Perforadora de testigos integrada
La CR600I es una perforadora de núcleo sobre orugas totalmente hidráulica integrada diseñada para operaciones de extracción de núcleos en pozos de profundidad media en superficie. La máquina integra el sistema de potencia, sistema hidráulico, cabezal de potencia, mástil y mecanismo de avance, sujetador, cabrestante de cable, sistema de circulación de lodo y mecanismo de desplazamiento sobre orugas en una misma plataforma, reduciendo el trabajo de ensamblaje en el sitio y las conexiones repetidas de equipos separados, lo que la hace más adecuada para proyectos de exploración en áreas mineras, montañas, colinas, caminos forestales y lugares que requieren traslados frecuentes.
Este modelo se posiciona con una profundidad de perforación de referencia de 600 m en especificación N, mientras que también cubre las necesidades de extracción de núcleos de 800 m en especificación B y 300 m en especificación H. El ángulo de perforación admite 45°-90°, permitiendo perforaciones verticales e inclinadas, adecuado para exploración superficial, evaluación de recursos, verificación de límites de cuerpos minerales y perforación de extensión profunda en minas de oro, cobre, litio, hierro, plomo-zinc, níquel y otros minerales metálicos y no metálicos.
CR representa perforadora de núcleo, 600 representa la profundidad de perforación de referencia de 600 m en especificación N, e I representa estructura integrada. En comparación con perforadoras de núcleo portátiles o grandes separadas, la CR600I destaca por su integración completa, movilidad sobre orugas y despliegue rápido en el sitio; en comparación con máquinas integradas de mayor profundidad, la clase de 600 m es más adecuada para proyectos de exploración superficial de profundidad media, múltiples pozos y operación continua en términos de transporte, organización de construcción e inversión en equipos.
Según los valores de referencia de condiciones típicas en los datos, la capacidad de perforación de la CR600I es de 800 m en especificación B, 600 m en especificación N y 300 m en especificación H. Diferentes especificaciones corresponden a diferentes barras de perforación y sistemas de extracción de núcleo; la profundidad real alcanzable no es un valor fijo y puede verse afectada por el ángulo de perforación, la integridad de la roca, el peso de la barra, las herramientas en el pozo, las propiedades del lodo, la estabilidad de la pared del pozo y el método de operación.
La CR600I admite perforación en un rango de 45°-90°, permitiendo elegir pozos verticales o inclinados según la actitud del cuerpo mineral, la dirección estructural y el diseño de la línea de exploración. Para cuerpos minerales inclinados, vetas, estructuras de falla, zonas de alteración y cuerpos minerales ocultos, la selección adecuada del ángulo de inclinación del pozo puede aumentar la probabilidad de intersección del objetivo, evitando que la dirección del pozo sea demasiado paralela a la dirección del cuerpo mineral, lo que reduciría la longitud efectiva de mineral encontrado.
El cabezal de potencia utiliza una combinación de transmisión directa/engranajes, con un par máximo de 960 N·m, velocidad máxima de 1150 rpm, conversión de engranajes de transmisión directa/1:2.4, y admite desplazamiento lateral hidráulico. Las velocidades más altas son adecuadas para la perforación de núcleo con diamante; al combinar adecuadamente la broca, la velocidad, la fuerza de avance y los parámetros del lodo, se puede equilibrar la eficiencia de perforación y la calidad del núcleo. Después del desplazamiento lateral del cabezal de potencia, se libera un espacio de trabajo más conveniente para el montaje/desmontaje de barras, operaciones en la boca del pozo, manejo de herramientas de extracción de núcleo y mantenimiento.
El mástil adopta una estructura plegable, con una carrera de avance de 1.9 m, capaz de manejar barras de perforación de 1.5 m. La velocidad de avance admite ajuste rápido y lento, con fuerza de avance de 42 kN y fuerza de extracción de 130 kN. El mástil plegable ayuda a reducir la altura en estado de transporte y la dificultad de traslado, mientras asegura la estabilidad de perforación, adecuado para la operación continua en proyectos de extracción de núcleo de profundidad media en superficie.
El sistema de cabrestante de cable utiliza un cable de acero de 6 mm, con capacidad de enrollado de 800 m, fuerza de elevación de 11 kN y velocidad de elevación de 98 m/min. La extracción de núcleo con cable permite recuperar el tubo interior y el núcleo sin levantar frecuentemente todo el tren de barras, reduciendo así el tiempo auxiliar, especialmente adecuado para operaciones continuas de extracción de núcleo en pozos de profundidad media. Para pozos de especificación N de nivel de 600 m, una velocidad de cabrestante y capacidad de enrollado razonables ayudan a mejorar la eficiencia operativa por turno.
