguiente forma:

Caudal Nominal x Factor T y Altitud x Factor Estado Mecnico x Factor Perdidas = Caudal

Disponible


Parmetros operacionales / Velocidad Anular

2.2.- VELOCIDAD ANULAR La velocidad del aire entre la barra y la pared del pozo debe ser tal que se elimine adecuadamente el material perforado. Se recomienda una velocidad del aire, en el espacio anular, superior a 1220 m/min (4000 pies/min) e inferior a 2130 m/m (7000 pies/min), para mantener una correcta evacuacin de los detritos. La velocidad anular es determinada por la cantidad de aire que pasa por el martillo, tamao del bit y dimetro de las barras. Se calcula mediante la expresin: V anular (m/min) = 1273,24 x Aire libre Consumido (1)(litros / minuto Bit y Barra en mm. Bit 2 - Barra 2

V anular (pies/min) = 183,35 x Aire libre Consumido (1) (scfm) Bit y Barra en pulgadas. Bit 2 - Barra 2

(1): Aire libre consumido = Consumo de aire del martillo en condiciones estndares (20C y a nivel de mar). La siguiente tabla permite determinar la velocidad del aire en el espacio anular, en pies / minuto. La velocidad del aire, en el espacio anular, se obtiene al multiplicar la cantidad de aire que pasa por el espacio anular, en este caso el consumo de aire del martillo, por el factor que aparece en la tabla (el factor de multiplicacin es determinado por el barra y el bit).

FACTOR PARA CALCULAR LA VELOCIDAD EN EL ESPACIO ANULAR Bit Barra (Pulgadas) Pulgad 2 1/2 3 3 1/2 4 4 1/2 5 5 1/2 6 6 1/2 7 7 1/2 8 8 5/8 3 1/2 30.55 56.41 - - - - - - - - - - - 4 18.80 26.19 48.89 - - - - - - - - - -

4 1/2 13.09 16.29 22.91 43.14 - - - - - - - - - 5 - 11.45 14.38 20.37 38.60 - - - - - - - -

5 1/2 - - 10.18 12.86 18.33 34.92 - - - - - - - 6 - - - 9.168 11.64 16.66 31.88 - - - - - -

6 1/2 - - - - 8.334 10.62 15.27 29.33 - - - - - 7 - - - - - 7.640 9.779 14.10 27.16 - - - -

7 1/2 - - - - - - 7.052 9.054 13.09 25.29 - - - 8 - - - - - - - 6.548 8.430 12.22 23.65 - -

8 1/2 - - - - - - - - 6.112 7.886 11.45 22.22 - 9 - - - - - - - - - 5.730 7.408 10.78 27.74

9 1/2 - - - - - - - - - 2.264 5.393 6.985 11.5610 5/8 - - - - - - - - - - - 3.750 4.762 Ejemplo: Si un martillo PM62 que esta perforando un 6 , trabaja a 300 psi, y usa barras de

5.Su velocidad anular ser la siguiente: Consumo de aire del martillo @ 300 psi = 829 scfm (dato obtenido de la tabla de consumo) Factor para calculo de la velocidad anular (de la tabla) = 10.629 La Velocidad Anular = 829 x 10.629 = 8811 8800 pies/min.

Si Entonces Problema Solucin V anular > 7000 Va Excesiva Desgaste componentes

exteriores Aumentar rea anular

V anular < 4000 Va Deficiente Pobre evacuacin de detritos Disminuir rea anular Aumentar consumo del martillo (ver 2.1 Suministro de Aire)


Parmetros operacionales / Pretorque necesario

2.3.- PRETORQUE NECESARIO Antes de iniciar la percusin es recomendable que la unin Cilindro - Culata del martillo est adecuadamente apretada, de manera tal que los flancos del hilo en contacto queden bajo tensin, evitando con esto que las solicitaciones posteriores provoquen un desgaste del hilo.

Pre-torque Martillo

Pie-Lb Kg-Mt

Puma 3.1 2350 2450 326 - 340

Puma 4.4 2500 2700 346 - 374

Puma 5.2, PM5.2 2850 3150 395 - 437

Puma 55 3800 4200 527 - 582

Puma 6.3, PM6.2 4700 5300 651 - 734

Puma 7.1 7100 - 7800 984 1082

Puma 8.1 9500 10500 1317 1455

Puma 9.1 11400 12600 1580 1746

Es posible que el equipo usado no disponga del rango de torque recomendado, en ese caso se deber aplicar el trque por otro medio, como por ejemplo; Cilindro Hidrulico del equipo o Desmontador de martillos. Una buena aproximacin para estimar el trque aplicado, se obtiene al multiplicar la fuerza aplicada por el brazo de aplicacin sobre el martillo.

Ejemplo :

Fuerza

Brazo


Parmetros operacionales / Peso sobre el bit

2.4.- PESO SOBRE EL BIT En la tabla que figura a continuacin, se recomienda para cada tamao de martillo un rango de valores para el peso total sobre el bit, que puede servir de punto de partida para la mayora de las formaciones rocosas. El valor ptimo es aquel que proporciona la mayor velocidad de perforacin y un mnimo dao en el bit. A medida que aumenta la profundidad de perforacin, se incrementa el nmero de barras que pesan sobre el bit, debiendo por este motivo ir reduciendo la presin de empuje (Pulldown), ya que el peso total, sobre el bit, debe mantenerse constante. Recordar que el manmetro de control de presin de empuje (Pulldown) mide presin hidrulica y no peso sobre el bit.

Peso Total Sobre el Bit Martillo

Kg Lb

Puma 3.1 200 - 800 450 - 1750

Puma 4.4 300 - 900 650 - 2000

Puma 5.2, P M5.2 500 - 1400 1100 - 3100

Puma 55 700 - 1700 1540 - 3740

Puma 6.3, P M6.2 900 - 2000 2000 - 4400

Puma 7.1 1000 - 2200 2200 - 4850

Puma 8.1 1200 - 2800 2650 - 6150

Puma 9.1 1400 - 3200 3100 - 7000

La falta de peso, sobre el bit:

Disminuye la eficiencia de transmisin de energa al terreno.

Baja velocidad de perforacin.

Provoca deformacin y desgaste en la zona de contacto Bit - Portabit.

Provoca calentamiento y desgaste en las estras del Bit - Portabit.

Provoca deformacin y formacin de rebabas en el plano de impacto Pistn - Bit.

El exceso de peso, sobre el bit:

Aumenta el desgaste de botones del Bit, causndoles frecuentemente su rotura.

Aumenta el Trque de operacin, pudiendo el equipo de perforacin ser insuficiente.

Disminuye la velocidad de rotacin.

Aumenta la presin en las estras del Bit, desgastndolas.


Parmetros operacionales / Velocidad de Rotacin

2.5.- VELOCIDAD DE ROTACIN - Los martillos de fondo (DTH) necesitan rotar para hacer que los botones percutan sobre

roca sana. - La velocidad de rotacin optima ser aquella que optimice la combinacin Velocidad de

perforacin v/s Vida til del bit. - La velocidad de rotacin optima depende de la presin de operacin, frecuencia y energa

de impacto del martillo, tipo de insertos usados en el bit, y tipo de roca a perforar. - Una excesiva velocidad de rotacin disminuye notablemente la vida til del bit ms que

aumentar la velocidad de perforacin. - Una baja velocidad de rotacin disminuye la velocidad de perforacin sin aumentar la vida

til del bit. - Cada condicin de perforacin tiene una velocidad ptima de rotacin. - Como regla general se puede decir que: A mayor DUREZA de la roca menor velocidad de rotacin.

A mayor ABRASIVIDAD de la roca menor velocidad de rotacin.

A mayor TAMAO DEL BIT menor velocidad de rotacin.

A mayor VELOCIDAD DE PENETRACIN mayor velocidad de rotacin.

