la perforacion a rotopercusion

7/25/2019 La Perforacion a Rotopercusion

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LA PERFORACION A ROTOPERCUSIONLa perforacion a rotopercusiones el sistema mas clasico de perforacion debarrenos y su aparicion en el XIX . las primeras maquinas prototipo deSinger(1838)y Couc (18!8) utili"aban #apor para su accionamiento $ pero paso

al uso de aire comprimido como fuente de energ%a en la e&ecuciondel t'nelonte Cenas en 1838 fue cuando este sistema e#olucion y comen" su usoe*tensi#o.

+l principio de la perforacin de estos equipos se basa en el impacto de unapie"a de acero (piston) que golpea a 'til ue a su #e" transmite la energ%a alfondo del barreno por medio de un elemento ,nal boca .

Las #enta&as principales que presentan las perforadoras rotopercusi#as son-

+s aplicable en todo tipo de rocadesde las rocas blandas a duras La gama de dimetros de perforacin es amplia Los equipos son #erstiles y se adptan bien a diferentes traba&os y tiene

una gran mo#ilidad +l mantenimiento es fcil y rpido y su precio de adquisicin no es

ele#ado

+n #irtud de estas #enta&as y caracter%sticas$ los tipos de traba&o en los que seutili"an son-

+n obras publicas subterrneas $ t'neles ca#ernas de centralesidrulicas$ depsitos de residuos$ y de super,cie en carreteras$autopistas$ e*ca#aciones industriales$ etc.

+n minas a cielo abierto de tama/o medio y peque/o.0e los distintos mtodos de perforacin e*istentes la perforacin rotopercusi#ade banqueo a cielo abierto$ es decir$ #oladuras con un frente libre$ es el mse*tendido en la reali"acin de barrenos en casi todos los tipos de rocas.

+l funcionamiento bsico de los equipos de perforacin rotopercusi#os se basaen cuatro acciones principales-

2 ercusin-


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Los impactos producidos por el golpeo del pistn originan unas ondas de coqueque se transmiten a la boca a tra#s del #arilla&e (en el martillo en cabe"a) odirectamente sobre ella (en el martillo en fondo).

2 4otacin-

Con este mo#imiento se ace girar la boca para que los impactos se produ"cansobre la roca en distintas posiciones.

2 +mpu&e-

ara mantener en contacto el 'til de perforacin con la roca se e&erce un empu&esobre la sarta de perforacin. 0e otra forma la onda de coque se re5e&ar%a atra#s del #arilla&e produciendo fatiga y #ibraciones indeseables en el equipo.

2 6arrido-

+l 5uido de barrido permite e*traer el detritus del fondo del barreno a tra#s delespacio anular e*istente entre el #arilla&e y las paredes del barreno.

Si cualquiera de estos parmetros no son los adecuados al tipo de roca elrendimiento de la operacin disminuir considerablemente y aumentar lades#iacin y los desgastes de los 'tiles.

+stos equipos se di#iden en dos grupos seg'n donde se encuentre ubicado elmartillo-

74ILL9 0+ C76+:7

+n estas perforadoras dos de las acciones bsicas$ rotacin y percusin$ seproducen fuera del barreno $transmitiendose a tra#s de una espiga y del#arilla&e asta la boca de la perforacin los martillos pueden ser deaccionamiento neumatico o idrulico.

74ILL9 C9;


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Los equipos de martillo en cabe"a idrulico di,eren de los anterioresprincipalmente en que el 5uido que gobierna el motor de rotacin y el queproduce el mo#imiento alternati#o del pistn$ es aceite. Astas perforadorastienen un consumo energtico menor que las anteriores$ poseen mayorcapacidad de perforacin y son ms automati"ables. or el contrario$ su precio

es mayor y su mantenimiento ms comple&o requirindose una mayor formacindel equipo mecnico.

Con los equipos de martillo en fondo (E mm$ a mayor profundidad que los equipos con martilloen cabe"a y con una des#iacin muco inferior@ si bien$ la producti#idaddisminuye respecto al martillo en cabe"a. La presin de aire es la #ariable msin5uyente en la #elocidad de penetracin en este tipo de equipos$ perforando enagua debe disponerse de un compresor capa" de desalo&arla$ de lo contrario elpeso de la columna (contrapresin) disminuir el rendimiento.

Ventaa! del "artillo en fondo

F La #elocidad de penetracin permanece constante$ no disminuyendo con laprofundidad$ como pasa con la perforacin de martillo en cabe"a.

