Técnico en operaciones mineras

Nuevas tendencias tecnológicas

Sondaje minero

Felipe Espinoza02/12/2014Profesor: Juan Orellana

Introducción.

-A medida que los tiempos avanzan, es necesario ir implementando nuevas tecnologías a las operaciones mineras.

Dentro de estas se encuentra el sondaje, que es una de las más importantes, ya que abarca varios procesos de las operaciones principales.

Chile como una de las más grandes potencias en la minería, no puede estar atrás en la búsqueda de minimizar costos, tanto en nivel de equipos, como humano.

En el presente informe se detallara a grandes rasgos las nuevas herramientas, tanto a nivel operativo, como computacional, con las que se cuenta para la labor antes mencionada.

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Índice

Introducción. Perforación Nuevas tendencias Principales innovaciones. Medio ambiente Sistema de medición de posos Perforación direccional Conclusión. Web grafía

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Perforación

La perforación de sondaje es clave en el proceso minero para localizar y definir el valor económico de una mineralización.

Desarrolladas en el marco de las campañas de exploración efectuadas por las compañías mineras, las labores de perforación de sondaje se han visto reducidas en su intensidad en el último tiempo, debido principalmente al comportamiento de la economía china y su impacto en la demanda de metales, y a mayores costos como el encarecimiento de la energía, lo que significó mayores políticas de ajustes y contención de costos por parte de las empresas del sector.

Lo anterior es ratificado por el estudio “Factores Competitivos de la Exploración Minera en Chile”, elaborado por la Comisión Chilena del Cobre (Cochilco), que señala que “respecto del presupuesto mundial de exploración minera, en 2013 se registró un fuerte retroceso debido a la incertidumbre que está viviendo el mercado minero mundial. El monto destinado a la búsqueda de minerales no ferrosos bajó en un 29% a US$15.200 millones, versus US$21.500 millones en 2012”.

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Evolución de la Perforación

¿Qué es la perforación?

La acción que, a través de medios mecánicos, tiene como finalidad construir un pozo. En nuestro caso, la exploración, el producto de la perforación es extraer una muestra con la finalidad de ser analizada.

Sistemas de perforación en Sondajes:

• Aire Reverso

• Diamantina

• Sónica

Nuevas Tendencias.

En un sector altamente competitivo como la minería y en un escenario de ajustes y contención de costos, la innovación e incorporación de nuevas tecnologías son una herramienta de gran importancia para mantener el liderazgo en el mercado.

De acuerdo a estos especialistas, la tradición minera que Chile posee le ha significado al país estar a la vanguardia de las nuevas tecnologías. En este sentido, Raúl Dagnino asegura que “hemos sido líderes en el uso de tecnología. Siempre ha habido espacio y los mandantes han estado bastante abiertos a su utilización (…) Diría que el nivel tecnológico que acá existe es de primera línea”.

Se están desarrollando proyectos con perforación direccional y motores de fondo dentro del pozo. “Estas eran tecnologías que en 2010 no estaban disponibles en Chile, por ejemplo al momento del rescate de los 33 mineros de la Mina San José. Allí nunca pudimos aplicar lo que era perforación direccional, porque había que traer técnicos de afuera y ahora es un método que estamos utilizando permanentemente”, indica.

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Nuevas tendencias.

Diamantina.

RCS (Rig Control System), APC (Automatic Perforamance Control): Son dispositivos electrónicos que sirven para que el equipo haga un ciclo de perforación solo, sin necesidad de operador para fijar las variables de perforación. Cada vez que las variables se encuentran fuera de los rangos fijados la perforación se detiene. Usando este sistema se ha logrado incrementar en un 30% la velocidad de perforación. Este sistema ha tenido una tremendo éxito en países donde el macizo geológico es homogéneo. .

Perforación Sónica

Técnicamente, la perforación sónica es una técnica en la que se combina la fluidización de los materiales y las leyes de la inercia. La columna de perforación se estira y se acorta rápidamente a través del envío de vibraciones de alta frecuencia, haciendo que el material

alrededor y delante de las barras pierda la mayor parte de la fricción, generando el pozo.

