Un taladro central moderno es un taladro diseñado específicamente para extraer un cilindro de material, muy parecido a una sierra perforadora . El material que queda dentro de la broca se denomina núcleo .
Las brocas huecas utilizadas en metal se denominan cortadores anulares . Las perforadoras sacanúcleos utilizadas para hormigón y roca dura generalmente utilizan arena de diamante industrial como material abrasivo y pueden ser eléctricas, neumáticas o hidráulicas. Las perforadoras de muestras suelen estar refrigeradas por agua, y el agua también se lleva los residuos finos en forma de lodo. [1] Para perforar mampostería, se pueden utilizar brocas de carburo, pero el diamante tiene más éxito al cortar barras de refuerzo. [2]
Las primeras perforadoras sacanúcleos fueron las utilizadas por los antiguos egipcios , inventadas en el año 3000 a.C. [3] Las perforadoras de núcleo se utilizan para muchas aplicaciones, ya sea donde es necesario preservar el núcleo (el aparato de perforación utilizado para obtener una muestra de núcleo a menudo se denomina sacatestigos), o donde la perforación se puede realizar más rápidamente ya que se necesita mucho menos material. necesita ser eliminado que con una broca estándar. Esta es la razón por la que las perforadoras con punta de diamante se utilizan comúnmente en la construcción para crear orificios para tuberías, pozos de registro y otras penetraciones de gran diámetro en hormigón o piedra .
Las perforadoras sacanúcleos se utilizan con frecuencia en la exploración minera , donde la sarta de perforación puede tener varios cientos o varios miles de pies de longitud. Los geólogos recuperan y examinan las muestras de núcleos en busca de porcentajes de minerales y puntos de contacto estratigráficos. Esto brinda a las empresas de exploración la información necesaria para iniciar o abandonar operaciones mineras en un área en particular.
Antes del comienzo de la Segunda Guerra Mundial, John Branner Newsom, un ingeniero de minas de California, inventó y patentó una perforadora que podía extraer núcleos de gran diámetro (>5 pies) de hasta 10 pies de longitud para pozos mineros. [4] Este tipo de taladro de hundimiento de pozo ya no se utiliza porque era engorroso, propenso a atascarse con recortes y, por lo tanto, lento en comparación con las técnicas de hundimiento de pozo convencionales, y solo funcionaba eficazmente en formaciones de roca blanda. La moderna tecnología de hundimiento de pozos logra lo mismo más rápido y a un costo mucho más económico.
Las perforadoras sacanúcleos vienen con varias opciones de energía, incluidas eléctricas, neumáticas e hidráulicas (todas las cuales requieren fuentes de energía, como un generador).
La perforación con cable es una técnica que se utiliza para extraer el núcleo sin tener que recuperar toda la sarta de varillas de perforación, que generalmente solo es necesario retraer cuando se termina el orificio o se debe reemplazar la broca. Se agregan extensiones de varilla de perforación en la parte superior según sea necesario para extender la sarta a medida que el pozo se hace más profundo. La muestra del núcleo se transporta mediante un tubo interior bloqueado en su lugar en contacto con el cabezal de perforación. Para recuperar el núcleo, se desconecta el sistema de accionamiento, abriendo la parte superior de la varilla de perforación superior. Una herramienta llamada conjunto de sobrepaso se baja al extremo de un cable y se bombea hacia abajo por la sarta con presión de agua. Cuando llega al tubo de muestra, se bloquea en la parte superior y, al utilizar el cabrestante de retracción para aplicar tensión al cable, se desbloquea el tubo de muestra del cabezal de perforación y se retrae junto con la muestra del núcleo dentro de él hasta el extremo superior abierto de la sarta de perforación. , donde se puede retirar antes de devolver el tubo de muestra a la sarta de perforación para volver a fijarlo en el cabezal de corte. Esto es particularmente útil para perforaciones de más de 30 pies de profundidad, ya que de lo contrario se tuvo que retirar toda la serie de varillas para recuperar el núcleo, luego volver a insertarlas para perforar más profundamente y repetir. Quitar todas las varillas cada 30 pies para recuperar el núcleo consumía mucho tiempo en los agujeros profundos necesarios para la minería y la exploración de minerales, algunos de los cuales pueden tener 1000 pies de profundidad o más. Este método redujo en gran medida el tiempo necesario para perforar un pozo y, por tanto, su costo, lo que aumentó el uso de la perforación y disminuyó el uso del hundimiento de pozos como medio de exploración mineral. También es muy útil si existe un alto riesgo de que las paredes del pozo colapsen cuando se retrae el tubo de perforación, por lo que es adecuado para la mayoría de los tipos de suelo y hasta profundidades de 1000 m. Hay varios diámetros disponibles. [5]