Perforadora para pozos de agua sobre orugas
La WR1000S es una perforadora hidráulica integral sobre orugas de servicio pesado diseñada para proyectos de pozos de agua ultraprofundos de 1000 m, suministro de agua en grandes zonas mineras, agua industrial e investigación geotérmica. El equipo adopta una estructura de torre telescópica, admite tuberías de perforación de 6 m, profundidad máxima de perforación de 1000 m, diámetro de perforación de 105–800 mm, y está equipado con fuerza de elevación de 52 T, par de rotación de 26000 / 13000 N·m y potencia diésel de 194 kW, adecuado para proyectos de perforación profunda con ciclos de construcción largos, grandes diámetros, formaciones complejas y altos requisitos de manejo de la sarta de perforación.
En comparación con los modelos de 600 m y 750 m, el valor central de la WR1000S radica en una mayor reserva de profundidad y una capacidad más fuerte de control de la sarta de perforación. Para áreas donde las aguas subterráneas de capas poco profundas y medias no pueden satisfacer la demanda de suministro de agua, los acuíferos profundos están a mayor profundidad o el proyecto requiere investigación a gran profundidad, el equipo de 1000 m puede ofrecer un mayor rango de construcción. La profundidad real del pozo aún debe determinarse según los datos hidrogeológicos, la estructura de la formación y el acuífero objetivo.
La S en el modelo representa torre telescópica. Para una perforadora pesada de 1000 m, el transporte y el traslado en obra son en sí mismos una parte importante de la organización del proyecto. La torre telescópica puede reducir el perfil general de la máquina en estado de transporte y, al mismo tiempo, mantener la altura de trabajo necesaria para la construcción de pozos profundos en estado operativo, logrando así un equilibrio entre carga, paso por carretera y capacidad de operación con tuberías de 6 m.
La WR1000S utiliza tuberías de perforación de 6 m, con diámetro recomendado de 114 mm. Si se utilizan tuberías demasiado cortas en una perforación de 1000 m, el número de conexiones y desconexiones aumentará considerablemente, y el tiempo auxiliar y la intensidad de mano de obra se acumularán rápidamente. Las tuberías de 6 m pueden reducir el número de conexiones y son más adecuadas para la construcción de pozos profundos de ciclo largo. Las roscas, la rectitud y el estado de fatiga de las tuberías deben incluirse en la inspección continua.
A una profundidad de 1000 m, el peso propio de la tubería, la fricción de la pared del pozo, el peso de la entubación y los atascos locales imponen mayores exigencias al sistema de elevación. La WR1000S ofrece una fuerza de elevación de 52 T y una presión axial de 8 T, que puede utilizarse para maniobras normales de introducción y extracción, recuperación de herramientas de perforación en pozos profundos y algunas operaciones con entubación de gran diámetro. Cuando se encuentre resistencia anormal, se debe priorizar el tratamiento mediante limpieza del pozo, elevación lenta y evaluación del estado interior del pozo.
El par máximo del sistema de rotación es de 26000 / 13000 N·m, correspondiente a una velocidad máxima de 70 / 140 r/min. Las condiciones de baja velocidad y alto par son más adecuadas para grandes diámetros, roca dura y tramos de pozo con alta fricción; las velocidades más altas pueden utilizarse en etapas con menor resistencia. En pozos profundos de 1000 m, los parámetros de rotación deben ajustarse dinámicamente según la carga de la sarta y el estado de retorno de detritos.
El rango de diámetro de perforación de 105–800 mm puede cubrir diversas necesidades, desde pozos de agua profundos convencionales hasta pozos de ingeniería de gran diámetro. Los diámetros mayores pueden utilizarse para tuberías de pozo grandes, bombeo de gran caudal y algunos proyectos de drenaje de gran escala, pero cuanto mayor sea el diámetro, mayores serán los requisitos para el compresor de aire, las herramientas de perforación, la entubación y la carga de la máquina, por lo que no se debe realizar una construcción convencional basándose únicamente en el diámetro máximo.
Presión de trabajo recomendada de 1.6–8 MPa, consumo de aire de 16–96 m³/min. Los proyectos de pozos profundos de 1000 m y roca dura de gran diámetro exigen mucho de la presión y el caudal del compresor de aire. La selección real debe determinarse de forma integral según el martillo DTH, el diámetro, la profundidad, la altitud y la dureza de la roca; un caudal insuficiente afectará directamente la eficiencia de impacto y de evacuación de detritos.
En roca dura intacta, se puede equipar con martillos DTH de presión media y alta para perforación DTH. En pozos profundos de 1000 m, la distancia de transporte de polvo de roca en el fondo es larga; si la evacuación de detritos no es suficiente, es fácil que se formen sedimentos y trituración repetida, lo que aumenta aún más el par y el consumo de energía. Por lo tanto, los pozos profundos en roca dura requieren un caudal de aire estable, buena lubricación y limpieza continua del pozo.
