Este artículo apareció originalmente en la revista GeoDrilling Internacional, Edición de octubre de 2018, páginas 16-17.

La MDR500 fue una idea original alimentada por largo tiempo por Geoff Moroney (Gerente de Activos y Flotas de Servicios de Perforación para la región Asia Pacífico) y John Kirkwood (Director Regional de Servicios de Perforación para Asia Pacífico). El proyecto recibió el visto bueno en el tercer trimestre de 2016 después de que las investigaciones de mercado indicaron que había en algunas áreas del mercado australiano surgía la necesidad de una perforadora de diamante subterránea de profundidad media que fuera en su mayor parte autosuficiente y pudiera pasar rápidamente de un orificio al otro. El diseño del concepto comenzó a principios de diciembre de 2016 y el primer equipo terminado salió del taller a principios de diciembre de 2017.

La base de la idea era convertir los MDR150 existentes en la flota australiana en MDR500. El MDR150 original fue diseñado y construido por Geoff Moroney y Nathan Kaesler (ahora Gerente de Ingeniería de I + D Global) casi 10 años antes, cuando Geoff trabajaba en herramientas y Nathan era un nuevo y entusiasta ingeniero en Boart Longyear. El MDR150 consiste en una unidad de alimentación de 75kw y una estructura de avance de la rápida Serie 400 montadas en la pluma telescópica de un portador Normet muy sólido y además con una capacidad de almacenamiento a bordo de 144m de barras. Es perfecto para trabajar agujeros rápidos y cortos en sitios donde se permite el manejo manual de barras en la sarta de perforación. El MDR500 satisface la creciente demanda en el mercado de una plataforma móvil para agujeros más profundos combinados con una tendencia cada vez mayor a reducir la manipulación manual. Eso junto con el hecho de que el MDR150 tiene casi 10 años de existencia y la mayoría de las unidades necesita una reconstrucción mayor y donde varios de los componentes clave del sistema de control están obsoletos, hace que la conversión de estos MDR150 en nuevos MDR500 tenga sentido.

Con el proyecto coincidiendo con las primeras pruebas de prototipo de la nueva plataforma de alimentación subterránea LMi, fue una decisión fácil para el grupo de diseño elegir el nuevo diseño de 110kW LMi para alimentar y controlar el taladro. Este nuevo diseño consiste en un cabezal de perforación de alta velocidad Boart Longyear HQ montado en una estructura de avance de la serie 700 que utiliza un manipulador de barra subterránea estándar. Una vez que se decidió el concepto básico, el proyecto se transformó en una compleja tarea para el equipo de Ingeniería de Servicios de Perforación de Asia Pacífico, encontrar la forma de calzar todos los componentes del LMi junto con los 500m de barras en el transportador y luego diseñar un brazo que pudiera sostener una barrena mucho más pesada en la parte frontal del equipo y permitir además una horizontal de 360° y ángulos de perforación por sobre 90° y hasta -90°.

Un concepto innovador de Stewart Jones que permite que la barra frontal se asiente sobre el eje delantero durante el tránsito y luego se incline en una configuración vertical a cada lado del equipo durante el uso, lo que permite un manejo ergonómico de la barra resultó ser una ventaja adicional en el camino. Sin duda, el proyecto no estuvo exento de desafíos con el fortalecimiento del chasis Normet y la necesidad de un eje delantero más grande para soportar la carga sustancialmente más pesada que ahora lleva la parte delantera de la máquina.

El apretado cronograma del proyecto significó que el diseño y la construcción tuvieran que realizarse simultáneamente con el trabajo del personal del taller, todo bajo la dirección del instalador líder del proyecto, Darren Watson, quien hizo un excelente trabajo al construir y ensamblar el primer equipo a pesar de tener sólo diseños a medio terminar y dibujos parciales al comienzo. El diseño del recorrido de las mangueras para el MDR500 fue una tarea monumental debido a la cantidad de movimiento requerido desde el brazo. El equipo de trabajo del taller fue fundamental en el diseño y construcción. Gran parte del diseño fue realizado en el taller sobre el equipo mismo.

