Las juntas de la barra de perforación deben mantener su resistencia al desgaste contra el orificio y el producido al enroscar y desenroscar en los cambios de brocas.

With the pending release of Boart Longyear’s third generation XQ drill rod, this article reviews how each generation delivered breakthroughs in load capacity and wear life, substantially boosting reliability and productivity. The original Q drill rod joint is renowned for introducing coarse, tapered threads with a self-locking “interference fit,” but it had room for improvement.

A medida que el flanco de carga del hilo (cara cargada de cada hilo) se desgastaba, la capacidad de carga de la junta disminuía, provocando fallas: los hilos saltaban, los extremos de las conexiones con hilos internos se expandían o los extremos de los pasadores se rompían por fatiga. Para abordar este tipo de problemas, Boart Longyear aumentó el endurecimiento a la mitad superior de la rosca del pasador a la máxima dureza (60 HRC), creando una importante diferencia de dureza entre el pasador y la conexión con hilo interno. Esta diferencia de dureza minimiza el desgaste en comparación con el rápido desgaste adhesivo en las roscas de dureza similar.

Los restos de desgaste se adhieren a una unión fallida sin endurecimiento de la caja después de 12 ciclos. 

El endurecimiento de cajas no tiene igual en la protección de la rosca contra el desgaste, al tiempo que mantiene la dureza requerida para transportar cargas de perforación. Las barras de perforación competidoras son típicamente de pared endurecida a 32 HRC. Sin endurecimiento de la caja (sin "diferencia en la dureza"), la vida útil del uso es limitada y la capacidad de carga se degrada con cada cambio y rotura.

In simple repeated “make and break” comparison testing, competing non-case-hardened rods were recently shown to fail at between 12 and 73 cycles, whereas Q and RQ joints withstood more than 150 and 300 cycles, respectively. The Q thread profile also had room for improvement. The positive-angled load flank (+15 degrees) tries to open or expand the box end under tension, which limits depth capacity and accelerates wear against the hole.

Hilos XQ. 

 A short-lived design variation, the MQ, variations of which are still offered by some competitors today, reduced the load flank angle (+2 degrees) to address this issue. However, the MQ was soon superseded by the second-generation RQ drill rod in 1999. The patented RQ joint improved load capacity and reduced joint expansion with a reverse-angled load flank (-10 degrees), which tries to shrink or close the box end, mimicking the natural load response of a continuous tube.

La vida útil se duplicó al reducir el número de giros durante la conexión y desconexión. Muchos en la industria han aplaudido al RQ como la barra más confiable para agujeros exigentes, profundos o desviados, tanto en superficie como bajo tierra. El siguiente avance significó superar dos límites inherentes a todas las uniones roscadas.

En primer lugar, todas las uniones roscadas sufren indefectiblemente una distribución desigual de la carga, favoreciendo el primer punto de contacto de acoplamiento debido a que la parte macho está bajo tensión y la parte hembra está bajo compresión. El esfuerzo y la tensión en este primer punto de contacto produce una expansión desigual de la junta y el desgaste se manifiesta comúnmente como una fuga o una porción delgada del hombro exterior.

Las juntas patentadas XQ cuentan con roscas dobles opuestas que proporcionan una respuesta de carga equilibrada y duplican el área de contacto, lo que significa la mitad de la presión de contacto. Este avance duplica los ciclos de prueba de conexión y desconexión del RQ. Además, el diseño XQ aumenta significativamente la capacidad de carga al utilizar un ángulo de flanco de carga de -20 grados, el doble del RQ, lo que permite rangos de profundidad superiores a 4.000 metros, o un 30 por ciento más que el RQ.

En segundo lugar, el resalto de cada hilo generalmente requiere transiciones graduales de hilos parciales que conducen a un desgaste rápido y acuñamiento, seguido de atascos y roscas cruzadas, lo que sería problemático para roscas simples de doble resalto.

The new XQ holds up during “make and break” comparison testing: 168 cycles, right, compared to new, left.

XQ presenta una innovadora geometría de resalto de rosca autoalineable, lo que garantiza que los hilos de acoplamiento encajen sin problemas, sin acuñamientos ni atascos. La conexión suave, en combinación con el endurecimiento de la carcasa, mejora significativamente la productividad y la vida útil.

Finalmente, considere la opción de tubo V-Wall de Boart Longyear que hizo que las sartas de perforación sean hasta un 30 por ciento más livianas, gracias a una pared más delgada en el medio del cuerpo. Los operadores acogieron positivamente esta característica, ya que las barras más pesadas pueden reducir la productividad, especialmente en aplicaciones de agujeros profundos o desviados.

XQ joint. 