El diámetro del orificio pasante del sujetador es de 127 mm, compatible con sistemas de barras comunes como NQ, HQ, PQ, NTW, HTW. El método de sujeción utiliza sujeción hidráulica combinada con una estructura de cuña autoblocante para evitar caídas, proporcionando una sujeción estable durante la conexión, desconexión, adición, extracción de barras y operaciones en la boca del pozo, ayudando a reducir el riesgo de deslizamiento accidental de la barra y operaciones erróneas.
El caudal de referencia de la bomba principal es de 220 L/min, con presión de 20 MPa; el caudal de referencia de la bomba auxiliar es de 60 L/min, con presión de 17 MPa, y el método de enfriamiento es por aire. El sistema hidráulico de alto caudal proporciona potencia al cabezal de potencia, avance, mástil, desplazamiento y mecanismos auxiliares. El equipo también está equipado con filtración de alta presión para reducir el desgaste causado por contaminantes en el aceite hidráulico a las bombas, válvulas de control y actuadores.
El sistema de lodo tiene un caudal de referencia de 100 L/min, presión de 7 MPa, velocidad de 360 rpm y potencia de 14 kW. La circulación de lodo en la perforación de núcleo cumple funciones como enfriar la broca, transportar los recortes, estabilizar la pared del pozo, lubricar las herramientas y mejorar el ambiente dentro del pozo. Al entrar en zonas de fractura, capas de meteorización fuerte, zonas de fisuras o capas de pérdida, se debe ajustar oportunamente la viscosidad del lodo, el caudal y las medidas de protección de la pared según el retorno del lodo.
El sistema de potencia utiliza un motor diésel de cuatro cilindros turboalimentado de inyección directa 4BTA3.9 de 3.9 L, con potencia nominal de 97 kW, velocidad nominal de 2200 rpm, enfriamiento por agua y sistema eléctrico de 24 V. Esta configuración de potencia satisface las necesidades de trabajo coordinado del cabezal de potencia, sistema hidráulico, desplazamiento sobre orugas y sistema de lodo, adecuado para operación continua en campo y extracción de núcleo de profundidad media en condiciones complejas.
El chasis sobre orugas tiene características de alta estabilidad, gran fuerza de tracción, buena capacidad todoterreno y mejor adaptabilidad a suelos blandos, adecuado para caminos mineros, montañas, colinas, caminos de grava, terrenos de tierra y escenarios de exploración que requieren cambios frecuentes de ubicación de pozos. La estructura integrada reduce el trabajo de elevación y reconexión de equipos separados, especialmente adecuado para la operación continua de múltiples pozos dentro de una misma área minera.
La máquina puede equiparse con control remoto inalámbrico, permitiendo la operación de algunas acciones con separación hombre-máquina a cierta distancia. El movimiento del equipo, ajuste de postura y algunas acciones auxiliares pueden completarse mediante control remoto, reduciendo el tiempo que el personal pasa cerca de componentes móviles como orugas, mástil y cabezal de potencia. El control remoto inalámbrico no reemplaza la gestión de seguridad en el sitio; aún se deben establecer zonas de advertencia, comando unificado y confirmar que no haya personal alrededor del equipo antes de operar.
La CR600I es adecuada para prospección de oro, exploración detallada, perforación de densificación y verificación de vetas de cuarzo, zonas de alteración y cuerpos minerales ocultos. A través de núcleos continuos, se pueden observar el espesor de la zona mineralizada, el desarrollo de fisuras, características de alteración, relaciones de contacto con la roca encajonante y la extensión profunda, proporcionando datos básicos para muestreo, análisis de leyes y modelado geológico tridimensional.
En proyectos de cobre, plomo-zinc, níquel y polimetálicos, la CR600I se puede utilizar para control de límites de cuerpos minerales, verificación estructural, determinación de extensión profunda y actualización de recursos. Los núcleos continuos pueden preservar de manera más completa la información de contactos litológicos, estructuras mineralizadas y alteración, facilitando la estratificación, registro y muestreo por parte de los geólogos.
Para proyectos de exploración de litio, pegmatitas y otros metales raros, se pueden obtener núcleos continuos mediante una combinación de pozos verticales e inclinados, para determinar el espesor, actitud, dirección de extensión, asociación mineral y variación de leyes del cuerpo de pegmatita. Para áreas de pegmatita en montañas con topografía accidentada, la estructura integrada sobre orugas facilita el traslado entre múltiples plataformas.
La CR600I también se puede utilizar para investigación geológica y verificación de recursos de minerales metálicos y no metálicos como hierro, grafito, fosfato y piedra caliza. Para proyectos que requieren obtener datos estratigráficos continuos, observar cambios de niveles y evaluar la estructura de la roca, la perforación de núcleo proporciona información geológica más completa en comparación con métodos que solo obtienen recortes.
