Presión de descenso del martillo DTH: El número en el manómetro de la plataforma te está mintiendo.
Tres varillas dentro, el martillo comenzó a sonar mal. No el sonido agudo y rítmico.más-más-másEl sonido de un pistón aterrizando sobre una broca apretada contra la roca era más bien un golpe sordo, como el de una puerta con la bisagra floja. El perforador revisó el manómetro de avance. La presión estaba donde debía estar, así que la aumentó un poco. El ruido empeoró.
Dos horas después, tiraron de la cuerda. La broca tenía cuatro botones de carburo que se habían desprendido completamente de la superficie, y las estrías estaban azules por el calor.
Esa tripulación había seguido todas las instrucciones al pie de la letra. Pero las instrucciones estaban equivocadas.
Llevo años trabajando con martillos perforadores de disco duro y sé que este es el error más común en el campo, y consume brocas, varillas y horas de trabajo más rápido que casi cualquier otra cosa. Así que aquí les cuento lo que nadie les dijo sobre la presión descendente, y lo que me hubiera gustado que me dijeran antes de aprenderlo con un presupuesto de contratista.
Lo que realmente te está diciendo el indicador
Esto es algo que la mayoría de la gente entiende al revés.El valor de presión que aparece en la plataforma no indica la presión que siente el martillo en el fondo del pozo.Te indica la fuerza que ejerce el aparejo en la parte superior. Son dos números diferentes, y la diferencia aumenta con cada varilla que añades.
El martillo debe mantenerse presionado contra la roca para que el pistón impacte contra una broca que no rebote. Esta presión proviene de dos fuentes: la presión de alimentación de la plataforma y el peso muerto de la sarta de perforación que cuelga debajo. Cuando se alcanzan cuatro o cinco barras de profundidad, el peso de la sarta realiza gran parte del trabajo. Si se ajusta la presión de alimentación con el manómetro sin tener en cuenta el peso de la sarta, se está actuando a ciegas, y cuanto más profundo se perfora, peor es la precisión.
Una forma aproximada de ser honesto: empezar por ahí500 libras por pulgada de diámetro de broca(aproximadamente 9 kg por mm), y a medida que profundice, reste el peso de la varilla a la presión de apertura para que la carga real del martillo se mantenga prácticamente constante. Es un punto de partida, no una regla. Las condiciones del terreno cambian, y la presión también debería cambiar.
Por qué el diseño del martillo es importante antes de perforar cualquier agujero.
Parte de conseguir la presión adecuada consiste en elegir un martillo que se comporte de forma predecible, y eso se reduce a algunas cosas que puedes comprobar antes de colocar el primer collarín:
Masa del pistón.El peso de un pistón debe estar cerca del peso de la broca, una relación de masas en laRango de 0,8 a 1,1Es el punto óptimo. Si el pistón es demasiado pesado en relación con la broca, la potencia total del martillo disminuye. Si es demasiado ligero, el pistón rebota contra la broca, desperdiciando energía y reduciendo la eficacia del golpeo desde el fondo del pozo.
Construcción sencilla.En condiciones de perforación idénticas, un martillo más sencillo falla con menos frecuencia. Los pistones son de acero carburizado y endurecido, y cada corte complejo en su superficie crea una concentración de tensiones que reduce su vida útil. Un mecanizado sofisticado es un buen producto para un folleto publicitario; no garantiza un pistón más duradero.
Energía de impacto versus frecuencia.Este es el dilema con el que realmente te enfrentas. Un pistón más pesado con una carrera más larga proporciona más energía por golpe, lo cual es esencial en roca dura que requiere una energía de fractura considerable para romperse. Un pistón más ligero ofrece un ciclo más rápido, más golpes por minuto, pero cada uno tiene menos impacto. Dado que la potencia del martillo es aproximadamente igual a la energía de impacto multiplicada por la frecuencia, no hay atajos: eliges un martillo que se adapte al terreno, y el terreno determina el equilibrio. Siempre que superes el umbral de energía crítico de la roca, la frecuencia es lo que te permite obtener mejores resultados.
Las dos maneras en que aún puedes equivocarte
Digamos que tienes el martillo adecuado para la roca y una presión inicial razonable. Aún puedes golpearlo en cualquier dirección, y ambas son costosas.
Demasiada presión.Aquí está lo que sorprende a la gente: aumentar aún más la presión de alimentación.no aumenta la tasa de penetración.A la roca no le importa la fuerza con la que empuja la perforadora. Solo le importa la energía que le entrega el pistón. El peso adicional, más allá del punto de impacto efectivo, simplemente golpea la broca con más fuerza contra la roca y desgasta el carburo, lo que reduce la vida útil de la broca, acelera el desgaste de los botones y aumenta el costo por metro. Nadie que haya pagado por un juego de botones dos veces en una misma temporada necesita que se le explique esto dos veces.
Muy poca presión.El fallo menos evidente, y en cierto modo el más desagradable. Cuando el martillo no se sujeta firmemente contra la roca, comienza a rebotar y deslizarse:
La broca resbala durante el ciclo de soplado y los agujeros no salen verticales.
Una broca deslizante permite que los botones de carburo se salgan de la superficie, el clásico problema que arruina el trabajo y provoca que el pistón golpee el aire o que el martillo se detenga por completo.
Las brocas de vástago recto comienzan a desviarse, la sarta de perforación se desvía lateralmente y las estrías del portabrocas y el vástago de la broca se calientan. Una vez que se produce ese daño por calor, la falla no es cuestión de si ocurrirá, sino de cuándo.
Se acumula tensión residual en los componentes del martillo, y se produce una vibración que se puede sentir a través de la plataforma, pero que no se puede eliminar con ninguna cantidad de avance.
En cualquier caso, la cuerda sale dañada del agujero y la medición retrocede.
¿Qué hacer realmente al respecto?
Nada de esto es glamuroso, pero funciona:
Conoce el grosor de tus cuerdas. No apliques la presión basándote únicamente en el calibre.
Empiece con 500 libras por pulgada de diámetro de broca y ajuste a partir de ahí: disminuya a medida que profundice, aumente solo si la broca no se acopla visiblemente.
Adapta el martillo al terreno: energía de fractura para roca dura, frecuencia para formaciones más blandas.
Confía en el sonido y la velocidad, no en el indicador. Un martillo apoyado contra la roca suena diferente a un martillo rebotando contra ella, y tus oídos sobre una formación estable son más fiables que la mayoría de los medidores.
Esta es una de esas verdades que se aplican independientemente de la marca del martillo que uses: un 360 al estilo Xuanhua, un modelo importado con válvulas o nuestra propia línea DTH en Gaea Rock. La física no cambia con la marca.
Si estás montando un equipo de perforación DTH y quieres que te asesoremos sobre cómo elegir la broca y el martillo adecuados para el tamaño del agujero y el tipo de roca, en Gaea Rock nos dedicamos a ello a diario. Dinos el diámetro, la formación geológica y la profundidad a la que vas a perforar; te ayudaremos a elegir la combinación perfecta que no te cueste una eternidad reparar.
