Este artículo apareció originalmente en el GeoDrilling International edición de junio de 2019.

Cuando la broca derecha está en el terreno correcto operado en las condiciones adecuadas, más núcleo termina en la caja al final de un turno. No hay una perfecta matriz de broca o geometría que corte cada terreno lo más rápido posible. Una broca Longyear puede cortar 17 pulgadas por minuto en Arizona, pero cortar solo tres pulgadas por minuto en Ontario.

Aunque la selección de brocas de diamante es a menudo una idea de último momento, es tan importante como los perforadores que deciden cuánta agua / lodo para correr o qué tan rápido giran las barras.

Hay muchos factores a considerar al seleccionar una broca, incluido el objetivo principal de un proyecto. Como se mencionó, el objetivo general es siempre más central en el cuadro, pero hay elementos adicionales que deben considerarse. Por ejemplo, un viaje de varilla toma significativamente menos tiempo a 400 pies que un viaje de varilla a 4,000 pies. Si bien la vida útil de las brocas es importante, es menos crucial en la parte superior de un agujero porque eso generalmente implica sacrificar las tasas de penetración.

En Australia, un sitio utiliza dos bits diferentes a diferentes profundidades. Se utilizó una broca Longyear Red Express para cortar 60 centímetros por metro con una vida útil de solo 120 metros en la parte superior del orificio. Una vez que se hizo ese bit, cambiaron a Longyear Yellow Stage 3, porque el disparo de la varilla tomó demasiado tiempo. Con esta broca solo cortaron a 35 centímetros por minuto, pero lograron una vida útil de 300 metros por broca. Usando un bit Longyear singular, este sitio puso un 6% más de núcleo en la caja que con un bit de la competencia. Sin embargo, al usar estos dos bits Longyear en tándem, vieron un aumento del 23% del núcleo en la caja con respecto al producto del competidor. A veces, es más beneficioso cortar más rápido, incluso si eso significa tropezar más.

Una vez que un perforador decide si el objetivo es cortar más rápido o tropezar con menos frecuencia, a continuación es importante establecer qué tan difícil es cortar el terreno. Contrariamente a la creencia popular, el corte de los perforadores de suelo no es (probablemente) el terreno más duro de la tierra. Aquí es donde la escala de Mohs entra en juego. La escala de Mohs es una escala exponencial de 1 a 10 para cuantificar la dureza mineral. Los minerales con una dureza de Mohs más alta rayarán cualquier cosa con una dureza de Mohs más baja. Por ejemplo, un mineral clasificado como cuatro rayará tres pero no cinco.

Todos los bits ofrecidos en el mercado hoy en día apuntan a un rango específico de la escala de Mohs para el mejor rendimiento. Para determinar la dureza de Mohs de la roca a perforar, se necesita un kit de prueba de rasguño de dureza de Mohs. Este kit es una serie de selecciones hechas de diferentes materiales que, cuando se usan correctamente, pueden determinar la dureza de Mohs más o menos 0.5.

El kit de prueba de rasguño Boart Longyear tiene cuatro rascadores con ocho puntas reemplazables y una piedra de afilar. Si la punta numerada araña la roca, la roca es más suave que el número en la punta. Si un siete rasguños y un seis no lo hacen, sabes que estás en 6.5 rock. A continuación, seleccione el bit creado para esa roca.

Una vez que se identifica la dureza del suelo, Boart Longyear ofrece una Clasificación de dureza y cuadro de dureza Diamond Bits de Longyear para encontrar un poco recomendado para ese terreno. Por ejemplo, Purple está diseñado para 1 - 4.5 rock, hasta Red lo que es mejor para 7.5 - 9. Purple cubre un rango tan grande numéricamente porque la escala de Mohs es exponencial (1 y 4.5 en la escala de Mohs están más cerca en "true "Dureza superior a 7,5 y 9).

En la referencia cruzada anterior, el rango de bits se superpone, y las barras que representan cada broca son bastante largas. Aquí es donde entran en juego los objetivos del sitio. Por ejemplo, si estás en una roca 6.5, selecciona un Bit Verde o un Bit Amarillo. ¿Cuál deberías probar primero? Depende. Si el sitio está cortando muchos hoyos cortos y la vida útil de los bits no es una gran preocupación, es probable que tenga la mejor suerte con el Amarillo: penetrará más rápido que el Verde, pero no tendrá la vida útil más larga en 6.5 rock. Por otro lado, si la vida útil de las brocas es una preocupación porque está perforando pozos profundos, es posible que prefiera el verde.

