Preguntas de perforación

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Preguntas de perforación.

1) cuando ud trabaja con una perforadora neumática manual =
a) que tipo de perforación ejecuta un jacklet.
Una perforación de rotación y percusión, que no es lo mismo que rotopercucion. Ya que este equipo el movimiento lo realiza de la siguiente forma golpeando retrocediendo y rotando y así sucesivamente, en simple palabra son independientes.
b) Que tipo de acero ocupa para perforar, Jacklet.
Acero integral. Consiste en la integración del adaptador de culata o culatin, barra y herramienta de corte (bit).estos principalmente son de la serie 12 y 17.

1) escriba los nombres de la pieza n°. 37, 40, 44, 36, 30, 25.
Ver dibujo.

2) Factores y parámetros que influyen en la perforación =
Factores dependientes e independientes.
a) Factores dependientes: Factores operacionales (factores de perforabilidad), factores de servicio, geométricos, tipos de explosivos, orden de encendido, paralelismo entre tiros, cantidades d explosivos por toneladas arrancadas y cantidad de tiro por frente.
b) Factores independientes: no se pueden cambiar, regular ni controlar, característica de la roca y experticia de los operadores.

4) variables que influyen en la perforación rotativa =
Variables dependientes: dependen de la habilidad del operador y las variables independientes dependen de las distintas características del terreno.
a) variables independientes tenemos:
Empuje: es la fuerza con que la perforadora penetra la roca.
Rotacion: es cuando la barra gira para no quedar atascada.
Experiencia del operador.
b) Entre las variables dependientes tenemos velocidad de penetración: velocidad con que la perforadora rompe la resistencia de la roca.
Volumen, presión, aire: variable que influye en la calidad de la roca.
Torque: fuerza con que la barra gira.
Características rocosas: depende del tipo de roca el tricono que usare.


5) Característica física de la roca =
· Dureza: resistencia de la roca a la penetración por otro objeto mas duro.
· Resistencia: es la propiedad de la roca de oponerse a su destrucción bajo una carga exterior estática o dinámica. Mientras mas contenido d cuarzo mas resistencia. Resistencia a compresión que tracción
· Elasticidad: la ley de (hooke) elasto frágiles mayoría de los minerales obedece a ley de hooke.
· Plasto frágiles se deforman plásticamente y luego se destruyen
· altamente plásticas: deformación elástica altamente insignificante.
· Plasticidad: deformación que precede a la destrucción de la roca y arcillas humedad
· Abrasividad: capacidad e la roca de desgastar la superficie de contacto de otro cuerpo mas duro en el proceso de rozamiento durante el movimiento
· Textura: estructura de los minerales constituyentes de la roca. Existen diversas clasificaciones de textura, según sus grados de cristalinidad, forma, porosidad etc.
· Estructura: rumbo, manteo, juntas, diaclasas, fallas.


6) Si ud es un supervisor de perforación en una mina rajo y la roca es blanda que usaría =
Usaríamos triconos o trépanos para rocas blandas.
a) que trepano usarla.
Ocuparía botones tipo balines.
b) Y que parámetros usaría
Para terrenos blandos, calizas blandas y material no consolidado, semi compacto. estos botones son alargados y mas separados .
Los dientes son mas cortos que los anteriores para formaciones tales como: aluvio, calizas, areniscas, dolomitas, monzonitas, esquistos, etc.

7) que importancia tiene la perforación en el desarrollo económico de un país =
La perforación en el desarrollo del país juega un papel muy importante para poder iniciar la exploración donde se harán recuperaciones de testigo mediante perforaciones y estas perforaciones darán el pie para la explotación de un yacimiento. dado que para realizar una extracción se necesita previamente una perforación.

8) En la minería del año 50, como preparaban sus aceros =
En una barra normal lo que se producía era aplicándole calor en un punto determinado ala barra, donde ala barra la comprimían formando una especie de ondulación, este método conlleva a la ruptura donde se formaba la ondulación y reducía la vida útil de la barra integral dado que al realizar esta formación sin ningún tratamiento termino le producía un punto débil a la barra siempre en el mismo punto.

9) Que es la rotación rotoabrasiva =
Esta rotación consiste en una rotación a altas velocidades (800-1000RPM) es un sistema de perforación rotativa mas el empuje provocando el corte .
a) que tipo de maquina y aceros de perforación se utilizan
Las maquinas son equipos denominados sondas, la particularidad que tiene un cabezal de rotación a altas velocidades y herramientas que reciben el nombre de coronas las cuales pueden estar con insertos de tungsteno o bien estar impregnadas con diamantes.
b) en que campo se utiliza.
Se utiliza en la prospección de yacimientos de minerales, con el objetivo de obtener testigo de roca.