Como el trabajo pesado por parte del equipo de mecánicos estaba a punto de completarse, la dirección del diseño quedaba ahora en manos de Bernie Chia y Glen Verrall, en ese entonces encargados de ingeniería eléctrica y sistemas de control de productos, quienes debían lograr que este equipo de perforación cobrara vida con todo su sistema de control, tanto de las funciones de configuración como del taladro manejado a través de la interfaz de pantalla táctil en la cabina del operador o desde el panel de control electrónico LMi. Glen hizo su magia para entrelazar las funciones adicionales de MDR sin problemas en una versión modificada del software LMi.

Durante todo el proyecto, el equipo de ingeniería estuvo en estrecho contacto con los usuarios finales en terreno, principalmente Matt Barnes, quien dirige el equipo de operaciones en MMG Dugald River Mine en Queensland, donde se desplegaron los dos primeros MDR500. Esta colaboración se produjo en todas las fases del proyecto, comenzando con un viaje del equipo del proyecto de ingeniería para determinar los requerimientos con Matt y su grupo de trabajo, a fin de garantizar que el resultado final los cumpliera exactamente. La participación del grupo de trabajo continuó hasta el final del proceso, siendo Matt un valiosísimo experto en la materia y un participante clave en las revisiones de diseño y evaluaciones de riesgos. El proyecto se cerró con una visita de la ingeniería al sitio a principios de enero de 2018 y nuevamente en marzo, coincidiendo con el despliegue operativo de cada uno de los MDR500 en Dugald River. El objetivo principal de estas visitas era capacitar a los operadores sobre las características del nuevo equipo de perforación y estar a su disposición para solucionar inmediatamente cualquier problema que pudiera surgir. Afortunadamente, no se presentó ninguno importante y Glen pudo aprovechar las visitas a terreno como una valiosa fuente de comentarios de los perforadores para un mayor desarrollo del software LMi.

El primer MDR500 llegó al lugar y, después de pasar por las inspecciones de rutina, se dirigió directamente a su primer agujero sin problemas. Esto se debió en gran parte a las importantes contribuciones del equipo de operaciones durante todo el proyecto y a la rápida adopción del nuevo equipo de perforación por parte de los perforadores. Los perforadores de Dugald River se adaptaron rápidamente al nuevo sistema de control LMi de la MDR500 y su nivel de aceptación de la interfaz ha sido muy positiva. El equipo de Dugald River superó rápidamente los resultados en metros obtenidos con los MDR150 anteriores y ahora promedian la impresionante cantidad de 2 metros adicionales por hora.

Un tercer MDR500 está a punto de terminarse en el Taller de Adelaida y, cuando esté listo, será un gran incentivo para la ejecución de nuevos trabajos en varios sitios potenciales que se están analizando actualmente. Si la demanda del mercado sigue siendo fuerte, la intención es convertir la flota de los 8 MDR150 restantes en MDR500 en los próximos años con la posibilidad de contratar operadores adicionales para avanzar aún más si es necesario.

El MDR500 ha sido y sigue siendo un éxito en terreno y un punto clave de interés para el equipo de Asia Pacific Drilling Services en la negociación de contratos de perforación subterránea. El éxito del proyecto fue obviamente el resultado de un gran esfuerzo, pero también el excelente trabajo en equipo y el espíritu de colaboración demostrado por los diversos grupos funcionales de Boart Longyear que participaron, sumando todos muchas más personas de las que podrían mencionarse aquí y que han jugado un papel importante en el proyecto .

Con el procedimiento actual, la plataforma StopeMaster debía ser escoltada por una pala en frente y detrás del equipo en cada movimiento. La plataforma StopeMaster es esencial en la perforación de producción en la mina, pero tarda en moverse y obstaculiza el tráfico en la rampa a medida que avanza por la mina. Este proceso le estaba costando tiempo y recursos a la mina.

Para resolver este desafío, el equipo de ingeniería de Servicios de Perforación de Boart Longyear creó un plan de varias fases para agregar funcionalidad y movilidad a los equipos StopeMaster existentes. La primera fase del plan fue diseñar y construir un equipo StopeMaster más móvil, luego pasar a la manipulación de barras manos libres y finalmente a la perforación semiautónoma.

