Presentacion Ams-rotacan II
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Presentado por: JORGE PLACENCIA
Servicio Técnico y ventas
AMERICA SUR INTERNACIONAL
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El peso sobre el tricono
� El peso optimo sobre el tricono es determinado por laformación geológica (particularmente la resistencia acompresión), diámetro del pozo, diseño y tamaño de losrodamientos de el tricono, el diseño de la estructura decorte del tricono, las RPM.
� Las resistencias de comprensión de la roca varían desde7 Mega Pascal hasta 414 Mega Pascal.
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Los fabricantes recomiendan márgenes amplios de pesosobre el tricono, dependiendo de su tamaño y laperforabilidad estimada de la roca, para la cual el
tricono fue diseñado.
Estos pesos recomendados se extienden desde 1.000libras por pulgada del diámetro en un tricono pequeño
en roca blanda, hasta 8.000 libras por pulgada deldiámetro de tricono, para un tricono grande en rocadura.
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Velocidad de Rotación
� La velocidad de rotación optima se determina considerando la formacióngeológica de la roca, el diámetro del pozo, diseño y tamaño de losrodamientos del tricono, el diseño de la estructura cortante del tricono yel peso la misma.
� Los fabricantes de triconos recomiendan velocidades de rotación dehasta 200 revoluciones por minutos para un tricono pequeño en rocablanda, hasta 40 revoluciones por minuto para un tricono grande en rocadura.
�
Los pesos aplicados sobre los triconos y las velocidades de rotaciónrecomendadas por fabricantes, representan no más que una guía osugerencia. ya que en la practica, los operadores y fabricantes de equipocon su experiencia adquirida durante perforaciones de rocas y conequipos similares, pueden determinar pesos y velocidades de rotaciónadecuados para comenzar un nuevo programa de perforación.
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Aire refrigerante y para el barrido de detritus
� Se usa aire comprimido soplado hacia abajo a través del centrode la barra de para enfriar los rodamientos del tricono y parabarrer el detritus desde el fondo del pozo hacia la superficie. El
volumen del flujo de aire esta determinado por la seccióntransversal del área anular formada entre el diámetro exteriorde la barra y la pared del pozo.
� La velocidad con la cual sube el aire hacia la superficie se
denomina Velocidad de Barrido cuyos valores óptimos estánentre los 5.000 pie/min y 9.000 pie/min.
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Cálculo Velocidad de Barrido
Vel. Barrido = 183.3 X CFM (a) (Pie)
(DT)2 (DB)2 (Min)
Donde:
CFM (a) : Caudal compresor (ajustado por altura) en Pie3 x Min
DT : Diámetro Tricono (pulg.)
DB : Diámetro Barra (pulg.)
Vel. Optimas están entre 5.000 y 9.000 (Pie/Min)
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�� SIN DUDA LA PRIMERA CONSIDERACIÓN EN ELDISEÑO DE UNA BROCA,SIN DUDA LA PRIMERA CONSIDERACIÓN EN ELDISEÑO DE UNA BROCA,ES EL ESPACIO FÍSICO O CONFINAMIENTO DETERMINADO POR ELES EL ESPACIO FÍSICO O CONFINAMIENTO DETERMINADO POR ELDIAMETRO DESEADO DE PERFORACIÓNDIAMETRO DESEADO DE PERFORACIÓN
�� CUALQUIER CAMBIO EN EL TAMAÑO DE UN COMPONENTE,CUALQUIER CAMBIO EN EL TAMAÑO DE UN COMPONENTE,NECESARIAMENTE RESULTA EN LA NECESARIAMENTE RESULTA EN LA VARIACIÓN DE OTROVARIACIÓN DE OTRO
�� OTROSASPECTOS SON LA EXCENTRICIDAD Y ESPESOR DE LOS CONOS,OTROSASPECTOS SON LA EXCENTRICIDAD Y ESPESOR DE LOS CONOS,ÁNGULO DE LOS EJES, RODAMIENTOS Y ESTRUCTURAS DE CORTEÁNGULO DE LOS EJES, RODAMIENTOS Y ESTRUCTURAS DE CORTE
�� LA EXCENTRICIDAD ES EL DESPLAZAMIENTO DE LOS CONOSLA EXCENTRICIDAD ES EL DESPLAZAMIENTO DE LOS CONOS
�� EL ÁNGULO DEL CONO ESTA FORMADO ENTRE EL EJE DE UNA PATA Y ELEL ÁNGULO DEL CONO ESTA FORMADO ENTRE EL EJE DE UNA PATA Y ELEJE DEL CONOEJE DEL CONO
�� LA LONGITUD DE LAS ESTRUCTURAS DE CORTE SE DETERMINA POR LA LA LONGITUD DE LAS ESTRUCTURAS DE CORTE SE DETERMINA POR LA SOBRESALIENTE DEL INSERTO EN LA SUPERFICIE DEL CONOSOBRESALIENTE DEL INSERTO EN LA SUPERFICIE DEL CONO
�� EL ESPESOR DE LOS CONOS TIENE DIRECTA RELACIÓN CON EL TAMAÑOEL ESPESOR DE LOS CONOS TIENE DIRECTA RELACIÓN CON EL TAMAÑODE LOS RODAMIENTO Y CON LA PROFUNDIDAD DE LAS PERFORACIONESDE LOS RODAMIENTO Y CON LA PROFUNDIDAD DE LAS PERFORACIONESQUE SUSTENTA A LOS INSERTOSQUE SUSTENTA A LOS INSERTOS
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Elementos del Tricono
� Con la excepción de las diferencias de la
estructura cortante, los elementos detriconos de dientes de acero y de insertos decarburo de tungsteno son los mismos. Los
elementos de tricono de conos rotatorios deinsertos de carburo de tungsteno, semuestran en la Figura N° 1
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Figura Nº 1
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Triconos para
formaciones blandas
Los triconos para formacionesblandas tienen rodamientospequeños compatibles condientes largos y el bajo
Pulldown aplicado, paraperforar formaciones blandasy fracturadas.