9) de que depende la velocidad de penetración en una perforadora rotatoria =
Tipo de roca esto conlleva al tipo de herramienta y el tipo de herramienta con lleva alas rpm y ala fuerza de empuje.

10) Que tipo de tricono conoce con respecto a su herramienta de corte y cuales son su velocidad recomendada para cada tipo =
La velocidad de rotación recomendada para los diferentes tipos de trepanos depende de sus elementos cortantes y de la dureza de la roca según sea el caso fluctúa entre los rangos:
a) con dientes o botones tipo balines para perforar terrenos blandos a medios con una velocidad de rotación entre 60 -120 rpm.
b) con botones medianos y más cortos utilizados en la perforación de rocas semi -duras y duras, con una velocidad de rotación que varía entre 50-150 rpm.

11) En que se basa la teoría de perforación =
Consiste en aplicar una fuerza en un área relativamente pequeña con el fin de romper la resistencia de la superficie de la roca aprovechando el comportamiento ala deformación elástico frágil que ellos presentan.

12) Que entiende ud por perforación percusiva, explique además los distintos pasos y observó drilling research en este tipo de perforación =
La perforación percusiva consiste en golpear la roca con una herramienta la cual tiene un bit en un extremo y cada golpe que da ejerce una fuerza constante sobre la superficie de la roca formando un cráter para luego penetrar y lograr de esta manera la perforación deseada.
Driling research: utilizando una cámara de alta velocidad y medidores de tension muy cercanos al filo del bite esto logra la sgte observación:
a) deformación elástica de la roca con trituración de las irregularidades
b) formación de grietas principales, esta se generan a través del filo del bit debido a la presión que ejerce el BIT, se producen tensones tangenciales.
c) propagación de grietas secundarias o formación de astillas.
d) la secuencia se repite una y otra vez hasta que se disipa toda la energía del impacto.
e) desplazamiento del detritus con formación del cráter, expulsados tanto por el rebote del BIT y por la acción del flujo barredor.

13) En que se diferencia la perforación rotativa de la rotación rotopercusiva =
La perforación rotativa se trabaja el empuje mas la rotación y en la roto percusión además de la rotación y el empuje se agrega percusión que se realiza al mismo tiempo que la percusión

14) las barras de perforación son distintas a los tipos de rosca, cuantos tipos de rosca conoces y en que condiciones debe existir para utilizarlas de un ejemplo =
La función de la rosca es unir el culatin, barras en algunos casos el BIT, es esencial un apriete eficaz de la rocas durante la perforación de modo que lo diferentes componentes del tren de varillaje se mantengan en contacto y permitan una transmisión directa de la energía .no obstante el apriete no debe ser excesivo ya que al añadir o retirar las barras las juntas deben aflojar con facilidad.
Los tipos de roscas mas comunes son: rosca R o tipo cordel, rosca T, rosca C y rosca GD. las condiciones para utilizarlas es cuando la perforación es mayor al largo de la barra eso implica agregar mas barras por medio de coplas o en el caso de las barras roscadas que se utiliza para perforar barrenos largos.

15) nombre los tipos de triconos que existen =
a) botones tipo balines para terrenos blandos, calizas blandas y material no consolidado. Estos botones son alargados y mas separados. Estos se encuentran mas separados que los triconos utilizados para roca media.60-120rpm.
b) triconos para roca media: utilizan botones más redondeados de dureza media, estos botones están más juntos que para el caso de roca blanda. Los cojinetes tienen un descentramiento medio, la velocidad recomendada es de 50-150 rpm.
c) triconos de roca dura: utilizan botones redondeados más pequeños que los triconos anteriores.
d) triconos mucho más duro que los triconos anteriores están dispuestos a menos espacio entre uno y otro. Los cojinetes casi no tienen descentramiento debido a que la roca es dura. la velocidad recomendada es de 50-150rpm.

16) Que importancia tiene el barrido y en que rango influye sus velocidades =
El barrido de los barrenos se realiza con un fluido aire, agua, espuma.que se inyecta a presión hacia el fondo a través de un orificio central del varillaje y de unas aberturas practicadas en el BIT de perforación, las partículas se evacuan por el hueco anular comprendido entre el varillaje y la pared de los barrenos. El caudal de aire para barrer os detritus deben ser el suficiente para extraerlo ala superficie y la cantidad dependerá de la velocidad de la roca, de la presión de aire y de la profundidad del pozo, según los expertos la velocidad de los detritus para que exista un buen barrido debe oscilar en un rango entre 5000-7000pie/minutos. Para cutting seco. y para húmedo entre 7000-9000pie/min. La presión de aire necesaria para obtener el barrido fluctúa entre 50-80psi.la presión del agua debe estar regulada y no debe sobrepasar la presión de trabajo de la perforadora, -10 lb/pul2.