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Nuevas tendencias

Aire Reverso

Muestreo

Los componentes principales son: el ciclón y el cuarteador. El ciclón reduce la velocidad del flujo de la muestra y separa la muestra del aire, permitiendo que se almacene lo más pesado en el fondo y las partículas livianas salen por la chimenea.

El intervalo de muestreo es normalmente de 1 m ó 2 m. El cuarteador tipo Riffle, usado para muestra seca, utilizan varios niveles de separadores que reducen a la mitad la muestra en cada nivel, hasta que se alcance el tamaño deseado. Los cuarteadores hidráulicos o Cuarteadores de Cono, usados para muestra húmeda, depositan toda la muestra sobre el punto de un cono invertido y permiten que se deslice a través del mismo. La muestra se toma mediante la recopilación de una parte de ella que cae por el borde del cono.

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Nuevas tendencias

Entubado Continúo

Este sistema permite perforar y revestir en forma simultánea en sobrecargas o formaciones no consolidadas.

El bit rota excéntrica o concéntricamente generando un pozo de mayor diámetro que el del bit por donde se posible hincar el revestimiento.

Cuando se alcanza la profundidad requerida, la columna de perforación se retira fácilmente rotando a la izquierda, dejando el revestimiento en su lugar.

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Nuevas tendencias

Ar : Extrema presión de aire

Uso de compresores elevadores de presión (booster) que alcanzan presiones hasta 750 psi permiten lograr perforar pozos con presencia de agua contrarrestando la presión hidrostática que ejerce una columna de agua en un pozo (100 mca equivale a 150 psi).

En adición al efecto del agua estos equipos son usados cuando se perfora en condiciones de altura geográfica para contrarrestar el efecto del derrateo de los compresores por el déficit de oxigeno en el aire.

En condiciones de operación normal el efecto de tener mayor presión de aire hace que los martillos de fondo puedan percutir más rápido, lo que genera mayores velocidades de

penetración y en condiciones normales pozos mas rectos.

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Principales innovaciones.

Seguridad

La manipulación de las Barras de Perforación es la operación de mayor riesgo y potencial de accidentes. Otras operaciones críticas son el manejo de herramientas pesada en la mesa de perforación usando las manos del ayudante.

Manipulador Automático de

Barras AR

Elimina el izado manual de las barras de perforación, recogiendo las barras desde el camión porta barras introduciéndolas en una funda en un extremo inferior y agarrándolas en su extremo superior con unas pinzas con mordazas de carburo tungsteno. Una vez dentro del manipulador, esta la levanta, rota e introduce dentro de la torre de perforación y la sostiene para acoplarla al cabezal de perforación.

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Principales innovaciones.

Manipulador Automático de

Barras AR

- Manejo desde un lugar remoto a la línea de fuego de la perforadora- No hay ayudantes en contacto con las barras - Alinea la barra directamente bajo el cabezal de perforación. - Permite mantener una barra en espera lista para agregar a la columna de

perforación.- Aumenta la productividad – ciclo de carga /descarga más rápido. - El desarrollo en los equipos diamantina ha sido mucho más lento motivado por el

menor Peso de las barras.

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Medio Ambiente

Uno de los aspectos que más ha evolucionado hoy día es el estándar de las faenas.

Los aspectos más relevantes son:

- Ordenamiento y distribución de las plataformas- Sistemas de supresión de polvo- Sistemas de control de sólidos

Plataformas – Década 90´s

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Medio ambiente

Plataformas en la actualidad

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Medio ambiente

Supresión de Polvo

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Medio ambiente

Sistema de Control de Sólidos (sru)

Diseñada para eliminar los sólidos de un lodo de perforación a través de la separación de estos y el agua mediante la acción de la fuerza centrifuga.

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Sistema de Control de Sólidos

Distribución en la Plataforma

Ventajas- Reduce el impacto ambiental Considerablemente- Reduce el consumo de agua hasta un 60%- Reduce el costo de aditivos de perforación hasta en un 40%- No necesita la construcción de piscinas decantadoras- Mejora la eficiencia en la perforación como consecuencia de un

lodo más limpio.