La WR1000S también admite perforación rotativa con lodo. Para capas de suelo, arcilla, arena y grava arenosa, la estabilidad del tramo superior del pozo afecta directamente la construcción posterior del pozo profundo. Se pueden utilizar lodo, entubación y otros métodos de sostenimiento para establecer primero un tramo de pozo estable y luego entrar en la roca cambiando al proceso DTH.
Cuando un pozo profundo atraviesa una zona de falla fracturada, pueden producirse desprendimientos, reducción de diámetro, pérdida de aire y atascos. Después de entrar en dichos tramos, se debe reducir el avance excesivo, reforzar la limpieza del pozo y utilizar entubación, espuma u otras medidas de estabilización según corresponda. En caso de pérdida grave de aire, se debe analizar la escala de las fisuras y las cavidades, en lugar de depender únicamente de aumentar la presión del compresor.
Después de entrar en el acuífero principal profundo, la afluencia de agua cambiará la evacuación de detritos, el martillo DTH y el estado de presión dentro del pozo. Se debe registrar la profundidad de las principales capas de agua y ajustar el suministro de aire, la limpieza del pozo y el plan de entubación según el caudal de afluencia. En la etapa de terminación del pozo, también se deben diseñar el filtro, el tramo de sellado y el tipo de bomba final según la distribución del acuífero.
Las zonas agrícolas con niveles freáticos profundos, las grandes explotaciones y las regiones áridas pueden requerir pozos de más de 500 m. La WR1000S tiene una reserva de profundidad de 1000 m y puede utilizarse para la construcción de pozos de riego agrícola profundo y pozos de agua de gran caudal. El proyecto debe determinar el diámetro del pozo y la estructura de terminación según la superficie de riego, la demanda de agua y las condiciones del acuífero.
Para comunidades y proyectos de infraestructura con fuentes superficiales insuficientes y gran escala de suministro, la WR1000S puede utilizarse para el desarrollo de aguas subterráneas profundas de gran escala. Antes de la construcción formal se deben realizar investigaciones hidrogeológicas y evaluaciones de calidad del agua; el equipo proporciona capacidad de construcción de pozos profundos, pero no sustituye la evaluación del acuífero ni el diseño del suministro de agua.
Las grandes zonas mineras suelen necesitar fuentes de agua estables a largo plazo para uso doméstico y producción auxiliar. El chasis sobre orugas, la fuerza de elevación de 52 T y la potencia de 194 kW de la WR1000S son más adecuados para proyectos de pozos de agua en zonas mineras de alta carga, y pueden utilizarse para suministro en campamentos, supresión de polvo, limpieza de equipos y parte del agua auxiliar de producción.
La profundidad de 1000 m y el diámetro máximo de 800 mm permiten que el equipo tenga capacidad para asumir parte de la perforación de drenaje de gran escala. Los proyectos de drenaje deben determinar la ubicación, el espaciado, el diámetro, el filtro y el caudal de bombeo según los datos hidrogeológicos; la perforadora se encarga de la perforación, pero no sustituye el diseño completo de drenaje.
La WR1000S también es adecuada para parte de la investigación geotérmica y la perforación de pozos de gradiente térmico. Además de la profundidad, estos proyectos deben considerar la temperatura de la formación, la estabilidad de la pared del pozo, los materiales de entubación y el método de circulación. Si se trata de pozos formales de desarrollo geotérmico, las herramientas y la estructura de terminación deben determinarse según un diseño específico.
Velocidad de elevación rápida de 30 m/min y velocidad de avance rápido de 61 m/min, utilizadas principalmente para el retorno de la cabeza motriz, la manipulación de tuberías y movimientos auxiliares. En pozos de 1000 m, el tiempo auxiliar de una sola operación puede parecer poco, pero su acumulación a largo plazo afecta significativamente el plazo total, por lo que la combinación de movimientos rápidos y tuberías de 6 m es más valiosa.
El motor diésel de 194 kW proporciona potencia a la rotación, el avance, el desplazamiento sobre orugas y los sistemas auxiliares. La construcción de pozos ultraprofundos tiene larga duración y alta carga, por lo que se debe reforzar el mantenimiento de la refrigeración del motor, el filtro de aire, el sistema de combustible y la temperatura del aceite hidráulico, para evitar caídas de potencia por altas temperaturas y polvo.
La velocidad de desplazamiento del equipo es de aproximadamente 5 km/h, con un ángulo máximo de ascenso de referencia de 21°. Para un equipo pesado de 17.8 T, esta velocidad se utiliza principalmente para el traslado dentro de la obra y entre puntos de perforación. Antes de moverlo, se deben confirmar la capacidad portante de la carretera, la pendiente, el radio de giro y las condiciones del terreno blando.
La carrera de las patas hidráulicas es de 1.7 m, lo que ayuda a nivelar y estabilizar el equipo en plataformas irregulares. La construcción de 1000 m tiene un ciclo largo, y el estado horizontal del equipo afecta directamente las fuerzas sobre la torre, la desviación del pozo y la seguridad operativa. En terrenos blandos se deben utilizar placas de apoyo de área suficiente para evitar asentamientos a largo plazo.
