Caracterización de las etapas del perforado de probetas multicapas de geomateriales por análisis de la emisión acústica generada durante el proceso de taladrado.

Abstract

El proceso de perforación implica el corte de un material mediante una herramienta a la cual se le imprime una acción de torque en rotación y empuje. Esta energía proporcionada al proceso se utiliza para cortar, fracturar, raspar, pulverizar y deformar plásticamente el material entre otras cosas. Todas estas operaciones generan fricción, calor y ondas elásticas ultrasónicas las cuales se propagan por el medio en forma de pulsos discretos y continuos que pueden ser monitoreados mediante, la técnica de END e investigación, de Emisión Acústica (EA). Esta energía elástica asociada al proceso de perforación varía con las condiciones de corte (rpm, fuerza de avance y torque), el material cortado (propiedades mecánicas y morfología del material), la geometría del cortador (ángulos de ataque y descarga, desgaste) y otras condiciones como la lubricación y la forma de extracción del material cortado. Manteniendo las variables del proceso constantes y modificando el material geológico a taladrar, se encuentra que la firma acústica del proceso varía a medida que se modifica el material cortado, lo que hace posible su caracterización. Esta modificación en la firma acústica del proceso está relacionado con la energía necesaria para producir la fractura del material, la granulometría del mismo, el elemento de consolidación de las partículas que forman la roca y otras propiedades asociadas al material. Estos ensayos muestran que la información producida por la modificación en las señales de EA en los diferentes geomateriales puede ser eventualmente utilizada para la toma de decisiones sobre el proceso de taladrado. Complementando la información acústica con otros parámetros de perforación tales como la fuerza de avance, el torque, la tasa de penetración se pueden generar modelos de operación que permitan un monitoreo más eficiente del proceso.