The Drilling Services Surface Coring drill crew used the powerful LF350e along with the new, patented XQ wireline coring rods featuring W-Wall, and the new Longyear diamond bits to successfully directionally drill at an angle of 65 degrees to the client’s required depth – which was almost 10,500 feet (3200 meters). An impressive feat in and of itself, the project had measurable productivity gains and proved the newest Boart Longyear rigs and tooling make a real difference in the field. 

Con las características innovadoras del equipo de perforación, combinadas con las barras de perforación con la calificación más profunda del mercado y las brocas de corte más rápidas y suaves, el éxito del proyecto también se atribuyó al talento, la experiencia y la experiencia técnica de la cuadrilla.

Boart Longyear has combined proven technology from its most popular surface coring drill rigs to create the powerful LF350e.The forward tilting head design simplifies the rod handling process and reduces the need for operator intervention and maintenance. The rod breaking clamp is a hydraulic breaking device which means no wrench under power. The foot clamp rotates to break rod joints located between the foot clamp and rod breaking clamp. The rig also features a heated and air conditioned drillers cab to protect the operator from the elements and overhead hazards. Utilizing CAN bus communication and PLC programming, all LF350e functions are controlled electronically. The “e” in LF350e refers to the fully electronic control system. The rig is designed ergonomically to lessen fatigue and stress to the driller and helper. The LF350e has adjustable wireline speed to be able to set to lower the over shot and then pull the tube, which allows a hands-off safer approach. This is just one-way ergonomic design plays a part in reducing fatigue with this drill rig. The beauty of Boart Longyear’s business model of both contract drilling services and a drilling products business is access to immediate, direct, unfiltered feedback from drillers in the field. Drill rigs built for drillers.

A unique combination of -20 degree self-locking reverse flank angle on the threads and symmetrical load distribution when combined with W-Wall double-annealed mid-body, make XQ wireline coring rods some of the deepest rated coring rods in the market. XQ has an increased negative flank angle from of -20 degrees compared to -10 degrees in RQ rods. The increased negative flank angle combined with the double-start threads, nearly eliminate box bulging and provides greater strength in high torque applications.

Las juntas XQ patentadas tienen roscas opuestas de doble arranque que se alinean automáticamente para que el acoplamiento se enganche sin problemas. Esto proporciona una respuesta de carga equilibrada y el doble del área de contacto, lo que significa la mitad de la presión de contacto. Esta distribución de carga simétrica aumenta la capacidad de carga significativamente para barras más fuertes con capacidad más profunda. La sarta de perforación más ligera aumentó la capacidad de profundidad del equipo de perforación y redujo la fatiga en el perforador cuando se dispara manualmente. El diámetro interno aumentado también redujo significativamente el tiempo de disparo del tubo interno para mejorar la productividad.

The new NXQ and HXQ W-Wall coring rods feature patent-pending, double-upset tubing, with the same overall weight reduction and faster wireline tripping speed as V-Wall. However, the standard wall thickness in the middle of XQ rod eliminates premature mid-body wear and resists bending, performing like straight wall tubing.

Al igual que todas las barras de perforación Boart Longyear, la tubería X-W-Wall es fabricada utilizando un proceso de estirado en frío con aleación de acero norteamericano de alta calidad, procesado de forma única según las especificaciones de Boart Longyear.

Boart Longyear ha creado con éxito un enlace químico entre el diamante y la matriz, que es más fuerte que el diamante en sí. La mayor proyección de diamantes y el lavado de cara mejorado crean un poco más de versatilidad, mayores tasas de penetración y una vida más larga. Las brocas Longyear son similares a las brocas de diamante grandes, pero con las características de perforación fáciles y suaves que prefieren los perforadores. Esto significa una mayor productividad en toda la operación y, en última instancia, más núcleo.

