Qual o peso ideal para um martelo DTH? A resposta muda a cada metro perfurado.
Pergunte a três perfuradores qual a pressão de avanço ideal para um martelo de perfuração profunda (DTH) e você receberá três respostas diferentes — e todas as três podem estar erradas em profundidades distintas. A pressão de avanço em uma sonda DTH não é um parâmetro fixo. É uma variável que muda com o diâmetro da broca, a dureza da rocha e — crucialmente — com a quantidade de coluna de perfuração já inserida no poço.
Veja como descobrir o número certo e por que errar, seja para mais ou para menos, destrói brocas e martelos.
A função da pressão de alimentação: basta mantê-la encaixada.
Um martelo DTH realiza o trabalho de quebra com o pistão, não com o sistema de alimentação. A pressão de alimentação tem uma única função: manter a broca em contato firme com o fundo do furo para que a energia do pistão seja absorvida pela rocha em vez de reverberar pelo martelo.
Isso significa que a força de avanço precisa ser suficiente para contrabalançar o recuo do impacto do pistão — a tendência do martelo de ricochetear na base após cada golpe. Com pouca força de avanço, o martelo ricocheteia. Com muita força de avanço, você estará lutando contra a rocha e carregando componentes que não deveriam ser carregados. O ponto ideal é estreito e muda constantemente.
Regra prática: 500 libras por polegada
Para iniciar um furo — o processo de abertura da broca — o ponto de partida padrão da indústria é simples: 500 libras de força de avanço por polegada de diâmetro da broca, ou 9 quilogramas por milímetro.
Uma broca de 6,5 polegadas: 500 × 6,5 = 3.250 libras. Uma broca de 165 mm: 9 × 165 = 1.485 quilogramas. Essa é a sua pressão de avanço inicial.
Mas eis a parte que a maioria das pessoas não percebe: isso é umponto de partidaNão é uma configuração. É o número certo para o primeiro metro do furo. À medida que o furo se aprofunda, o número muda.
A correção que ninguém faz: Peso da corda de perfuração
O manômetro da plataforma mostra a força de avanço que a máquina está aplicando. Mas a força real na broca no fundo do furo é diferente — porque a própria coluna de perfuração tem peso, e esse peso está pressionando a broca através do martelo.
Na superfície, a pressão do manômetro é igual à força da broca, porque a corda ainda não está suspensa. A 50 metros, a corda — hastes mais martelo — pode pesar uma tonelada. A 200 metros, várias toneladas. Esse peso é a gravidade fazendo o trabalho do sistema de alimentação. Se você deixar a configuração de alimentação no valor de fixação,realA força de bit agora é o valor de fixação.maiso peso da corda. Você está alimentando o anzol em excesso, exatamente pelo peso da corda.
A correção é simples: reduza a pressão de avanço à medida que o furo se aprofunda, subtraindo o peso da coluna de perfuração do valor de fixação. Mantenha oforça de bitconstante, não a leitura do manômetro. Na prática, isso significa que a pressão no manômetro deve diminuir à medida que o furo desce.
Por que o excesso de peso é um problema
A tentação é sempre adicionar peso para acelerar a penetração. Com um martelo DTH, não funciona assim. O pistão é quem realiza a quebra, e a energia do pistão é determinada pelo projeto do martelo. Força de avanço extra não faz o pistão golpear com mais força. Simplesmente:
Reduz a vida útil do bit.O avanço excessivo pressiona as pastilhas da broca com mais força contra a rocha durante a fase de rotação, acelerando o desgaste da linha de medição. As pastilhas já estão realizando o trabalho máximo; o avanço extra apenas as desgasta ainda mais contra a rocha abrasiva.
Carrega as estrias e o mandril.A broca transmite o torque de rotação através das estrias. Uma força de avanço extra aumenta o atrito na interface broca-rocha, o que aumenta a demanda de torque, sobrecarregando as estrias. O desgaste das estrias é uma das causas mais comuns de desgaste prematuro do martelo.
Dobra a corda.Em rochas duras e irregulares, o excesso de força de avanço flexiona a coluna de perfuração. Uma coluna flexionada sob carga de impacto é uma coluna sujeita à fadiga por flexão. Tanto as hastes quanto o corpo do martelo sofrem danos.
Por que pesar pouco é pior?
Se o avanço excessivo reduz gradualmente a vida útil da ferramenta, o avanço insuficiente causa falhas repentinas e drásticas. Um martelo com avanço insuficiente ricocheteia. Quando a broca sai do fundo entre os golpes:
O buraco vagueia.Uma broca oscilante não consegue manter uma trajetória reta. O furo se desvia. Em furos profundos, alguns graus de desvio na superfície se transformam em metros de deslocamento lateral no fundo.
O pistão dispara munição de festim.Quando a broca está fora do fundo, a energia do pistão não tem para onde ir. Ela ressoa pelo corpo do martelo em vez de atingir a rocha. Disparos em falso são a maneira mais rápida de destruir os componentes internos de um martelo.
As estrias aquecem.Uma broca vibra na placa de fixação. O atrito entre a haste da broca e as faces estriadas gera temperaturas locais extremas. Os danos causados pelo calor nas estrias são irreversíveis — uma vez que as superfícies são afetadas pelo calor, elas falham independentemente do que se faça depois.
Os encaixes se soltam facilmente.A vibração e o impacto dos martelos de perfuração deslocam as pastilhas de seus alojamentos. A perfuração com avanço insuficiente é uma das principais causas de perda de pastilhas — as pastilhas não quebram, apenas caem porque a broca nunca girou com a estabilidade necessária para mantê-las no lugar.
A rotina prática
Eis o método de funcionamento:
Comece pela regra prática.500 libras por polegada, ou 9 kg por milímetro, na colocação da coleira.
Observe o comportamento, não o indicador.A pressão de avanço correta é aquela em que o martelo gira suavemente, sem oscilações ou vibrações. Se ouvir impactos metálicos fortes, aumente ligeiramente a pressão de avanço. Se o motor de rotação apresentar dificuldades ou a penetração falhar, reduza a pressão.
Ajuste a profundidade.À medida que a corda se alonga, subtraia o peso da corda. Mantenha a força da broca constante, não a leitura do medidor.
Ajuste para rocha.Rochas mais macias exigem menos avanço — a broca penetra com facilidade e avanço em excesso compacta o espaço anular. Rochas mais duras exigem mais avanço — mas apenas até o ponto em que as pastilhas param de vibrar e começam a triturar.
Nunca force a situação.Quando a penetração estagna, a solução quase nunca é aumentar a pressão de avanço. Verifique o estado da broca, a pressão do ar e o martelo. A pressão de avanço é um parâmetro de contato, não de penetração.
O perfurador que entende de pressão de avanço não é aquele que define um número e vai embora. É aquele que observa o martelo, ouve o som e faz pequenos ajustes a cada poucos metros. O manômetro é uma referência. O martelo é a autoridade.
