Análisis detallado de diferentes tipos de barras de perforación y precauciones clave
Las barras de perforación redondas, las barras de perforación para carbón y las barras de perforación para roca son productos de alta precisión ampliamente utilizados en la minería y la extracción de carbón, por lo que su calidad se somete a un riguroso escrutinio. Durante su fabricación, equilibrar la resistencia y la tenacidad es un desafío técnico común. Al mismo tiempo, a medida que los pozos direccionales y horizontales reemplazan cada vez más parte de la carga de trabajo tradicional de los pozos verticales, los requisitos de rendimiento de las barras de perforación se han vuelto más exigentes. En operaciones reales, es inevitable que se produzcan daños en las barras de perforación.
Las barras de perforación espiral se desarrollan a partir de la capacidad de alto torque de las barras de perforación geológica y se fabrican con hojas de hélice simple o doble mediante bobinado pretensado y procesos de soldadura totalmente automatizados. Los productos con diámetros de 42 mm o inferiores se clasifican generalmente como barras de perforación espiral. Las barras de perforación espiral geológicas con diámetros de hasta 73 mm pueden adaptarse directamente a diversas plataformas de perforación minera subterránea sin modificar los métodos operativos existentes. La plataforma puede sujetar la superficie cilíndrica exterior directamente tanto para la perforación como para el reemplazo de la barra, simplificando y haciendo más eficiente la operación, a la vez que reduce significativamente la intensidad de la mano de obra.
Las barras de perforación espiral geológicas son ideales principalmente para la perforación profunda en formaciones semiduras y duras, y permiten una remoción eficaz de recortes. Las barras de perforación espiral estándar son más adecuadas para la perforación de exploración de agua en vetas de carbón y formaciones cercanas al carbón, ya que ofrecen menor peso, una conexión más sencilla y un transporte más rápido de los recortes. En la práctica, los usuarios deben seguir el principio de seleccionar el grado de acero más bajo posible que cumpla con los requisitos de resistencia. La elección de herramientas de perforación según las condiciones reales del campo puede reducir los costos de adquisición y la probabilidad de accidentes en la construcción.
Según el perfil de la rosca, las conexiones de las varillas de perforación se dividen comúnmente en cuatro tipos: Conexión de Flujo Interno (IF), de Pozo Completo (FH), Regular (REG) y Numerada (NC). Una conexión roscada adecuada debe cumplir tres condiciones fundamentales: dimensiones coincidentes, tipo de rosca idéntico y compatibilidad correcta entre roscas macho y hembra. El principio básico de funcionamiento de una varilla de perforación espiral es el siguiente: la potencia es proporcionada principalmente por el fluido de perforación y el sistema de motor. El fluido de perforación bombeado por la bomba de lodo fluye a través de la sarta de perforación hacia el motor hidráulico de la varilla de perforación espiral. Se genera una diferencia de presión entre la entrada y la salida del motor, impulsando la rotación del rotor. El par y la velocidad se transmiten a la broca a través del eje universal y el eje de transmisión para completar la perforación.
Durante la producción, las materias primas deben someterse primero a una inspección de calidad no destructiva, seguida de la soldadura del cuerpo del tubo de acero y las uniones de la herramienta. Tras la soldadura, se realiza un tratamiento térmico posterior y un acabado final para aliviar la tensión residual en las uniones soldadas. Antes de pintar y embalar las varillas terminadas, se deben realizar múltiples inspecciones, incluyendo pruebas de dureza, pruebas de presión y pruebas no destructivas, para garantizar el cumplimiento de los estándares de calidad. Los tubos de acero para minería y los tubos redondos de acero pasan por varias etapas de mecanizado antes de convertirse en varillas de perforación terminadas. El tubo se engrosa primero para aumentar el espesor de la pared, luego se mecanizan las roscas y se aplica una capa de cobre para mejorar la resistencia y el rendimiento general.
El cuerpo de la varilla suele estar fabricado con tubos de acero de aleación geológica especial, mientras que las juntas de la herramienta están hechas de acero estructural de aleación. Tras el temple y revenido al vacío, la resistencia a la fatiga y al corte se pueden mejorar significativamente. Los avanzados procesos de soldadura por fricción confieren a las varillas helicoidales de perforación una alta resistencia a la flexión y una integridad de soldadura fiable. En uso, al perforar orificios para cables de anclaje en paredes laterales, se descarga carbón o polvo de roca a lo largo de las ranuras helicoidales, lo que reduce o elimina la necesidad de la eliminación de polvo asistida por agua. Durante la excavación de carreteras con pendiente descendente, esto también ayuda a reducir la acumulación de agua en el frente de ataque. En combinación con perforadoras neumáticas de carbón, las varillas de perforación pueden mejorar notablemente la velocidad de excavación y la calidad de la construcción.
Las siguientes precauciones son esenciales durante el uso. No mezcle varillas de perforación con diferentes tipos de rosca bajo ninguna circunstancia. Incluso varillas con el mismo tipo de rosca nominal de diferentes fabricantes no deben mezclarse, ya que las diferencias en las especificaciones técnicas, los métodos de mecanizado, las herramientas y los equipos inevitablemente generan diferencias en la tolerancia y el ajuste de la rosca, lo que genera riesgos para la seguridad. No mezcle varillas con grandes diferencias en la vida útil o el estado de desgaste, ya que esto también puede aumentar el riesgo operativo. Si se detectan daños localizados en la rosca, por ejemplo, de una a dos vueltas de rosca de aproximadamente 10 mm de longitud, repárelos inmediatamente antes de volver a utilizarlos para garantizar un funcionamiento seguro.
