Diseño de Brocas

8/19/2019 Diseño de Brocas

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CONSIDERACIONES DE DISECONSIDERACIONES DE DISEÑÑOO

Sin duda la primera consideración en el diseño de una broca, es el espaciofísico o confinamiento determinado por el diámetro deseado de perforación

Cualquier cambio en el tamaño de un componente, necesariamente resultaen la variación de otro

Otros aspectos son la excentricidad y espesor de los conos, ángulo de losejes, rodamientos y estructuras de corte


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EXCENTRICIDADEXCENTRICIDAD

a excentricidad es el despla!amiento "ori!ontal paralelo al centro de los

conos


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EXCENTRICIDADEXCENTRICIDAD

Cuando los ejes de cada cono no concurren a un punto en com#n, estoaumenta la velocidad de penetración debido a la acción de escariado$

Sin %xcentricidad paraformaciones &uras

Con %xcentricidad paraformaciones 'landas


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ÁNGULO DEL EJEÁNGULO DEL EJE

%s el ángulo formado entre el eje vertical de la broca y una líneaperpendicular al eje donde gira el cono$

( medida que se aumenta el ángulo del eje, el diámetro del cono se debedisminuir o a medida que se disminuye el ángulo se puede aumentar eldiámetro del cono$

%)% &% *+CO-O (-./O &% OS CO-OS

0S*( &% +O&(1%-*O

(-./O &% CO-O

%)% &% CO-O


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PERFIL DEL FONDO DE UN POZO

TERRENOBLANDO

TERRENO

DURO


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PROPORCIPROPORCIÓÓN DE LOS COMPONENTESN DE LOS COMPONENTES

%l tricono debe mantener un espesor mínimo del cuerpo del cono paraasegurar su integridad estructural$

Se determina el espesor por el tamaño del cojinete dentro del cono ytambi2n por la profundidad de los agujeros para los insertos de carburo de

tungsteno

(-C3O %4C%S5OCO)-%*% %4*%+O+

%S*+/C*/+( &% CO)-%*%%4C%S5(

%S0%SO+ (&%C/(&O&% CO-O

%S*+/C*/+( -*%+-(+O&(1%-*O 0%6/%7O

%S*+/C*/+( -*%+-(+O&(1%-*O +O'/S*O


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TRICONO TERRENO BLANDO V/S TERRENO DUROTRICONO TERRENO BLANDO V/S TERRENO DURO

COMPARACIÓN EN EL DISEÑO DE UN TRICONO

ESTRUCTURA DE RODAMIENTO PEQUEÑO ESTRUCTURA DE RODAMIENTO ROBUSTO

DISEÑO DE FORMACIÓN BLANDA DISEÑO DE FORMACIÓN DURA

SINDESPLAZAMIENTO

MAYORDESPLAZAMIENTO

MAYORDISTANCIA ENTRE

INSERTOS

MENORDISTANCIA ENTRE

INSERTOS

MENORANGULO DEL CONO

INSERTOS LARGOSINSERTOS CORTOS

MAYORANGULO DEL CONO


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PARTES Y COMPONENTESPARTES Y COMPONENTES

os conjuntos principales de un tricono están indicados en la ilustración

inferior$


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RODAMIENTO DE BOLASRODAMIENTO DE BOLAS

8unción principal, retener o trabar el cono en la pista de la pata


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RODAMIENTO DE RODILLOSRODAMIENTO DE RODILLOS

8unción principal, soportar la mayor porción de las fuer!as radiales


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COJINETE DE FRICCICOJINETE DE FRICCIÓÓNN

8unción principal, soportar las cargas radiales conjuntamente con el

rodamiento de rodillos exterior, su diseño deriva del confinamiento,reempla!ando al rodamiento de rodillo interno


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BOTBOTÓÓN DE EMPUJEN DE EMPUJE

Función principa! "#p#r$ar a" car%a" # &u'r(a" a)ia'"* +a, -#"

c#.in'$'" -' '/pu.'! un# pri/ari# , #$r# "'cun-ari#* A /'-i-a 0u' '1#$ón pri/ari# "' -'"%a"$a! ' "'cun-ari# a,u-a a "#p#r$ar a" car%a"


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TUBO DE AIRETUBO DE AIRE

%l tubo de aire está diseñado para permitir que un porcentaje del airecomprimido sea dirigido a los canales de aire para el enfriamiento de los

cojinetes$ %l tubo de aire además evita que partículas mayores entren enlos canales de aire y causen restricciones de aire a los cojinetes$


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VALVULA ANTI RETORNOVALVULA ANTI RETORNO

a válvula anti9retorno está diseñada para evitar que el agua del po!o

penetre y tapone los orificios de aire cuando se apaga el compresor$a vávula anti9retorno puede quitarse o colocarse de acuerdo a lanecesidad$

/tilice las "erramientas apropiadas y siempre use anteojos de seguridad$


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INSERTOS DE CARBUROINSERTOS DE CARBURO

os conos tienen filas mecani!adas en los mismos$ Cada fila tieneorificios taladrados dentro de los cuales van colocados a presión los

insertos de carburo de tungsteno$ a geometría de las filas, el diámetro yforma del inserto sono conocidos como la :estructura de corte; y

diferentres tipos de roca requieren diferentes geometrías de corte$

%n general, un tricono con insertos largos muy espaciados se utili!a para

perforar roca blanda$ (unque un tricono para roca blanda está diseñadopara producir una acción de rascado, tambi2n reali!a alguna acción de

triturado$


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INSERTOS DE CARBUROINSERTOS DE CARBURO

/n tricono típico para perforar formaciones duras deberá tener insertosesf2ricos cortos de punta roma con pequeño espaciamiento entre losmismos$ (unque un tricono para terreno duro reali!a alguna acción de

rascado, "a sido diseñado principalmente para perforar la roca por

trituración$


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¿¿ QUE ES EL CARBURO DE TUNGSTENO ?QUE ES EL CARBURO DE TUNGSTENO ?