VELOCIDAD DE ROTACIN (RPM) % Slice de la Roca V. Perforacin

(m/h) > 50% < 50%

< 20 m/h

10 - 20 20 - 30

20 a 40 m/h

20 - 30 30 - 40

> 40 m/h

30 - 40 40 - 50

Rotacin demasiado lenta Baja velocidad de perforacin. Alto desgaste en el acero y botones frontales del bit. Rotacin demasiado rpida Mejora la velocidad de perforacin. Muy alto desgaste en los botones perifricos del bit.

III MARTILLOS


Martillos / Seleccin de un martillo dth

3.1.- SELECCIN DE UN MARTILLO DTH Un martillo Puma puede ser seleccionado de acuerdo a dos variables principales, la primera es el dimetro de perforacin, y la segunda el tipo de terreno que se va a perforar.

Siempre el objetivo ser seleccionar la mejor combinacin martillo/bit, de tal forma de obtener la mejor velocidad de perforacin con el mnimo desgaste de los componentes del martillo. En esta seccin se entrega la informacin relativa a la seleccin del tipo de martillo a usar.

a) Seleccin de acuerdo al dimetro de la perforacin.

MARTILLO PERFORACION

MODELO TIPO

3 - 3 5/8 Estndar

3 - 4 PUMA 3

HD - HDW

4 1/8 - 4 Estndar 4 - 5

PUMA 4 HD - HDW

5 1/8 - 5 Estndar

5 - 5 7/8 PUMA 5

HD - HDW

6 - 6 Estndar

6 - 7 7/8 PUMA 6

HD - HDW 7 - 7 Estndar

7 7/8 - 8 PUMA 7

HD - HDW

8 - 8 Estndar

9 - 9 PUMA 8

HD - HDW

9 - 9 Estndar 9 5/8 - 10 5/8

PUMA 9 HD - HDW

b) Seleccin de acuerdo al tipo de terreno y Espacio Anular.

Tipo de Terreno Diferencia

Bit - Martillo Homogneo (Estable)

Fracturado (Inestable)

a 1 Estndar W

1 a 3 HD HDR

Sobre 3 HDW HDWR


Martillos / Operacin

3.2.- OPERACIN 3.2.1.- PREPARACIN a) Chequeo previo Antes de instalar el martillo, comprobar que:

- El martillo tiene todos sus componentes en buen estado. - La vlvula Antirretorno funciona perfectamente.

Con el martillo en posicin vertical, agregar aceite por la perforacin de la culata, luego de unos minutos el nivel de aceite debe permanecer constante.

- El Retenedor sostiene al bit, firmemente. Con el martillo en posicin horizontal tirar el bit con ambas manos, para asegurar que

el Retenedor cumple su funcin.

- El hilo de conexin coincide con el de la barra, est en buen estado y limpio.


Martillos / Operacin / Preparacin

b) Componentes de la sarta de Perforacin Los componentes de una sarta de perforacin DTH son todos aquellos elementos que intervienen en el proceso de operacin del martillo. Cada componente cumple una funcin especifica. Bit : Es el elemento que perfora la roca. Martillo : Genera la potencia para romper la roca. Sarta de Barras : Permite extender la

perforacin. Amortiguador : Absorbe la energa reflejada, protegiendo el cabezal de rotacin. Cabezal de rotacin : Genera la velocidad de rotacin necesaria.

Compresor de Aire : Es la fuente de energa para el martillo DTH

. Equipo de perforacin : Aporta el sistema de empuje y retencin. En ciertas condiciones de operacin es necesaria la utilizacin de Amortiguadores en la sarta de perforacin, estos elementos tienen como funcin absorber la energa de impacto que es reflejada hacia el cabezal de rotacin. Con esto se evita que el cabezal sea expuesto a altos esfuerzos de impacto, lo cual permite prolongar su vida til y asegurar un buen funcionamiento.

Martillos / Operacin / Preparacin


c) Instalacin en el equipo - Comprobar que el sistema de lubricacin del equipo esta funcionando

Poner un tabln bajo la salida de aire del cabezal y abrir la llave de paso de aire. Luego de un rato la superficie debe ponerse aceitosa.

- Lubricar el hilo de conexin macho, con grasa adecuada a las condiciones de operacin.

- Alinear el martillo con la primera barra o cabezal de rotacin y atornillar la barra en la culata

hasta que los hombros de apoyo estn de tope.

Martillos / Operacin / Lubricacin General


3.2.2.- LUBRICACIN GENERAL

Es muy importante que un martillo DTH reciba una adecuada lubricacin durante su operacin. Esto implica suministrar la cantidad y el grado de lubricante de acuerdo a las condiciones en que el martillo funcionar. Entre los beneficios que aporta una adecuada lubricacin se destacan:

Prolongar la vida til de los componentes

Reducir el desgaste y prevenir la corrosin

Reducir costos de mantenimiento

Facilitar el desmontaje del martillo

Aumentar la eficiencia del Martillo

Disminuir el roce y la temperatura de operacin

Impedir la accin de agentes contaminantes

Mantener limpio el interior del martillo

Entre los problemas que ocasiona una inadecuada lubricacin se destacan: Formacin de corrosin en el fondo del hilo cilindro

Severo Desgaste y/o rotura prematura del pistn

Galling (1) entre superficies en contacto

Desgaste y/o rotura de estras del bit

(1): Deterioro de una superficie producido por excesivo roce.


Martillos / Operacin / Lubricacin General a) Aceites lubricantes

Algunas caractersticas que distinguen a los aceites para equipos de percusin son.

Buena resistencia de capa Buena adherencia Emulsionables con agua Punto de inflamacin alto Propiedades anticorrosivas No txicos

b) Seleccin del grado de Aceite - Una buena lubricacin significa usar el grado y cantidad de aceite adecuado a las

condiciones de operacin. - Los aceites para martillos neumticos, se especifican de acuerdo a su clasificacin ISO

(la cual se basa en la viscosidad del aceite medida en Centistokes ( cSt) a 40 C). - Para Seleccionar el aceite adecuado, se debe considerar la presin de trabajo y la

temperatura ambiente. - La tabla siguiente permite determinar el grado de aceite adecuado

SELECCIN DEL GRADO DE ACEITE

T AMBIENTE PRESION DE TRABAJO

(psi) < 50F 50F a 86F > 86F

100 150 30 a 50 cSt 50 150 cSt 150 220 cSt

150 -350 50 100 cSt 100 220 cSt > 220 cSt

SELECCIN DEL GRADO DE ACEITE

T AMBIENTE PRESION DE TRABAJO (BAR) < -10C -10C a 30C > 30C

6,9 10,3 30 a 50 cSt 50 150 cSt 150 220 cSt

10,3 24,1 50 100 cSt 100 220 cSt > 220 cSt



c) Aceites Minerales

- Se especifican de acuerdo a su viscosidad ISO (cSt). - Tienen buena adherencia. - Emulsionan con el agua. - Contienen aditivos anti corrosivos. - La siguiente tabla da algunos Aceites Minerales, aunque tambin pueden utilizarse las

calidades equivalentes de otras marcas acreditadas.

(cSt) ESSO SHELL MOBIL TEXACO CHEVRON CASTROL

32 - Torcula-32 - - - RD C100

46 Arox-EP46 - Almo-525 Rock Drill-46 Vistac-46 -

100 Arox-EP100 Torcula-100 Almo-527 Rock Drill-100 Vistac-100 -

150 Arox-EP150 Torcula-150 Almo-529 Rock Drill-150 Vistac-150 -

220 - Torcula-220 - - - -

320 - Torcula-320 Almo-532 - Vistac-320 RD C300

d) Aceites Vegetales

- Son fabricados con componentes vegetales. - Son biodegradables en el tiempo. - Pueden ser usados en todo tipo de perforaciones. - La siguiente tabla da algunos Aceites Vegetales, aunque tambin pueden utilizarse las

calidades equivalentes de otras marcas acreditadas.

