PERFORADORA ROTATIVA
Son máquinas hidráulicas de rotación/presión accionadas eléctricamente tanto para su traslación como perforación. La perforación por rotación es generalmente usada en grandes diámetros de perforación o en perforación a grandes profundidades. En principio se utilizaba en la perforación de pozos petrolíferos; actualmente se emplea para perforar taladros en explotaciones mineras a cielo abierto. Al momento de la perforación se comunica a la broca dos movimientos principales: - De Rotación (velocidad rotacional, 50 a 90 RPM). - De Empuje (presión hidráulica), o fuerza por unidad de área necesaria para vencer la resistencia de la roca a la compresión (454 a 3075 kg. Por pulgada de diámetro del tricono). La energía es transmitida por un motor hidráulico montado verticalmente en el mástil que hace girar a través de un reductor de engranajes engranajes regulable, a los tubos de acero que mediante esta rotación y presión, fuerzan a los insertos de carburo de tungsteno contra la roca, quebrándolo y desprendiéndolo en pedazos. Este mecanismo de energía se encuentra en el último tubo de perforación. La estructura del mástil, que soporta las barras y la cabeza de rotación, debe estar diseñada para resistir las flexiones debidas al peso, el esfuerzo de empuje y las tensiones originadas por el par de rotación. Los diseños más frecuentes han sido de tipo reticular, de "- sección normal o tubular. Los equipos modernos disponen de una estructura de vigas cajón que permiten el empleo de mayores longitudes de mástil y la aplicación de altos pares de rotación. Los mástiles suelen ser abatibles mediante cilindros hidráulicos o tubos telescópicos, ya que para efectuar los traslados importantes es preciso bajar el centro de gravedad de la máquina. Los tiempos de elevación del mástil oscilan entre 2 y 5 minutos.
Componentes
- Gatos hidráulicos Que según marcas y modelos, pueden ser 3 ó 4, accionados por una bomba hidráulica con fines de nivelación, controlados por los niveles verticales existentes en la cabina. - Tren de orugas or ugas (o sobre neumáticos) Accionados por un motor eléctrico para su traslación. - Cable eléctrico Que va conectado a un generador de electricidad o a una toma de corriente continua y que sirve para su traslación o perforación.
- Chasis o plataforma Sobre esta plataforma se encuentran los siguientes componentes: Sala de máquinas Compresores Ventiladores Generador de electricidad Paneles Motor de CA Bombas (hidráulicas) Depósitos de agua y aceite Colector de polvo Máquinas hidráulicas Castillo o mástil perforador Es una estructura metálica que sirve de guía a la columna de perforación y a su vez al elevador de cable y al portabarrenos. Columna de perforación Sirve para la perforación en sí de los taladros y está conformado por: Cabeza motriz o motor hidráulico Constituido por un motor hidráulico de giro con sus respectivos engranajes y reductor de rotación que hace girar a la varilla, estabilizador y broca. Cuenta además con aditamentos para el ingreso de aire y agua hacia el interior del varillaje para el barrido del detritus y la refrigeración de la broca. Esta cabeza motriz baja y sube a través de ruedas dentadas, cadenas de transmisión de la presión hidráulica de empuje y bomba hidráulica accionada desde la plataforma. Varilla de perforación Es una barra cilíndrica hueca fabricada con acero y tratamiento térmico especial, que transmite el giro y empuje a la broca, efectuando el taladro. En uno de sus extremos cuenta exteriormente con rosca macho que permiten su acoplamiento a la cabeza motriz y en el otro extremo con rosca interior hembra en donde se inserta el estabilizador. Por el orificio central corre el agua y el aire comprimido para la perforación. La longitud de la varilla de perforación o stem, así su diámetro es variable, dependiendo de la marca y modelo de la perforadora rotativa.
Estabilizador Es un tubo generalmente de 1.5 metros de longitud que se acopla entre la broca tricónica y la varilla, ligeramente de mayor diámetro que la varilla. Evita que la columna oscile, se desvíe del taladro, el desgaste anormal del tricono (faldones e hileras periféricas de los conos) y el desgaste prematuro de la varilla. Existen 2 tipos de estabilizadores: De aletas, porque longitudinalmente y opuestos llevan soldados placas de acero con insertos de metal duro. Y de rodillos, porque longitudinalmente y opuestos tienen cavidades que alojan rodillos alargados de giro loco. Se debe evitar el desgaste total de las aletas o rodillos porque pueden caer y dañar a la broca. El desgaste anormal se debe a la desnivelación de los gatos, varillas torcidas, mal empate de la broca o excentricidad del estabilizador. Broca tricónica La que fue descrita anteriormente. - Cabina En que se encuentra el panel de mandos y nivelación.
RAISE BORER
Es un método mecánico para construir chimeneas verticales e inclinadas y túneles, todos de sección circular por giro y presión de la broca o de la cabeza rimadora contra la roca, aplicando un torque adecuado. Brinda alta seguridad al suprimir la presencia del operario de la chimenea o túnel que se apertura y al suprimir el uso de explosivos. Una de las ventajas que ofrece esta tecnología es que permite realizar excavaciones con un diámetro de hasta 3,5 metros (dependiendo de la máquina que se utilice) y con inclinaciones de hasta 40°. En el caso de la máquina que se utilizará en el rescate de los mineros atrapados, se utilizará una que deja un agujero con un diámetro de 66 centímetros. En términos simples la tecnología Raise Borer utiliza una máquina electrohidráulica, de manera de que sea por medio del motor eléctrico que se logre la rotación del cabezal; mientras que el empuje se obtiene por medio de bombas hidráulicas que accionan cilindros hidráulicos. El proceso de armado de esta máquina requiere contar con un taladro piloto (se utilizarán algunos de los sondajes que actualmente se encuentran operando o uno nuevo por determinar). A través de este sondaje se enviarán las distintas partes que conforman el cabezal –conocido como escariador- utilizado en la construcción de la chimenea y que, a la larga, será utilizada para rescatar a los mineros. Serán los propios mineros que se encuentran atrapados quienes deberán armar el escariador, el que actúa de manera ascendente excavando la chimenea. El escariador o cabezal es una estructura metálica (asimétrica), donde se ubican los cortadores que realizan la excavación. En general están construidos con aceros especiales y van conectados a una barra sterm. El escariador trabaja por empuje y rotación en forma ascendente, provocando la ruptura del terreno por corte cizalle. La opción de utilizar esta tecnología en el rescate de los mineros se debió a que es el método más rápido con el que se puede acceder a ellos. Sumado a lo anterior en Chile existe una gran experiencia con el uso de esta tecnología y por último, la necesaria participación de los rescatados permitirá que estos se mantengan ocupados (deben extraer el material que cae producto de la perforación). Componentes
Perforador giratorio - Motor eléctrico de 200 HP y 2 bombas hidráulicas
- Engranaje de reducción de rotación - Unidad de perforación (cabezal) - Columnas guías - Columna alzadora - Apoyos graduables (ángulo de inclinación) - Base de concreto - Columna de perforación Varillas de 8 a 12 ½ pulgadas de diámetro y 4 pies de longitud con rosca exterior macho e interior hembra en cada extremo, respectivamente, los mismos que deben contar con sus respectivas tapas protectoras . Estabilizadores Broca Cabeza rimadora de 5 a 24 pies de diámetro (vástago, faldones, cortadores) - Colector de detritus - Tablero de controles (algunos modelos con dispositivos computarizados para torque y presión de acuerdo a las características del macizo). - Unidad de fuerza eléctrica - Transformador a CC