Además de la exploración mineral, este modelo también es adecuado para investigación geológica regional, verificación estratigráfica, estudios estructurales, perforación geotécnica complementaria, prospección en los alrededores de áreas mineras y verificación de extensión profunda de cuerpos minerales conocidos. Mediante el registro geológico de núcleos, estadísticas de RQD, observación de discontinuidades y pruebas de laboratorio, se pueden proporcionar datos de apoyo para la evaluación de recursos y decisiones de ingeniería.
La estructura integrada sobre orugas es adecuada para la construcción en montañas, colinas, caminos forestales y áreas mineras remotas. Antes de la construcción, se debe evaluar cuidadosamente el ancho de la carretera de transporte, pendiente, radio de curva, capacidad de carga de puentes y alcantarillas, tamaño de la plataforma, capacidad de carga del suelo y condiciones de drenaje. Para operaciones en pendientes, primero se debe nivelar la plataforma y establecer soportes confiables; no se debe depender solo de la fricción entre las orugas y el suelo para mantener la estabilidad del equipo.
En formaciones rocosas duras e intactas como granito, basalto y cuarcita, se debe seleccionar la broca de diamante adecuada, dureza de la matriz, velocidad, fuerza de avance y parámetros de lodo según la abrasividad e integridad de la roca. Una fuerza de avance excesiva aumentará el desgaste de la broca y el riesgo de desviación del pozo, mientras que una fuerza demasiado baja puede reducir la eficiencia de perforación; por lo tanto, se debe ajustar dinámicamente según la presión de perforación, presión de bomba y retorno de recortes.
Al entrar en zonas de falla, zonas de fuerte fracturamiento o estratos con mala integridad del núcleo, se debe reducir adecuadamente la velocidad de avance y la velocidad de rotación, acortar la longitud de cada carrera de extracción de núcleo y reforzar la protección de la pared con lodo. Si es necesario, se pueden usar revestimientos, materiales de sellado u otras medidas de estabilización de la pared para reducir derrumbes, atascos de barra, pérdidas de circulación y pérdida de núcleo.
El suelo superficial, capas de grava, arcilla y roca fuertemente meteorizada generalmente tienen mala estabilidad de la pared del pozo; se debe priorizar la protección de la sección de la boca del pozo y el uso de revestimiento. Después de entrar en roca base estable, se debe ajustar gradualmente a los parámetros normales de extracción de núcleo según la dureza e integridad de la roca. La calidad del manejo de la sobrecarga afectará directamente la verticalidad del pozo y la estabilidad de la pared en perforaciones profundas posteriores.
Al encontrar agua de fisuras, acuíferos fuertes o capas de pérdida, se debe observar oportunamente el volumen de retorno de lodo, presión de bomba, nivel de líquido en el pozo y cambios en el consumo de lodo. Las pérdidas leves se pueden mejorar ajustando las propiedades del lodo; las pérdidas severas pueden requerir sellado, revestimiento o tratamiento por secciones. Continuar perforando con fuerza sin tratamiento puede causar limpieza insuficiente del fondo, atascos de barra o desgaste anormal de las herramientas.
El núcleo de la perforación de núcleo no es solo perforar profundo, sino también garantizar la calidad del núcleo. Durante la operación, se debe seleccionar la broca, tubo interior y herramientas de extracción de núcleo adecuados según las condiciones del estrato, y controlar razonablemente la longitud de cada carrera. Después de extraer el núcleo, se debe colocar, numerar, fotografiar y registrar oportunamente en orden de profundidad para evitar mezcla de muestras, desorden de secuencia o contaminación.
La eficiencia real depende de la coincidencia entre la broca y la formación, presión de perforación, velocidad, caudal de lodo, limpieza del fondo, eficiencia de conexión de barras y experiencia del operador. Los parámetros del equipo son solo condiciones básicas y no representan por sí solos la productividad en el sitio. Para proyectos de operación continua, el stock de brocas, repuestos de desgaste, materiales de lodo y planes de mantenimiento diario también afectarán directamente el avance efectivo mensual.
