Análise detalhada dos diferentes tipos de hastes de perfuração e principais precauções.
Hastes de perfuração redondas, hastes de perfuração para carvão e hastes de perfuração para rocha são produtos de alta precisão amplamente utilizados na mineração e extração de carvão, e sua qualidade é, portanto, alvo de rigoroso controle. Durante a fabricação, o equilíbrio entre resistência e tenacidade é um desafio técnico comum. Ao mesmo tempo, com a crescente substituição de poços verticais tradicionais por poços direcionais e horizontais, os requisitos de desempenho para hastes de perfuração tornaram-se mais exigentes. Em operações reais, algum grau de dano às hastes de perfuração também é inevitável.
As hastes de perfuração helicoidais são desenvolvidas a partir da alta capacidade de torque das hastes de perfuração geológicas e são fabricadas com lâminas de hélice simples ou dupla, utilizando enrolamento pré-tensionado e processos de soldagem totalmente automatizados. Produtos com diâmetros de até 42 mm são geralmente classificados como hastes de perfuração helicoidais. Hastes de perfuração helicoidais geológicas com diâmetros de até 73 mm podem ser acopladas diretamente a diversas perfuratrizes subterrâneas sem a necessidade de alterar os métodos operacionais existentes. A perfuratriz pode fixar a superfície cilíndrica externa diretamente, tanto para perfuração quanto para substituição da haste, tornando a operação mais simples e eficiente, além de reduzir significativamente a necessidade de mão de obra.
As hastes de perfuração helicoidais geológicas são indicadas principalmente para perfuração de furos profundos em formações de dureza média a alta, proporcionando uma remoção eficaz dos detritos. As hastes de perfuração helicoidais padrão são mais adequadas para perfuração de poços de água em camadas de carvão e formações próximas ao carvão, oferecendo menor peso, conexão mais fácil e transporte mais rápido dos detritos. Na prática, os usuários devem seguir o princípio de selecionar a classe de aço mais baixa possível que ainda atenda aos requisitos de resistência. A escolha das ferramentas de perfuração com base nas condições reais do campo pode reduzir os custos de aquisição e diminuir a probabilidade de acidentes durante a construção.
Com base no perfil da rosca, as conexões das hastes de perfuração são geralmente divididas em quatro tipos: Rosca Interna (IF), Rosca Total (FH), Rosca Regular (REG) e Rosca Numerada (NC). Uma conexão roscada adequada deve satisfazer três condições principais: dimensões correspondentes, tipo de rosca idêntico e compatibilidade correta entre as roscas macho e fêmea. O princípio básico de funcionamento de uma haste de perfuração espiral é o seguinte: a energia é fornecida principalmente pelo fluido de perfuração e pelo sistema de motor. O fluido de perfuração bombeado pela bomba de lama flui através da coluna de perfuração para o motor hidráulico na haste de perfuração espiral. Um diferencial de pressão se forma entre a entrada e a saída do motor, acionando a rotação do rotor. O torque e a velocidade são então transmitidos através do eixo universal e do eixo de acionamento para a broca para completar a perfuração.
Na produção, as matérias-primas devem primeiro passar por inspeção de qualidade não destrutiva, seguida da soldagem do corpo do tubo de aço e das juntas de perfuração. Após a soldagem, são realizados tratamento térmico pós-soldagem e acabamento final para aliviar a tensão residual nas juntas soldadas. Antes da pintura e embalagem das hastes acabadas, diversas inspeções devem ser concluídas, incluindo testes de dureza, testes de pressão e ensaios não destrutivos, para garantir a conformidade com os padrões de qualidade. Os tubos de aço para mineração e os tubos de aço redondos passam por várias etapas de usinagem antes de se tornarem hastes de perfuração acabadas. O tubo é primeiro recalcado para aumentar a espessura da parede, em seguida as roscas são usinadas e uma camada de revestimento de cobre é aplicada para melhorar a resistência e o desempenho geral em serviço.
O corpo da haste é geralmente feito de tubo de aço especial para aplicações geológicas, enquanto as juntas da ferramenta são feitas de aço estrutural de liga. Após têmpera e revenimento a vácuo, a resistência à fadiga e ao cisalhamento podem ser significativamente melhoradas. Processos avançados de soldagem por fricção conferem às hastes de perfuração helicoidal alta resistência à flexão e integridade confiável da solda. Em uso, quando uma haste de perfuração helicoidal é utilizada para perfurar furos para cabos de ancoragem em paredes laterais, o pó de carvão ou rocha é expelido ao longo das ranhuras helicoidais, reduzindo ou eliminando a necessidade de remoção de poeira com auxílio de água. Durante a escavação de galerias com inclinação descendente, isso também ajuda a reduzir o acúmulo de água na frente de escavação. Quando combinadas com perfuratrizes pneumáticas para extração de carvão, as hastes de perfuração podem melhorar consideravelmente tanto a velocidade de escavação quanto a qualidade da construção do túnel.
As seguintes precauções são essenciais durante o uso. Não misture hastes de perfuração com diferentes tipos de rosca sob nenhuma circunstância. Mesmo hastes com o mesmo tipo de rosca nominal de fabricantes diferentes não devem ser misturadas, pois as diferenças nas especificações técnicas, métodos de usinagem, ferramentas e equipamentos inevitavelmente levam a diferenças na tolerância e no ajuste da rosca, criando riscos à segurança. Não misture hastes com grandes diferenças na vida útil ou no desgaste, pois isso também pode aumentar o risco operacional. Se forem encontrados danos localizados na rosca, por exemplo, em torno de uma ou duas voltas da rosca em aproximadamente 10 mm de comprimento, repare-os imediatamente antes de reutilizar a haste para garantir a operação segura.