F enor desgaste de boca debido a una limpie"a del fondo del barreno mse,ca".

F ayor #ida 'til del #arilla&e.

F 6uena limpie"a de las paredes del barreno$lo que facilita la carga del e*plosi#o.

F 0es#iaciones muy inferiores a las de los equipos con martillo en cabe"a.

F enor ni#el de ruido en la "ona de traba&o

Incon#eniente!

F roducti#idad menor a la de los equipos de martillo en cabe"a.

F ;o sir#en para dimetros peque/os ya que al estar el martillo ubicado en elfondo$ debe tener unas dimensiones m%nimas para garanti"ar su e,cacia.

F +*iste riesgo de prdida del martillo por un atasco o colapso de las paredes delbarreno$ siendo el martillo un elemento de considerable costo econmico.

F Son necesarios compresores de alto rendimiento. Gna alternati#a e*istente a laperforacin de martillo en fondo o perforacin de martillo en cabe"a$ es la opcinque ofrecen algunas marcas$ comerciali"ando un nue#o dise/o de equipos deperforacin que consisten en un %brido de martillo en fondo y de martillo encabe"a. Su nombre comercial es Coprod y combinan caracter%sticas de los dostipos de martillo.

Las perforadoras que lle#an incorporadas este sistema$ son como lastradicionales de martillo en cabe"a pero la percusin y rotacin se reali"a porseparado. +l #arilla&e transmite la onda de coque del martillo$ que se encuentraen super,cie$ asta la boca y conduce el aire de barrido. Gn motor de giro$

tambin en super,cie$ transmite la rotacin directamente sobre una tuber%ae*terior unida al #arilla&e mediante gu%as y cuyas funciones son proporcionar


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mayor peso y rigide" a la perforacin y reducir el espacio anular con respecto alos equipos tradicionales de martillo en cabe"a$ reduciendo la demanda de airepara e#acuar el detritus.

Las #enta&as de ste sistema con respecto a los tradicionales martillos en cabe"ason-

F osibilidad de perforar a mayor dimetro con menor des#iacin.

F 4educcin del desgaste en &untas y manguitos.

F ayor producti#idad y menor riesgo de atascos.

Henta&as respecto al martillo en fondo-

F ayor producti#idad.

F ;o se necesita un compresor de alto rendimiento.

F enor consumo de combustiblePERFORA$ORAS IN%ERSOLL RAN$ $MM&

Las perforadoras Ingersoll 4and 0? tienen como funcin reali"ar po"os de undimetro de 1>FD8J por medio de un sistema de rotacin y a#ance$ pudiendoacoplar dos barras para alcan"ar una profundidad m*ima de 18 metros.

SISTEMA MOTOR $IESEL

La potencia para todas las funciones de la perforadora esta proporcionado por unmotor de combustin interna diesel Caterpillar 3!1?. +ste se acopla a una ca&ade transferencia (9) que$ con una relacin de 1$>!8-1$ acciona tres bombasidrulicas (dos bombas principales y una bomba doble). +stas bombas pro#eenel caudal de aceite a presin necesario en los sistemas idrulicos de laperforadora. +l motor diesel es enfriado por circulacin de refrigerante.


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SISTEMA ESTRUCTURA

La estructura de la perforadora se encarga de soportar los componentesrequeridos para el funcionamiento de la perforadora. +ste sistema estcompuesto por-

C'a!i!

+l casis de la perforadora 0? es una estructura de acero de per,les KCJsoldados. +l casis sostiene todos los componentes de los distintos sistemas dela perforadora adems del resto de los componentes estructurales.

Torre ( !o)orte!

La torre de perforacin es una estructura reticulada de 1>$m de largo quecumple la funcin de soportar los componentes del sistema de perforacin ypermite el a#ance del cabe"al de rotacin.

La mesa de perforacin est ubicada en la base de la torre. La torre deperforacin descansa sobre un soporte en el frente de la torre y pi#oteamediante un e&e ubicado en la parte posterior de la perforadora.

E!calera! ( baranda!


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La perforadora cuenta con dos escaleras de acceso ubicadas en el lado cabinauna en la parte delantera de la cabina y otra en la parte posterior. +*istenbarandas en toda la circunferencia del equipo que permiten el despla"amientoseguro en la misma.

Pi!o! ( 'o*!in+

Los pisos de la perforadora permiten el libre mo#imiento en la misma$ estncompuestos de capas antidesli"antes soportadas por una estructura metlicasoldada al casis. +l ousing de este equipo es una estructura metlica decapas abulonadas que forman paredes y tecos de sala de mquina.

