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".

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.