17) ¿que pasa si la velocidad anular es menor de 5000-7000 psi? =
Esto genera un desgaste excesivo en las herramientas o en la sarta de perforación y el síntoma mas común es la formación de la punta de lápiz (se realiza un desgaste en las barras del hilo hembra y los adaptadores de barra a trepano).también se produce un desgaste tanto en triconos y martillos.al tener baja velocidad de salida de cutting esto produce atascamiento de la sarta de barras.






18) Nombre las partes exteriores de un jackleg =
· Manguera de alta presión de aire comprimido.
· Manguera de flujo barredor (agua)
· Pato lubricador
· Pata neumática
· Manguera distribuidora en forma y
· Barrena
· Conducto de fluido barredor (agua)
· Conducto de flujo de aire comprimido.

19) Por que es importante la perforación en el mundo =
La perforación se sigue utilizando en el mundo moderno, el empleo de ella impacta el desarrollo económico de un País, se utiliza preferentemente en la explotación de las minas metálicas y no metálicas (subterráneas y a cielo abierto), existentes en el mundo, como también en la construcción de proyectos tales como : Construcción de caminos, grandes carreteras vías de ferrocarriles(por superficies y subterráneos), represas hidroeléctricas, canales para regadío, canales para la navegación, en la excavación de fundaciones de grandes edificios, en la exploración petrolera y minera en la captación de aguas subterráneas en la construcción de muelles, etc.

20) Factores que afectan la relación Trituración Astillamiento =
Angulo del filo del trépano, Fairhurst y Labacanne establecieron que mientras mayor es el ángulo Beta, mayor es el tamaño de la cuña de roca triturada, menor los esfuerzos de compresión entre la roca pulverizada y roca sólida, f, y mayor la inclinación de los esfuerzos de compresión del bit, aplicados directamente sobre la roca insitu, g , dando como resultante, h, más cercano a la vertical. presente que mientras mayores el tamaño de los detritus, menor es el consumo de energía por unidad de volumen d roca desprendida. La experiencia ha permitido establecer que el óptimo de Beta, varía entre 55 y 60°, debido a que estas condiciones se alcanza un adecuado equilibrio entre su velocidad de perforación, su rapidez de desgaste y esfuerzo mínimo requerido para vencer la resistencia de la roca que se expone en los otros siguientes parámetros:

21) Magnitud de las presiones en el fondo de la perforación =

El tamaño del cráter disminuye sensiblemente, debido a que si bien las astillas se siguen produciendo en la forma descrita anteriormente por la Drilling Research, la alta fricción, f, originada entre la superficie de contacto astillas- astillas o / y astillas - roca insitu, producto de la alta presión en el fondo, impiden sus desplazamientos. En otras palabras se podría decir que, la falla de la roca se ha producido en forma seudo plástica, constituyendo el cráter plástico, en oposición al cráter frágil que se forma cuando no existen estas condiciones externas.


22) Esfuerzo Mínimo =


Es la mínima energía requerida para superar la resistencia a la perforación de la roca, en caso contrario, el bit se limitará a rebotar, produciendo solamente ruido y vibraciones. Su magnitud depende directamente del tamaño de la superficie de contacto roca- bit y por lo tanto mientras mayor es el ángulo Beta mayor será el esfuerzo requerido. Esta superficie de contacto, resulta muy grande en los triconos, debido a su gran número de dientes, es por esto que estas brocas requieren que se le aplique una gran fuerza de empuje, y un fuerte torque.

23) Indexing =
Se define como la distancia entre el punto de impacto del bit y el cráter más cercano, hacia el cual se produce la fractura del astillamiento. Si esta última no se produce, no hay distancia indexing.