HD ROCK DRILL

EXTREME HD

FSF

HAMMERS

RDO

302ES

DENSIDAD 0,923 0,886 0,889 0,907

PUNTO GOTEO (F) (C) -33 (-36) -22 (-30) 5 (-15) -33 (-36)

PUNTO INFLAMACION (F) 482 (250) 500 (260) 392 (200) 557 (292)

VISCOSIDAD ISO (cSt) 65 103 214 46



e) Consumo de Aceite - Una mayor presin de trabajo implica un mayor consumo de aceite.

- Un mayor tamao de martillo implica un mayor consumo de aceite.

- Para una correcta lubricacin un martillo debe consumir 0,3 Lt/Hr de aceite por cada

100 scfm de aire consumido.

- Para martillos Puma se recomiendan las cantidades mnimas que se indican a

continuacin:

CONSUMO DE ACEITE LT/HR (QTS/HR)

Presin de Trabajo (psig) Martillo

150 200 250 300 350

Puma 3.1 0,5 0,7 0,9 1,2 1,5

Puma 4.4 0,6 0,8 1,0 1,3 1,6

Puma 5.2, PM5.2 0,9 1,3 1,7 2,1 2,5

Puma 55 1.0 1,4 1,8 2,3 2,8

Puma 6.3 1,2 1,7 2,2 2,6 3,2

Puma M6.2 1,2 1,7 2,2 2,6 3,2

Puma 7.1 1,5 2,0 2,6 3,3 4,0

Puma 8.1 1,5 2,1 2,8 3,6 4,5

Puma 9.1 2,1 2,9 3,8 4,8 5,9

Notas: El consumo viene expresado en litros por hora efectiva de perforacin.

La inyeccin de agua exige usar mayor grado y mayor cantidad de lubricante.



f) Grasas lubricantes El uso de una grasa inadecuada a las condiciones de operacin, puede originar condiciones que pueden derivar en la falla de los componentes del martillo o problemas de operacin. La formacin de corrosin en las roscas del cilindro y la dificultad para desacoplar la culata y/o portabit, son ejemplos claros de utilizacin de grasas inadecuadas. Las grasas adecuadas para lubricar los extremos roscados del martillo deben tener las siguientes caractersticas:

Capacidad antioxidante. Contener partculas metlicas. Proteger la formacin de corrosin, oxidacin y galling. Alta temperatura de servicio. Permitir un rpido desacople del martillo. Prevenir el agripamiento entre superficies en contacto. Disminuir la friccin, amortiguando la carga de presin.

La grasa utilizada, debe ser seleccionada de acuerdo a la exigencia de la operacin. Una simple inspeccin visual de la grasa al abrir el martillo, indica el nivel de exigencia de la operacin. Definiendo a partir de esta inspeccin el tipo de grasa a utilizar. Esta exigencia se pone de manifiesto por el nivel de temperatura a que esta expuesto el martillo en sus extremos (la temperatura altera las propiedades protectoras de la grasa). La tabla siguiente indica las condiciones de operacin que comnmente estn asociadas al nivel de exigencia, permite determinar el nivel de exigencia, y seleccionar el tipo de grasa adecuado.

Nivel de Exigencia

Estado de la Grasa

CARACTERSTICA T OPERACIN ESTIMADA

Tipo de Grasa Recomendad

a

Alto Quemado

Seco

CARBONIZADA DURA > 400C ANTIZEISE

Medio Seco

Hmedo

ADHERENCIA FIRME (Difcil Remocin)

400C 200C MEDIA

Bajo Hmedo

Liquido

CAMBIO DE COLOR (Fcil Remocin)

< 200C SUAVE

Nota: La grasa debe ser renovada como mximo cada 100 horas de operacin del martillo.

g) Grasas recomendadas La siguiente tabla da algunos ejemplos de grasas, aunque tambin pueden utilizarse otras marcas acreditadas.

TIPO DE GRASA Antizeise Media Suave

Kopr-Kote (Jet-Lube)

Px-1200 (Primex)

550 Comp (Jet-Lube)

MTC (Shell)

Magnolia (Mobil)


Martillos / Operacin / Inyeccin de Agua

3.2.3.- INYECCIN DE AGUA

Durante la perforacin es necesario la inyeccin de agua en las siguientes situaciones:

Trabajos en mina subterrnea, para evitar la presencia de polvo en el ambiente. Trabajos a cielo abierto sin captador de polvo, o con captador insuficiente, para

evitar la presencia de polvo en el ambiente. En terrenos agrietados, para formar con el detritus un mortero que proyectado por el

aire de perforacin selle las grietas de las paredes, evitando las fugas de aire. En terrenos arcillosos con un cierto grado de humedad, para evitar que se formen

anillos de barro que dificultan el giro de la sarta de barras y pueden obstruir el paso del aire.

Siempre que se utilice agua, tener en cuenta lo siguiente: Aumentar la cantidad de lubricante. Asegurarse que el agua no sea cida, que tenga un Ph > 7.

Si el martillo estar sin funcionar por un periodo de tiempo superior a 4 horas, se deber dejar limpio mediante un soplado a fondo con aire lubricado.

La inyeccin de agua a travs del martillo disminuye su rendimiento. No inyectar ms de la cantidad de agua recomendada a continuacin.

CAUDAL MXIMO DE AGUA DE INYECCIN RECOMENDADO

Martillo Litros/minut

o (Mximo)

Galones/minuto

(Mximo)

% Aumento de Lubricante

Puma 3.1 4 1.1 Puma 4.4 6 1.6

Puma 5.2, P M5.2 10 2.6 Puma 55 12 3.2

Puma 6.3, P M6.2 14 3.7 Puma 7.1 16 4.2 Puma 8.1 18 4.8 Puma 9.1 20 5.3

50 %


Martillos / Operacin / Inyeccin de Fluidos o Espuma

3.2.4.- INYECCIN DE FLUIDOS O ESPUMA En la perforacin de un pozo, cualquiera sea el destino del pozo, existen una determinada cantidad de variables que se deben controlar para asegurar el buen termino del trabajo, desde el punto de vista operacional se destacan; Pulldown, RPM, Evacuacin de detritos, Estabilidad del pozo, Friccin de las barras con la pared del pozo, etc. Los fluidos de perforacin permiten mejorar el control de las siguientes variables:

- Evacuacin de detritos (limpieza de la perforacin).

- Estabilidad de las paredes del pozo.

- Friccin entre las barras y la pared del pozo.

- Las ventajas que se obtienen al usar fluidos de perforacin son:

Aumento de la capacidad de arrastre de slidos (10 veces superior a la del

aire). Mejorando la limpieza del pozo, aumentando el rendimiento de la

perforacin y disminuyendo el riesgo de atascamientos.

Aumento de la capacidad de levantar grandes columnas de agua. Lo cual

mejora el rendimiento del martillo al disminuir la presin de fondo.

Permite perforar con un equipo de menor capacidad de aire, porque reduce

los requerimientos de usar grandes volmenes de aire al requerir una

menor velocidad en el espacio anular (de 4.000 pies/min. a 1.000

pies/min.).

Disminuye la erosin de las paredes del pozo. Porque aumenta de la

estabilidad y disminuye el riesgo de colapso de las paredes del pozo.

Reduce la friccin entre las paredes del pozo - sarta de perforacin y entre

el terreno herramienta de corte. Lo cual hace disminuir el torque de

operacin, por lo tanto permite usar un equipo de menor capacidad de

torque.

Un sistema aire - espuma est compuesto de aire + agua + fluido, experiencias realizadas demuestran que la mayor capacidad de arrastre de la espuma ocurre en concentraciones de 2% a 3%. Dependiendo de la viscosidad y concentracin del fluido utilizado, el martillo modificar su comportamiento, ya que los pasos de aire interiores del martillo se pueden obturar, dejando menor capacidad para la conduccin del aire. Siempre que se inyecte espuma a travs del martillo, una vez terminada la labor se debe tener especial atencin a dejar el martillo limpio y lubricado, inyectando agua a presin primero y aceite para martillos despus.