With the combined dedication of many remarkable Boart Longyear employees around the world, the team started engineering a new Stopemaster MDR rig that would solve the issues the mining company was experiencing.

Unas semanas antes de que se entregara el equipo MDR, representantes del grupo de trabajo de Servicios de Perforación de Boart Longyear acompañaron al equipo de preevaluación de la mina para buscar en cada rincón del prototipo para identificar proactivamente y abordar el cumplimiento de los estándares del cliente.

Para garantizar el despliegue exitoso de la nueva plataforma de perforación móvil StopeMaster MDR, un equipo especializado de Boart Longyear pasó 16 días en el lugar resolviendo todos los detalles y asegurándose de que todo estuviera funcionando bien. El equipo incluyó perforadores de percusión dedicados y un diseñador de producción sénior.

En la tarde del 10 de marzo de 2018, el primer equipo Stopemaster MDR se subió a la rampa al ingresar al portal para su despliegue inaugural en una mina en el norte de Ontario, Canadá. Poco después, colisionó con su primer hoyo.

From the moment the rig arrived at the mine, the Boart Longyear team worked diligently with the customer to rapidly address any new concerns identified by the onsite reviewers. Over the subsequent days, the drilling team quickly learned the new LMi interfaces - a couple of joysticks, a knob, and a touchscreen had replaced the recognizable matrix of gauges and controls native to the stalwart StopeMaster machine. 

(De izquierda a derecha) Empleados de Boart Longyear: Willie Coderre, Tyler Allin, Zane Clark, Al Portugie, James Forest, Dan Kirkey

Después de días de afinar la plataforma y ajustar el software que controlaba los aspectos de manejo de la varilla del taladro, finalmente se permitió que los perforadores perforaran. Estos entusiastas hombres cooperaron como equipo de etiqueta para completar el primer hoyo de 17 metros que rompió expectante a través de una falla de agua conocida que arrojó agua a 4 ° C sobre el taladro y los perforadores. 

Luego llegó el momento de un cambio de tripulación, y un nuevo grupo de perforadores se embarcó en el proyecto. El siguiente hoyo tuvo que ser perforado en el rebaje con una cascada de refrescante agua subterránea canadiense que brotaba sin cesar en el taladro. Sin mucha queja, el perforador asignado se puso sus engrasadores y desafió obedientemente las condiciones húmedas y frías, barra tras barra. El taladro se esforzó por excavar con las últimas varillas, por lo que el perforador dedicado los jaló a todos para controlar la broca, y luego envió la sarta de perforación nuevamente. Solo más tarde se atribuyó el problema de penetración a una válvula que funcionaba mal, pero el perforador avanzó con dificultad. Con medio metro por recorrer, el turno había terminado y era hora de renunciar por el día.

Debido a los desafíos logísticos que siguieron, algunos miembros del equipo de perforación estaban, por una razón u otra, temporalmente no disponibles. Otro miembro del equipo aceptó el reto de entrenar en el nuevo ejercicio.

Willie Coderre trasladando el MDR a su primer Stope.

Con diligencia luchó a través del problema de la válvula aún sin diagnosticar para completar el último medio metro del hoyo anterior y siguió ese rendimiento completando un hoyo de 17 metros de longitud. Con el taladro en el sitio durante más de una semana en este punto, el último perforador ahora ostentaba el título "Most Meters Drilled" (perforado) para el nuevo equipo StopeMaster MDR. 

Después de agonizar por la velocidad de penetración extremadamente lenta, la barra golpeadora en el trainera se partió con solo tres metros más en el agujero. El equipo reemplazó la barra de ataque y completó el obstinado agujero. 

Mientras reposicionaba el taladro para el siguiente hoyo, el perforador fue capaz de identificar rápidamente una debilidad en uno de los actuadores que despliega los estabilizadores del taladro. El ejercicio se cerró nuevamente y se hizo seguro antes de que el equipo volviera a la superficie para realizar una lluvia de ideas sobre un plan para reforzar el estabilizador. Con un plan en la mano, el equipo tomó otro día de mantenimiento para ejecutar la corrección.