To support higher penetration rates, the new Longyear formulas are combined with a new, more open, express geometry. Tapered intermediate waterways improve flushing and prevent accumulation of debris. Designed for fast cutting in competent ground, the new express geometry is available in our 16mm crown heights to maintain bit life at higher cutting speeds.

The unique Razorcut protrusions on the face of the bit contain diamonds that enable the bit to begin cutting right out of the box – even in the softest ground. The arrangement of these protrusions also improves the tracking and balance in the hole when drilling begins.

As part of an extensive global test program, employing nearly 10,000 rods at 30 different sites, one of the first strings of NXQ rods were deployed to the Boart Longyear Drilling Services expert underground drilling teams operating in the Sudbury mining camp.

After drilling through the entirety of 2017 and into 2018, the rods have achieved over 20,700 meters of drilling versus a typical life of approximately 12,000 meters on NRQ rods.

La vida útil típica de la barra depende de varios factores, pero lo que más afecta la duración de la barra es la profundidad del agujero. Los orificios profundos tienden a aumentar el desgaste de la parte central de la cuerpo central debido a la carga lateral y el arrastre causados ​​por el giro helicoidal, así como a la mayor fuerza de retroceso y torsión requeridas para taladrar con sartas de perforación más pesadas. Las juntas en los agujeros poco profundos, por otro lado, sufren mucho más desgaste a medida que la sarta se dispara dentro y fuera del orificio con mayor frecuencia. En general, las sartas en orificios poco profundos pueden necesitar reemplazarse más a menudo que las sartas utilizadas en agujeros profundos.

La nueva XQ se mantiene durante las pruebas de comparación "hacer y para romper": 168 ciclos, a la derecha, en comparación con los nuevos, a la izquierda.

La dada de baja de las barras suele ser el resultado del desgaste de la mitad del cuerpo, de la rosca o de la caja. 

Las conexiones sometidas a altas cargas de torque comprimen la saliente del extremo del hilo hembra. Se puede requerir un alto torque de perforación en los agujeros profundos pero también en los agujeros cortos inclinados en el subsuelo. Un torque alto también se puede bloquear en las uniones como resultado de un pico de carga o respuesta de carga dinámica. La compresión del resalto resultante causa una 'obstrucción' que aumenta dramáticamente el desgaste y reduce la capacidad de carga a medida que el material se va adelgazando. En las uniones de rosca de inicio único tradicionales, esto se observa como una pequeña sección del resalto notablemente adelgazado, en el punto más cercano donde se unen los hilos.

El desgaste del extremo de la conexión hembra también puede ser el resultado de prácticas deficientes en el manejo de las barras. Por ejemplo, cada vez que las barras de acoplamiento pierden accidentalmente su alineación y se 'atascan' durante el roscado, incluso ligeramente, se forma una pequeña vía de fuga a través de la superficie del resalto. La fuga en las conexiones que se han golpeado entre sí se acumulará y, si es excesivo, puede reducir significativamente el fluido a la broca. Otra fuente de desgaste de la conexión de hilo hembra es la desviación excesiva o una combinación de empuje excesivo y velocidad de rotación que crea una carga lateral y arrastre que sobrecalienta el resalto de la conexión, causando la propagación de grietas por fatiga térmica. En este caso, una capa fina de material externo se debilita y se fisura en forma axial, creciendo a través de los hilos de la conexión hembra.

También es posible tener que cesar o dar de baja las barras debido al desgaste de la rosca producido durante las reiteradas conexiones. Los perforadores pueden verificar visualmente la vida útil restante monitoreando el espacio de separación las barras de acoplamiento, cuando el extremo del pasador se atasca inicialmente en el extremo de la conexión hembra y las primeras vueltas de los hilos de acoplamiento entran en contacto. Normalmente, en este punto se puede detectar múltiples vueltas de hilo, pero el espacio de separación puede quedar contenido dentro de uno de los giros completos debido a un exceso de desgaste. El desgaste prematuro de las roscas y la consecuente baja pueden deberse a una mala configuración de enroscado y desenroscado. Durante la conexión y desconexión, las roscas sólo se acoplan parcialmente, lo que aumenta grandemente las tensiones de contacto y las tasas de desgaste de acuerdo con las cargas. Si hay alguna carga de tensión durante el enroscado y desenroscado, este desgaste se produce en los flancos de carga de la rosca, lo que reduce directamente la capacidad de carga y profundidad de perforación. Ajuste siempre las configuraciones de conexión y desconexión tendiendo carga cero o carga de empuje ligera (es decir, aumente la alimentación o reduzca la velocidad de rotación para evitar la carga de tensión en los flancos de carga).