Otra cosa a considerar para la selección de bits es la geometría. Mientras que la broca verde es, en general, más dura que la amarilla, una broca verde con más área abierta y una amarilla con menos área abierta mostrarán características de corte muy similares.

Las geometrías ofrecidas por Boart Longyear están diseñadas para cortar un poco diferente. Dentro de cada barra de color, el Express tiene la capacidad de cortar roca más dura que el escenario y el escenario cortará roca más dura que el Canal Tapered. Este es un resultado de lo que se llama "área abierta".

El área abierta se determina encontrando el área de superficie de un disco con el mismo diámetro exterior y diámetro interior que la broca, y restando el área de superficie de la broca con todas las vías navegables. Lo que queda es el área de las vías fluviales, Las flautas, y las rondas, y el porcentaje de este número en comparación con el área del disco total es el área abierta. Express tiene un área abierta del 30%, Tapered Waterway tiene un área abierta del 25% y Stage tiene un área abierta del 20%.

Cursos de agua estándar

• Estilo de canal más común
• Vida más larga basada en el área abierta más baja 15%

Vías navegables

• Empuja los recortes al OD y reduce la presión en la cara de la broca
• Área abierta 25%.
• Preferido

Vías navegables exprés

• Penetración más rápida y / o menor peso.
• Área abierta 30%.
• Fórmulas de corte libre.

Etapa / GT

• Amplias vías navegables, más versátiles.
• Mejor lavado y penetración que las vías de agua estándar
• Área abierta 20% para el escenario.

ID profundas vías navegables

• Recomendado para aplicaciones de pérdida de circulación; evita que la caja del levantador se introduzca en la broca y cierre el agua
• Se puede usar en lugar de la descarga frontal en la caja del levantador de núcleo pilotado de triple tubo
• Descarga de cara preferida para la recuperación del núcleo. Área abierta basada en vía fluvial.

Vías de descarga facial

• Reduce la presión del agua en el núcleo y redirige el fluido a la cara de la broca (reduce el material del núcleo de lavado), ayudando en la recuperación del núcleo
• Requerido para casos de elevadores de núcleo pilotados
• Área abierta basada en vía fluvial.

Si se realiza un corte en el rango superior de estas barras, se necesitará más área abierta, y el Express, para los rangos medio e inferior, utilizará el Canal o el Escenario Cónico, respectivamente.

Los bits Longyear Yellow y Longyear Green se superponen sustancialmente en la referencia cruzada. Esto muestra que Longyear Yellow o Longyear Green pueden cortar Mohs 7 rock. Para cortar este Mohs 7 rápidamente, se necesitará una broca de canalización amarilla. Para cortarlo más lentamente y optimizar la vida útil de la broca, se debe utilizar una broca Green Stage. Un Green Express, un Green Tapered Waterway y un Yellow Stage aterrizarían en algún punto intermedio.

Una vez que se ha seleccionado un bit para el tipo de roca, la altura de la corona y la geometría, el último paso es recopilar datos y probar el rendimiento del bit elegido.

Una vez que se ha identificado el bit ideal, se debe probar y la única forma de tomar una decisión informada durante la prueba es recolectar datos.

Aquí hay tres puntos de datos obligatorios para recopilar:

• Tasa de penetración en cada carrera.
• Dureza de Mohs en cada carrera.
• Poco de vida de cada bit

Una vez que se han recopilado los datos, esta información se puede utilizar para validar la elección realizada inicialmente o para adaptarla en función de las circunstancias no contabilizadas. Por ejemplo, si se seleccionó el bit Green Stage pero la tasa de penetración no fue tan alta como se esperaba, entonces Green Express y Yellow Stage serían buenos bits para probar a continuación. El escenario amarillo puede no proporcionar la vida deseada, pero el Green Express puede ser un medio perfecto. Todo esto se muestra en los datos y al final del día, más núcleo termina en el cuadro.

Con una combinación de conocimiento, las herramientas correctas y una buena planificación, cada turno se puede optimizar y, posteriormente, poner todo el núcleo en la caja como sea posible.

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