Al seleccionar herramientas de perforación, primero se debe confirmar la profundidad objetivo, especificación B/N/H, ángulo de perforación, litología principal, espesor de sobrecarga y ubicación esperada de zonas de fractura, y luego determinar las barras, brocas, escariadores, tubos de núcleo, revestimientos y plan de lodo. Si el proyecto tiene condiciones especiales como gran altitud, frío extremo, calor extremo, transporte de larga distancia o operación remota prolongada, también se debe confirmar con anticipación la configuración del motor, enfriamiento, aceite hidráulico, combustible y repuestos.
| Capacidad de perforación | |
|---|---|
| Profundidad de referencia especificación B | 800 m |
| Profundidad de referencia especificación N | 600 m |
| Profundidad de referencia especificación H | 300 m |
| Ángulo de perforación | 45°-90° |
| Longitud de barra manejada | 1.5 m |
| Cabezal de potencia | |
| Método de transmisión | Transmisión directa / engranajes |
| Par máximo | 960 N·m |
| Velocidad máxima | 1150 rpm |
| Conversión de engranajes | Transmisión directa / 1:2.4 |
| Método de desplazamiento | Desplazamiento lateral hidráulico |
| Sistema de mástil y avance | |
| Carrera de avance | 1.9 m |
| Velocidad de avance | Rápida + lenta ajustable |
| Método de instalación del mástil | Plegable |
| Fuerza de avance | 42 kN |
| Fuerza de extracción | 130 kN |
| Sistema de cabrestante de cable | |
| Diámetro del cable de acero | 6 mm |
| Capacidad de enrollado | 800 m |
| Fuerza de elevación | 11 kN |
| Velocidad de elevación | 98 m/min |
| Sujetador | |
| Diámetro del orificio pasante | 127 mm |
| Barras compatibles | NQ, HQ, PQ, NTW, HTW |
| Método de sujeción | Sujeción hidráulica + cuña autoblocante |
| Sistema hidráulico | |
| Caudal de referencia de la bomba principal | 220 L/min |
| Presión de la bomba principal | 20 MPa |
| Caudal de referencia de la bomba auxiliar | 60 L/min |
| Presión de la bomba auxiliar | 17 MPa |
| Método de enfriamiento | Enfriamiento por aire |
| Sistema de lodo | |
| Caudal | 100 L/min |
| Presión | 7 MPa |
| Velocidad | 360 rpm |
| Potencia | 14 kW |
| Sistema de potencia | |
| Modelo del motor | 4BTA3.9 |
| Cilindrada del motor | 3.9 L |
| Potencia del motor | 97 kW |
| Velocidad del motor | 2200 rpm |
| Tipo de motor | Motor diésel de cuatro cilindros turboalimentado de inyección directa |
| Método de enfriamiento | Enfriamiento por agua |
| Sistema eléctrico | 24 V |
La profundidad de perforación es un valor de referencia bajo condiciones típicas y no debe interpretarse como que se puede alcanzar la misma profundidad en todos los terrenos, ángulos y configuraciones de herramientas. Antes de la implementación del proyecto, se debe confirmar el plan de perforación final según la profundidad objetivo, especificación de núcleo, inclinación del pozo, integridad de la formación, peso de las herramientas en el pozo y condiciones de circulación de lodo.
Antes de que el equipo entre en áreas montañosas, pendientes, bosques o terrenos blandos, se debe verificar la ruta de transporte y la capacidad de carga de la plataforma. Al elevar el mástil, perforar pozos inclinados o realizar acciones de gran extracción, se debe asegurar que el equipo esté nivelado y que los gatos tengan soporte confiable, evitando operaciones forzadas en áreas con hundimiento del suelo o estabilidad insuficiente de taludes.
El sistema hidráulico debe mantener el aceite limpio, revisando periódicamente filtros, aceite hidráulico, mangueras, conexiones, temperatura del aceite y condiciones de disipación de calor. Si se presentan movimientos lentos, presión anormal, temperatura alta del aceite o ruidos anormales, se debe detener la máquina para inspeccionar y evitar operar continuamente con fallas.
El sistema de lodo debe ajustar el caudal y las propiedades oportunamente según la formación. Una limpieza insuficiente del fondo aumentará el desgaste de la broca, el riesgo de obstrucción del núcleo y atascos; un lodo demasiado espeso o un caudal excesivo también pueden aumentar la resistencia en el pozo, por lo que se debe ajustar dinámicamente según la presión de bomba y el retorno de lodo.
El cabrestante de extracción de núcleo con cable, el sujetador y las conexiones de barras son áreas de operación de alta frecuencia; se debe revisar por turno el desgaste del cable, el estado de sujeción, el apriete de las conexiones y el mecanismo de seguridad. Si se encuentran roturas de hilos en el cable, fuerza de sujeción insuficiente o fugas hidráulicas, se debe tratar de inmediato.
El control remoto inalámbrico se utiliza solo para mejorar la conveniencia operativa y reducir el tiempo que el personal pasa cerca de los componentes móviles del equipo, y no reemplaza la supervisión en el sitio. Antes de operar con control remoto, se debe confirmar el estado del personal, obstáculos y barras alrededor del equipo, y mantener un comando unificado.
Debido a las diferencias en las condiciones geológicas reales, herramientas en el pozo, ángulo de perforación y método de operación, la eficiencia de perforación final, la profundidad y la tasa de recuperación de núcleo deben basarse en las condiciones reales del sitio.
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