Con los problemas de los estabilizadores ahora resueltos, el taladro se reposicionó con éxito y comenzó otro agujero, esta vez con el equipo enfocándose en los microconductos detallados durante todo el proceso de perforación. El equipo de perforación pudo identificar y diagnosticar la válvula que se porta mal y en poco tiempo, la nueva broca recibió una pieza de repuesto. Un par de mangueras aquí, algunos pernos allí, y el control de presión de alimentación fue arrebatado del Controlador Lógico Programable (PLC) y temporalmente devuelto a las manos de un experimentado perforador de agujero largo.

Finalmente, con múltiples problemas resueltos, el equipo se unió para intentar perforar algunos metros sin problemas. Con el taladro se comportó mucho mejor, cinco hoyos se perforaron fácilmente para un total de 83 metros ese día.

Aunque inicialmente se experimentaron desafíos con el prototipo, tener el equipo de Boart Longyear disponible en el sitio significaba que podían adaptarse, ajustar y corregir rápidamente cualquier problema. Debido a su dedicado trabajo en equipo, la tripulación pudo cumplir con la petición del cliente de actualizar el StopeMaster a una plataforma de perforación móvil con manejo de varilla y perforación semiautónoma.

El equipo StopeMaster MDR recientemente comisionado resolvió los problemas de mover el StopeMaster, haciendo que los movimientos desde el tabique hasta el rebaje sean más rápidos y requiriendo menos tiempo y recursos de la mina. El equipo StopeMaster MDR también es más seguro con capacidades de manejo de barras y perforación semiautónoma con un nuevo panel de control LMi que controla tanto el manipulador de barras como el equipo StopeMaster MDR.

Cerca de las costas del noreste de Terranova se encuentra la Mina Ming, operada por Rambler Metals and Mining. Rambler necesitaba un aumento de ventilación importante para instalar chimeneas de ventilación con ventiladores de 400,000 cfm hasta la superficie. 

Rambler comenzó en el proyecto utilizando dos perforadoras de superficie diferentes, pero no tuvo éxito. Luego consideraron el uso de un escalador Alimak o la construcción de una chimenea convencional con perforadoras de techo.

Sin embargo, estas dos alternativas no resultaron atractivas debido al tiempo requerido y el costo.

Rambler luego discutió la situación con Brian Winsor, perforador de orificios de gran longitud de Boart Longyear, quien propuso utilizar un Stopemaster de Boart Longyear para completar la chimenea descendente.

Brian perforó su primer hoyo pero no se abrió paso. Sin inmutarse, Brian se aproximó a la ubicación de ese orificio utilizando la distancia de desviación y complementó con un segundo agujero de perforación que finalmente abrió paso. Brian perforó los agujeros restantes usando un patrón basado en el agujero inicial de avance. La perforación se realizó sin problemas y según el plan establecido por Brian, basado en el agujero inicial de avance.

Brian realizó la voladura para la chimenea, encuadró la cara y avanzó la perforación hasta la superficie. Hizo las voladuras en los orificios de perforación restantes hasta terminar el diseño establecido para la chimenea de ventilación.

Ninguna de las líneas de alta tensión sufrió daños ni tampoco las instalaciones de superficie que se encontraban muy cerca de la ubicación del collar de la superficie y la voladura se ejecutó en forma total sin retrasos en la extracción subterránea.

Brian pudo terminar este proyecto a plena satisfacción de Rambler utilizando su intuición, pensamiento crítico y trabajo arduo. Como Dan Kirkey, Gerente de División, Servicios de Perforación y Servicios de Perforación de Producción, comenta "pudo perforar la chimenea más por "su buen instinto de perforador"que por los planos de ingeniería, lo que deja demuestra de manera impactante sus habilidades como perforador." Brian ha recibido un un gran ¡Bravo! y el reconocimiento del cliente por su exitosa labor. ¡Felicitaciones!

