Tipos Y Caracteristicas De Los Detonadores Electricos 4en2l

Detonadores Electricos DESCRIPCIÓN Este tipo de detonadores están constituidos, por una cápsula metálica de cobre o aluminio cerrada por un extremo, encontrándose en su interior un inflamador, un explosivo iniciador o primario y un explosivo base o secundario y en algunos tipos una cápsula retardadora. El inflamador está formado por dos electrodos unidos entre sí por un filamento, los terminales de los electrodos opuestos al filamento, están unidos al cableado eléctrico de cobre o hierro aislados por una envuelta de PVC, "llamados comúnmente rabizas", este cableado de los detonadores eléctrico es excitado para su activación por medio de la energía eléctrica producida por un explosor.

El detonador eléctrico funciona de la siguiente manera: cuando una corriente eléctrica pasa por los hilos de conexión atravesando la pequeña resitencia de la cerilla con una intensidad de corriente suficientemente grande, hace que se caliente la resistencia hasta alcanzar la temperatura de inflamación de la pasta explosiva que la rodea. En los detonadores de tiempo, la inflamación de la cerilla provoca la del elemento retardador, de manera que cuando este elemento retardador, termina de arder, la combustión llega a la carga primaria que detona haciendo detonar a su vez a la carga base o secundaria.

Si el detonador es instantáneo o de número cero, por no llevar portarretardo, la cerilla hace explosionar directamente a la carga primaria y esta a la carga base. Es decir, la inflamación de la cerilla y la explosión de las cargas son instantáneas en este caso. POTENCIA La potencia de un detonador depende de la cantidad y tipo de explosivo que lleve. Los detonadores con potencia número 8 equivale a la carga de 0,7 gramos de pentrita. CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Los detonadores eléctricos tienen unas características determinadas que los diferencian. Estas son: Resistencia del puente: Es la resistencia del puente de incandescencia o resistencia de la cerilla. Se mide en ohmios (Ω). Resistencia de los hilos de conexión: Es la resistencia de los dos hilos de conexión del detonador. Se mide en ohmios (Ω). Resistencia total del detonador: Es la suma de las dos anteriores. Se mide en ohmios (Ω). Intensidad de corriente recomendada: Es la intensidad mínima de corriente eléctrica necesaria para asegurar que todos los detonadores conectados en serie en una voladura, reciben energía suficiente, para su iniciación. Se mide en amperios (A). Corriente de seguridad: Es la máxima intensidad de corriente que, atravesando el puente de incandescencia de un detonador durante cinco minutos, no provoca su inflamación. Se mide en amperios (A). Impulso de encendido o sensibilidad eléctrica de los detonadores: Es la energía eléctrica, por cada unidad de resistencia necesaria para provocar la inflamación de la cerilla. Por tanto, se mide en miliwatios segundo divididos entre la resistencia del circuito en ohmios (mWs/Ω). CLASIFICACIÓN Los detonadores eléctricos se clasifican en función de tres factores esenciales: sensibilidad, tiempos y uso. En función de las características eléctricas, se pueden clasificar los detonadores en tres tipos: - Sensibles (S): estos detonadores son apropiados para lugares en los que no existe peligro de corrientes estáticas y extrañas. Uno de los hilos de este detonador es siempre de COLOR ROJO. Necesitan para su iniciación una corriente de una intensidad superior a 1,2 Amperios. - Insensibles (I): estos detonadores son más seguros que los sensibles ante las corrientes extrañas. Su impulso de encendido es cinco veces mayor y su corriente de seguridad superior al doble. Este tipo de detonadores se utiliza en los casos en que si bien no es previsible la existencia de energía peligrosa, se quiere tener una mayor seguridad. Uno de los hilos de este detonador es siempre de COLOR ROSA. Necesitan para su iniciación una corriente de una intensidad superior a 2,5 Amperios.

- Altamente Insensible (AI): estos detonadores reducen considerablemente los riesgos de autoencendido cuando existe energía peligrosa debido a líneas eléctricas, emisoras, electricidad estática, etc.; esto no quiere decir que los detonadores AI resulten totalmente seguros en todos los casos en los que exista este tipo de problemas, ya que a pasar de que su corriente de seguridad es veinte veces mayor y su impulso de encendido trescientas veces mayor que en los detonadores de tipo S, puede existir algún caso en que estas corrientes peligrosas mencionadas, sobrepasen los límites de seguridad incluso de los detonadores AI. Necesitan para su iniciación una corriente de una intensidad superior a 25 A. Uno de los hilos de estos detonadores es siempre de COLOR VERDE.

