Reduciendo costes

Controlar la erosión del tubo de perforación mantiene bajos los costes del fungible

Comparación de tubos de perforación

Con las nuevas regulaciones sobre planes de tiro de hace dos años, la vida de los tubos de perforación de acero dulce han pasado de 400 horas a tan solo 130. En este tipo de actividades en la región oriental de Kentucky han limitado su diámetro de perforación a 6 3/4 pulgadas y el esquema de voladura ha cambiado de 18 por 18 a 16 por 16 pies. La reducción del tamaño de las brocas, sin embargo, reconfiguró completamente una manera de perforar altamente productiva que había evolucionado a lo largo de años de cuidadosa ingeniería y experiencia práctica de perforación en estas condiciones de terreno. En efecto, mantener el cumplimiento normativo dobló, y en algunos casos hasta triplicó, los costes de los tubos de perforación por hora perforada.


Con las nuevas regulaciones sobre planes de tiro de hace dos años, la vida de los tubos de perforación de acero dulce han pasado de 400 horas a tan solo 130. En este tipo de actividades en la región oriental de Kentucky han limitado su diámetro de perforación a 6 3/4 pulgadas y el esquema de voladura ha cambiado de 18 por 18 a 16 por 16 pies. La reducción del tamaño de las brocas, sin embargo, reconfiguró completamente una manera de perforar altamente productiva que había evolucionado a lo largo de años de cuidadosa ingeniería y experiencia práctica de perforación en estas condiciones de terreno. En efecto, mantener el cumplimiento normativo dobló, y en algunos casos hasta triplicó, los costes de los tubos de perforación por hora perforada.


Al trabajar junto con sus clientes, se le pidió a Atlas Copco que ofreciera una solución para devolver los costes de los tubos de perforación por pie perforado a unos niveles razonables. Como la vida de los tubos de perforación es tan larga, es mejor calcular el "coste de los tubos por hora" dividiendo el coste total del tubo de perforación por el total de "horas del compresor de aire" entre cambio y cambio. Este era el dato básico para una comparación sencilla y fiable.


Menos cuesta más

Cuando los grandes equipos de perforación sobre orugas perforaban barrenos con brocas de 7 7/8 pulg y tubos de acero templado de 5 1/2 pulg., la velocidad ascensional de los detritus (BV) era casi la ideal a 6.000 pies por minuto (fpm).

Al poner brocas de 6 3/4 pulgadas en el mismo tubo de 5 1/2 pulgadas, disminuyó tanto el espacio anular que la BV se duplicó a 12.000 fpm. El aumento de la velocidad convertía la piedra arenisca en arena que lijaban los tubos de perforación de acero templado de forma tan agresiva que solo duraban un tercio de su ciclo de vida normal, comparándolo cuando se utilizan para hacer barrenos de 7 7/8 pulg. Los triconos también sufrieron este cambio del diámetro del barreno, sus insertos se partían por la mitad al perforar las piedras de areniscas. La velocidad a la que los tubos se desgastaban planteaba un nuevo problema. La holgura entre el tubo y el centralizador giratorio aumentaba rápidamente creando una vía de escape al polvo. Existía el riesgo de que el captador de polvo del equipo no lo recogiese de forma eficaz. Operar un equipo en el que no se puede controlar el polvo podría hacer que la mina incumpliera los límites de nivel de polvo. Así que hubo que cambiar con frecuencia los tubos para mantener dicha holgura ajustada: un tubo duraba en el equipo tres veces menos que antes. La única causa física era el cambio en el diámetro de la broca.

 


La solución

El experimentado perforador Ron Johnson, jefe de ventas regional de Atlas Copco en los 11 estados de la región del carbón de EE. UU oriental, realizó una completa auditoría de perforación, que incluyó una prueba de capacidad del compresor de aire. Esta auditoría demostró que había mucho más aire que el necesario para mantener una velocidad ascensional adecuada, debido a que el espacio anular era más pequeña. Una solución fue reducir el diámetro de barrena, de modo que se sustituyó la barrena de 5 1/2 pulg. con una barrena de 5 pulg. Pero esto creó otros problemas. La barrena de 5 pulg. no era tan rígida. Su flexión provocó la vibración del tren de varillaje. Además, una perforación ineficaz también tendería a acortar la vida útil de los fungibles. Para abordar el tema del exceso de aire, en lugar de "estrangular" la aspiración del compresor para reducir el volumen, se redujo el caudal del mismo y se dejó escapar el exceso de caudal para reducir el aire en el barreno. Después de realizar todos los ajustes posibles, la piedra arenisca todavía seguía erosionando rápidamente los tubos.

TEAMALLOY

TEAMALLOY drill pipe

Tubo de perforación TEAMALLOY

En ese momento Johnson recomendó usar los tubos TEAMALLOY. Si esta prueba salía bien, prácticamente todas las empresas de carbón de la región oriental de EE. UU. estarían muy interesadas en TEAMALLOY. Hasta el momento iba bien. Mientras que los tubos de acero templado solo duraban 130 horas, los tubos TEAMALLOY estaban como nuevos tras 300 horas. Al llegar a las 400 horas, el acero empezaba a mostrar ligeros síntomas de desgaste mínimo. El desgaste se controlaba y era predecible, ya que las bandas de desgaste de aleación incrustadas sobresalían un poco más que cuando el tubo estaba nuevo. Johnson predijo que durarían unas 500 horas antes de tener que cambiarlos. Asimismo, el tubo de perforación TEAMALLOY ofrecía una mayor estabilización y una rotación perfecta. Parecía que Atlas Copco había encontrado una fórmula exitosa: se reducía el polvo, se reducían los costes de los tubos por hora y se aumentaba la producción. El tubo TEAMALLOY de Atlas Copco Secoroc era tan bueno como parecía: podría reducir siempre los costes de tubos por hora en cualquier aplicación de cualquier lugar.