Revista de pulvimetalurgia y minería

Abstracto

Modelado de la integridad estructural de las arenas petrolíferas para un rendimiento óptimo de las palas de cable.

Eric Gbadam y Samuel Frimpong

La capacidad portante máxima de las formaciones de bancos y caminos de acarreo es esencial para la salud y longevidad de las orugas de pala. En formaciones blandas saturadas (especialmente en la formación de arenas petrolíferas de Athabasca), se sabe que las máquinas pesadas se hunden, lo que resulta en pérdidas de producción y altos costos operativos. Las empresas han resuelto estos problemas ensanchando las orugas de pala para reducir las tensiones promedio en la formación, lo que también puede ser costoso. En este estudio, los autores brindan una solución a este problema utilizando investigación fundamental. El modelo Buisman-Terzaghi se utiliza para desarrollar las capacidades portátiles de bancos y caminos de acarreo y su integridad estructural dentro de una formación de arenas petrolíferas a una temperatura ambiental de 25 °C. Se desarrolla un modelo de elementos finitos (FE) 3D de la formación en ABAQUS para examinar las tensiones y deformaciones promedio en la formación en equilibrio estático. Los resultados muestran que la deformación de la arena petrolífera ocurre durante los primeros 30 segundos de interacción de las orugas. Se observaron dos regiones distintas a partir del patrón de falla por deformación plástica: la región debajo de las vías tiene una mayor deformación en el momento de la falla, y las regiones adyacentes a las vías se expanden más profundamente y más en todas las direcciones. Se observará que la falla de la formación se produce principalmente debajo de las vías y que este progreso no lineal hacia la base de la formación. Estos patrones de falla fueron de naturaleza triangular y concuerdan bien con lo informado en el trabajo inicial de Terzaghi sobre cimentaciones superficiales. Se observará que las deformaciones no eran lineales. La deformación estática máxima de 2,497 cm se observará en la interfaz entre la oruga y el suelo durante la interacción. Los trabajos futuros incluirían un prototipo virtual de la interacción entre la oruga y la arena petrolífera con pala de cable para medir las tensiones en tiempo real; la iniciación y propagación de grietas en condiciones dinámicas.