Un taladro más ligero reduce la fatiga del taladrador por el manejo manual y aumenta la capacidad de profundidad del equipo de perforación, y el cuerpo medio ampliado reduce significativamente el tiempo de disparo del tubo interno y todo ello mejora la seguridad y la productividad.

Sin embargo, la sección media más delgada es propensa a la distribución de desgaste desigual concentrada en el punto medio. Las nuevas barras de perforación NXQ y HXQ cuentan exclusivamente con tubos W-Wall de doble pared con patente en trámite, con reducción de peso general y capacidad de disparo de tubo equivalente a V-Wall.

Una sección central de grosor estándar mejora la vida útil y la rigidez del cuerpo medio, aproximándose a la tubería de pared estándar. De forma similar a la RQ, la tubería W-Wall se fabrica en acero de Norte América de aleación de alta calidad estirado en frío, procesado de forma única según las especificaciones de Boart Longyear.

A medida que avanzan las pruebas generales en terreno, también aumenta nuestra confianza y entusiasmo sobre las ventajas que aportará la nueva barra XQ. Su resistencia, vida útil y facilidad para conectarse y desconectarse reducirá el tiempo de inactividad, reducirá los costos operativos, aumentará la productividad y ampliará las capacidades de perforación, además de mantener la reputación del operador con los clientes.

Debido a los importantes gastos relacionados con las barras de extracción de núcleos, es comprensible por qué muchos contratistas se centran en el precio de compra cuando intentan minimizar los costos. Para algunas decisiones de compra, eso tiene mucho sentido.

Pero, al igual que cuando compra un vehículo nuevo, es importante considerar más que sólo el precio. Después de todo, el costo "real" de ese nuevo vehículo brillante se reduce al costo por milla, y eso depende mucho de los hábitos de conducción, el consumo de combustible, las necesidades de mantenimiento, el potencial de averías y la calidad general del vehículo.

En nuestra industria, la medida comparable es el costo por metro. Y en realidad, la calidad de las barras, las condiciones del pozo y el uso operacional tienen mucho más que ver con el costo por metro de una sarta de perforación que el precio de compra inicial.

Aquí hay algo para considerar.

En una operación de extracción de núcleos de diamantes típica, los consumibles representan solo del 8 al 10 por ciento de los costos operativos de un contratista. La varilla corrediza es típicamente el 40 por ciento de esa cantidad, o aproximadamente el 3 por ciento de los costos totales.

Entonces, digamos que usted compra una barra de extracción de testigos que cuesta un 25 por ciento menos que un producto competitivo. ¿Estás realmente haciendo un ahorro? Tal vez no.

Antes que nada, considere el panorama general. Gastar un 25 por ciento menos en un 3 por ciento de su gasto de operación es realmente un ahorro de menos del 1 por ciento en general. En términos generales, entonces, el ahorro es bastante mínimo en relación con los costos operacionales totales.

Considerando que la manipulación y el uso de las barras de extracción de testigos durante la operación en terreno tienen un valor mucho más alto que el costo de compra, es importante mirar más allá del costo inicial.

Si variasbarras tienen la misma fuerza de unión, la decisión no debe basarse en el costo inicial sino en el menor costo por metro. Por ejemplo, una barra que es un 25 por ciento más cara pero dura un 50 por ciento más, realmente tiene un costo un 20 por ciento más bajo por metro, y eso puede sumar una gran cantidad de centavos ahorrados.

Más allá de la resistencia y durabilidad de la conexión, la forma en que un contratista maneja la barra en terreno tiene un gran impacto en la vida útil de la barra y las posibilidades de qeu la sarta se suelte, lo que a su vez afecta la productividad. Tener que volver a taladrar un orificio o lidiar con barras que no se conectan cuesta un tiempo precioso y puede afectar tanto los costos de operación como su reputación con su cliente.

Dadas las incertidumbres de las zonas de cizalladura, las formaciones de hinchamiento, los huecos y otras variables, incluso la técnica de perforación más precisa no puede evitar por completo las barras atascadas, así como una conducción cuidadosa no puede garantizar que no tenga un accidente en su vehículo nuevo.

Pero tener la varilla más fuerte posible aumenta tus posibilidades de poder salir del agujero sin romper las varillas y tener que pescar o perforarlas. Es como una póliza de seguro que le ahorrará costos operativos importantes al evitar más tiempo de inactividad cuando estas situaciones ocurren.

So if you’re really serious about minimizing costs and protecting your reputation, don’t pinch pennies. Be sure to use the highest-quality, strongest rod possible, such as Boart Longyear RQ. With a lower cost per meter than any other rod in the market, it will help you get out of problems and save you money in the long run.