Martillos / Operacin / Presin de Fondo

3.2.5.- PRESIN DE FONDO Las limitaciones para la circulacin de aire, en una perforacin, tales como; agua, anillos de barro, espacio anular muy pequeo, o cualquier restriccin en la cara del Bit, incrementan la presin en el fondo de la perforacin (contrapresin o backpressure), reduciendo la presin de trabajo del martillo y disminuyendo la velocidad de perforacin. Conforme aumenta la profundidad de la perforacin, la cantidad de detritus y agua suspendidos en el espacio anular, tambin aumenta, lo que hace incrementar la presin de fondo. Una baja presin de alimentacin y una alta presin de fondo, resulta en una baja presin de trabajo del martillo, reduciendo su velocidad de perforacin.

Algunas consideraciones sobre la presin de fondo: Aumenta con la profundidad, el aire a la salida necesita mayor presin para alcanzar la superficie. Una mayor presin de fondo significa un menor rendimiento del martillo. Para aumentar la presin de trabajo del martillo es necesario reducir la presin de fondo. Para aumentar la presin de trabajo del martillo es necesario aumentar la presin de alimentacin. Si se perfora bajo columna de agua, las siguientes relaciones permiten determinar la presin de fondo:

1 kg/cm2 = 10 m.c.a. ; 1 m.c.a. = 0.1 kg/cm2 (m.c.a. = metros columna de agua)

1 Psi = 2.31 Ft.c.a ; 1 Ft.c.a. = 0.434 Psi (Ft.c.a. = pies columna de agua)

Ejemplo:

Presin de aire al martillo = 250 psi (se lee en manmetro de entrada)

Columna de agua (largo bajo agua) = 80 metros (=262.5 pies)

Presin de Fondo = 262.5 * 0.434 114 psi

Presin de trabajo del martillo = 250 - 114 136 psi


Martillos / Mantencin

3.3.- MANTENCION

3.3.1.- PROGRAMA GENERAL

Los martillos Puma salen de fbrica despus de haber superado el control de calidad, todos los martillos son inspeccionados y sometidos a una prueba de percusin, lo que asegura su correcto funcionamiento.

Todo martillo se despacha lubricado y con una tapa de goma para proteger el extremo roscado de la Culata, evitando as que se dae la rosca de la Culata y que entren en el interior del martillo elementos extraos.

Siempre que el martillo no se use, debe almacenarse limpio, lubricado y con las tapas de proteccin instaladas.

Un mantenimiento preventivo exige que el martillo sea inspeccionado a intervalos regulares, sustituyendo aquellas piezas que estn daadas o presenten un desgaste excesivo. El programa de mantencin:

- Se define basado en las condiciones de operacin.

- Permite asegurar el correcto funcionamiento del martillo.

- Previene la aparicin de fallas.

- Se recomienda seguir el siguiente programa de mantenimiento:

Condiciones de Operacin

Inspeccionar cada:

(horas de Operacin)

- Martillo Nuevo (slo primera inspeccin)

50

- Presin de Trabajo > 250 psi - V. Perforacin < 25 m/h - Terreno Abrasivo (% Slice > 50%) - Con Inyeccin de Agua y/o Espuma

100

- Presin de Trabajo < 250 psi - V. Perforacin > 25 m/h - Terreno Abrasivo (% Slice < 50%) - Sin Inyeccin de Agua y/o Espuma

200


Martillos / Mantencin / Desarmado

3.3.2- DESARMADO

Utilizar siempre un sistema de mordazas que transmita al cilindro una carga uniforme. No Aplicar calor al cilindro. Usar llaves de culata y bit en buen estado. Apoyar la llave de bit sobre el acero, nunca sobre los botones Aplicar las mordazas en las zonas indicadas en la figura.

A

B

C MARTILLO

mm pulgadas mm pulgadas mm pulgadas

P 3.1 140 5.5 220 8.6 P 4.4 170 6.6 260 10.2 P 5.2, P 190 7.4 P M5.2 /QL-5 164 6.5 P 55 190 7.4

300 11.8

P 6.3 240 9.4 330 12.9 P M6.2/QL 6 170 6.6 P M6.2 (DHD) 210 8.2 P M6.2 (SD 6) 252 9.9

320 12.5

P 7.1 270 10.6 P 8.1 273 10.7 P 8.1 Esp. 425 16.7

410 16.1

P 9.1 303 11.9 467 18.3 P 9.1 Esp. 300 11.8 510 20.0

50-100 2.0-3.9


Martillos / Mantencin / Herramientas y materiales necesarios 3.3.3.- HERRAMIENTAS Y MATERIALES NECESARIOS

Llaves de Bit y culata

Desmontador mecnico de martillos

Desmontador de Aro Tope

Micrmetro para exterior

Micrmetro para interior

Calibrador Vernier

Alicates

Lima de grano fino

Cepillo de alambres

Papel lija

Bruidor de tres patas

Destornillador

Disolvente no corrosivo

Lubricante para martillos

Grasa para martillos (usada para lubricar las uniones roscadas)


Martillos / Mantencin / Deamontador Mecnico 3.3.4.- DESMONTADOR MECANICO El desmontador mecnico de martillos, diseado y fabricado por Drillco Tools, esta destinado para desarmar cualquier martillo DTH con dimetro exterior entre 3 y 6.

LISTA DE PARTES DESMONTADOR (0301030-090000)

ITEM CDIGO DESIGNACIN CANTIDAD 1 0301030-090100 Base desmontador 1

2 0301030-090200 Conjunto mordazas en V 2

3 0301030-090300 Inserto Rango 70 100mm 8

3 0301050-090300 Inserto Rango 100-140mm 8

4 I110035-000200 Gato hidrulico 1

5 (1) Llave de Bit

5 (2) Llave de Culata

(1) : Estas llaves dependen del tipo de Bit

(2) : Estas llaves dependen del martillo


Martillos / Mantencin / Desmontador Hidraulico

3.3.5.- DESMONTADOR HIDRAULICO El desmontador hidrulico de martillos, diseado y fabricado por Drillco Tools, esta destinado para desarmar cualquier martillo DTH con dimetro exterior entre 5 y 8.

LISTA DE PARTES DESMONTADOR (0301090-090001)

ITEM CDIGO DESIGNACIN CANTIDAD 1 0301090-090201 Garra 1

2 0301090-091901 Llave 1

3 (1) Inserto llave

4 (2) Eslabn

5 0301090-093000 Central hidrulica. 1

6 0301090-090101 Cilindro de trque 1

7 0301090-090101 Cilindro de Garra 1

(1) Segn Bits o culata a desmontar (2) De acuerdo a tamao del martillo


Martillos / Mantencin / Reparacin y revisin de componentes

3.3.6.- REPARACIN Y REVISIN DE COMPONENTES Todos los componentes deben ser lavados profundamente, eliminando toda suciedad acumulada en el uso. Mediante papel lija o bruidor de tres patas se deben eliminar las rebabas, muescas, y seales de agripamiento o corrosin, dejando en buen estado todas las superficies de contacto, especialmente las superficies roscadas y las de deslizamiento. Especialmente en los siguientes componentes.

a) Cilindro

b) Pistn

c) Camisa


Martillos / Mantencin / Medicin y reemplazo de componentes

3.3.7.- MEDICIN Y REEMPLAZO DE COMPONENTES.

