Perforadora para pozos de agua de tipo remolque
La WRTR1000 es una perforadora de mesa giratoria remolcable de servicio pesado diseñada para pozos profundos de 1000 m, geotermia, suministro de agua en zonas mineras, hidrogeología y perforación de gran envergadura. La máquina integra en un chasis remolcable un motor diésel independiente, mesa giratoria de 25 kN·m, torre K telescópica hidráulica de 60 T, doble cabrestante, bomba de lodo de gran caudal BW1200/7 y generador auxiliar de 50 kW, y puede alternar entre circulación directa de lodo, espuma de aire, martillo DTH y circulación inversa por aire opcional según la formación.
La profundidad máxima de perforación de 1000 m permite a la WRTR1000 cubrir proyectos de aguas subterráneas profundas que los equipos convencionales de pozos someros y medios difícilmente asumen. Para suministro de agua en zonas mineras, grandes consumos industriales, pozos profundos en regiones áridas, estudios geotérmicos y perforación hidrogeológica profunda, este nivel ofrece mayor reserva de profundidad. La profundidad real de perforación debe determinarse según el diámetro, las herramientas, la formación, el método de circulación y el diseño del pozo.
La torre, la mesa giratoria, los cabrestantes, la bomba de lodo y el sistema de potencia están dispuestos sobre una plataforma remolcable, que puede trasladarse entre proyectos con un vehículo tractor adecuado. Para zonas mineras, fincas, campos geotérmicos y proyectos de pozos remotos, esta estructura facilita el traslado entre proyectos más que un emplazamiento totalmente fijo, pero exige verificar de antemano el ancho de vía, la capacidad de los puentes, el radio de giro y los límites de altura de transporte.
La altura total de la torre es de 19,5 m, la altura útil de 18,482 m y la carga máxima de 60 T. La estructura K telescópica hidráulica permite manejar tuberías largas y sartas de perforación profunda, a la vez que reduce parte de la altura de trabajo en estado de transporte. En proyectos de 1000 m, el peso de la sarta y las cargas de entubación son mayores, por lo que la capacidad de carga de la torre es una base importante de la máquina.
La mesa giratoria tiene un par máximo de 25 kN·m y ofrece cuatro velocidades de 37 / 52 / 84 / 145 r/min. La baja velocidad y alto par son adecuados para herramientas grandes, operaciones de entubación y formaciones de alta resistencia; las velocidades más altas convienen a rocas blandas relativamente estables, capas meteorizadas y parte de formaciones sedimentarias. Durante la perforación profunda debe ajustarse la marcha según el par, el retorno de lodo y la carga de las herramientas.
El diámetro máximo de paso de la mesa giratoria es de 660 mm, lo que da espacio para tuberías cuadradas, herramientas y operaciones de entubación de gran tamaño. Para pozos profundos y algunos sondeos de ingeniería, la estructura de gran paso facilita la configuración de sistemas de tubería y entubación mayores, pero el diámetro final del pozo debe diseñarse según el acuífero, la tubería, el tipo de bomba y la estabilidad de la formación; no debe interpretarse directamente el tamaño del paso como un diámetro fijo de perforación.
La fuerza de elevación de cable único del cabrestante principal es de 90 kN y la del auxiliar de 50 kN, con una capacidad de tambor de 160 m en ambos. Los cabrestantes principal y auxiliar pueden encargarse respectivamente del manejo de la sarta, apoyo de entubación, traslado de herramientas y izaje en obra, mejorando la continuidad de las operaciones con tubería larga y pozos profundos.
El gancho viajero y el cabezal de inyección tienen una carga nominal de 60 T. En perforaciones de 1000 m, el peso propio de la sarta, el peso de la entubación y la fricción de la pared del pozo aumentan gradualmente; una carga nominal elevada ofrece margen para las maniobras normales de bajada y extracción y para el manejo de herramientas. Ante atascos y resistencias anómalas, debe actuarse primero mediante circulación, extracción suave y evaluación en el pozo.
La tubería cuadrada es de 108 × 108 × 12192 mm, la tubería estándar de 89 × 9400 mm, con diámetros opcionales de 89 / 114 / 127 mm. Las tuberías más largas ayudan a reducir las conexiones en pozos profundos de 1000 m, pero exigen mayores requisitos de espacio de torre, izaje y organización del transporte.
La bomba de lodo BW1200/7 tiene una presión máxima de 7 MPa y un caudal de 1200 L/min, y puede utilizarse en la circulación directa de lodo en pozos profundos para el transporte de detritos, sostenimiento de pared, refrigeración de la broca y control de la presión del pozo. A medida que aumenta la profundidad, crecen la resistencia a la circulación y la distancia de transporte de detritos, por lo que una bomba de lodo de gran caudal favorece un retorno estable.
En arcillas, limos y otras formaciones blandas puede emplearse circulación directa de lodo, estabilizando la pared y llevando los detritos a la superficie mediante propiedades de lodo adecuadas. En capas arcillosas debe evitarse el embotamiento de la broca y el retorno deficiente, lo que puede mejorarse ajustando la velocidad, el tipo de broca y las propiedades del lodo.
