Este artículo apareció originalmente en la revista edición de noviembre de 2017 de la revista International Mining (requiere contraseña de suscripción)

Por ejemplo, al comprar las barrenas para un martillo superior la elección de un producto de alta calidad diseñado para las condiciones específicas del suelo es sólo el primer paso para lograr más metros por broca. Asegurar que las brocas se usen y mantengan adecuadamente es fundamental para obtener un alto retorno de la inversión.

Cuando una barrena de botón del martillo superior está bien afilada, la energía de percusión transferida a la roca está en su punto óptimo, lo que resulta en una fractura de roca efectiva y una tasa máxima de penetración para los parámetros de perforación dados.

A medida que los botones (inserciones de carburo de tungsteno) se van aplanando, la utilización de la energía ya no se optimiza, lo que lleva a una tasa de penetración más baja y una productividad reducida. A medida que los botones se desgastan, la broca es menos efectiva para fracturar la roca y la energía se dispersa en un área de superficie mayor. En cambio, la roca se muele, en lugar de cortar, produciendo estaquillas y menor energía (que ya no se utiliza para romper roca virgen) se refleja de nuevo en la sarta de perforación. Esta energía reflectante contribuye a aumentar las cargas en las herramientas, la desviadora y el equipo de perforación. Como regla general, restaurar los botones antes de que la superficie aplanada alcance 1/3 del diámetro del botón mantendrá la penetración / productividad, proporcionará la máxima utilización de las barrenas y ayudará a prolongar la vida útil de todos los componentes de la sarta de perforación.

Si se permite que los botones planos se desarrollen más allá de donde se consideran sobre perforados, la productividad y la tasa de penetración se deterioran. En esta situación, gran parte de la roca en contacto con los botones se vuelve a taladrar y la cara de la broca de acero puede hacer contacto con el fondo del agujero. Se producen menos y más pequeños fragmentos de roca y gran parte de la energía se refleja en la secuencia de perforación. Esto sacrifica la vida útil de todos los componentes de la sarta de perforación y contribuye en gran medida a la desviación del pozo, aumenta el desgaste de los componentes de la plataforma de perforación y da como resultado mayores costos operativos en general. Las partes superiores del botón del martillo que están sobre perforadas muestran botones rotos y productividad de perforación de impacto.

Los patrones de desgaste de las puntas de los botones varían según el tipo de terreno y los parámetros de perforación:

Si perfora materiales duros como arenisca y cuarcita con rotación excesiva, el desgaste tiende a ser mayor en la circunferencia de la broca. Por lo tanto, cuando los botones están afilados, el diámetro en todo el calibre es menor o igual que el diámetro del cuerpo de la broca. En esta situación, el bit tiende a calibrarse con el agujero. Los perforadores deberían considerar la posibilidad de reemplazar las brocas o restaurar la brecha de la circunferencia entre el botón y el cuerpo de la broca a la condición original (nueva).

Los terrenos duros y una perforación con rotación excesiva causan un desgaste que tiende a ser mayor en la circunferencia de la broca.

Al taladrar en materiales no abrasivos, el desgaste del carburo se minimiza y los intervalos de perforación son posiblemente más largos. Esto permite la eliminación continua de la viruta alrededor de la broca y desgasta el cuerpo de la misma más rápido que los carburos, un proceso también conocido como "lavado". Se produce un desgaste similar en las formaciones fracturadas y sueltas donde se requiere una limpieza constante del orificio y una nueva perforación de los materiales para estabilizar el orificio y mantener el orificio abierto durante la retracción. Para evitar la pérdida o corte del botón en estas condiciones, la protuberancia debe reducirse a la altura original programando intervalos de rectificado.

El lavado del cuerpo a menudo ocurre cuando se perforan materiales no abrasivos.

Los efectos perjudiciales de someter las brocas de botones a un exceso de perforación pueden no ser evidentes de inmediato. Sin embargo, operar con brocas mal afiladas no sólo ralentiza las tasas de perforación, sino que también aumenta los costos al reducir la vida útil de los elementos de la sarta de perforación, la perforadora de rocas y los componentes de la plataforma. La falla prematura de los insertos de las brocas de botón se reduce sustancialmente cuando se elimina la perforación excesiva y se realizan los procedimientos correctos de afilado.

La falla prematura de los insertos de las brocas de botón se reduce sustancialmente cuando se elimina la perforación excesiva y se realizan los procedimientos correctos de afilado.

Para obtener el máximo provecho de las barrenas de botones, es necesario poner énfasis en el entrenamiento de los perforadores, en el cuidado de las brocas, la mantención de los componentes y la identificación del desgaste excesivo para asegurar el positivo retorno de la inversión.

Es necesario conocer las condiciones del terreno y realizar inspecciones regulares a la broca para evitar la perforación excesiva. Para garantizar un rendimiento y una vida óptimos, las brocas requieren afilado antes de que el plano supere 1/3 del diámetro del botón. Se recomienda trabajar con un representante técnico para establecer pautas específicas ya que el desgaste máximo sugerido antes de rectificar dependerá del perfil del botón.

La perforación en un suelo no abrasivo puede dar lugar a "piel de serpiente" (pequeñas grietas) en la superficie del botón. Si no se elimina al rectificar, se produce una falla por fatiga en el botón.

La perforación en rocas no abrasivas hace que la cara de la broca se desgaste más rápido que las inserciones. La protrusión excesiva del inserto, que carece de suficiente soporte de acero, puede romperse fácilmente durante la perforación y al retirar la broca del orificio. Para evitar que esto ocurra, rectifique los botones para restaurar la altura de protrusión.

Si la protuberancia del botón es adecuada, se puede volver a afilar de manera satisfactoria mediante el uso de una herramienta con forma de diamante preformada ('copas'). La rectificación del afilado se realiza sosteniendo la herramienta firmemente contra el botón y orbitando la máquina en un círculo para lograr un acabado superficial uniforme. Las herramientas con cara de diamante están diseñadas para cortar carburo y no acero. Por lo tanto, se recomienda trabajar cuando el botón todavía tiene una protuberancia suficiente en la cara para evitar dañar la copa, la broca o la máquina de esmerilar.

Es importante implementar una gestión efectiva de la herramienta de rectificado ya que el perfil de la herramienta cambia gradualmente y se convierten en botones que ya no coinciden con la forma deseada. Los representantes técnicos pueden ayudar y proporcionar recomendaciones específicas.

Siempre es importante cuidar y mantener las herramientas y el equipo. Considere ofrecer entrenamiento a los perforadores para obtener la mayor cantidad de vida posible de las brocas con botones. La mayoría de las veces, los perforadores hacen todo lo que pueden, pero todos podemos mejorar. Bríndeles la oportunidad de mejorar sus hábitos de perforación compartiendo estos consejos.

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ALERTA DE SEGURIDAD: Use protección ocular, máscaras y ventilación apropiadas cuando rectifique las brocas de perforación. Las máquinas esmeriladoras y los insertos de carburo de tungsteno contienen: carburo de tungsteno, cobalto, tántalo, cromo, níquel, aluminio y silicio. Los insertos de carburo de tungsteno triturados liberan partículas que contienen estos elementos y pueden irritar la piel, los ojos, la nariz y la garganta, y además pueden provocar daños a los pulmones.