Perché le aste di perforazione si rompono prematuramente? 14 abitudini operative che proteggono l'intera colonna di perforazione
Un'asta di perforazione raramente si rompe senza preavviso.
L'avvertimento potrebbe manifestarsi con una zona lucida dove una guida ha sfregato, una filettatura che improvvisamente risulta più difficile da stringere o un graffio a spirale che percorre il corpo della canna. Questi dettagli sono facili da ignorare quando la squadra è sotto pressione per completare un altro foro.
Poi la barra si rompe.
La produzione si ferma, parte della batteria di perforazione può rimanere nel foro e un componente che avrebbe dovuto durare molto più a lungo diventa rottame. In molti casi, il vero problema non è l'acciaio in sé. Il danno è iniziato con un'asta inadatta, una filettatura sporca, un allineamento errato o una mossa imprudente con una morsa.
Ecco 14 regole pratiche che aiutano a prevenire questi errori.
1. Abbina l'asta di perforazione all'impianto di perforazione
Iniziate dall'attrezzatura piuttosto che dal catalogo delle canne da pesca.
L'asta di perforazione deve essere adatta alla coppia della macchina, alla sua capacità di spinta e trazione e al raggio di curvatura minimo consentito. Un'asta troppo leggera per l'impianto può piegarsi o rompersi sotto carico. Un'asta inutilmente pesante può aumentare i costi e sottoporre altri componenti a sollecitazioni eccessive.
Occorre inoltre considerare le condizioni della formazione, il diametro del foro, la profondità di perforazione, il metodo di lavaggio e il tipo di filettatura. La scelta dell'asta di perforazione è una decisione di sistema, non una scelta basata solo sul diametro.
2. Non mescolare aste di trapano grandi e piccole
Collegare direttamente un'asta di grande diametro a una di diametro inferiore crea un brusco cambiamento di rigidità e capacità di carico.
La barra più piccola diventa il punto debole. Sottoposta a torsione, spinta, flessione e impatti ripetuti, la sollecitazione si concentra attorno alla transizione e al collegamento filettato. Il risultato può essere deformazione, danneggiamento della filettatura o frattura completa.
Se è necessario un cambio di diametro, utilizzare un adattatore progettato in modo appropriato e rispettare i limiti indicati dal produttore dell'apparecchiatura.
3. Tenere la morsa lontana dalle filettature femmina
Una morsa può generare una forza sufficiente a deformare un raccordo femmina.
Una volta che la filettatura interna perde la sua forma originale, il perno di accoppiamento potrebbe non inserirsi più correttamente. Forzare l'accoppiamento non fa altro che peggiorare il danno. Le filettature iniziano a sopportare il carico in modo non uniforme, accelerando l'usura e aumentando il rischio di grippaggio.
Fissare solo nell'area di manipolazione designata e utilizzare ganasce o inserti di protezione adeguati.
4. Applicare la giusta forza di trucco
Un collegamento filettato allentato si muove sotto i carichi di foratura. Questo movimento fa sì che le superfici di accoppiamento sfreghino l'una contro l'altra, affilando le creste della filettatura e formando delle creste lungo i fianchi.
Col tempo, il collegamento potrebbe gripparsi, allentarsi o incrinarsi in prossimità della base della filettatura del perno.
Anche una forza di serraggio eccessiva è pericolosa. Può rendere difficile lo svitamento del collegamento e sovraccaricare le filettature o la spalla. Le linee guida raccomandano di mantenere la pressione di serraggio idraulica entro i 15 MPa, ma il valore specificato dal produttore dell'impianto di perforazione e dell'asta di perforazione deve sempre avere la priorità.
Non riscaldare mai una giunzione ostinata con una fiamma libera. Il riscaldamento altera le proprietà meccaniche dell'acciaio e può indebolire permanentemente il giunto.
5. Pulire entrambe le filettature prima del montaggio
Un piccolo granello di sabbia intrappolato tra il perno e la scatola può comportarsi come una pasta abrasiva.
Prima di collegare due aste, pulire accuratamente le filettature maschio e femmina. Rimuovere terra, particelle di roccia, ruggine e vecchi residui di composto contaminanti. Ispezionare contemporaneamente la spalla.
Una connessione che da lontano appare pulita potrebbe comunque contenere materiale abrasivo in profondità all'interno della filettatura.
6. Liberare il condotto di scarico
Prima del montaggio, verificare il passaggio interno dell'acqua nella canna da pesca.
Fango, incrostazioni, guarnizioni danneggiate o corpi estranei possono ostruire il passaggio e aumentare la pressione all'interno del sistema di lavaggio. Un lavaggio inadeguato riduce anche la rimozione dei detriti, aumenta la temperatura della punta e costringe la trivella a lavorare di più.
Prima di inserire l'asta nel foro, liberate il passaggio. È molto più semplice che diagnosticare un problema di pressione dopo aver iniziato la perforazione.
7. Non forzare mai filettature disallineate
Prima del trucco, è necessario centrare lo spillo e la scatola.
Non permettere che il perno colpisca la spalla della scatola o la filettatura. Verificare che il dispositivo di rottura, il mandrino della testa motrice e l'asta di perforazione siano correttamente allineati. Se il collegamento non si innesta agevolmente, fermarsi e ispezionarlo.