Las capas sueltas de arena y grava son propensas a derrumbes, pérdidas de lodo y ensanchamiento, y pueden requerir entubación provisional o por etapas. El paso de mesa giratoria de 660 mm y la carga de torre de 60 T ofrecen un amplio margen para las operaciones de entubación, pero el número de etapas debe definirse según la formación.
Al entrar en capas de meteorización intensa o roca descompuesta, puede continuarse con perforación rotativa según la resistencia en fondo y el retorno de lodo, o emplearse espuma de aire u otro proceso adecuado. La mesa giratoria de cuatro velocidades permite ajustar velocidad y par según los cambios de dureza de la formación.
Cuando el pozo entra en roca dura relativamente intacta, puede configurarse un compresor de aire, martillo DTH y broca adecuados para perforación DTH. En pozos profundos de roca dura debe prestarse especial atención a la capacidad del compresor, la lubricación del martillo y la evacuación de detritos; si el polvo de roca no se evacua a tiempo, la eficiencia de perforación disminuye notablemente.
La perforación con espuma de aire puede ser útil en tramos secos, con pérdidas o donde se requiera mejorar la capacidad de transporte de detritos. La concentración de espuma, el caudal de aire y el método de inyección deben ajustarse según la profundidad, el diámetro y la permeabilidad de la formación; no deben aplicarse parámetros uniformes a todas las formaciones.
La WRTR1000 puede equiparse opcionalmente con circulación inversa por aire para proyectos que requieran retorno rápido de detritos o muestreo de ripios. Se trata de un método de perforación opcional, no de una máquina específica de exploración RC; si el proyecto exige representatividad y calidad de muestreo, deben configurarse simultáneamente tubería doble, sistema de aire y equipos de muestreo adecuados.
Los pozos profundos suelen atravesar arcilla, arena, grava, roca meteorizada y roca base. La WRTR1000 puede usar circulación de lodo y protección con entubación en las capas sueltas superiores, y cambiar a DTH o espuma de aire al entrar en roca, reduciendo la necesidad de cambiar de máquina por la inadaptación de un solo proceso a los cambios de formación.
Al entrar en un acuífero de alta productividad, deben ajustarse el método de circulación, el programa de entubación y el proceso de limpieza según el caudal. El objetivo final de un pozo profundo no es solo alcanzar profundidad, sino formar una pared estable y aprovechar eficazmente el acuífero, por lo que el diseño de filtros, sellado y tipo de bomba es igualmente importante.
La WRTR1000 es adecuada para abastecimiento municipal, grandes comunidades, escuelas, hospitales y otros proyectos que requieren una fuente subterránea estable. La profundidad de 1000 m permite cubrir acuíferos más profundos, pero antes de la ejecución debe realizarse un estudio hidrogeológico y una evaluación de la calidad del agua para determinar el horizonte objetivo.
En regiones áridas, grandes explotaciones y zonas agrícolas con nivel freático profundo, la WRTR1000 puede perforar pozos de riego profundos y de abastecimiento de ganado. El diámetro del pozo, la longitud del filtro y el caudal de la bomba deben diseñarse según el espesor del acuífero, el caudal previsto y la demanda de extracción a largo plazo.
En zonas mineras puede emplearse para pozos de agua de servicio, supresión de polvo, limpieza de equipos y agua auxiliar de producción, y también para parte de los pozos de drenaje según el diseño hidrológico. Los puntos de perforación mineros suelen estar dispersos, y la plataforma remolcable facilita el traslado entre distintos puntos dentro de la mina.
La profundidad de 1000 m, la torre de servicio pesado y la capacidad multiproceso hacen que la WRTR1000 pueda utilizarse en estudios geotérmicos, sondeos de gradiente térmico y parte de pozos geotérmicos. Los proyectos geotérmicos requieren además considerar formaciones de alta temperatura, grados de entubación, cementación y medio de circulación, y la ejecución debe seguir un diseño específico.
El equipo puede emplearse en estudios hidrogeológicos y sondeos geológicos profundos generales, interpretando los cambios de formación mediante detritos, retorno de lodo, afluencia y respuesta de perforación. Si el proyecto requiere testigos continuos de alta calidad, debe elegirse una perforadora específica de testigos.
La máquina incorpora un motor diésel Cummins NTA855-C360, de 269 kW y 2100 r/min nominales, adecuado para obras remotas sin red eléctrica estable. En operaciones continuas de pozos profundos debe prestarse especial atención al mantenimiento de refrigeración, combustible y filtros de aire, para evitar caídas de potencia por alta carga prolongada.
El generador auxiliar de 50 kW puede alimentar iluminación de obra, herramientas, bombas auxiliares y equipos eléctricos del emplazamiento. En proyectos remotos debe calcularse razonablemente la carga total y realizarse puesta a tierra y protección de distribución conforme a normativa.
El sistema de apoyo emplea 4 patas hidráulicas y 2 patas con bloqueo mecánico. Las hidráulicas sirven para nivelar rápidamente y las mecánicas ofrecen un bloqueo secundario tras el posicionamiento, lo que favorece la estabilidad de la máquina durante el giro de alto par, el izaje con cabrestante y las operaciones de entubación.