Desventajas- No aplicable en pozos con pérdida de circulación- Nueva tecnología Costo de implementación- Desconocimiento de su costo final

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Sistema de Medición de Pozos

Todos los pozos se desvían!!!!!

- Peso de las barras- Sentido de Giro- Estratificación, Fallas o Fracturas - Estratos de diferente dureza- Angulo de los pozos

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Sistema de Medición de Pozos

Instrumentación

EZ-TRAC

Instrumento magnético que permite la determinación de la trayectoria de un sondaje en un ambiente libre de la presencia de elementos magnéticos que interfieran con los datos obtenidos. El resultado final corresponde a un archivo ASCII que entrega las coordenadas para cada estación registrada.

REFLEX GYRO

El Reflex Gyro es un equipo que permite la medición de la trayectoria de un sondaje ya sea en un ambiente magnético o no. Su versatilidad permite medir por dentro de las barras de perforación. Para obtener la dirección del instrumento en cada estación, las velocidades angulares se integran una vez con respecto al tiempo. De este modo se obtiene un registro del cambio de dirección del instrumento como una función de tiempo, que se utiliza para calcular el azimut en las estaciones de medición.

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Sistema de Medición de Pozos

Instrumentación

ACT III RD

Instrumentos de orientación digital de testigos. Este instrumento permite la obtención de testigos con información en relación de su posición en el macizo rocoso. Esto permite analizar la orientación de las discontinuidades del sondaje.

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Perforación Direccional

Es el proceso de cambiar la trayectoria de una perforación a un objetivo predeterminado, esta tecnología data del 1934 cuando John Eastman invento las cuñas para desviar, el mayor avance fue en 1970 cuando se comenzaron a usar motores de fondo accionados por la energía que produce la inyección de lodos a presión a través de la columna de perforación.

Tipos y evolución

- Cuñas- Jetting bits- Motores de Fondo de - desplazamiento positivo- Motores de fondo de ángulo- Variable- Turbinas

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Perforación Direccional

Cuñas.

- Fue lo primero y lo más usado en desviación de pozos.

- A una profundidad determinada, se saca la columna y se inserta la cuña, la cual se cementa para adherirla al pozo y nuevamente se baja la columna forzando la desviación a esa profundidad.

- Permite una desviación por cuña

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Perforación Direccional

Motores de Fondo

Un motor de lodo (o motor de fondo) es una bomba colocada en la columna de perforación para proporcionar energía adicional para el bit durante la perforación. La bomba utiliza lodo de perforación para crear un movimiento excéntrico como potencia concéntrica a la broca.

- Existen varios fabricantes

- Este instrumentos desde sus inicios en la década del 1970 no permitía sacer muestra cuando se está desviando el sondaje, pero se acaba de lanzar al mercado uno que si puede recuperar el testigo mientras deflecta.

- Las desviaciones son graduales y varían mucho por cada tipo de aplicación y también están limitados por la capacidad de flexión de las barras

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Conclusión.

-luego de leído este trabajo se espera que tengan una noción más amplia de lo que significa para la minería el sondaje.

Por lo mostrado podemos inferir que las operaciones se han mantenido con el tiempo y las innovaciones han sido una parte fundamental para mejorar los procesos de esta misma.

Es de suma importancia ya que a través de esto se abaratan costos y se minimizan los riesgos para el capital humano.

Se nota que la tecnología y el trabajo en mejoras está enfocado en agilizar los tiempos de la operación y la calidad de esta misma,

Cabe recordar que el sondaje y la perforación son parte fundamental de los procesos de la gran, mediana y pequeña minería y sobre todo en chile ya que como país minero debe estar actualizado y manteniéndose al estándar mundial.

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Webgrafia.

http://explorationforum.explorationforum.com/explorationforum/wp-content/uploads/2014/04/02-Raul-Dagnino1.pdf

http://www.editec.cl/mchilena/oct2004/Articulo/recuperacion.htm

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