Las figuras siguientes muestran las zonas de medicin y los desgastes limites de los distintos componentes de los martillos Puma. Reemplazar cualquier componentes que presente:

Fisuras

Huellas de calentamiento pronunciado

Deformaciones que impidan su instalacin

Si el desgaste excede los valores indicados en las siguientes figuras:

CULATA

Exterior a

Martillo mm pulgadas Martillo mm pulgadas P3.1 74 2.913 PM6.2 132 5.197 P4.4 88 3.465 P7.1 159 6.260 P5.2 106 4.173 P8.1 169 6.654 PM5.2 106 4.173 P9.1 197 7.756 P55 116 4.567 P9.1 ESP N100 205 8.071 P6.3 131 5.157



GUIA DE AIRE

P3 / P4.4

P5.2 / PM5.2 / P55/ P6.3 / P7.1 / P8.1 / P9.1

PM6.2

Flauta b

Martillo mm pulgadas Martillo mm pulgadas P3.1 20.71 0.815 PM6.2 35.78 1.409 P4.4 24.71 0.973 P7.1 41.63 1.639 P5.2 29.47 1.160 P8.1 47.64 1.876 PM5.2 29.47 1.160 P9.1 53.3 2.098 P55 33.77 1.330 P9.1 ESP N100 53.3 2.098 P6.3 35.78 1.409



CAMISA

P3.1 / P4.4 / P5.2 / PM5.2 / P55 / P6.3 /P8.1 / P9.1/

Interior = c - Hombro = c2

Martillo mm pulgadas

c 51.6 2.031 P3.1

c2 5 0.197

c 60.8 2.394 P4.4

c2 4 0.157

c 75.91 2.989 P5.2

c2 15 0.591

c 76.47 3.011

PM6.2 PM5.2

c2 10 0.394

c 84.91 3.343 P55

c2 7 0.276

c 92.71 3.650 P6.3

c2 7 0.276

c 98.12 3.863 PM6.2

c2 15 0.591

c 110.71 4.359

P 7.1 P7.1

c2 12 0.472

c 120.12 4.729 P8.1

c2 15 0.591

c 139.63 5.497 P9.1 c2 15 0.591

c 139.63 5.497

P9.1 ESP N100

c2 15 0.591

Drillco Tools Manual de Operacin


CILINDRO

exterior = d Inversion = d interior = e

Martillo mm pulgadas

d 74 2.913

d P3.1

e 64.09 2.523

d 88 3.465

d P4.4

e 74.09 2.917

d 106 4.173

d 110 4.331 P5.2

e 91.9 3.618

d 106 4.173

d 110 4.331 PM5.2

e 91.9 3.618

d 116 4.567

d 120 4.724 P55

e 100.91 3.973

d 131 5.157

d 135 5.315 P6.3

e 112.72 4.438

d 132 5.197

d 137 5.394 PM6.2

e 115.12 4.532

d 159 6.260

d 164 6.457 P7.1

e 133.82 5.269

d 169 6.654

d 174 6.850 P8.1

e 146.13 5.753

d 197 7.756

d 204 8.031 P9.1

e 167.15 6.581

d 205 8.071

d 210 8.268

Nota:

Los diametros exteriores (d y d) deben ser medidos a 10 mm desde el extremo del cilindro.

Cuando el cilindro alcanza la dimension indicada en d, debe ser invertido.

