Para decir cómo hacer que los dientes de corte PDC rindan al máximo en la exploración geológica, en mi opinión, la esencia central es una: encontrar inteligentemente ese equilibrio entre la resistencia al impacto y la resistencia al desgaste en función de la litología real de la formación que se encuentre. Mucha gente piensa en cómo comprar las herramientas más baratas cuando habla de compras, pero basándome en mis años de experiencia, lo que realmente puede ayudarle a reducir el coste de su proyecto no son en absoluto esos "productos rebajados", sino esos dientes de corte de alta calidad con una calidad de sinterización constante (preferiblemente verificada por alta temperatura y alta presión). De este modo, el tiempo de perforación es naturalmente más corto y el coste total por metro puede reducirse realmente.

En las soluciones de ingeniería, solemos considerar chaflanes personalizados (por ejemplo, yo suelo recomendar de 15° a 25° para formaciones de roca dura) y estructuras de interfaz de diamante especiales, todo ello para evitar problemas de degradación térmica durante las operaciones de extracción de testigos a alta velocidad. Para decirlo sin rodeos, se necesita una cuchilla que se mantenga afilada en terrenos blandos y no se rompa fácilmente en rocas duras y abrasivas.

Adquisición de un cortador PDC para exploración geológica

Digámoslo así: en los 13 años que llevo viajando de un lado a otro entre las líneas de fábrica y los lugares de perforación, una gran parte de los excesos de presupuesto que he visto han sido causados por los llamados dientes de corte "baratos". Cuando se compran dientes de corte PDC para un proyecto de exploración geológica, en realidad no se está comprando una simple pieza, sino un "seguro" para tiempos de inactividad.

Por qué "bajo precio" suele significar "alto coste"

Para los responsables de la cadena de suministro, la presión para reducir el precio de compra de los artículos individuales es real. Sin embargo, en el campo de la exploración geológica, personalmente creo que el único indicador verdaderamente significativo es en realidad el coste total de perforación (TDC).

Hay una "trampa de sigilo" aquí: Un diente de corte PDC estándar, tal vez por adelantado le ahorrará 20%. Pero piénselo, si se deslamina después de sólo 50 metros (es decir, la capa de diamante se desprende de la matriz de carburo) debido a un mal control de la sinterización, su equipo tendría que parar y bajarse de la tubería de perforación. Es un precio muy alto.

Los costes reales son los siguientes: los costes derivados de la parada del equipo de perforación, la mano de obra y el combustible durante el proceso de elevación y descenso de la tubería de perforación suelen superar con creces el precio de la propia broca.

Mi sugerencia es: cambie el enfoque de las negociaciones del "precio único" al "anticipo garantizado". Busque proveedores que puedan facilitarle informes C-Scan (ecografía). Esto puede ayudarle a confirmar que la interfaz entre el diamante y el carburo de tungsteno está intacta y libre de defectos antes de salir de la fábrica.

Evaluar la estabilidad del proveedor y la coherencia de la calidad

Compruebe la consistencia del chaflán: Suelo hacerlo cogiendo casualmente cinco dientes de corte de la caja. Mírelos de cerca con una lupa y si hay una diferencia notable de anchura o ángulo entre sus bordes biselados, déjeme decirle que la precisión de afilado de este fabricante definitivamente no es buena. Esta diferencia provocará fuerzas desiguales en la superficie de la broca, lo que causará problemas mañana y noche.

Solicite datos de resistencia al desgaste: Una fábrica fiable debería poder proporcionar datos de pruebas VTL (torno vertical). Para la exploración geológica, mi experiencia me dice que se necesita una relación de desgaste que garantice tanto la durabilidad de la herramienta como el filo de corte.

Plazo de entrega para pedidos personalizados: Los proyectos de exploración suelen encontrarse con cambios inesperados en la formación de las rocas. En este caso, su proveedor tendrá que ser capaz de enviarle dientes de corte de formas especiales (como media luna o esféricos) en un plazo de 15 días, no de 45 días. Esta capacidad está directamente relacionada con la flexibilidad de nuestro proyecto.