24) Tratamiento térmico de los aceros =

Con el tratamiento térmico, los aceros cambian su estructura molecular, para ello, es necesario calentarlo a una temperatura adecuada dependiendo el objetivo deseado, se pone en contacto con elementos que pueden endurecerlos o ablandarlos
Endureciendo la superficie de desgaste se puede minimizar éste, mediante el mismo procedimiento también se puede mejorar la resistencia a la fatiga. No obstante si la superficie es demasiado dura, se volverá frágil y se reducirá su resistencia a la fatiga.
El rendimiento óptimo se obtiene con un acero que tenga un núcleo tenaz (que confiera una alta resistencia a la fractura por fragilidad) y una superficie más dura. Esta combinación proporciona una elevada resistencia tanto al desgaste como a la fatiga, y se puede lograr de dos formas.

24) Contenido de Carbono =
El acero con alto contenido de carbono se usa para las barrenas integrales: la temperatura durante el laminado en caliente se ajusta para imprimir al acero la dureza adecuada.



25)
Los culatines =
Reciben un tratamiento térmico por separado que les permite resistir los impactos del pistón.
El acero con bajo contenido de carbono se usa para las barras de extensión, culatines, coplas y bit. Después del mecanizado, se confiere una superficie resistente al desgaste mediante los procesos de endurecimiento a alta frecuencia, en el cual la superficie se calienta hasta aproximadamente 900 ºC y después se sumerge inmediatamente en agua. Esto produce una superficie dura e introduce una resistencia a la compresión en la capa exterior del acero, que aumenta la resistencia a la fatiga. El método de endurecimiento superficial se aplica el las roscas, culatines y ciertos tipos de bit o por carburización gaseosa; o mediante la carburización, en el cual la dureza del acero depende de su contenido de carbono. Mediante la carburización, que se realiza en un horno con gas rico en carbono a una temperatura de aproximadamente 925 ºC, se aumenta el contenido de carbono superficial. En el proceso de endurecimiento posterior, se confiere un elevado grado de dureza a la capa exterior del acero y se introduce la resistencia ala compresión. El objetivo principal de la resistencia ala compresión es el de aumentar la resistencia ala fatiga del acero, mientras que la dureza hace que mejore su resistencia al desgaste. Se obtiene una zona externa carburizada, tanto en la superficie exterior de la barra como en el orificio de barrido. La carburización se aplica a las barras roscadas, culatines, coplas y en ciertos bit..
También se emplea la aplicación de un chorro de perdigones de acero para aumentar la resistencia a la fatiga. Bombardeando la superficie con pequeñas bolas de acero se incrementa la resistencia a la compresión en la capa superficial. Éste método también se aplica a los productos que no han sido carburizados ni endurecidos por alta frecuencia .

Para la protección contra la corrosión se fosfatiza primero la superficie externa de la barra como el orificio de barrido, y después se aplica una capa protectora de cera. Es esencial una protección eficaz, ya que el menor ataque de corrosión crea una rotura por fatiga. Como formas alternativas de protección se puede emplear grasa o pintura.



26) Carburo Cementado =

El carburo cementado que se emplea en la perforación de roscas se compone de una mezcla sinterizada de carburo de tungsteno y cobalto. El carburo de tungsteno confiere a los botones o plaquitas la dureza y resistencia al desgaste, mientras que el cobalto imprime la tenacidad.
El carburo cementado se produce mediante un proceso de polvo metalúrgico. Los ingredientes, en forma de polvo, se compactan hasta adquirir la forma correcta, a alta presión. A continuación se sinteriza a alta temperatura, mediante lo cual los granos de polvo se amalgaman y el botón o plaquita se contrae hasta su tamaño final.
El carburo cementado posee las siguientes propiedades:

Alta resistencia al desgaste, una dureza de 1100-1500 Hv (esto es aproximadamente 9 en la escala de Mohs).

Una resistencia a la compresión más alta que el acero.

Alta densidad 14500 Kg/m3.

Una conductividad térmica más elevada que el acero.
Y un coeficiente de expansión térmica más bajo que el acero (aproximadamente 50%).


El acero y el carburo cementado se pueden unir el uno al otro de formas distintas.

27) Soldadura =
Las plaquitas se sueldan en una ranura fresada en el acero . Como material de soldar se utiliza normalmente la plata o una aleación con base de bronce. El agente de soldadura debe de adherirse bien tanto al carburo cementado como al acero. El material también debe ser suficientemente elástico para compensar la diferencia de expansión térmica entre el acero y el carburo cementado, así como poseer una alta resistencia a la fatiga. Es importante que la junta de soldadura tenga un cierto grosor, por cuyo motivo las plaquitas de carburo cementado se miden con una precisión de centésimas de milímetros antes de ser soldadas.