La distancia entre dientes esconsiderable. Los conos tiene
gran desviación, lo queresulta en un efecto deraspado considerable.
AP5
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Triconos para
formaciones medianas
Los triconos para formacionesmedianas tienen rodamientos detamaño mediano, compatibles con lalongitud mediana de los dientes y el
moderado Pulldown aplicado paraperforar formaciones medianas.
Tanto la longitud de los dientes con losmismos factores que para un triconode formaciones blandas. La estructurade corte está moderadamentereforzada y la carga lateral sobre losdientes se reduce disminuyendo eldesplazamiento del cono.
AP6
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Triconos para
formaciones duras
� Los triconos para formaciones durastiene rodamientos grandes,compatibles con dientes cortos yfuertes y el alto Pulldown necesario
para perforar formaciones duras.
Las distancias entre dientes espequeña, los conos tienen undesplazamiento mínimo paraincrementar la carga de trituración enla roca y reducir la carga lateral en losdientes. Algunos fabricantes tienen
normas para la configuración de locojines dentro de cada grupo dediámetros.
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Diseño de triconos de insertos de carburo de tungsteno
� Los triconos de conos rotativos para minería, con
rodamientos abiertos que usan aire para suenfriamiento y para el barrido de los recortes, tienenconsideraciones de diseño básicas e independientes deltipo de roca para el cual el tricono fue diseñado. Las
consideraciones también se aplican a triconos dedientes de acero.
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1. Los puntos de contacto entre los insertos, los tresconos y la roca perforada, deben formar unaplantilla simétricamente distribuida sobre elfondo del pozo para tronadura.
2. La presión sobre la roca debe estar soportadaigualmente por los tres conos.
3. El aire para el enfriamiento debe fluir librementea través de las superficies de los rodamientos, sinreducir la habilidad de la carga de empuje deestas superficies.
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4. Se debe proveer espacio para evacuar losdetritus de roca y el flujo de aire entre lapared del pozo y los faldones del tricono a
través del espacio anular del pozo.
5. El tricono debe ser apto para resistir cargas
estructurales severas y condicionesambientales extremas.
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Carburo de Tungsteno
Las primeras herramientas para minería con carburo detungsteno fueron fabricadas por Widia de Alemaniadurante los años 30. En 1940 aparecieron bits depercusión con insertos de carburo de tungstenosoldados con bronce. En 1951 aparecieron las primerasbrocas triconicas fabricadas con insertos de carburo detungsteno, introducidos a presión en los conos.
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Proceso de Fabricación
El Carburo o frecuentemente llamado carburo de tungsteno (esuna combinación, símbolo químico WC, formado con tungsteno
W y carbono C) dentro de un material aglomerante de cobalto(símbolo químico CO). El proceso de fabricación requiere:
1. Carburizacion del tungsteno a 1.500 ºC (2.732 ºF ), para formarcarburo de tungsteno.
2. Mezclar carburo de tungsteno en forma de polvo con cobalto.
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Propiedades Físicas
� El carburo de tungsteno cementado tiene la mas alta resistencia a lacompresión de cualquier metal sintético comercialmente disponible.
� El mismo mantiene su alto nivel de resistencia, dureza y rigidez deuna amplia gama de temperaturas. Debido a su resistencia a laabrasión combinada con su resistencia al impacto, no hay nada igualpara ser empleado como herramientas cortante para la perforación ytrituración de roca. Las propiedades del carburo de tungsteno masimportantes para la minería son resistencia a la abrasión y alimpacto.