L'avvitamento errato non si ripara applicando più coppia. Una maggiore forza trasforma semplicemente un piccolo problema di allineamento in una connessione danneggiata.
8. Leggere i segni di usura insoliti
Ogni anomalia nell'usura ha una causa.
Un oggetto appuntito all'interno del foro può graffiare il corpo della canna. Una guida usurata o disallineata può sfregare ripetutamente nella stessa area. Segni a spirale possono indicare un contatto mentre la canna ruota sotto carico di flessione.
Un graffio a spirale attorno al corpo della canna, profondo circa 1 mm e che si estende per più di una rotazione, richiede un'attenzione immediata. Continuare a forare con quella canna rischia di provocare una frattura da fatica e una costosa operazione di recupero.
9. Sostituire i collegamenti incrociati danneggiati
Un raccordo o un adattatore per trapano danneggiato può distruggere le filettature di ogni asta ad esso collegata.
Filettature disallineate, filettature incrociate, deformazioni e usura eccessiva non devono essere considerate difetti estetici. Quando il collegamento non distribuisce più il carico in modo uniforme, trasferisce sollecitazioni anomale all'asta di perforazione.
Sostituire il raccordo di collegamento difettoso prima di installare un'altra asta.
10. Proteggere le filettature dei perni durante la manipolazione
Molti collegamenti filettati si danneggiano prima ancora di iniziare la foratura.
Quando le aste di perforazione vengono sollevate, impilate, trasportate o spostate all'interno del cantiere, un perno non protetto può urtare le strutture in acciaio, il terreno o un'altra asta. Una piccola ammaccatura può impedire un corretto assemblaggio o creare una concentrazione di stress.
Utilizzare protezioni per le filettature ed evitare di far cadere o trascinare le aste di perforazione.
11. Evitare di mescolare aste provenienti da sistemi diversi
Due aste possono sembrare avere la stessa filettatura ma differire comunque per conicità, diametro primitivo, geometria della spalla, tolleranza o interferenza.
Tali differenze possono verificarsi tra i diversi produttori perché i loro processi di lavorazione, gli utensili, le specifiche e i controlli di qualità non sono identici. Anche la combinazione di bielle notevolmente usurate con bielle nuove può creare una discrepanza simile.
Per una perforazione affidabile, tenete insieme le aste compatibili e monitoratene lo stato di funzionamento.
12. Riparare tempestivamente i piccoli danni alla filettatura
I danni localizzati che interessano uno o due fili su una lunghezza di circa 10 mm possono essere riparabili se individuati precocemente.
Il collegamento deve essere ispezionato e ripristinato utilizzando un metodo approvato prima di essere rimesso in servizio. Non improvvisare con molatura aggressiva, saldatura o lavorazioni meccaniche incontrollate. Questi metodi possono alterare il profilo della filettatura o introdurre nuovi punti di stress.
Quando il danno supera il limite di riparazione, la canna va messa fuori uso.
13. Non serrare il corpo dell'asta in modo improprio.
Il serraggio del corpo della canna da pesca con ganasce rigide di una morsa può lasciare ammaccature e segni profondi.
Questi segni riducono la sezione trasversale effettiva e agiscono come concentratori di sollecitazioni sotto flessione e torsione cicliche. Una barra può quindi incrinarsi in un punto che inizialmente sembrava una semplice abrasione dovuta alla manipolazione.
Utilizzare la posizione di serraggio specificata e l'attrezzatura di presa corretta.
14. Utilizzare il composto per filettature appropriato
Il grasso comune non sostituisce il composto per filettature delle aste di perforazione.
Un composto lubrificante per filettature adeguato lubrifica, separa le superfici metalliche sottoposte a carico, protegge dalla corrosione e aiuta a prevenire il grippaggio. Una quantità insufficiente di composto può danneggiare la spalla della filettatura e creare sporgenze che possono causare l'allentamento del collegamento.
Applicare il composto corretto sulle filettature pulite nella quantità raccomandata. Un lubrificante contaminato, di scarsa qualità o incompatibile può essere quasi altrettanto dannoso quanto non utilizzarne affatto.
Controllo rapido delle aste di perforazione in cinque minuti
Prima di calare la prossima asta nel foro, controlla cinque cose:
L'asta e il tipo di filettatura sono compatibili con l'impianto di perforazione e la batteria di trivellazione?
Il perno, la scatola, la spalla e il condotto di lavaggio sono puliti?
È stato applicato il composto per filettature corretto?
Il mandrino, l'asta e le attrezzature di movimentazione sono allineati?
Sono presenti ammaccature, graffi a spirale, usura anomala o filettature danneggiate?
Questa ispezione richiede meno tempo del recupero di una colonna di perforazione rotta.
La durata delle aste di perforazione è determinata da molti fattori, non solo dalla qualità dell'acciaio e dal trattamento termico. Anche la selezione, l'allineamento, la pulizia, la lubrificazione, la manipolazione e l'ispezione sono elementi fondamentali. Gaea Rock fornisce utensili per la perforazione di roccia per applicazioni minerarie, di estrazione, di scavo di gallerie e di costruzione. Contattate il nostro team per discutere le specifiche delle aste di perforazione e i componenti di perforazione compatibili con le vostre attrezzature e le condizioni del terreno.