P9.1 ESP 00

e

N1 y Mantenimiento Rev. Septiembre -2003 47

167.15 6.581



PISTON

P3.1 / P4.4 / P5.2 / P6.3 / P8.1 / P9.1

Martillo Foot valve

mm pulgadas Martillo Foot valve

mm pulgadas

f 63.78 2.511 f 112.37 4.424

g 51.29 2.019 g 92.39 3.637

P3.1 h 24.30 0.957 P6.1 h 37.43 1.474

DHD 3.5 h 25.15 0.990

P6.3

i 36.31 1.429

P3.1

i 21.16 0.833 f 145.76 5.739

f 73.80 2.906 g 119.76 4.715

g 60.50 2.382 P8.1 h 51.41 2.024

P4.4 h 28.30 1.114 DHD 380 h 51.69 2.035

DHD 340

h 27.64 1.088 SD 8 h 41.96 1.652

SD 4 h 26.80 1.055 QL 8 h 55.51 2.185

P4.4

i 25.16 0.991

P8.1

i 48.13 1.895

f 91.60 3.606 f 166.7 6.563

g 75.60 2.976 g 139.2 5.480

P5.2 h 34.31 1.351 PUMA h 58.10 2.287

SD 5 h 32.55 1.281 SD 10 h 56.55 2.226

P5.2

i 29.95 1.179

P9.1

i 54.15 2.132

Ext. Cuerpo = f Ext. Cola = g Int. Cuerpo = h Int. Cola = i



PM5.2 / PM6.2

Martillo Foot valve

mm pulgadas Martillo Foot valve

mm pulgadas

f 91.58 3.606 f 114.77 4.519

g 76.1 2.996 g 97.77 3.849

P5.2 h 34.37 1.353 DHD 360 h 38.95 1.533

DHD 350 h 35.71 1.406 SD 6 h 37.40 1.472

QL 5 h 39.09 1.539 QL 6 h 46.83 1.844

PM5.2

i 29.95 1.179

PM6.2

i 36.3 1.429

P7.1

Martillo Foot valve

mm pulgadas

f 133.46 5.254

g 110.36 4.345

P7 / SD 8 h 41.95 1.652 P7.1

i 42.13 1.659

Ext. Cuerpo = f Ext. Cola =g Int. Cuerpo =h Int. Cola =i



PORTABIT

Exterior = j Largo Ext. = k Ancho Estras = l

Martillo Bit mm pulgadas

j 74 2.913 k 54 2.126 P3.1

l 3.5 0.138 k 47 1.850

P3.1

DHD 3.5 l 3.1 0.122 j 88 3.465 k 75 2.953 P4.4 l 4 0.157 k 106 4.173

SD 4 l 4 0.157 k 59.5 2.343

P4.4

DHD 340 l 4 0.157

j 106 4.173 k 65 2.559 P5.2 l 4.5 0.177 k 65 2.559

P5.2

SD 5 l 4.5 0.177 j 131 5.157 k 95 3.740 P6.3 l 5.5 0.217 k 98 3.858

SD 6 l 5.5 0.217

k 81 3.189 DHD 360 l 5.5 0.217

k 95 3.740

P6.3

P6.3/12 l 5.5 0.217

j 106 4.173

k 65 2.559 P5.2

l 4.5 0.177

k 65 2.559 DHD 350 l 4 0.157

k 45 1.772

PM5.2

QL 5 l 3 0.118



PORTABIT

Exterior = j Largo Ext. = k Ancho Estras = l Martillo Bit mm pulgadas

j 116 4.567 k 65 2.559 P55 P55

l 5 0.197 j 132 5.197 k 103.5 4.075 P6.1

l 5.5 0.217 k 107 4.213

SD 6 l 4 0.157 k 90 3.543

DHD 360 l 5.5 0.217 k 36 1.417

PM6.2

QL 6 l 3.5 0.138 j 159 6.260 k 122 4.803 P7.1

l 4 0.157 k 107 4.213

P7.1

SD 8 l 4 0.157 j 169 6.654 k 107 4.213 P8.1

l 6 0.236 k 77 3.031

SD-8 l 6 0.236 k 107 4.213

DHD 380 l 6 0.236 k 65 2.559

QL 8 l 3.5 0.138 j 204 8.031 k 257 10.118

P8.1

P8.1 ESP

l 6 0.236 j 197 7.756 k 131 5.157 P9.1

l 8 0.315 k 109 4.291

SD-10 l 8 0.315 j 205 8.071

k 127 5.000

P9.1

CHALL-100

l 9 0.354


Martillos / Mantencin / Medicin y reemplazo de componentes GUIA BIT

Interior m


P3.1 52.22 2.056 P3.1

DHD 3.5 52.51 2.067

P4.4 57.97 2.282

P4.4 DHD 340 69.12 2.721

Interior m


P4.4 Sd 4 64.12 2.524

Interior m


P5.2 / PM5.2 P5.2 73.53 2.895

P55 P55 82.75 3.258


Martillos / Mantencin / Medicion y reemplazo de componentes

Interior m


P5.2 Sd 5 80.15 3.156

Interior m


PM5.2 Ql 5 76.81 3.024

Interior m


P6.3 DHD 360 87.41 3.441



Interior m


PM6.2 DHD 360 87.41 3.441

Interior m


PM6.2 QL 6 92.4 3.638

Interior m


PM6.2 P6.1 92.15 3.628



Interior m


P8.1 QL 8 118.30 4.657


Martillos / Mantencin / Armado del martillo

3.3.8.- ARMADO DEL MARTILLO Antes de proceder al armado del martillo, es importante asegurar que todos los componentes han sido revisados, reparados o sustituidos aquellos que as lo hubieran precisado; que todos ellos estn limpios y lubricados y finalmente, que todas las conexiones mediante rosca estn protegidas con una grasa adecuada. La secuencia de armado es un tanto diferente en cada modelo de martillo, ya que no todos los martillos tienen el mismo nmero de componentes, se debe seguir la siguiente secuencia de armado: 1. Proteger las estras del Bit con grasa para uniones roscadas. 2. Introducir el Portabit en el Bit 3. Poner el Retenedor con su correspondiente Oring. 4. Montar la Gua del Bit en el Bit (si el martillo tiene este componente). 5. Instalar el Aro Tope en el Cilindro (si se hubiere sacado o invertido el Cilindro). 6. Instalar el conjunto Bit - Portabit en el Cilindro (engrasar la rosca del Portabit). 7. Introducir el Pistn en el Cilindro por el extremo correspondiente a la Culata. 8. Instalar Tapn de soplado (algunos modelos llevan el Tapn en la Vlvula, otros en la Gua de

Aire). 9. Instalar el Oring en la Gua de Aire (en algunos modelos Gua de aire y Distribuidor son una

pieza). 10. Instalar la Gua de aire en la Camisa 11. Introducir el conjunto Camisa - Gua aire en el Cilindro, hasta que Apoye en el hombro anular del

Cilindro. 12. Montar los Resorte Disco o Anillo de Goma, segn corresponda. 13. Introducir el Distribuidor (en modelos en que el Distribuidor y Gua de Aire, son piezas

separadas). 14. Atornillar la Culata sin Oring (con las manos) en el Cilindro. 15. Medir la separacin entre hombros de la Culata y del Cilindro. Si el valor medido es inferior al

mnimo y los componentes estn en buen estado, ser necesario aadir ARANDELAS DE AJUSTE hasta obtener la separacin mnima exigida. Si el valor medido es superior al mximo, es posible que los componentes estn mal instalados. Una vez chequeada la separacin mnima.

16. Retirar la Culata e instalar su Oring. 15. Atornillar la Culata con Oring en el Cilindro, hasta dejar de tope los hombros de apoyo.

Martillo Distancia S

mm Pulgadas

Puma 3.1 2.2 - 3.8 0.08 0.14

Puma 4.4 2.8 4.0 0.11 0.15

Puma 5.2 4.0 5.5 0.15 0.21

Puma M5.2 3.5 4.5 0.14 0.18

Puma 55 2.5 4.5 0.09 0.17

Puma 6.3 3.5 5.5 0.13 0.21

Puma-M6.2 0.5 1.5 0.02 0.06

Puma 7.1 3.0 4.6 0.11 0.18

Puma 8.1 2.0 4.5 0.07 0.17

Puma 8.1 - Shank Ql 8 1.3 2.5 0.04 0.09

Puma 9.1 3.0 5.0 0.11 - 0.19

Puma 9.1 Especial 0.4 2.2 0.02 0.08

IV.- BITS


Bits / Criterios de Seleccin

4.1.- CRITERIOS DE SELECCIN INTRODUCCION

La correcta seleccin de un bit DTH consiste bsicamente en la definicin del tipo de Cara y Botones de acuerdo a las condiciones de operacin y principalmente al tipo de terreno a perforar. En ciertas aplicaciones donde el desgaste de Botones es severo, es posible la fabricacin de bits con Botones de mayor dureza, o de mayor tamao; de igual modo, cuando el bit presenta un alto desgaste del acero, es factible la aplicacin de refuerzos de soldadura o botones, en la cabeza del bit. Para otras aplicaciones especiales se disean otros tipos no estndar. Siempre se debe tener en cuenta que el proceso de perforar consiste en romper roca y en evacuar roca, ambas variables deben ser adecuadamente balanceadas.

a) Formas de Cara para mejorar la evacuacin de material.

La evacuacin es crtica en terrenos relativamente blandos (sobre 40 mts/hora instantneo a 350 psi), en estos casos la seleccin debe girar en torno a bits cncavos.

b) Formas de Cara para mejorar la ruptura de roca.

Bajo 30 mts/hora a 350 psi, el problema principal es el de romper la roca, en este caso la seleccin de bits debera girar en torno a Cara plana, Domo Domo Doble Calibre. El que tenga mejor comportamiento, depender de la fragilidad ( en sentido inverso, tenacidad ) de la roca. Normalmente un bit cara plana se comporta mejor en rocas tenaces. En el proceso de romper roca tambin es fundamental la geometra de los botones, en este sentido, con botones de menor tamao de menor radio del domo (bala, cnicos), se obtienen las mayores velocidades de perforacin, pero se debe tener en cuenta que estos botones son ms dbiles y pueden sufrir falla prematura.

c) Formas de Cara para controlar la direccin.

El proceso de romper roca tambin tiene incidencia en la desviacin del pozo. En pozos de precisin lo fundamental es no desviarse, en esos casos la seleccin debe girar en torno al bit centro hundido bit cncavo. Consecuente con lo anterior, cuando el bit ya esta seleccionado, es fundamental un buen afilado para lograr una buena velocidad de perforacin. Cuando hay desgaste importante de botones, un buen afilado paga con creces el tiempo perdido en cambiar bit y el costo de afilado.


Bits / Criterios de Seleccin / Tipos de cara

4.1.1.- TIPOS DE CARA

a) TIPOS DE CARA (Estndar)

Vista Frontal Tipo de Cara Formacin Rocosa Donde Resulta ms

Adecuado

CONCAVO

SEMIDURA Y HOMOGENEA Beneficios - Excelente soplado - Buen control sobre la desviacin

CARA PLANA

DURA Y/O REGULAR Beneficios - Apto para terrenos Fracturados - Es el mas versatil

DOMO

MUY DURA Y ABRASIVA Beneficio - Mxima proteccin a botones perifricos

DOMO DOBLE CALIBRE

MUY DURA Y ABRASIVA Beneficio - Mxima proteccin a botones perifricos


Bits / Criterios de Seleccin / Tipos de caras

b) TIPO DE PROTECCION EXTERIOR

Vista Lateral Tipo de Proteccin Formacin Rocosa Donde Resulta ms

Adecuado

RETRCTIL

Recomendado para bits que trabajan en terreno con alto grado de fracturamiento y/o que son dados de baja por desgaste de acero del gauge. Beneficio Tiene insertos adicionales en la zona trasera del gauge. Estos insertos permiten ir cortando los trozos de roca que se generan cuando hay terrenos fracturados, tambin protegen contra el desgaste

WELDING

Recomendado para bits que trabajan en terrenos no consolidados y/o con problemas de evacuacin de detritus. Beneficio Soldadura lateral aportada para dar una mayor resistencia al desgaste. Para terrenos fracturados y abrasivos

BOTON LATERAL

Recomendado para bits de gran dimetro que trabajan en terrenos no consolidados. Beneficio Se usa para proteger el desgaste del gauge en terrenos no consolidados y poco abrasivos.


Bits / Criterios de Seleccin / Tipos de caras

c) TIPOS ESPECIALES

Vista Frontal Nombre del Bit Formacin Rocosa Donde Resulta ms Adecuado

HEAVY (esfrico) Caracterstica del bit: Botones de mayor tamao que el estndar para el dimetro del bit. Caracterstica de los botones: El rango de tamao vara de 9/16 a 3/4", segn el dimetro del bit.

Tipo de Roca: Rocas de dureza media a baja, alta abrasividad. Resultado Obtenido: Mayor vida util de botones perifricos.

CANTERA(esfrico) Caracterstica del bit: Bit con optima distribucin y cantidad de botones. Caracterstica de los botones: Botones que combinan resistencia al desgaste y tenacidad. El rango de tamao vara de 9/16 a 3/4", segn el dimetro del bit.

