Las brocas de botón DTH se utilizan ampliamente en minería, canteras, ingeniería de conservación de agua, pozos de agua, ferrocarriles y construcción de carreteras debido a su alta eficiencia, seguridad, protección ambiental, estructura simple y facilidad de operación.
El principio de funcionamiento de las brocas de botón DTH consiste en la transmisión de ondas de impacto de tensión generadas por martillos DTH para impactar continuamente a alta frecuencia la superficie de la roca. La roca se agrieta y se rompe bajo el impacto, y se corta directamente por la acción rotatoria del tubo de perforación DTH. Mediante la acción del flujo de aire a alta presión, los recortes de roca rotos son expulsados continuamente del pozo, logrando así el objetivo de la perforación.
Durante la perforación, los botones de carburo de las brocas DTH soportan principalmente las ondas de tensión de alta frecuencia de los martillos DTH, transmitiéndolas directamente a la superficie de la roca y participando en el corte. Los botones de carburo de las brocas DTH experimentan condiciones de tensión muy complejas durante la operación, por lo que es fundamental elegir la forma correcta.
Las formas de botones de carburo comúnmente utilizadas en las brocas DTH incluyen botones cónicos, botones balísticos, botones semibalísticos (parabólicos) y botones hemisféricos (con forma de cúpula).
1. Botones cónicos
Los botones cónicos tienen una forma afilada, lo que les permite una pequeña área de contacto con la roca, menor resistencia y mayor velocidad de perforación. Sin embargo, debido a su menor volumen, los botones de carburo presentan una resistencia a la flexión y la torsión relativamente baja. La altura expuesta de los botones es relativamente alta después de la inserción, lo que puede generar momentos de flexión significativos durante la operación, lo que facilita su rotura.
La mayor ventaja de los botones cónicos es su rápida velocidad de perforación, adecuada para todas las rocas blandas y formaciones rocosas poco abrasivas.
2. Botones balísticos
Los botones balísticos evolucionaron a partir de los cónicos, mejorando así las imperfecciones estructurales de estos últimos, mejorando eficazmente la resistencia a la flexión y la torsión de los botones de carburo y, por consiguiente, prolongando su vida útil. Además, combinan las ventajas de los cónicos, logrando velocidades de perforación rápidas.
Los botones balísticos son más adecuados para formaciones rocosas blandas, semiblandas y poco abrasivas. Ofrecen mayor velocidad de perforación y mayor eficiencia de rotura que los botones hemisféricos, pero no son muy adecuados para formaciones rocosas fragmentadas, ya que pueden romperse fácilmente.
3. Botones semibalísticos (parabólicos)
Los botones semibalísticos tienen una forma más completa que los balísticos, lo que los hace más resistentes al desgaste. Estas formas equilibran la durabilidad de los botones hemisféricos con la alta velocidad de rotura de los botones balísticos, siendo adecuados para formaciones rocosas de dureza media o abrasivas medias.
4. Botones hemisféricos (de cúpula)
Los botones hemisféricos poseen una excelente resistencia a la flexión y la torsión, con una tenacidad al impacto y una resistencia inigualables en comparación con otras formas de botón. Gracias a su corona más completa, el desgaste admisible de los botones de carburo es relativamente mayor, lo que prolonga considerablemente su vida útil.
Se utilizan ampliamente en diversas presiones de aire de trabajo y estructuras geológicas con diferentes durezas de roca, especialmente en campos con presiones de aire superiores a 1.6 MPa y entornos geológicos complejos con intercapas y grietas. Sin embargo, los botones de carburo tienen una gran área de contacto con la superficie de la roca durante el trabajo, lo que genera una alta resistencia a la fricción y, por lo tanto, una velocidad de perforación más lenta.
Los botones hemisféricos son la forma más comúnmente utilizada en las brocas DTH y son los más adecuados para rocas duras y formaciones rocosas altamente abrasivas.
Cada forma de botón de carburo tiene su propio ámbito de uso y características de trabajo. Al seleccionar, los clientes deben considerar factores como la dureza de la roca, la estructura geológica y los requisitos de ingeniería para elegir la forma de botón adecuada y garantizar el progreso sin problemas del proyecto de perforación.