Los operadores informaron que las conexiones de rosca estaban virtualmente libres de atascos y que el funcionamiento y ajuste de las uniones se mantuvieron constantes durante todo el proceso, debido a los hilos de doble inicio autoalineables.

El Gerente de la División de Extracción Subterránea de Canadá, Mike Garton, dijo sobre esta sarta y otras, "El nuevo cable XQ proporciona el enroscado y desenroscado más suave de cualquier otra barra que he usado en mis 25 años de carrera en la perforación. Las barras XQ se alinean mejor y no es necesario retroceder las barras para comenzar, lo que permite ahorrar tiempo. El atasco de las barras durante la conexión y la desconexión disminuye la productividad, por lo que no tener las barras atascadas significa más metros. Las barras XQ que salen del agujero no muestran el típico desgaste de las roscas, lo que significa que las barras también duran más tiempo. La resistencia y capacidad de profundidad por lejos la mejor en el mercado. Al perforar agujeros profundos que necesitan alcanzar blancos específicos o perforación subterránea, esta barra los supera a todos. Recomiendo con toda confianza las barras de extracción XQ Wireline".

Chris también fue recientemente reconocido por la revista Mining en el área de Exploración. Premios de la revista Mining.

En este episodio, antes del lanzamiento oficial, Chris analiza los beneficios de las barras XQ y cómo las nuevas características se comparan con las barras RQ, además de dar un reconocimiento al ingeniero de diseño, Anthony Lachance y la planta de fabricación de North Bay.

Los tres principales beneficios de las barras XQ son:

1. Más fácil y más rápido de conectar y desconectar con dobles hilos de conexión automática.
2. Mayor vida del hilo - el doble que las barras RQ
3. Hasta un 60% más resistentes que las barras RQ

Conozca más sobre las barras XQ

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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.

La imagen de la derecha muestra el resultado de un torque de conexión insuficiente. Siempre se debe aplicar un torque mínimo sin importar cuán poco profundo sea el orificio.

El torque de la conexión también debe aumentar con la profundidad del orificio. De esta manera, la unión se mantiene apretada a medida que la tensión de la barra aumenta o pasa por las desviaciones del orificio, lo que limita las fallas por fatiga sin sobrecargar el extremo del pasador.

Ya sea debido al montaje de las piezas, el martilleo de las juntas flojas o el manejo mismo, las barras van acumulando abolladuras y mellas que actúan igual que las fallas, comienzan las grietas y se producen fallas en las barras.

Resultado de un par de reposición insuficiente.

En la imagen a continuación, las barras tienen incrustaciones en toda la superficie producidas en los rodillos del manipulador de barras.

Picaduras y abolladuras causadas por los rodillos del manipulador de barras.

Como resultado, las barras se agrietaron axialmente, en forma perpendicular con respecto de la carga. Tras la investigación, los rodillos hidráulicos del manipulador de barras se ajustaron a su valor máximo, muy por encima de lo que se requiere para sostener incluso la barra más grande con seguridad.

La reducción de la presión del rodillo redujo el tamaño de la picadura y eliminó la fuente de agrietamiento por fatiga. Como regla general, las barras con defectos en el 10 por ciento de la pared o mayores (0.019 pulgada para la barra NQ) pueden experimentar fallas prematuras debido al agrietamiento por fatiga. Cuando se detectan barras con este tipo de fallas, deben ser retiradas del servicio y se debe identificar y eliminar la causa del daño.

