Brocas, pieza fundamental en la Perforación.

Las Brocas, Coronas, trépanos o como le llamamos en Venezuela, Mechas. Son las piezas más importantes a mi parecer durante la perforación de todo pozo, sea petrolero, minero o en busca de acuíferos. Ya que esta es la que permite cortar la roca y así poder avanzar en profundidad y en la perforación. Son piezas compuestas por materiales de cierta dureza dependiendo de la necesidad de la empresa de perforación. Estas están impregnadas con diamantes que posee la mayor dureza dentro de los minerales que sirve para poder cortar la roca.

Las brocas son el frente de ataque de toda perforación, la configuración de ellas vienen dadas dependiendo de la roca a la cual se enfrentará por así decirlo. Acá hablaremos sobre los tipos de broca utilizados en la perforación exploratoria en minería.

En mi trabajo realizamos la perforación con brocas diseñadas y adecuadas a nuestra herramienta de perforación Devidrill, en la siguiente imagen podemos observar el tipo de broca que utilizamos en los proyectos alrededor del mundo.

No obstante existe gran variedad de brocas diseñadas para solventar necesidades durante y después de una perforación. En la siguiente imagen que pertenece a la empresa fabricadora de brocas Hayden podran observa diferentes modelos de brocas tanto en el frente de ataque como en su estructura.

Cuando vamos a iniciar un pozo se toman en cuenta muchos factores para su realización, uno de los más importantes es la selección de la broca. Para tomar esta decisión es importante tener en cuenta 3 parámetros fundamentales

• Dureza de la roca
• Formaciones rocosas
• Características de la Broca

Principal factor a tomar en cuenta, ya que de este dependerá principalmente la dureza de la broca que se debe utilizar, por lo general deberá ser un igual o de mayor dureza que la roca a la cual se va a perforar. La dureza de la roca se mide por una escala cualitativa de MOHS: La cual caracteriza la resistencia al rayado de varios minerales gracias a la capacidad de un material más duro de rayar un material más blando.

De manera general los tipos de roca se clasifican por su diferencias químicas y en su estructura, La dureza en teoría es relativa; por lo tanto, las rocas blandas pueden ser más difíciles de perforar que las rocas duras. Además, las mismas formaciones rocosas, en diferentes lugares, pueden perforar de manera diferente. Existen factores que van directamente relacionados al tipo de roca que determina la eficacia en la perforación. Tales como

• Tamaño del grano
• Meteorización y fractura

Matriz: Es el cuerpo de la broca, esta es como la masa que contiene a los diamantes que se utilizan para perforar. Cada una de las matrices tiene una tasa de desgaste diferente. La matriz elegida es ideal cuando existe un equilibrio entre el desgaste del material de la matriz y la exposición de los diamantes, lo que garantiza una alta tasa de penetración y una vida útil óptima de la broca.

Calibre: Son las dimensiones de la broca, diámetro externo, diámetro interno que será el diámetro del núcleo.

Altura de la corona: desde 4 mm hasta 18 mm de altura. La altura de la corona se elige en función de la profundidad del orificio y la tasa de desgaste.

Canales: espacios por donde el fluido de perforación logra salir del interior de la tubería hacia las paredes del pozo, para lograr una limpieza y lubricación de la broca adecuada. Existen varias configuraciones de vías navegables dependiendo de las condiciones de perforación.

En esta ultima imagen podemos tener una idea de como se va introduciendo el núcleo dentro de la broca durante la perforación y a su vez, en el tuvo interno. Dejando libre los canales por donde los fluidos de perforación saldrán hacia las paredes de la roca para enfriar y remover los cortes y escombros que deja la perforación en el fondo del pozo.

Por otro lado quiero mostrarles como se ve una Broca desgastada, en la siguiente imagen pueden ver el desgaste de nuestras brocas, se aprecia como la matriz esta desgastada, la altura de corona. Pero en lineas generales, ese es el desgaste normal de una broca, la cual se han mantenido los fluidos de perforación en optimas condiciones para preservar la estructura de ella.

Por otro lado, a medida que la broca se va desgastando, la presión de agua ira aumentando al mismo caudal, ya que la distancia entre la roca y los canales se acorta, ocasionando una reducción en el espacio de circulación de los fluidos.

Fuente de fotografías: son inéditas, tomadas por Hive account@latm usando mi cámara del celular
Fuente de Imagenes: Tomadas de Hayden y editadas por mi persona.