%l carburo de tungsteno cementado empleado en los insertos de los

triconos, es una me!cla de carburo de tungsteno y cobalto$ %l tungstenoprovee a los insertos la dure!a y resistencia al desgaste requeridasmientras que el cobalto provee la tenacidad$

%l carburo de tungsteno cementado se produce a partir de un procesometal#rgico del polvo, donde los ingredientes en forma de polvo son

compactados mediante alta presión a la forma diseñada$ os insertos sonluego sinteri!ados a altas temperaturas, donde se amalgaman los granos

del polvo$ ( medida que los insertos se enfrían, se contraen a susdimensiones finales$


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¿¿ QUE ES EL CARBURO DE TUNGSTENO ?QUE ES EL CARBURO DE TUNGSTENO ?

as propiedades de carburo cementado que forma los insertos de los triconos,están detalladas más abajo<

= alta resistencia al desgaste, con una dure!a de >>?? @ >A?? 3Baproximadamente en las escala 1o"sD= mayor resistencia a la compresión que el acero

= alta densidad de >EA??FgGmH BI J??lbsGcu$ftD= mayor conductividad de la temperatura que el acero= menor coeficiente de expansión termal que el acero BaproximadamenteA?KD

a resistencia al desgaste Bdure!aD y tenacidad Buna combinación de resistencia a

la compresión y a la tracciónD son factores importantes en perforación rotativa yestán influenciados por el contenido de cobalto y por el tamaño del grano deltungsteno$


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CONTENIDO DE COBALTOCONTENIDO DE COBALTO

%l contenido de cobalto en un inserto normal esta generalmente entre unL a un >IK en peso, con un tamaño de grano de E a L micrones$

+esistencia al desgastea resistencia al desgate, en relación con el contenido de Cobalto y conel tamaño del grano de los insertos de carburo, se detalla a continuación<

= menor contenido de Cobalto9mayor resistencia al desgaste= menor tamaño de grano9mayor resitencia al desgaste= mayor resistencia al desgaste9menor tenacidad y mayor fragilidad

del material


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RESISTENCIA AL DESGASTERESISTENCIA AL DESGASTE

a resistencia al desgate, en relación con el contenido de Cobalto y conel tamaño del grano de los insertos de carburo, se detalla a continuación<

= menor contenido de Cobalto9mayor resistencia al desgaste

= menor tamaño de grano9mayor resitencia al desgaste= mayor resistencia al desgaste9menor tenacidad y mayor fragilidaddel material


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RESISTENCIA AL DESGASTERESISTENCIA AL DESGASTE

-ota< %l carburo tradicional surge de compromisos$ ( mayor resistencia aldesgaste menor tenacidad o a mayor tenacidad menor resistencia al

desgaste$

R'"i"$'ncia a -'"%a$'

CARBURO 2DESGASTE3TENACIDAD4

T'naci-a-


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INSERTO DPINSERTO DP

Carburo DP

%l carburo cementado Propiedad Dual (DP) es un carburo patentado porSadviF diseñado para brindar resistencia al desgaste y tenacidad en el

mismo inserto$ as propiedades específicas están diseñadas en unproceso especial de sinteri!ado donde se puede alterar la resistencia aldesgaste o la tenacidad introduciendo gradientes de cobalto dentro del

cuerpo del inserto$


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CONFIGURACIÓN DE LOS INSERTOSCONFIGURACIÓN DE LOS INSERTOS

%xisten diversas estructuras de corte disponibles a seleccionar parasatisfacer las necesidades de resistencia a la compresión, abrasividad,

densidad y "omogeneidad de la roca a ser perforada$0ara nuestros propósitos vamos a clasificar los triconos en E BcuatroD

categorías generales<


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TRICONO MUY AGRESIVOTRICONO MUY AGRESIVO

a configuración del tricono muy agresiva es una estructura de corte muy agresivapara rocas muy blandas con una reistencia a la compresión "asta >?? 1pa B>E

A??psiD$


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TRICONO AGRESIVOTRICONO AGRESIVO

a configuración del tricono agresiva está diseñada con puntas afiladas

de los insertos para roca blanda con una resistencia a la compresión deJA @ >IA 1pa B>? MJM @ >M >H?psiD$


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TRICONO AGRESIVO MEDIOTRICONO AGRESIVO MEDIO

%l tricono agresivo medio está diseñado con un plantilla de espaciamiento

de insertos apropiada para roca media con una resistencia a lacompresión de >?? 9 H>? 1pa B>E A?? @

EE LIpsiD$


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TRICONO POCO AGRESIVOTRICONO POCO AGRESIVO

%l tricono menos agresivo está diseñado con insertos tenaces para rocas

duras con una resistencia a la compresión de I?? 10a BI???psiDBmínimoD$

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