Es común ver áreas pulidas brillantes en las barras, asociadas con roces en la carcasa o su constitución, y que pueden causar grietas. Cuando una sección de la barra recibe roce, se calienta y enfría rápidamente, causando un tipo de agrietamiento conocido como propagación de grietas por fatiga térmica.

Esta falla de la barra se puede prevenir asegurando que éstas queden bien lubricadas, ya sea mediante el uso de fluido de perforación o, en el caso de pérdida de circulación, utilizando grasa en la barra. Si se observan áreas pulidas en los extremos de conexión hembra, verifique el punto de inicio de las grietas y saque las barras de servicio antes de que causen la falla de la sarta.

La imagen de la derecha muestra desgaste por desgaste por adhesión después de 30 ciclos de conexión y desconexión de barras con la misma dureza en la clavija en en el lado hembra (no son de Boart Longyear).

Los hilos que muestran este nivel de desgaste deben medirse para asegurar que todavía exista suficiente capacidad de enganche y, en caso de duda, se debe retirar la barra. El uso de roscas desgastadas afectará rápidamente incluso a las barras nuevas, lo que aumentará su uso y las posibilidades de falla.

Boart Longyear ha sometido los hilos de los pasadores de las barras a un proceso de endurecimiento, creando con ello un diferencial de dureza que prolonga la vida del hilo en más de dos veces, dependiendo de la aplicación.

Desgaste por adhesión.

Cualquiera de estas fallas aumentará el costo por metro. Por lo tanto, en lugar de enfocarse en el precio, la medición del costo por metro de las barras determinará el costo real de la operación de un contratista y llevará a optar por comprar las barras de la más alta calidad disponibles en el mercado.

Sin embargo, Boart Longyear recientemente ha realizado mejoras en el sistema, lo que aumenta significativamente la fiabilidad y el rendimiento.

Principalmente, los sistemas alámbricos requieren un tubo interior receptor de muestra completamente independiente de la sarta de barras, mientras se encuentra en la parte inferior de la sarta, en el tubo exterior detrás de la broca.

Montado en la parte superior del conjunto del tubo interno está el conjunto del cabezal, que incluye el mecanismo de fijación crítico requerido para sujetar el tubo interno mientras se recibe la muestra del núcleo y para liberar el tubo interno lleno para la recuperación con alambre.

Un dispositivo llamado "overshot" o "pescante" se conecta a un cable y se baja o bombea en el orificio hasta que captura el conjunto del cabezal, lo que permite que el tubo interno se pueda tirar o elevar hacia el equipo de perforación mediante el uso de un cabrestante o mecanismo de elevación.

Acoplamiento de bloqueo de orificio completo

Acoplamiento de bloqueo estabilizado

El asiento del sistema de cierre

Para recibir los elementos de fijación desplegados desde el conjunto del cabezal, los acoplamientos se insertan en la sarta de perforación para proporcionar una abertura o asiento interior ampliado. En el sistema original, el asiento del sistema de fijación se formaba haciendo coincidir dos acoplamientos. El primer acoplamiento, conectado a las barras de perforación sobre el tubo interno, se conoce como acoplamiento de bloqueo. El acoplamiento inferior, conocido como acoplamiento del adaptador, se conecta entre el acoplamiento de bloqueo y el tubo exterior, debajo del cual se aloja el tubo interior, y a su vez a la carcasa de escariado y la broca. La cara extrema del extremo macho del acoplamiento de bloqueo sirve como cara de soporte de carga para el mecanismo de cierre.

