Perforación Rotativa

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PERFORADORAS
ROTATIVAS
Dr. Glicerio Taype Quintanilla
FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS
P&H 250 XP
P&H 250 XP
BUCYRUS ERIE 49R
BUCYRUS ERIE 49RII
INGERSOLL RAND DM-M2
Cía. Minera Aurífera Santa Rosa S.A. - RUMBO A LA EXCELENCIA 
GRACIAS
¡Seguridad es el resultado de un trabajo bien hecho!
GEOMETRÍA DE LOS BANCOS
3.- Operación de Carguío
3.2.- Geometría de Bancos
PARTES DE UN TRICONO
PARTES 
DE UN 
TRICONO
CARACTERÍSTICAS
Clasificación General de Triconos de Insertos
TRICONO DE DIENTES
TRICONO DE BOTONES
TRICONO
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OPTIMIZACIÓN DE LA PERFORACIÓN ROTATIVA 
APLICANDO ESTUDIOS DE PROFUNDIDAD DE CORTE
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▪ Todas las operaciones mineras a Cielo Abierto 
establecen parámetros de perforación como el 
PULLDOWN aplicado sobre la broca así como
las RPM, y que estas brinden una VELOCIDAD
DE PENETRACIÓN aceptable.
▪ La productividad de la broca puede ser
aceptable, pero no es la optima, como
consecuencia de esto la vida de la broca puede
verse afectada.
¿QUE ES PROFUNDIDAD DE CORTE?
“Profundidad de Corte” es la cantidad de 
roca que se remueve o corta por cada 
revolución de la broca
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Profunidad de Corte
Proceso de Fracturación
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Mecanismo de Fractura “Abrasión”
Los insertos deben ser presionados contra la roca. En muchos casos, la 
cantidad de empuje, (Pulldown, Weight On Bit) no es suficiente para 
romper de forma eficiente a la roca.
En la “Fase Abrasiva” de la fractura de la roca, los insertos son 
presionados contra la roca solo lo suficente para formar pequeñas 
grietas en la roca, estas grietas no se conectan con las otras grietas
generadas por los otros insertos de los conos adyacentes.
Incrementando las RPM, se forma mayor cantidad de fracturas.
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Mecanismo de Fractura “Abrasión Profunda”
El suficiente peso logra que las fracturas se curcen
unas con otras:
– Las fracturas se propagan entre insertos formando 
cortes o detritos grandes. La presión de aire ayuda
a liverar los detritos.
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Mecanismo de Fractura “Abrasión Profunda”
Conforme se incrementa el WOB se incrementa la ROP:
– Las fracturas de propagan con mayor profundidad
mayor radio de acción.
– Las fracturas se propagan fácilmente entre filas de
insertos y entre conos.
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Mecanismo de Fractura “Sobre Perforación”
No debe Sobre Perforar
▪ Los detritos son atrapados 
entre la superficie del cono y 
la superficie de la roca, y no 
pueden ser evacuados 
libremente por la fuerza del 
aire.
▪ Los detritos atrapados 
soportan gran parte del 
pulldown, y menor 
cantidad de fuerza es 
aplicada a través de los 
insertos contra la roca
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Profundidad de Corte
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1. Se debe determinar los parámetros de perforación
Base
• Tomar información de varios pozos, registrando
los parámetros de perforación y el tiempo de
perforación para cada uno.
2. Calcular la Línea de Base DOC.
• DOC = ROP / RPM
• ROP = metros/Minuto
• RPM = Revoluciones/Minuto
Optimizando la “Profundidad de Corte”
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Tenemos dos Procedimientos para cambiar la
Profundidad de Corte:
1.Limpieza correcta del fondo del pozo, para
poder remover los detritos de manera
eficiente.
2.Determinar el Pulldown que nos brinde la
mayor velocidad de penetración.
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Optimizando la Profundidad de 
Corte: Selección de Boquillas
1. Reducir el tamaño de las boquillas (ej: Reducir de 5/8” a 9/16”)
1. Perforar tres pozos, registrar los parametros de perforación.
2. Calcular el DOC
2. Reducir el tamaño de las boquillas nuevamente
1. Perforar tres pozos, registrar los parametros de perforación.
2. Calcular el DOC
3. Repetir nuevamente, Si no se registra incremento de la Velocidad de
Penetración en el paso 2 se debe incrementar el tamaño de las boquillas.
1. Perforar tres pozos, registrar los
parametros de
Optimizando la Profundidad de 
Corte: Selección de Boquillas
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▪ Comparar los resultados del DOC, y
determinar las boquillas correctas.
▪ Utilice el tamaño de las boquillas las cuales
nos brinden el mejor DOC.
Optimizando la Profundidad de 
Corte: Pulldown
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Utilizando el mejor tamaño de boquillas, mantener las RPM
normales:
1. Incrementar WOB 5% - 10%
1. Perforar tres pozos, registrar los parámetros de 
perforación.
2. Calcular el DOC
2. Incrementa WOB otros 5% - 10%
1. Perforar tres pozos, registrar los parámetros de 
perforación.
2. Calcular el DOC
3. Repetir hastaque no se registre incremento del DOC.
4. El Torque debe incrementarse y las RPM deben reducirse.
Optimizando la Profundidad de 
Corte: Pulldown
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▪ Compare los resultados de todos DOC.
▪ Cual es el Pulldown que nos brinda el mejor DOC?
▪ Utilice el mejor Pulldown en esta área de la mina.
▪ Repetir este proceso en diferentes área de la mina.