F*ncione! !i!te"a e!tr*ct*ra

1F Soportar todo el peso de los componentes de la perforadora.

?F Soportar componentes del sistema de perforacin.

3F ermitir el despla"amiento en la perforadora de manera segura.

!F ermitir el ascenso y descenso de la perforadora de manera segura.

DF 7islar los componentes de la perforadora de las condiciones climticas.

MF re#enir que la barra alcance la cabina del operador en caso de un desacople.

F Lucir de acuerdo a estndares corporati#os.

SISTEMA ,I$R-ULICO LA $MM&

+s una perforadora que cumple sus funciones mediante sistemas idrulicos. Lapotencia para accionar el sistema idrulico es suministrada por un motor diesela tra#s de una ca&a de engrana&es de tres salidas (9). Las tres bombasidrulicas con#ierten la energ%a mecnica de rotacin en energ%a idrulica quese usan en los motores y cilindros para e&ecutar las funciones necesarias deperforacin y propulsin. Los tres sistemas idrulicos principales en la 0?son-

Circuito de propulsin

Circuito de rotacin y a#ance de perforacin


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Circuito de las funciones au*iliares.

Caa de tran!ferencia .PTO/

La energ%a mecnica del motor diesel es suministrada a la ca&a de transferencia(9) mediante una transmisin cardnica. +sta ca&a de transferencia deengrana&es planetarios se encarga de con#ertir la cantidad de #ueltas con unarelacin de 1$>!8-1. La energ%a se di#ide en tres tomas de fuer"a. 0os de estasalimentan las bombas principales de la perforadora y la tercera alimenta la

bomba doble (de accesorios y enfriamiento). 0o"ba! )rinci)ale!

Las bombas de propulsin son bombas de despla"amiento #ariable detransmisin idrostticas de la"o cerrado. La"o cerrado porque el aceite queentra a los elementos principales de la bomba #uel#e directamente desde elsistema sin pasar a tra#s del tanque. +l aceite es usado una y otra #e" en unla"o continuo. ransmisin idrosttica signi,ca que la bomba est dise/adapara usarse en un sistema en el cual la potencia es transmitida por la presin deun 5uido.

0o"ba! )rinci)ale! La! bo"ba! de )ro)*l!i1nSon bombas de despla"amiento #ariable de transmisin idrostticas de la"ocerrado. La"o cerrado porque el aceite que entra a los elementos principales dela bomba #uel#e directamente desde el sistema sin pasar a tra#s del tanque. +laceite es usado una y otra #e" en un la"o continuo. ransmisin idrostticasigni,ca que la bomba est dise/ada para usarse en un sistema en el cual lapotencia es transmitida por la presin de un 5uido.

TRASLACI2N

+ste sistema se encarga de trasladar la perforadora en todas las direcciones a

una #elocidad m*ima de 1$=Nm en terrenos con pendiente de asta ?MOdependiendo de la posicin de la torre y el sentido de traslacin de laperforadora. Los ngulos de inclinacin de la perforadora permitidos para eldespla"amiento de la perforadora en terreno irregular.


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POSICIONAMIENTO

+l sistema de posicionamiento permite ni#elar la perforadora con respecto alplano ori"ontal para comen"ar a perforar. +l mismo est compuesto por lossiguientes componentes-


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F*ncione! del !i!te"a de tra!laci1n ( )o!iciona"iento1. ermitir trasladar la perforadora desde un punto 7 asta un punto 6

a la #elocidad ,&ada por el operador (m*. 1$=Nm).?. ermitir regular la #elocidad de traslacin de la perforadora entre >F

1$=Nm.3. 7cti#ar una alarma sonora e*terna de traslacin cuando el operador

cambia de perforacin a traslacin.!. 6loquear el mo#imiento de los mandos ,nales cuando el operador

cambia de traslacin a perforacin (parqueo).D. ermitir tensar la cadena de traslacin.M. 7cti#ar una alarma #isual en cabina cuando los gatos de ni#elacin

estn en su posicin superior.. ermitir ni#elar la perforadora con respecto al plano ori"ontal a una

presin de ?D>psi y a un caudal de ?MP.8. Indicar en cabina el ni#el de la perforadora con respecto a la

ori"ontal (sin ninguna des#iacin de la burbu&a con respecto alpunto de ni#elacin).