Desafortunadamente, todos los mecanismos de cierre pivotantes requieren una cantidad significativa de "holgura" o juego axial en el asiento del mismo para permitir el movimiento pivotal, lo que da como resultado el juego del tubo interno y un rendimiento deficiente del sistema en terrenos difíciles. De hecho, un tubo interno con un núcleo acuñado, o un tubo interior sobrellenado, puede cargarse tanto contra el asiento del sistema de fijación que los pestillos no puedae pivotar en la retracción. Esto a menudo provoca el atascamiento de los tubos lo que potencialmente podría requerir la costosa retracción de la sarta de perforación.

 In more recent Roller Latch systems, an improved integrated locking coupling eliminates the secondary joint and incorporates a mid-placed interior groove which serves as the latch seat. Additionally, roller latches drop away, eliminating the need for axial play and improving system performance in difficult ground.

Principalmente, el asiento del sistema de cierre debe resistir la reacción de la carga de empuje total del taladro cada vez que el perforador empuja a través de un terreno difícil , "en bloques". Es decir, cuando la muestra del núcleo se adhiere o se agrieta temporalmente en el tubo interior (o cuando el tubo está lleno), el empuje en la sarta de perforación (peso en la broca) es completamente resistido por el tubo interno, el mecanismo de cierre y el acoplamiento de bloqueo. Sin embargo, el asiento tiene una profundidad de alrededor de un tercio del espesor de la sarta de perforación, lo que limita la capacidad de carga potencial.

Mecanismos de pestillo y material de acoplamiento de bloqueo

El conjunto del cabezal del sistema Q original incorporaba un mecanismo de pestillo que consistía en un par de pestillos pivotantes, desplegado por un resorte de alambre tipo "mariposa" y retraído por el impacto con la parte inferior de una ranura en la caja retráctil del pestillo cuando se retraía con el pescante del cable.

Ahora ya obsoletos, estos pestillos tenían sólo 8 mm (5/16 ") de grosor, lo que producía un área de contacto de acoplamiento muy pequeña en el asiento del pestillo. Esto dio como resultado presión de contacto y tensiones del material que a menudo excedían la resistencia del asiento del pestillo cuando se perforaba en condiciones difíciles. En algunos casos, el material del asiento del pestillo cedería permitiendo que los pestillos se introdujeran en el acoplamiento de bloqueo, dando como resultado un tubo atascado. Como mínimo, la alta tasa de desgaste del asiento del pestillo era un problema de mantenimiento.

In 1998, Boart Longyear once again secured its position as the leading innovator in wireline technology by introducing the patented Link Latch mechanism. This innovation virtually eliminated “stuck tubes” by providing mechanical leverage during wireline retraction, directly pivoting the latches into the retracted position, whereas conventional technology attempted to indirectly push the latches while fighting poor mechanical leverage and interference with the latch seat.

Además, el grosor del pestillo se duplicó a 16 mm (5/8 "), lo que redujo la presión de contacto del asiento y la tensión a la mitad, mejorando con ello la vida útil y la fiabilidad. Sin embargo, se requiere el juego del tubo interno para los pestillos pivotantes.

En 2012, el lanzamiento de la tecnología Roller Latch incluyó una mejora significativa en todos los acoplamientos de bloqueo de Boart Longyear. El material de aleación de acero tratado térmicamente proporcionó aumentos sustanciales en la resistencia (40% de aumento) y dureza (resistencia al desgaste). Esto proporcionó una capacidad de empuje y una confiabilidad mucho mayores al empujar a través de condiciones de perforación difíciles, pero también mejoras significativas para otras características de acoplamiento de bloqueo como se describe a continuación.

Almohadillas antidesgaste en acoplamiento de bloqueo

Situado en la parte superior del tubo exterior, el acoplamiento de bloqueo también puede actuar para estabilizar el tubo exterior y reducir la desviación del agujero. Esto se logra mediante la adición de almohadillas de desgaste que actúan como superficie de apoyo contra el orificio perforado.

Boart Longyear ofrece dos estilos de acoplamientos de bloqueo, "agujero completo" y "estabilizado". Mientras que ambos se cortan del mismo material de aleación de acero de alta calidad utilizado para varillas de perforación alámbricas, los acoplamientos de bloqueo de orificio completo tienen un diámetrro exterior aumentado con cuatro planos equidistantes que estiran en frío a todo lo largo.