Tipo de Roca: Rocas duras de abrasividad media. Resultado Obtenido: Buena resistencia al desgaste botones. Buena evacuacin de detritos. Buen espacio para afilado manual.

BALSTICO Caracterstica del bit: Bit para terenos blandos, en los cuales se requiere un mayor arranque de roca. Caracterstica de los botones: Botones aguzados que facilitan el arranque de roca. El rango de tamao vara de 7/16 a 3/4", segn el dimetro del bit.

Tipo de Roca: Rocas blandas y homogneas de abrasividad baja. Resultado Obtenido: Alta produccin de detritos Buena evacuacin de detritos

BALSTICO - ESFRICO Caracterstica del bit: Bit para terenos blandos no homogneos. Mezcla las ventajas de botones esfricos y balsticos. Caracterstica de los botones: Botones esfricos en la periferia y balsticos en el centro. El rango de tamao vara de 7/16 a 3/4".

Tipo de Roca: Rocas blandas, pero con sectores mas duros y de abrasividad baja o media. Resultado Obtenido: Buena resistencia al desgaste botones. Buena evacuacin de detritos. Buen espacio para afilado manual.

Notas:

1. Los botones esfricos tienen domo en forma de esfera de tamao aproximado a D/2, siendo D el dimetro del botn.

2. Los botones balsticos tienen domo en forma de punta de bala.

Bits / Operacin

4.2.- OPERACIN INTRODUCCIN.

Para seleccionar correctamente un bit es necesario tener en cuenta lo siguiente:

- El bit es el elemento de choque de la sarta de perforaciones, y por lo tanto se ve afectado y afecta el comportamiento del resto de los componentes.

- El bit es sensible al terreno y a las condiciones de operacin. - Para cada terreno y condicin de operacin, existe el bit ms adecuado. - En la seleccin y uso de bits siempre se debe tener presente las 2 variables ms relevantes: Velocidad de perforacin y Vida til.

- El diseo del bit y las condiciones de operacin pueden ser ajustados para lograr la mxima velocidad de perforacin, manteniendo la vida til en un nivel aceptable.

- Un aumento de velocidad en 10 %, dentro de ciertos lmites y bajo una estructura de costos normal, justifica un aumento del costo del bit sobre 30 % ( en forma equivalente la reduccin de vida til en 30 %).


Bits / Operacin / Recomendaciones de uso

4.2.1.- RECOMENDACIONES DE USO

a) ANTES DE PERFORAR

Que el bit est en buenas condiciones para perforar.

Que el del bit sea inferior al de la perforacin.

Que el dimetro del bit y el dimetro del martillo tengan como mnimo la siguiente diferencia:

DIFERENCIA DE DIMETRO BIT - MARTILLO

Bit - Martillo MARTILLO

mm pulgadas

Puma 3.1 6 1/4

Puma 4.4 8 5/16

Puma 5.2 / M5.2 10 3/8

Puma 55 10 3/8

Puma 6.3 / M6.2 11 7/16

Puma 7.1 12 1/2

Puma 8.1 16 5/8

Puma 9.1 19 3/4

Al repasar una perforacin, asegurarse que el dimetro del bit sea inferior al hoyo.

Determinar el Suministro de Aire adecuado:

Un dficit de aire causa desgaste de Botones y Acero del Bit en la base de botones perifricos.

Un exceso de aire causa desgaste en la zona frontal y en los fresados de evacuacin del Bit.


Bits / Operacin / Recomendaciones de uso

b) MIENTRAS SE PERFORA (Ver paginas 10 y 11)

Controlar el peso sobre el Bit.

Controlar la velocidad de rotacin.

Identificar el desgaste del bit, segn la zona de perforacin.

c) DESPUS DE PERFORAR

Controlar el desgaste de los botones del Bit.

Controlar el desgaste del acero del Bit.

Establecer el intervalo de afilado de acuerdo al desgaste del bit.

Controlar estado y desgaste de estras.

Controlar estado de la zona de impacto.

Verificar el estado de la footvalve.


Bits / Operacin / Variables que afectan la vida til

4.3.- VARIABLES QUE AFECTAN LA VIDA TIL. 4.3.1.- DESGASTE DEL ACERO.

- El acero puede manifestar desgaste en varios sectores del bit, y el desgaste en cada uno de ellos tendr diferentes formas de solucin.

a) Desgaste en el gauge, o zona que marca el dimetro, ver figura siguiente.

Este desgaste normalmente ocurre por material no evacuado que se mantiene en torno a la Cara del bit y porta bit.

Posibles causas: - Espacio anular excesivo. - Muy poco aire disponible. - Terreno muy fracturado, o con mucha sobrecarga. - Material muy denso para evacuar. Soluciones Operacionales: - Aumentar dimetro de barra hasta conseguir una velocidad anular (velocidad de los

detritus en el espacio comprendido entre la pared del pozo y la barra) entre 4.000 y 7.000 pies/minuto.

- Aumentar aire disponible (cambio de compresor). - Incorporar al martillo un tapn de barrido adicional, si hay suficiente aire disponible. - Incorporar el uso de fluidos de perforacin (espumas). Solucin va bit: - Utilizar bit con aporte de soldadura. - Utilizar bit con botones retrctiles

Gauge


Bits / Operacin / Variables que afectan la vida til.

b) Desgaste en canales de evacuacin frontales y/o laterales. Este desgaste es producido por el flujo de aire con detritus.

Posibles causas: - Terreno muy abrasivo (habitualmente con alto contenido de cuarzo). - Excesivo aire para barrido. Soluciones operacionales: - Reducir el aire utilizado hasta valores que no afecten la velocidad de perforacin (no

utilizar tapn para barrido adicional. Solucin va bit:

- Se puede mejorar el diseo de cara enfocado a distribuir mejor el barrido.


Bits / Operacin / Variables que afectan la vida til.

c) Desgaste en estras.

Se produce un severo desgaste de estras, a veces acompaado por arranque violento de material (y posterior) ruptura de estras.

Posibles causas: - Terreno muy blando y/o fracturado. - Perforacin con peso sobre el bit insuficiente Soluciones operacionales: - Aumentar el peso sobre el bit. Soluciones va bit: - Utilizar cola con mas estras. - Utilizar diseo de bit que permita la incorporacin de insertos de desgaste entre las

estras bit - porta bit.

COLA BIT 8 ESTRIAS

COLA BIT 12 ESTRIAS


Bits / Operacin / Variables que afectan la vida til / Desgaste de botones

4.3.2.- DESGASTE DE BOTONES Normalmente el desgaste prematuro de botones esta asociado a terrenos muy abrasivos y/o tenaces.

Posibles causas: - Terreno muy abrasivo y/o tenaz - Mucho repaso del detritus por problemas de evacuacin. - Excesiva RPM. - Excesivo peso sobre el bit.

Soluciones operacionales: - Trabajar con RPM y peso sobre el bit en los valores recomendados, por el rango bajo. - Incorporar tapn de barrido adicional (s se dispone de aire suficiente). Soluciones va bit:

- Utilizar bit domo doble calibre .

- Utilizar Botones de mayor dimetro, funciona en terrenos abrasivos y frgiles.


Bits / Operacin / Variables que afectan la velocidad de perforacin

4.4.- VARIABLES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE PERFORACIN.

El proceso de perforacin y por ende la velocidad de perforacin depende principalmente de 2 factores: - El proceso de romper la roca. - El proceso de extraer el material removido.

Para lograr una buena velocidad de perforacin ambos procesos deben ser optimizados, y en cada faena se debe identificar cual es el problema principal (romper evacuar) y sobre la base de ello seleccionar el bit y las condiciones de operacin mas adecuadas.

a) Mala evacuacin de detritus Causas Posibles: - Excesivo espacio anular. - Baja presin de trabajo. - Terreno blando de alta perforabilidad. - Terreno con peso especifico alto.

Soluciones operacionales: - Disminuir el espacio anular (usando barras de mayor tamao). - Aumentar aire de barrido. - Usar fluidos de perforacin (espumas).

