¿Cuánto peso se debe poner en un martillo perforador de disco? La respuesta cambia con cada metro que se perfora.
Si le preguntas a tres perforadores cuánta presión de alimentación aplicar a un martillo DTH, obtendrás tres respuestas, y las tres podrían ser incorrectas a diferentes profundidades. La presión de alimentación en una plataforma DTH no es un parámetro fijo. Es un valor variable que cambia con el diámetro de la broca, la dureza de la roca y, fundamentalmente, con la cantidad de sarta de perforación que ya está dentro del pozo.
Aquí te explicamos cómo averiguar el número correcto y por qué equivocarse en cualquier dirección destruye brocas y martillos.
La función de la presión de alimentación: simplemente manténgala en su lugar.
Un martillo DTH realiza el trabajo de perforación con el pistón, no con el sistema de alimentación. La presión de alimentación tiene una sola función: mantener la broca en contacto firme con el fondo del pozo para que la energía del pistón se transmita a la roca en lugar de rebotar a través del martillo.
Esto significa que la fuerza de avance debe ser la justa para contrarrestar el rebote del impacto del pistón: la tendencia del martillo a rebotar en el fondo después de cada golpe. Si la fuerza de avance es insuficiente, el martillo rebota. Si es excesiva, se ejerce presión sobre la roca y se cargan componentes que no deberían cargarse. El punto óptimo es estrecho y cambia constantemente.
Regla general: 500 libras por pulgada
Para iniciar un agujero (perforación), el punto de partida estándar de la industria es simple: 500 libras de fuerza de avance por pulgada de diámetro de la broca, o 9 kilogramos por milímetro.
Una broca de 6,5 pulgadas: 500 × 6,5 = 3250 libras. Una broca de 165 mm: 9 × 165 = 1485 kilogramos. Esa es la presión de avance inicial.
Pero aquí está la parte que la mayoría de la gente pasa por alto: eso es unpunto de partidaNo es una configuración. Es el número correcto para el primer metro de profundidad. A medida que el agujero se profundiza, el número cambia.
La corrección que nadie hace: Peso de la sarta de perforación
El manómetro de la plataforma muestra la fuerza de avance que aplica la máquina. Pero la fuerza real sobre la broca en el fondo del pozo es diferente, porque la sarta de perforación tiene peso, y ese peso ejerce presión sobre la broca a través del martillo.
En la superficie, la presión manométrica es igual a la fuerza de la broca, porque la cuerda aún no está colgando. A 50 metros, la cuerda (varillas más martillo) podría pesar una tonelada. A 200 metros, varias toneladas. Ese peso es la gravedad haciendo el trabajo del sistema de alimentación. Si deja el ajuste de alimentación en el valor de collarín,actualLa fuerza de la broca ahora es el valor de collarín.másel peso de la cuerda. Estás sobrealimentando exactamente por el peso de la cuerda.
La corrección es sencilla: reduzca la presión de alimentación a medida que el pozo se profundiza, restando el peso de la sarta de perforación del valor de la columna. Mantenga elfuerza de bitsconstante, no la lectura del manómetro. En la práctica, esto significa que la presión del manómetro debería disminuir a medida que el pozo desciende.
Por qué el exceso de peso es un problema
La tentación siempre es añadir peso para acelerar la penetración. Con un martillo DTH no funciona así. El pistón es el que realiza la rotura, y la energía del pistón está determinada por el diseño del martillo. Una fuerza de alimentación adicional no hace que el pistón golpee con más fuerza. Simplemente:
Reduce la vida útil de la broca.El exceso de avance presiona con más fuerza los insertos de la broca contra la roca durante la fase de rotación, acelerando el desgaste de la hilera de referencia. Los insertos ya están trabajando al máximo; el avance adicional simplemente los desgasta aún más contra la roca abrasiva.
Carga las estrías y el mandril.La broca transmite el par de rotación a través de las estrías. Una mayor fuerza de avance aumenta la fricción en la interfaz broca-roca, lo que incrementa la demanda de par y, por consiguiente, sobrecarga las estrías. El desgaste de las estrías es una de las causas más comunes de la retirada prematura del martillo.
Dobla la cuerda.En roca dura e irregular, el exceso de fuerza de avance flexiona la sarta de perforación. Una sarta flexionada bajo carga de impacto sufre fatiga por flexión. Tanto las varillas como el cuerpo del martillo se ven afectados.
Por qué tener muy poco peso es peor
Si el exceso de avance reduce lentamente la vida útil de la herramienta, un avance insuficiente provoca fallas repentinas y drásticas. Un martillo con avance insuficiente rebota. Cuando la broca se separa del fondo entre golpes:
El agujero vaga.Una broca que rebota no puede seguir una trayectoria recta. El agujero se desvía. En agujeros profundos, una desviación de pocos grados en la parte superior se traduce en metros de desplazamiento lateral en el fondo.
El pistón dispara en vacío.Cuando la broca no está en el fondo, la energía del pistón no tiene adónde ir. Resuena a través del cuerpo del martillo en lugar de la roca. Disparar en vacío es la forma más rápida de destruir los componentes internos de un martillo.
Las estrías se calientan.Una broca que rebota vibra en el portabrocas. La fricción entre el vástago de la broca y las caras estriadas genera temperaturas localizadas extremas. El daño por calor en las estrías es irreversible: una vez que las superficies se ven afectadas por el calor, fallan independientemente de lo que se haga después.
Los insertos se extraen.La vibración y el traqueteo de los martillos al rebotar desplazan los insertos de sus alojamientos. La perforación con avance insuficiente es una de las principales causas de pérdida de insertos: estos no se rompen, simplemente se caen porque la broca nunca giró con la suficiente estabilidad como para mantenerlos en su lugar.
La rutina práctica
Este es el método de trabajo:
Comencemos con la regla general.500 libras por pulgada, o 9 kg por milímetro, en el collarín.
Observa el comportamiento, no el indicador.La presión de avance correcta es aquella en la que el martillo funciona con suavidad, sin rebotes ni vibraciones. Si oye fuertes impactos metálicos, aumente ligeramente la presión de avance. Si el motor de rotación se esfuerza o la penetración se detiene, reduzca la presión.
Ajustar según la profundidad.A medida que la cuerda crece, reste el peso de la cuerda. Mantenga constante la fuerza de la broca, no la lectura del calibre.
Ajustar para roca.La roca blanda requiere menos avance: la broca penetra fácilmente y un exceso de avance obstruye el espacio anular. La roca dura requiere más avance, pero solo hasta el punto en que los insertos dejan de rebotar y comienzan a triturar.
Nunca lo fuerces.Cuando la penetración se detiene, la solución casi nunca es aumentar la alimentación. Verifique el estado de la broca, la presión del aire y el martillo. La presión de alimentación es un parámetro de contacto, no de penetración.
El perforador que entiende la presión de alimentación no es el que simplemente establece un valor y se va. Es el que observa el martillo, escucha el sonido y realiza pequeños ajustes cada pocos metros. El manómetro es una referencia. El martillo es la autoridad.