En función de los tiempos de detonación, necesarios para obtener una buena secuenciación de las voladuras, se pueden clasificar en: - Instantáneos: estos detonadores no llevan portarretardo, y por tanto la inflamación de la cerilla produce instantáneamente la explosión de la carga primaria y esta de la carga base. Uno de los hilos de estos detonadores es siempre de COLOR BLANCO. - De microrretardo: estos detonadores llevan portarretardo, y por tanto la inflamación de la cerilla produce con un determinado desfase la explosión de la carga primaria y esta de la carga base. Uno de los hilos de estos detonadores es siempre de COLOR AMARILLO. - De retardo: estos detonadores llevan portarretardo, y por tanto la inflamación de la cerilla produce con un determinado (500 ms) desfase la explosión de la carga primaria y esta de la carga base. Uno de los hilos de estos detonadores es siempre de COLOR AZUL. En función del uso, se pueden clasificar los detonadores en: - De cápsula de aluminio: son de uso más general - De cápsula de cobre: son detonadores adecuados para su utilización en ambientes con grisú o inflamables. La cápsula e hilos de alimentación son siempre de cobre. Se fabrican todas las gamas, tanto en lo que respecta a características eléctricas (S, I, AI), como a los tiempos

- Sísmicos: son detonadores que se fabrican con un tiempo de reacción inferior a un milisegundo, siempre que se inicien con la intensidad adecuada. - Para trabajos bajo grandes presiones de agua. SENSIBLE INSTANTÁNEO RETARDO (500 ms) MICRORRETARDO (20ms) MICRORRETARDO (30ms)

ROJOBLANCO ROJO-AZUL

INSENSIBLE

ALTAMENTE INSENSIBLE

ROSA-BLANCO VERDE-BLANCO ROSA-AZUL

VERDE-AZUL

ROJO-ROJO

ROSA-ROJO

VERDE-ROJO

ROJOAMARILLO

ROSAAMARILLO

VERDE-AMARILLO

CONEXIONES ELÉCTRICAS CONEXIÓN EN SERIE

En la conexión en serie, cada detonador se va conectando al anterior y al siguiente mediante sus dos terminales. El terminal que queda libre del primer y del útimo deronador de la serie se conecta ala línea volante y ésta a la línea de tiro principal. La línea de tiro debe permanecer cortocircuitada por los extremos que se van a conectar al explosor, hasta el momento de realizar la comprobación del circuito. La resistencia total teórica, que debe coincidir con la resistencia medida en el óhmetro, debe ser: Resistencia total de la voladura igual a la resistencia de la línea de tiro, mas la resistencia de la línea volante, mas la resistencia total del detonador empleado multiplicado por el numero de detonadores. R(total del circuito) = R(línea principal) + (nº detonadores x R(detonador)) CONEXIÓN EN PARALELO

Para poder emplear este tipo de conexión se requiere un permiso especial. Este tipo de conexión puede resultar útil en algunos casos excepcionales en que puedan existir derivaciones, como en la profundización de pozos, voladuras submarinas, etc. La conexión se realiza empalmando cada detonador directamente a la línea de tiro. La resistencia total será: R(total del circuito) = R(línea principal) + (R(detonador)/ nº detonadores) CONEXIÓN MIXTA

La conexión mixta es una combinación de las dos anteriores. Es relativamente frecuente realizar una conexión mixta de series en paralelo, cuando tenemos muchos detonadores. Igual que la anterior, se precisa una autorización especial para realizar este tipo de conexión. FALLOS EN LA CONEXIÓN Una vez comprobada la línea de tiro, se debe conectar al circuito de voladura para realizar la comprobación del circuito completo, desde un lugar seguro. Antes de realizar esta comprobación, se debe retirar todo el personal, por razones de seguridad. La resistencia medida con el óhmetro debe coincidir con el la calculada. De no ser así, puede ser debido a las siguientes causas: - Si la resistencia es demasiado alta, puede ser debido a un falso o en algún empalme o en algún detonador. - Si la resistencia es demasiado baja, la causa será probablemente que no están conectados todos los detonadores, o bien existe alguna derivación en el circuito o en algún cruce en la línea de tiro. - Si a resistencia es infinita, el circuito estará abierto, motivado por un detonador defectuoso por rotura de un hilo o , en casos muy raros, por rotura del puente. Si se registra alguna de estas anomalías, se debe proceder a la localización de la avería del modo más directo. Para ello, en primer lugar, se realiza una inspección visual. Si no

se ha podido detectar el fallo, debe desconectarse la línea de tiro del circuito principal verificando de nuevo su continuidad. Si el fallo no está en la línea, se une uno de sus terminales a uno de los extremos del circuito y el otro en la mitad del circuito para comprobar la mitad del mismo. De esta forma, se sabe en qué mitad del circuito está la avería. Se vuelve a dividir el circuito defectuoso en dos mitades, y se procede de la misma forma, y así sucesivamente hasta localizar la avería. Siempre se debe tomar como precaución añadir al circuito de comprobación las partes que se sabe están correctas. COMPROBADORES Un óhmetro es un aparato destinado a medir resistencias. Es imprescindible en voladuras eléctricas, pues permite a artillero comprobar y medir el circuito de voladura, investigar defectos de continuidad en detonadores, medir aislamientos, etc. Los óhmetros diseñados para utilizar en voladuras son robustos e impermeables, para soportar in alteración el duro trabajo al que están sometidos.