Mientras que el área anular entre los planos y el orificio perforado permiten el paso del fluido de perforación y los recortes, las secciones redondeadas de mayor diámetro son endurecidas por inducción para proporcionar almohadillas de desgaste duraderas y resistentes a la abrasión en todo el cuerpo.

Los acoplamientos de bloqueo de orificios completos funcionan bien en condiciones de suelo competentes donde el orificio es uniforme y los cortes son finos. Por el contrario, las malas condiciones del terreno pueden limitar significativamente el rendimiento de la perforación y la circulación de los recortes, o generar un par de torsión excesivo o requerimientos de avance.

Detalle de la almohadilla de desgaste revestida con láser

Detalle de la almohadilla de desgaste revestida con láser

Sección ampliada que muestra carburo de tungsteno en matriz

Almohadillas antidesgaste en acoplamiento de bloqueo

Situado en la parte superior del tubo exterior, el acoplamiento de bloqueo también puede actuar para estabilizar el tubo exterior y reducir la desviación del agujero. Esto se logra mediante la adición de almohadillas de desgaste que actúan como superficie de apoyo contra el orificio perforado.

Boart Longyear ofrece dos estilos de acoplamientos de bloqueo, "agujero completo" y "estabilizado". Mientras que ambos se cortan del mismo material de aleación de acero de alta calidad utilizado para varillas de perforación alámbricas, los acoplamientos de bloqueo de orificio completo tienen un diámetrro exterior aumentado con cuatro planos equidistantes que estiran en frío a todo lo largo.

Mientras que el área anular entre los planos y el orificio perforado permiten el paso del fluido de perforación y los recortes, las secciones redondeadas de mayor diámetro son endurecidas por inducción para proporcionar almohadillas de desgaste duraderas y resistentes a la abrasión en todo el cuerpo.

Los acoplamientos de bloqueo de orificios completos funcionan bien en condiciones de suelo competentes donde el orificio es uniforme y los cortes son finos. Por el contrario, las malas condiciones del terreno pueden limitar significativamente el rendimiento de la perforación y la circulación de los recortes, o generar un par de torsión excesivo o requerimientos de avance.

Quick pump-in pestillo de rodillo stabilized locking coupling section showing latch groove and brake groove

Detalle de la almohadilla de desgaste revestida con láser

Los acoplamientos de bloqueo estabilizados (anteriormente conocidos como de estilo "convencional") utilizan conjuntos de almohadillas de desgaste con materiales con contenido de tungsteno. El carburo de tungsteno ofrece una resistencia al desgaste que es de órdenes de magnitud mayor que la del acero endurecido, proporcionando una superficie de rodamiento confiable y de mayor duración que los de orificio completo.

Además, un mayor espacio entre las almohadillas de desgaste y en el área anular entre el cuerpo de acoplamiento y el orificio, asegura un paso eficiente de los fluidos de perforación y los recortes en todas las condiciones de terreno.

Originalmente, las almohadillas de desgaste de acoplamiento estabilizado se aplicaron mediante un laborioso proceso manual donde se aplicaba tecnología de soldadura para fundir varrillas de soldadura utilizando carburo de tungsteno en una matriz metálica conocida como "revestimiento rígido" que unía el material de la varilla al cuerpo de acoplamiento.

Se necesitaba agregar una gran cantidad para volver a rectificar una almohadilla de desgaste plana a un tamaño razonable, y la forma resultante era difícil de controlar, lo que perjudicaba la capacidad de pasar fluido y recortes. 

Además, se requería una cantidad excesiva de calor, lo que suavizaba el cuerpo de acero y debilitaba el acoplamiento. En algunos acoplamientos, el revestimiento rígido también se aplicaba a la cara del asiento del pestillo para mejorar la resistencia al desgaste, pero debido al proceso de soldadura manual, esto podía suavizar el asiento del pestillo subyacente al punto donde los podían sobresalir del asiento bajo cargas normales.