Adaptación de las fresas a la litología

Ahora, hablemos de combinar los tipos de cuchillo y de roca.

Impacto frente a abrasión

La perforación geológica es un poco diferente de la perforación de pozos de petróleo y gas. Me he dado cuenta de que tendemos a utilizar velocidades de rotación (RPM) más altas y presiones de perforación (WOB) más bajas, sobre todo al extraer núcleos con cable metálico.

Para formaciones blandas a semiduras (arcilla, arenisca, esquisto): Lo que necesita es resistencia al desgaste. Basta con elegir una interfaz plana estándar. Los dientes de corte deben mantenerse afilados para cizallar la roca con eficacia. Especificaciones recomendadas: Tamaño 1304 ó 1308, con un chaflán más ligero.

Para formaciones duras y abrasivas (granito, cuarcita, caliza): lo que necesita es resistencia al impacto. Una herramienta frágil puede romperse fácilmente cuando la broca salta o cambia de capa. Mi solución es: utilizar una interfaz no plana (a menudo denominada interfaz de "rejilla" u "ondulada"). Este diseño aumenta el área de contacto entre el diamante y el carburo, mejorando significativamente la capacidad de los dientes de corte para absorber el impacto y evitar así la delaminación.

Parámetros críticos de los barrenos de exploración

Cuando diseñe o seleccione dientes de corte PDC de exploración geológica para su proyecto actual, suelo insistir en que estos detalles deben estar claros:

Ángulo de chaflán

Este es el pequeño borde biselado en la capa de diamante.

Chaflán pequeño (<0,3 mm): Muy "duro" en el corte de roca, funciona bien en formaciones blandas, pero es propenso a astillarse en roca dura.

Doble chaflán: En mi opinión, este es el "patrón oro" para las formaciones mixtas. Proporciona tanto un filo primario duradero como un filo secundario para limitar la profundidad de la regla y evitar la sobrecarga de los dientes de corte.

Estabilidad térmica

La exploración geológica suele implicar perforaciones de pequeño diámetro, y la circulación del refrigerante puede ser a veces un verdadero engorro. Si la temperatura del diente de corte supera los 700 °C, los aglutinantes de cobalto habituales inducirán la grafitización (el diamante vuelve a convertirse en grafito).

Consejo (Pro Tip): Al realizar exploraciones en agujeros profundos, sin duda debe preguntar si hay dientes de corte con lixiviación profunda (Deep Leached). Al eliminar el catalizador de cobalto de la superficie del diamante, podemos aumentar el límite superior de estabilidad térmica hasta cerca de 1200°C, de modo que los dientes de corte pueden sobrevivir aunque el lavado del fondo del agujero se vea afectado temporalmente.

La fresa PDC adecuada determina el éxito o el fracaso.

En última instancia, los dientes de corte PDC adecuados determinan directamente el éxito o el fracaso de un proyecto. Todos tenemos el mismo objetivo: extraer testigos con éxito y perforar con eficacia. Encontrar el diente de corte PDC de exploración geológica perfecto no es cuestión de suerte. Requiere analizar la formación, ultimar el presupuesto, seleccionar las especificaciones del diente de corte y, en última instancia, convertir el reto de perforación en una "herramienta" rentable.

Sobre el autor: David

Soy Ingeniero Superior de Aplicación de Productos y cuento con más de 13 años de experiencia tendiendo puentes entre la plataforma de perforación y la planta de producción. Tras empezar mi carrera enfrentándome a duras formaciones geológicas de primera mano, ahora me especializo en la ciencia de la fabricación y sinterización de... Fresas PDC para exploración geológica. Mi misión es sencilla: ayudarle a seleccionar las especificaciones exactas que maximicen su ROP y minimicen el coste por metro de su proyecto.