28) Encaje por contracción =
Los botones se fijan por contracción o presión en frío. Cuando se fijan por contracción, se taladran unos orificios en el cuerpo del bit, la cual se calienta y se colocan los botones en su posición mientras aún están en caliente. Cuando el acero se enfría, los orificios se contaren, fijando los botones firmemente. Las tolerancias entre los botones de carburo cementado y el cuerpo del bit son muy importantes. Todos los orificios donde irán alojados los botones se miden uno por uno, con una precisión de tan sólo unas milésimas de milímetro: los botones se rectifican hasta obtener su redondez exacta y a continuación se miden con el mismo grado de precisión.




Una presión de avance demasiado baja producira los siguientes
efectos:
a)Escasa transmisión de energia
b)Menor velocidad de penetración
c)Aumento de la temperatura en los acoples, rotura de barras




Cuantos tipos de rosca conoce, y que condiciones debe haber para su uso?
Rosca T:
Con respecto a la rosca R, la rosca t tiene un mayor paso y un menor ángulo entre flancos, lo cual confiere unas mejores características de aflojado, resultando así adecuada para la mayoría de las condiciones de perforación. La rosca T se fabrica en tamaños 38, 45 y 51 mm. y tienen un mayor volumen de desgaste que la rosca R.
4.3. Rosca C:
Tienen un paso menor que la rosca T, pero el mismo ángulo entre flancos. Esto hace que tenga unas mejores características de apriete durante la perforación y, al mismo tiempo, que sea fácil de aflojar. La rosca S está disponible solamente en tamaño de 51 mm.
4.4. Rosca GD
La rosca GD (High Leed) tiene un perfil asimétrico(llamado diente de sierra) con características de desacoplamiento entre aquellas de las roscas R y T. Se usa en dimensiones de 32 a 57 mm.



Describa en forma general la perforadora neumática interna y externamente

Las perforadoras manuales externamente constan de tres partes: la culata o cabezal, el cuerpo o cilindro y la trompa de la máquina donde se introduce el culatín de la barra, justo en el porta brocas. Estas tres partes están unidas firmemente con dos pernos tensores.

Mecanismo de percusión. =Su función es convertir la energía neumática en hidráulica y para ello, necesita un conjunto de piezas móviles y fijas, complementados con algunas perforaciones milimétricas ubicados estratégicamente en el interior de estas piezas.
Cilindro.- Consiste en un tubo sellado en ambos extremos, cuyas tapas reciben el nombre de culatas. En sus paredes laterales existen perforaciones para conducir el aire comprimido con aceite pulverizado a las diferentes cámaras. La cámara inferior está diseñada para retener una cantidad de aire residual con dos objetivos, uno de impedir que el pistón golpee a la culata inferior y el otro objetivo es darle al pistón un impulso adicional para que se desplace hacia la culata superior.


Pistón.- Es una pieza cilíndrica con dos diámetros, el diámetro mayor es la cabeza del pistón y el menor corresponde a su vástago, que generalmente tiene nervaduras helicoidales en su largo, con el objeto de transmitir el movimiento de rotación del sistema al portabroca que hace girar la barra, y además golpear la cabeza de la barra

Válvulas principales o de distribución.- Tienen como objetivo de permitir el paso del aire comprimido de una cámara a otra con el propósito de hacer recorrer el pistón a través del cilindro, para que este actúe al igual que un mazo golpeando la cabeza de la barra de perforación para transmitir toda la energía mecánica.

Mecanismo de rotación.- Son dispositivos que proporcionan el movimiento rotatorio al sistema de barras.
Existe un mecanismo de rotación por rueda de trinquete y otro de rotación por barra estriada.
En máquinas grandes montadas en carros, generalmente su sistema de rotación es independiente a la percusión de la perforadora, se utilizan motores de rotación.



Que función desempeña la pata neumática?

Empujadores o patas neumáticas.
Es fundamental el trabajo de los empujadores, ya que ellos cumplen funciones de ayuda a una mejor operación durante la perforación:
- Facilita el trabajo del perforista, porque ayuda a mantener la posición de trabajo de la perforadora.
- Empuja la máquina con la ayuda del perforista para que el bit tenga buen contacto con la roca, para transmitir toda la energía que genera la máquina y así penetrar la roca.
- Ayuda a evitar que la perforadora tienda a retroceder cuando el pistón impacta.
El empujador debe estar dimensionado a la máquina a utilizar. Si el tamaño es menor, es probable que no exista un buen contacto entre bit y roca, produciendo un rápido deterioro de los aceros de perforación y también una penetración deficiente.
Si usamos un empujador de mayor envergadura tendríamos empujes muy altos que perjudican la perforación

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