– Calcular el DOC en todas las áreas de la mina
Beneficios de los Estudios del DOC
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▪ Incremento de la vida de la broca
–Bajo consumo de brocas
▪ Incremento del ROP
–Reducir el TDC
Beneficios de los Estudios del DOC
DM M2 N° 6, 9/16" NOZZLE, 70 PSI
HOLE
PLAN ACTUAL START HOLE
WOB (lb) RPM
AIR ROCK ENLASED TOTAL TOTAL
DOC
%DOC %REV
ROP
WORK
DEPTH DEPTH HOLE FINISH (psi) TYPE TIME TIME REV. CHG CHG Ton/Rev
1 17 17 08:00:00 08:30:00 58000 90 70 H 00:30:00 30 2700 0.006 BASE BASE 34.00 71032.57
2 17 17 08:34:00 09:03:00 60000 80 70 H 00:29:00 29 2320 0.007 16.38% -14.1% 35.17 63140.06
3 17.5 17.5 09:07:00 09:35:00 64000 70 70 H 00:28:00 28 1960 0.009 41.81% -27.4% 37.50 56898.63
4 17 17 09:49:00 10:22:00 70000 65 75 H 00:33:00 33 2145 0.008 25.87% -20.6% 30.91 68106.90
5 17 17 10:26:00 10:53:00 64000 70 70 H 00:27:00 27 1890 0.009 42.86% -30.0% 37.78 54866.54
6 17 17 11:01:00 11:29:00 64000 70 70 H 00:28:00 28 1960 0.009 37.76% -27.4% 36.43 56898.63
7 17 17 11:40:00 12:05:00 64000 70 70 H 00:25:00 25 1750 0.010 54.29% -35.2% 40.80 50802.35
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Beneficios de los Estudios del DOC :
Menor Trabajo Requerido.
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▪ “El Trabajo” es calculado como “Ton-
Revolución”:
–Work = Tons Pulldown X RPM X Minutos de
perforación
–1 ton X 100 RPM X 10 minutos = 1,000 Ton
Revolución
▪ Este es una medición del peso soportado por la
broca.
▪ Al reducir la cantidad de “trabajo” aplicado sobre la 
broca, prolonga la vida de la broca.
PERFORACION ROTATIVA EN MINERA 
YANACOCHA
Perforación Primaria
•La perforación Primaria se realiza con una
flota de trece perforadoras Ingersoll Rand de
los modelos DML (8) y DM45E (5).
•Con ellas se perforan en las minas :
Carachugo, San José, Yanacocha y Maqui
Maqui, teniendo las tres primeras bancos de
8 mts y Maqui Maqui bancos de 6 mts. El
diámetro de los taladros es 7 7/8”.
Perforadoras DML 
• Capacidad de pulldown : 60,000 lbs
• Rotación del cabezal : hasta 120 rpm
• Compresor : 1,250 FM/350 psi
• Velocidad de barrido : 5300 ft/min
• Rango de perforación : Ø = 6 a 10-5/8 “
• Prof. Máxima (1 barra) : 10 mts
• Capacidad combustible : 380 gls
Perforadoras DM45E
• Capacidad de pulldown : 45,000 lbs
• Rotación del cabezal : hasta 120 rpm
• Compresor : 1,050 CFM/350 psi
• Velocidad de barrido : 4440 ft/min
• Rango de perforación : Ø = 5-1/8 à 7-7/8 “
• Prof. Máxima (1 barra) : 8 mts
• Capacidad combustible : 360 gls
Parámetros de Perforación
Tipo de roca Rotación Pulldown
• Roca Suave 85 a 100 rpm 7000 a 20000 lbs
• Roca Media 60 a 100 rpm 20000 a 40000 lbs
• Roca Dura 40 a 80 rpm 35000 a 55000 lbs
Rendimientos
• Disp. Operativa DML : 82 %
• Disp. Operativa DM45 : 80 %
• Disp. Mecánica DML : 90 %
• Disp. Mecánica DM45 : 79 %
• Velocidad de Perforación : 45.5 m/h
• Metros perforados/mes : 190,000
• Taladros Reperforados : 2 %
• Rendimientos
• Disp. Operativa DML : 82 %
• Disp. Operativa DM45 : 80 %
• Disp. Mecánica DML : 90 %
• Disp. Mecánica DM45 : 79 %
• Velocidad de Perforación : 45.5 m/h
• Metros perforados/mes : 190,000
• Taladros Reperforados : 2 %
• Rendimientos de Aceros de Perforación• Brocas nuevas : 2000 mts
• Brocas usadas : 570 mts
• Brocas reparadas : 430 mts
• Barras : 24500 mts
• Estabilizadores : 5400 mts
• Bocina : 17000 mts
¿ Por qué utilizamos brocas 
usadas ?
Broca Vida(m) Precio($) $/mp
Nueva 2000 3127 1.56
Usada 570 220 0.40
Reparada 430 20 0.05
En Yanacocha sólo el 10% de los metros perforados se realizan 
con brocas nuevas.
Estructura de costos de Perforación
• Costo de labor = 23 %
• Brocas = 27 %
• Tuberías y accesorios = 8 %
• Petróleo = 39 %
• Otros = 3 %
• US $/mt perforado = 1.65
• US $/TM volada = 0.033
CONCLUSIONES
– Hace que ésta actúe los puntos distintos de la roca en el 
fondo del taladro. 
– La rotación que hace girar a la broca entre impactos 
sucesivos. 
– Cuando se perfora con brocas de pastillas las velocidades 
de rotación mas usuales oscilan entre 80 y 150 rpm con 
unos ángulos entre identaciones de 10º a 20º.
– Usan energía eléctrica: Energía Eléctrica alterna, trifásica. 
1000 – 1300 v. como también diesel. 
– Velocidades de rotación para diferentes tipos de rocas. 
• Blanda 75 – 160 rpm
• Dura 35 – 70 rpm
- Concluida la perforación proceder con limpieza y soplete de 
los taladros.