Soluciones va bit: - Usar bit con canales de evacuacin ms grandes (Extra Flush). - Usar bit con tres perforaciones de barrido.

b) Bajo rompimiento de roca Causas Posibles: - Botones del bit gastados. - Bit con tamao y tipo de botones no adecuados. - Exceso de desgaste en la footvalve del bit. - Baja presin de trabajo. - Combinacin velocidad de rotacin (RPM) y peso sobre el bit (Pulldown) inadecuada.

Soluciones operacionales: - Aumentar la presin de trabajo. - Adecuar velocidad de rotacin (RPM) y peso sobre el bit (Pulldown) a las condiciones de

terreno. - Aumentar frecuencia de afilado del bit

Soluciones va bit: - Usar bit con botones adecuados al tipo de terreno. - Cambiar footvalve del bit


Bits / Mantencin

4.5.- MANTENCIN

4.5.1.- RECUPERACIN DE LOS BOTONES (Afilado de Botones) Un bit sobregastado produce una menor velocidad de penetracin y un mayor peligro de fractura de los botones , es decir, da lugar a una menor eficiencia en la perforacin. No existe una norma aplicable a todo tipo de terreno que defina el intervalo de reafilado de un bit, ya que esto depende fundamentalmente de las caractersticas de cada formacin rocosa. Como regla general el intervalo de reafilado de un bit se determina por el desgaste de botones, cuerpo de acero o formacin de micro grietas, de acuerdo a la siguiente tabla:

Desgaste

Mximo

del Botn

A

1/3 x Botn

(Recomendable)

x Botn (Mximo)

Desgaste

Mximo

Del cuerpo de Acero

botn acero <

= 6 a 8 mm

y/o

= 0.24 a 0.31 Pulgadas

Formacin de micro grietas

en la superficie del botn

Cuando se inicia la perforacin en una zona nueva, o con un equipo nuevo, el operador debe comprobar frecuentemente el estado del bit hasta establecer un intervalo de afilado. Fijado ste que estar expresado en una cantidad de metros sin reafilar, es conveniente no olvidar que el intervalo no es vlido para condiciones distintas a las que sirvieron para establecerlo. Un bit excesivamente gastado provoca, adems de los inconvenientes ya sealados, un incremento del tiempo de reafilado, as como un mayor consumo de botones y de muela abrasiva para dejar nuevamente el bit en condiciones idneas.


Bits / Mantencin / Recuperacin de los botones

La presencia de un bit gastado se pone de manifiesto por algunas de las siguientes situaciones: Disminucin en la velocidad de penetracin. Disminucin en el tamao del detritus. Vibraciones y giro irregular de sarta. Chirridos u otros signos de agarrotamiento entrabamiento.

Los bit llevan botones de carburo de tungsteno, con los que quiebran la roca. Estos botones se van desgastando y formando un plano de desgaste a medida que se perfora. Es recomendable reafilar los botones cuando el ancho del plano de desgaste sea un 1/3 del dimetro del botn, el desgaste mximo permitido ocurre cuando el ancho del plano de desgaste es un del dimetro del botn.

El reafilado puede hacerse usando, como procedimiento alternativo entre otros conocidos, un esmeril manual (neumtico o elctrico) con una rotacin de 20.000 a 25.000 R.P.M. Debe evitarse que la velocidad de reafilado sea excesiva, ya que esto puede producir fisuras en el botn por aumento de temperatura. La muela abrasiva recomendada debe tener un dimetro de 50 mm (2) y un espesor de 19 mm (3/4). El abrasivo debe ser carburo de silicio con aglomerante vitrificado con un tamao de grano de 60 a 80 y una dureza de J a L.

Existen diversas prcticas, de acuerdo a las cuales se puede lograr un afilado correcto. A continuacin se entregan algunas recomendaciones a seguir, aunque slo la prctica y la pulcritud lograrn buenos resultados.

Usar siempre implementos de seguridad (mscara, guantes, respirador, zapatos).

Revisar que las conexiones, esmeril y muela estn en buen estado.

Instalar el bit en un lugar seguro (banco de trabajo u otro dispositivo).

Esmerilar el Botn para volverlo a su forma original, aplicar una presin moderada.

Eliminar todas las aristas de botones quebrados.

Normalmente, este equipo (esmeril y muela) es suficiente para conseguir un afilado de los botones de muy buen nivel, an cuando algunas veces se hace recomendable el uso de un esmeril de copa con el fin de mejorar la terminacin del Botn, especialmente en Caras de Bit cncavos y centro hundido.


Bits /Mantencin / Cambio de Footvalve

4.5.2.- CAMBIO DE FOOT VALVE

Para el cambio de Footvalve se seguir el siguiente procedimiento:

Extraer la Footvalve rota, usar el Desmontador de Footvalves Drillco Tools.

Limpiar cuidadosamente el interior del Bit.

Lubricar las zonas en contacto Bit - Footvalve.

Usar el montador de Footvalve Drillco Tools.

Chequear largo fuera del Bit.

LARGO DE FOOT VALVE FUERA DEL BIT ( A )

A A A A Bits Puma mm. Inch.

Bits SD mm. Inch.

Bits DHD mm. Inch.

Bits Ql mm. Inch.

P3.1 60 2.4 SD 4 53 2.1 DHD 3.5 59 2.3 Ql 4 59 2.3

P4.4 55 2.2 SD 5 55 2.2 DHD 340 58 2.3 QL 5 53 2.1

P5.2 64 2.5 SD 6 54 2.1 DHD 350 63 2.5 QL 6 59 2.3

P55 61 2.4 SD 8 57 2.3 DHD 360 56 2.2 QL 8 54 2.1

P6.3 50 2.0 SD 12 48 1.9 DHD 380 53 2.1

P7.1 57 2.3

P8.1 55 2.2

P9.1 55 2.2


Bits /Mantencin / Recuperacin del cuerpo 4.5.3.- RECUPERACION DEL CUERPO En terrenos donde los Bits alcanzan una larga vida til , muchas veces es necesario recuperar partes daadas y/o desgastadas de la Cara y del Cuerpo tales como:

CARA (Reconstruir Fresados)

ESTRIAS (Eliminar rebabas)

ZONA DE IMPACTO (Eliminar rebabas)

Drillco Tools Manual de Operacin y Mantenimiento Rev. Septiembre -2003

V.- CORRECCIN DE FALLAS


Correccin de fallas / Introduccin

INTRODUCCION

Los problemas que puedan surgir durante una labor de perforacin son variados y extensos de enumerar. Principalmente porque cada aplicacin de la perforacin tiene sus propias caractersticas, por lo tanto sus propias condiciones de operacin. Por otra parte, las soluciones implementadas en una situacin determinada, no siempre son aplicables a otras situaciones. El tipo de terreno, objetivo de la perforacin, y las variables de operacin son particulares para cada faena, y por lo tanto los problemas sern tambin particulares. A continuacin se presenta un listado de los problemas y soluciones ms generales que se pueden presentar durante una operacin de perforacin.


Correccin de fallas / Problemas que surgen en la operacin de perforar

5.1.- PROBLEMAS QUE SURGEN EN LA OPERACIN DE PERFORAR PROBLEMAS / CAUSAS / SOLUCIONES

EL MARTILLO NO PERCUTE

Presin de aire insuficiente. Martillo mal armado, sucio tapado. Perforaciones del bit obstruidas. Foot valve rota.

Incrementar la presin de descarga. del compresor.

Efectuar revisin general del martillo.

Limpiar el bit. Cambiar Foot valve.

EL MARTILLO NO DEJA DE PERCUTIR CUANDO SE LEVANTA

Foot valve fuera de su alojamiento. Foot valve no corresponde. Bit agripado, no desliza en el Portabit. Retenedor no corresponde.

Comprobar largo de Foot valve. Instalar footvalve correcta. Revisar conjunto bit Portabit. Instalar retenedor correcto.

manual de martillos puma.pdf

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