EXPLOSORES Se denominan explosores las máquinas generadoras de corriente eléctrica que se utilizan para iniciar la pega eléctrica. Los explosores constituyen el método más racional de energizar una voladura, pues tienen la ventaja , sobre otras fuentes de energía, de que en cada disparo sólo suministran una cantidad de energía limitada, con lo que evitan los riesgos de accidentes que pueden provocar otros sistemas de encendido. Además, los explosores entregan la energía del modo más apropiado para el correcto encendido de los detonadores.

 HDF (Cabeza de disparo con Retraso Hidráulico): Detonador de percusión activado con presión absoluta. Cuando la presión en la tubería de producción (tubing) alcanza el nivel establecido, unos percutores calibrados se rompen y tras un tiempo de retardo, previamente establecido, la presión en la cabeza de disparo impulsa los percutores en el detonador.  EOF (Cabeza de disparo de Extremo Sobre-Balance): Es una versión simplificada de la HDF. Esta cabeza de disparo no cuenta con el tiempo de retardo, por lo que la detonación comienza inmediatamente a alcanzar la presión determinada dentro del tubing (tipo de tubería de producción).  TCF (Cabeza de disparo con gatillo): Consiste en una cabeza de disparo que se corre con cable eléctrico y una extensión del cordón detonante. Esta cabeza de disparo se corre dentro del pozo después que los cañones han sido ya posicionados y enganchados, incrementando la seguridad ampliamente, pues

los cañones no están armados con un detonador hasta que la cabeza de disparo sea colocada justo antes de cañonear.  BHF (Cabeza de disparo hidrostática con barra): Es un dispositivo activado por el lanzamiento de una barra. Una vez que la cabeza se activa, la presión hidrostática conduce al percutor hacia el detonador.  ProFire (Sistema Programable de disparo ProFire): Es un sistema de disparo activado hidráulicamente con un actuador programable y un módulo de retraso para cañoneo bajo-balance. El actuador controla el nivel de presión de operación y el número de ciclos de presión aplicados antes de disparar.  DPF (Cabeza de disparo de presión con diferencia de presión): Esta herramienta es activada por la diferencia de presión existente entre el espacio anular por encima del packer y la presión existente en el fondo del pozo.  CBF y BCF (Cabeza de disparo activada por lanzamiento de pelotilla de circulación): Son cabezas de disparo que trabajan con presión, diseñadas para operaciones con tubería flexible (coiled tubing). La detonación se controla desde superficie al circular una pelotilla hacia la cabeza de disparo y aplicar presión cuando la pelotilla selle el asiento de la pelotilla. Tanto CBF y BCF Cabeza de disparo activada por lanzamiento de pelotilla de circulación) permiten la circulación antes y después de la detonación. La cabeza de disparo es activada por presión diferencial acumulada a través del asiento de la pelotilla, no por la presión absoluta.

3.9.2 Cordón Detonante El cordón detonante transfiere la detonación desde el detonador hacia cada una de las cargas moldeadas ensartadas en el cordón. El cordón detonante consiste de un núcleo explosivo de alta potencia cubierto por una envoltura de plástico trenzado o una cubierta de plomo. La sección transversal del cordón puede ser redonda o plana. Figura 1.- Cordón Detonante Fuente: Schlumberger, Perforating Services Catalog, 2008

Un parámetro importante del cordón detonante es la carga explosiva por unidad de longitud. Los cordones detonantes de cinta plana llevan una carga explosiva baja, entre 35 a 40 gpf. Estos cordones requieren precauciones operacionales especiales para asegurar que la transferencia balística ocurra sin interrupción a lo largo del cordón (ejemplo: torceduras, cortes, o pobre con el iniciador de la carga moldeada). Cubiertas de diferentes materiales (nylon, teflón, silicona, plomo, etc.) son usados para asegurar la compatibilidad con los fluidos particulares existentes al fondo del pozo en aplicaciones expuestas. Cubiertas de plomo pueden reaccionar con fluidos de completación y no es usado en aplicaciones expuestas, pero es ideal para aplicaciones con altas temperaturas debido a que este resiste las contracciones longitudinales y tiene un punto de fusión más alto que otros materiales sintéticos. La tendencia actual es eliminar la necesidad de cordones cubiertos de plomo por sus costos, compatibilidad con el fluido y temas ambientales. Los materiales que reemplazan hoy día al plomo incluyen nuevos compuestos poliméricos para aplicaciones estándar y derivados del teflón para aplicaciones a altas temperaturas.