Conozca más sobre los servicios de perforación de producción de Boart Longyear

Boart Longyear ha estado trabajando en Olympic Dam como parte de un acuerdo a largo plazo con BHP Billiton. A medida que la operación continúa creciendo, se requiere una mejorar la productividad y seguridad para la explotación de zonas de mineral recientemente definidas. Boart Longyear ha respondido a esta necesidad mediante el desarrollo de tecnologías de perforación y métodos de extracción con sacatestigos de diamante.

Anteriormente la introducción de manipuladoras de barras, por parte de Boart Longyear, redujo la exposición de los contratistas de perforación a la manipulación manual de las barras, lo que redujo la ocurrencia de lesiones en las manos. Boart Longyear también participó en un estudio relacionado con el movimiento de los equipos con resultados que permitieron mejorar el tiempo de desplazamiento en terreno en aproximadamente un 11%. Ahora Boart Longyear ha desarrollado e implementado la Interfaz de control de perforación (DCi) to increase the efficiency, productivity and safety of the LM series of underground diamond core drill rigs.

Aumentar la productividad de la perforación subterránea con sacatestigos de diamante

Boart Longyear proporciona servicios de perforación con sacatestigos de diamante en el sitio de la mina Olympic Dam. La perforación diamantina se utiliza para extraer muestras de rocas (testigo) para el análisis de la geometría del cuerpo del yacimiento Olympic Dam y para recopilar información geoquímica que se utilizará para crear modelos de bloques para la planificación y extracción de recursos futuros.

Boart Longyear pudo presentar la interfaz DCi no sólo para aumentar la productividad, sino también para mejorar la seguridad de los contratistas de perforación.

La interfaz DCi aumenta los metros perforados

Durante un período de seis meses (mayo a octubre de 2013), Boart Longyear utilizó un equipo de perforación LM75 con DCi para perforar un total de 5.726,3 metros usando una broca de diamante de tamaño BQTK. Esto representó un aumento de 907,7 ​​metros perforados en comparación con el promedio de los seis meses anteriores, lo que resultó en una mejora en el costo unitario de $ 2,90 por metro promedio y un aumento mensual de la productividad del 13,5%.

Con una mayor profundidad de pozo de 700 metros perforados en el sitio, la DCi permitió a Boart Longyear continuar con la perforación durante los tiempos de colación y cambio de turno. Esto es posible porque el DCi incorpora un sistema de control lógico programable (PLC) donde un supervisor puede preestablecer parámetros para la perforación. Estos parámetros crean un sistema de perforación semiautónomo que permite que el LM75 logre una carrera de tres metros en ausencia de un perforador.

El sistema PLC de la interfaz DCi da como resultado menos mangueras, menos fugas y desorden alrededor del taladro. Un supervisor puede establecer parámetros de perforación para operadores inexpertos y se producirá un apagado automático cuando finalice un ciclo de perforación o cuando se excedan los parámetros programados. Además, un sensor de proximidad con el láser apagará el equipo cuando alguien se traspase la distancia de seguridad, manteniendo a los perforadores fuera del rango de peligro en todo momento.

La interfaz de usuario completamente electrónica significa que el DCi tiene un gabinete de control más ligero y portátil en comparación con los controles hidráulicos. La diferencia de peso de 50 kilogramos (110.23 lb) y el número limitado de componentes permite a los perforadores mover la unidad en forma más sencilla y rápida. Sólo existen tres enchufes para desconectar del DCi y no hay mangueras hidráulicas.

El PLC permite presionar un botón para una perforación autónoma. Al perforar dentro de los parámetros preestablecidos establecidos por un supervisor, el LM75 puede lograr una mayor vida útil del equipo y una mayor productividad de perforadores inexpertos. Además, un sistema automático de avance y retroceso de barras da como resultado un menor manejo manual y un descenso con cable de manos libres.

El DCi proporciona datos clave de rendimiento en tiempo real que se registran, almacenan y descargan fácilmente para un análisis rápido. Esta información actual le permite a un perforador hacer ajustes en el equipo de perforación aumentando la productividad sobre la marcha. Debido a que el DCi proporciona datos de instrumentación significativos, se puede ejecutar un diagnóstico del sistema para determinar el rendimiento del equipo, el rendimiento del operador y la detección temprana de fallas.