Las dimensiones de transporte son de aproximadamente 15300 × 2800 × 4450 mm. Antes de un transporte entre regiones deben confirmarse el vehículo tractor, los límites de ancho y altura de las vías, la capacidad de los puentes, el radio de giro y la normativa local de transporte. El emplazamiento debe dejar espacio suficiente para el izado de la torre, el sistema de lodo, las tuberías y la entubación.
Antes de comenzar deben revisarse el motor diésel, la mesa giratoria, la torre K, los cabrestantes, los cables de acero, el cabezal de inyección, la bomba de lodo, las patas y el sistema eléctrico; en la fase de pozo profundo debe registrarse continuamente el par de la mesa, el retorno de lodo, la presión de bomba, la resistencia a la extracción y los cambios de afluencia; al cambiar entre métodos de perforación deben reconfirmarse las herramientas, el sistema de circulación y las condiciones de seguridad.
Debido a las diferencias en las condiciones geológicas reales, las herramientas de fondo, el ángulo de perforación y los métodos operativos, la eficiencia final, la profundidad y el resultado del pozo deben basarse en las condiciones reales del sitio.
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Parámetros básicos | |
| Modelo de producto | WRTR1000 |
| Tipo de equipo | Perforadora de pozo de agua con mesa giratoria remolcable |
| Profundidad máxima | 1000 m |
| Formaciones aplicables | Arcilla, arena, grava, roca meteorizada, roca fracturada y roca base |
| Diámetros opcionales de tubería | 89 / 114 / 127 mm |
| Métodos de perforación | |
| Circulación directa de lodo | Adecuada para arcilla, arena y otras formaciones sueltas |
| Perforación con espuma de aire | Adecuada para tramos con pérdidas, pozos secos y formaciones mixtas |
| Perforación con martillo DTH | Adecuada para roca base relativamente intacta y roca dura |
| Circulación inversa por aire | Configuración opcional para proyectos que requieren retorno rápido de detritos o muestreo de ripios |
| Sistema de potencia | |
| Modelo de motor diésel | Cummins NTA855-C360 |
| Potencia del motor | 269 kW |
| Velocidad nominal | 2100 r/min |
| Generador auxiliar | 50 kW |
| Sistema de mesa giratoria | |
| Diámetro máximo de paso | 660 mm |
| Velocidades de la mesa | 37 / 52 / 84 / 145 r/min |
| Par máximo de la mesa | 25 kN·m |
| Cabrestante principal | |
| Fuerza de elevación de cable único | 90 kN |
| Velocidad de cable único | 0,84 / 1,90 / 3,3 m/s |
| Cable de acero | 26NAT6×36SW+FC1770SZ |
| Capacidad del tambor | 160 m |
| Cabrestante auxiliar | |
| Fuerza de elevación de cable único | 50 kN |
| Cable de acero | 20NAT6×36SW+FC1770SZ |
| Capacidad del tambor | 160 m |
| Torre K telescópica hidráulica | |
| Tipo de torre | Torre K telescópica hidráulica |
| Altura total de la torre | 19,5 m |
| Altura útil | 18,482 m |
| Carga máxima de la torre | 60 T |
| Configuración de poleas | 5 delanteras + 3 traseras + 2 de suspensión |
| Diámetro de poleas | 600 / 450 mm |
| Tubería cuadrada y tubería de perforación | |
| Especificación de tubería cuadrada | 108 × 108 × 12192 mm |
| Altura de tubería cuadrada | 12192 mm |
| Tubería estándar | 89 × 9400 mm |
| Gancho viajero y cabezal de inyección | |
| Carga del gancho viajero | 60 T, tipo de tres poleas |
| Carga nominal del cabezal de inyección | 60 T |
| Diámetro de salida del cabezal | 63,5 mm |
| Adaptador reductor | Para conexión entre tubería cuadrada y cabezal de inyección |
| Bomba de lodo | |
| Modelo de bomba de lodo | BW1200/7 |
| Presión máxima | 7 MPa |
| Caudal | 1200 L/min |
| Apoyo y transporte | |
| Sistema de apoyo | 4 patas hidráulicas + 2 patas con bloqueo mecánico |
| Dimensiones de transporte | 15300 × 2800 × 4450 mm |
| Aplicaciones típicas | |
| Pozos profundos | Grandes zonas rurales, comunidades, industria y desarrollo de aguas subterráneas |
| Riego agrícola | Pozos de riego profundos y abastecimiento de grandes explotaciones |
| Suministro en zonas mineras | Campamentos mineros, supresión de polvo y agua auxiliar de producción |
| Proyectos geotérmicos | Estudios geotérmicos, sondeos de gradiente térmico y parte de pozos geotérmicos |
| Exploración geológica | Estudios hidrogeológicos, verificación de formaciones y sondeos generales |
| Perforación de ingeniería | Parte de cimentaciones, entubaciones y pozos de gran diámetro |
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