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API
American Petroleum Institute. Especificaciones de Equipo de
Perforación Rotativa
� Las especificaciones del American PetroleumInstitute, API, son normas para equipos deperforación petrolífera utilizadas
mundialmente. Algunas de estas normas, porsu utilidad, fueron adaptadas para laindustria minera
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12
1
/4 AP7
� CUTTING STRUCTURE DATA� IADC Code 742
�
Gage Rows 53 Flat Inserts with Projection� Heel Rows 53 Conical Inserts, .75 Diameter, .354 Projection
� Inner Rows 119 Conical Inserts, .75 Diameter, .354 Projection
�
� BEARING DATA� Type Open Roller-Ball-Roller
� Pin Angle 36 Degrees
� Offset 0.5mm (.020)
� FEATURES� Circulation Direct Air Circulation with Three Jet Nozzles of Optional Size
�
Leg Protection Combination of Wear Resistant Hardfacing and Extra Inserts� TECHNICAL DATA� Pin Connection 6 5/8 API Regular
� Make up Torque 28,000 to 33,000 ft-lbs
� Weight on Bit 36,000 to 90,000 lbs.
� Rotary Speed 50-90 RPM
� Bit Weight 220 lbs.
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América sur
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Diseño de nuevos Triconos
Mejora de rendimientosbasado en análisis ingenieril de
triconos dados de baja.
Ingeniería de Aplicación
Modificaciones de diseño paracumplir con condiciones
especiales de terreno.
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Análisis de triconos dados de
baja
Examen metalúrgicodetallado de patas, faldones,
conos, etc.
Análiss del carburo de
tungsteno
Recomendaciones de
rediseño para mejoramiento
de rendimientos
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Pautas para la Selección del Nozzle adecuado
Manometro en cabina debe indicar una
caida de presión minima de 45 psi a traves
de la Broca
Permitir el incremento de la presión del
tricono al emplear inyección de agua
Permitir el incremento de la presión altricono en presencia de aguas surgientes
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Sugerencias para una mayor vida útil de la broca
No descansar la broca en el
fondo del pozo por un
periodo largo de tiempo.
En caso de una corta
detención en la perforación,
soplar el pozo antes de
reiniciar la perforación.
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Inspeccione la broca
periodicamente. Temperaturas no
uniformes usualmente
indican que se taparon
las pasadas de aire a losrodamientos.
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Seleccione un nozzle
que permita una presiónen la broca de 45-55 psi.
Esto resulta en un óptimo
rendimiento de los
rodamientos.
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Asegúrese de que los conos de labroca rotan libremente y corte la
inyección de agua 1 o 2 metros
antes de finiquitar el pozo, esta es
la única forma de trabajar conconos limpios y que giren
libremente.
Especialmente durante la
perforación en suelo humedo y
pegajoso, cualquier obstrucción
en el rodamiento debe ser
removida antes de reiniciar la
perforación.
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TRICONOS SUCIOS TRICONOS LIMPIOS
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Emplear solamente
barras derechas y
chequear una correcta
Verticalidad de la sarta.
Barras torcidas, Carros
Desviados y
Amortiguadores en mal
estado acortan la vida útil
de las brocas
drásticamente.
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Mantener el aire abierto en
todo momento mientras la
broca permanezca dentro
del pozo y mientras sedesplace rápidamente
dentro del mismo hacia
arriba y abajo.
Esta operación previene laentrada de detritus a los
rodamientos.
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Mantener la rotación activa
mientras la broca se
desplace con rapidez
dentro y fuera del pozo.
Esta práctica supera
efectivamente cualquier
resalto a lo largo de la pared
del pozo y previene daños ala broca.
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No traslape los hilos al
acoplar la broca.
Esto resulta en un desgaste
excesivo del cono y faldón.
Cada vez que instala un
tricono nuevo debe
comenzar un pozo o taladro
nuevo, jamás continue perforando en un pozo o
taladro ya iniciado
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No golpee la broca dejando
caer la columna de perforación.
Destruye los rodamientos y
termina con la vida útil de
la broca.
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Nuestra principal preocupación para esta prueba en Xtrata
Tintaya, es buscar una broca que se adecue a la metodología
del trabajo, tipo de perforadoras y por sobre todo calidad o
características de la Roca, para ello consideramos, según
nuestra experiencia, que una vez finalizado el trabajo con los primeros 5 triconos, podremos elegir un modelo adecuado a
las necesidades de la mina o bien rediseñar rapidamente un
modelo que permita satisfacer dichas necesidades, y apoyar a
la operación con un menor costo por metro perforado