La fuerza de elevación del cabrestante auxiliar es de 2.5 T, y puede utilizarse para manipular martillos DTH, tuberías de perforación, herramientas de entubación y otros accesorios de obra. Los proyectos de pozos ultraprofundos tienen más herramientas y más pesadas, por lo que se debe planificar racionalmente la ruta de izaje y la zona de colocación de materiales para no afectar el espacio de operación de la máquina principal.
El peso total de la máquina es de aproximadamente 17.8 T y las dimensiones exteriores son de aproximadamente 7.3 × 2.25 × 2.75 m. Durante el transporte se debe confirmar la capacidad de carga de la plataforma, los límites de ancho y altura de las carreteras y la capacidad de los puentes; la torre telescópica debe bloquearse de forma fiable, y las tuberías de 6 m y la entubación deben fijarse por separado. Después de llegar a la obra, también se debe reservar suficiente espacio para el despliegue de la torre y la colocación del compresor.
Según la formación y las necesidades del proyecto, se pueden seleccionar bomba de lodo, bomba centrífuga, generador y bomba de espuma. Los proyectos en capas sueltas dependen más del sistema de lodo; los pozos profundos en roca dura dependen más de compresores de aire de gran caudal y martillos DTH; las formaciones con fisuras y pérdida de aire pueden requerir asistencia de espuma. Una selección razonable es más importante que simplemente acumular accesorios.
Antes de la construcción diaria se deben inspeccionar el motor, el sistema hidráulico, la torre telescópica, las patas, las orugas, el cabrestante auxiliar, las mangueras de aire de alta presión y las tuberías de perforación; durante la etapa de pozo profundo, registrar continuamente los cambios de par, presión de aire, retorno de detritos, retorno de agua y resistencia a la extracción; al utilizar tuberías de 6 m, se debe confirmar que la torre esté completamente desplegada y bloqueada de forma fiable, y cualquier anomalía de tendencia debe detenerse y analizarse a tiempo.
Debido a las diferencias en las condiciones geológicas reales, las herramientas dentro del pozo, el ángulo de perforación y los métodos de operación, la eficiencia final de perforación, la profundidad y el resultado de terminación del pozo deben basarse en las condiciones reales de la obra.
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Parámetros básicos | |
| Modelo de producto | WR1000S |
| Tipo de equipo | Perforadora de pozos de agua sobre orugas con torre telescópica de servicio pesado |
| Profundidad máxima de perforación | 1000 m |
| Diámetro de perforación | 105–800 mm |
| Estructura de torre | Torre telescópica |
| Formaciones aplicables | Formaciones sueltas y formaciones rocosas |
| Tuberías de perforación y sistema de avance | |
| Longitud de tubería | 6 m |
| Diámetro de tubería recomendado | 114 mm |
| Presión axial | 8 T |
| Fuerza de elevación | 52 T |
| Velocidad de elevación rápida | 30 m/min |
| Velocidad de avance rápido | 61 m/min |
| Sistema de rotación | |
| Par máximo de rotación | 26000 / 13000 N·m |
| Velocidad máxima de rotación | 70 / 140 r/min |
| Compatibilidad del sistema neumático | |
| Presión de trabajo recomendada | 1.6–8 MPa |
| Consumo de aire recomendado | 16–96 m³/min |
| Martillos DTH compatibles | Series de presión media y alta |
| Sistema de potencia | |
| Motor | Motor diésel |
| Potencia del motor | 194 kW |
| Sistema auxiliar | |
| Fuerza de elevación del cabrestante auxiliar | 2.5 T |
| Carrera de patas hidráulicas | 1.7 m |
| Desplazamiento y parámetros generales | |
| Velocidad de desplazamiento | 5 km/h |
| Ángulo máximo de ascenso | 21° |
| Peso total de la máquina | 17.8 T |
| Dimensiones exteriores | 7.3 × 2.25 × 2.75 m |
| Métodos de perforación | |
| Perforación rotativa hidráulica con cabezal superior | Adecuada para pozos de agua profundos convencionales y perforación de gran diámetro |
| Perforación con martillo DTH | Adecuada para roca meteorizada, roca fracturada y roca dura intacta |
| Perforación rotativa con lodo | Adecuada para capas de suelo, arcilla, arena, grava arenosa y otras formaciones sueltas |
| Accesorios opcionales | |
| Bomba de lodo | Opcional |
| Bomba centrífuga | Opcional |
| Generador | Opcional |
| Bomba de espuma | Opcional |
| Aplicaciones típicas | |
| Pozos de agua profundos | Desarrollo de aguas subterráneas en zonas rurales, comunidades, industria y gran escala |
| Riego agrícola | Pozos de riego profundo, grandes explotaciones y pozos agrícolas de gran caudal |
| Suministro de agua en zonas mineras | Agua para uso doméstico en minas, supresión de polvo, campamentos y producción auxiliar |
| Drenaje en zonas mineras | Perforación para drenaje en minas a cielo abierto, minas subterráneas y grandes obras |
| Suministro de agua industrial | Fábricas, parques industriales y grandes proyectos de ingeniería |
| Investigación geotérmica | Pozos de gradiente térmico y parte de la perforación para investigación geotérmica |
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