=. Contener aceite idrulico.1>. Contener aceite lubricante en mandos ,nales.11. Contener grasa en el cilindro tensor.

1?. Lucir de acuerdo a estndares corporati#os.13. Impedir el contacto del motor de traslacin y l%neas idrulicas

con ob&etos e*tra/os.

SISTEMA $E PERFORACI2N

+l sistema de perforacin es el encargado de reali"ar po"os de 1>FD8Jdedimetro y una profundidad de asta 18m a una #elocidad$ requerida por eloperador$ m*ima de =>rpm a una presin m*ima de !D>>psi. +l sistema deperforacin se di#ide en rotacin y a#ance compuestos de los siguienteselementos principales.


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psi.. antener una presin de D>>psi en cilindro de a#ance cuando no e*ista

presin de perforacin.8. ermitir tensar los cables de a#ance.=. Indicar localmente el ni#el de aceite del cabe"al de rotacin.1>.Indicar en cabina las rpm de la barra de perforacin con una tolerancia de

RDrpm.11.Indicar en cabina la presin de pullFdon con una tolerancia de R1>>psi.

1?.Indicar en cabina la presin de rotacin con una tolerancia de R1>>psi.13.Lucir de acuerdo a estndares corporati#os.

SISTEMA CA0INA $E CONTROL

.


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1F antener dentro de la cabina un ni#el de ruidoinferior a 83$?d6.

?F ermitir regular la temperatura interior de cabinaentre 1=TC y ?DTC.

3F ermitir el ingreso y egreso de personas a la cabina

de manera segura.!F ermitir al operador #isuali"ar acia el e*teriorde la cabina.

DF Impedir el ingreso de part%culas de pol#o al interiorde la cabina.

MF Soportar a una persona de peso promedio sentada cmodamente durantela operacin dela perforadora.

F 4etener part%culas superiores a DUm en el aire recirculado del interior de lacabina.

8F ermitir ad#ertir la traslacin de la perforadora sonoramente.=F Indicar en cabina los nombres de instrumentos y controles del tablero.1>FIndicar en cabina las oras de funcionamiento del motor diesel con una

des#iacininferior a una ora.

11Fermitir la comunicacin con el despacador.1?Fermitir la comunicacin radial.13FIndicar al operador la posicin geogr,ca de perforacin.1!Fermitir iluminar el interior de la cabina.1DFermitir iluminar la "ona de traba&o con 3>>lu*.1MFContener 5uido refrigerante.1FContener gas 413!.18Fermitir reproducir m'sica.

1=FLucir de acuerdo a estndares corporati#os.SISTEMA $E FUNCIONES AU3ILIARES

+l sistema de funciones au*iliares de la perforadora 0? es el encargado deacoplar y desacoplar las barras de perforacin$ la ele#acin y aseguramiento dela torre$ el mo#imiento de la cortina de pol#o y del guince de i"a&e. odas estasfunciones son fundamentales para la perforacin y est compuesto de lossiguientes subsistemas-


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1F ermitir posicionar la torre de perforacin@ a >Opara traslacin o a =>O para perforacin$ conrespecto a la ori"ontal con ?>>>psi.

?F ermitir asegurar la torre a =>T con una presinde ?D>psi.

3F ermitir el giro del carrusel a una #elocidad de3rpm con 1!>>psi.

!F ermitir posicionar barras en el tren deperforacin con una presin de ?D>psi.

DF Indicar en cabina la posicin de los seguros detorre.

MF ermitir i"ar cargas de asta 1$8tn a una#elocidad de ?1$3mmin en ascenso y 1D$?mmin

en descenso.F 6loquear el despla"amiento del cable del guince cuando no se suministraaceite al motor de guince.

8F ermitir el control del guince desde la cabina del operador.

=F ermitir desacoplar la barra de perforacin en el caso que los motores nopuedan desacoplar la misma$ con una presin de 1D>psi.

1>F ermitir su&etar la barra en la mesa de perforacin.

11F 4etener el material suelto de la perforacin (detritos) en la circunferencia del

po"o.1?F ermitir abrir las capotas de la cortina de pol#o cuando sea requerido.

13F ermitir centrar el tren de barras.

1!F 7li#iar la presin en el manifold de retorno cuando alcance los >>psi.

1DF Contener aceite idrulico.

1MF Contener aceite lubricante.

La instrumentacin proporciona informacin concreta para la toma de decisin

tanto para el operador como para el equipo de mantenimiento ya que estainformacin re5e&a el estado de funcionamiento del equipo o sistema.

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