Again, the launch of Roller Latch technology included another significant upgrade to all Boart Longyear stabilized locking couplings. Laser cladding technology enables the precise application of wear pads containing a significantly greater density of tungsten carbide and with very little heat.

Las almohadillas de desgaste estabilizado se proporcionan en forma de espiral eficiente, lo que favorece el paso del fluido de perforación y los cortes. Las pruebas comparativas de desgaste en el laboratorio han demostrado una mejora de más de 10 veces (pruebas según ASTM G65), que generalmente se traduce en más del doble de la vida útil en el campo.

Interacción del acoplamiento de bloqueo y el conjunto de cabezal

Aunque que Boart Longyear ha mejorado la resistencia al desgaste de los sistemas de fijación y sus asientos, la interacción de los elementos produce desgaste abrasivo durante las operaciones normales de perforación.

Se puede producir un movimiento giratorio relativo significativo entre el conjunto del cabezal del enlace del sistema de bloqueo Link Latch y la sarta de perforación cuando no hay suficiente carga o fricción de contacto coincidente. Esto puede ocasionar un desgaste rápido entre el asiento del conector y el elemento de bloqueo, así como también entre el hombro de tope del conjunto del cabezal y el anillo de tope del tubo exterior.

Los acoplamientos de bloqueo para el conjunto del cabezal Link Latch están disponibles opcionalmente con una pequeña pieza de extensión integral y parcial del hombro del extremo macho que sobresale junto a los pestillos desplegados. Como tal, la rotación de la sarta de perforación impulsará la rotación del ensamblaje de la cabeza al mismo tiempo.

Por el contrario, el mecanismo patentado Roller Latch tiene autobloqueo en rotación. Como los rodillos se despliegan centrífugamente, si hay algún movimiento relativo de rotación con la sarta de perforación, los rodillos se acuñan entre el acoplamiento de bloqueo y la caja retráctil para garantizar que el conjunto del cabezal siempre se impulse con la sarta de perforación.

Esta acción de autobloqueo proporciona un aumento significativo en la vida útil y la confiabilidad del anillo de tope, el hombro de tope, los rodillos del elemento de bloqueo y el asiento del conector del elemento de bloqueo.

Conexión de la Sarta de Perforación

Los acoplamientos de bloqueo incluyen una rosca de tubo exterior macho y una conexión de rosca hembra para la barra de perforación con cable, para acoplarse directamente a la sarta de perforación.

El tubo exterior es significativamente más grueso y más rígido que las barras de perforación, y se estabiliza mediante la broca, la carcasa de escariado y las almohadillas de desgaste del acoplamiento de bloqueo. Por el contrario, la cuerda de la barra de perforación sólo es soportada por la formación, y está sujeta a una carga dinámica significativa como resultado de la perforación de cargas, vibraciones y armónicos del sistema.

Como tal, la conexión de acoplamiento de bloqueo es crítica para el rendimiento en condiciones de perforación exigentes, en donde el material tratado con calor recientemente mejorado proporciona resistencia y resistencia al desgaste.

Boart Longyear’s proprietary Q and RQ wireline drill rod joints utilize tapered threads for easy make and break, and feature engineered thread forms, a precise interference fit, and a unique combination of heat treatments to maximize load strength and wear resistance.

Boart Longyear produce estas conexiones de rosca de precisión en sus instalaciones y de acuerdo con los exigentes estándares mundiales y controladas por un sistema maestro de medición patentado.

Como es bien sabido en toda la industria de la perforación con cable, para evitar fallas en las uniones, nunca mezcle barras, acoplamientos o adaptadores originales Boart Longyear con productos producidos por terceros sin licencia.

¿Listo para dar un vistazo a las barras de Boart Longyear?

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