Perforadora de circulación inversa
La RC400 es una perforadora de circulación inversa sobre orugas que combina exploración minera, muestreo geológico y construcción de pozos de agua de profundidad media a profunda. En comparación con las perforadoras de pozos de agua convencionales, hace mayor énfasis en el retorno de detritos y la capacidad de muestreo mediante circulación inversa; en comparación con las perforadoras de testigos, obtiene principalmente muestras de detritos devueltas por profundidad, en lugar de testigos continuos completos. Con una profundidad máxima de perforación de 400 m y un diámetro de perforación de 105–305 mm, es adecuada para equipos de exploración minera, empresas de servicios geológicos y contratistas de perforación que necesitan asumir tanto pozos de exploración como proyectos de pozos de agua.
La perforación de circulación inversa generalmente establece un canal de retorno independiente mediante tuberías de doble pared; el aire comprimido impulsa la herramienta de fondo y los detritos retornan rápidamente a la superficie a través de la tubería interior. En comparación con el desecho por espacio anular externo convencional, este método ayuda a acortar la trayectoria de mezcla de los detritos en el pozo, facilita la recolección de muestras por segmentos de profundidad y proporciona una base para la interpretación geológica in situ y los análisis posteriores.
La ventaja de la perforación RC no es obtener testigos completos, sino obtener rápidamente muestras continuas de detritos. Para la exploración de oro, cobre, hierro, litio y otros minerales, se pueden recolectar muestras en intervalos fijos de avance, registrar cambios de color, litología, alteración y mineralización, y enviarlas al laboratorio para análisis de ley. Para proyectos que requieren una gran cantidad de perforaciones para verificar rápidamente zonas anómalas, el método de circulación inversa ofrece una alta eficiencia en el sitio.
En proyectos de oro, la RC400 se puede utilizar para la verificación de anomalías superficiales, la investigación de mineralización bajo la capa de cobertura, el control de los límites del cuerpo mineralizado y la perforación de expansión periférica. En comparación con el testigo continuo, el muestreo RC enfatiza más la eficiencia y la cantidad de muestras, y es adecuado para establecer rápidamente más puntos de control de perforación en grandes áreas de exploración, y luego decidir qué áreas clave requieren más perforación de testigos según los resultados.
Los proyectos de cobre, hierro y litio también pueden utilizar muestras de circulación inversa para identificar litología, alteración y tendencias de mineralización. Para áreas con capas de cobertura gruesas o afloramientos superficiales poco evidentes, la obtención de detritos a diferentes profundidades mediante perforaciones de 400 m puede ayudar a los exploradores a comprender los cambios estratigráficos y las posibles ubicaciones de mineralización, y proporcionar una base para la disposición de perforaciones en la siguiente etapa.
Los ángulos de trabajo indicados son 45° y 90°, lo que permite realizar perforaciones inclinadas o casi verticales según las necesidades del proyecto. Los pozos verticales son adecuados para aguas subterráneas, investigación de capas de cobertura y parte de la exploración minera; los pozos inclinados a 45° se pueden utilizar para cuerpos mineralizados inclinados, zonas estructurales o verificación de objetivos específicos. Antes de la construcción formal, se debe confirmar la dirección y el ángulo del pozo de acuerdo con el diseño geológico.
La profundidad máxima de perforación de 400 m y el diámetro de perforación de 105–305 mm permiten que la RC400 asuma tanto pozos de exploración minera como la construcción de pozos de agua de profundidad media a profunda. La profundidad real de perforación se verá afectada por el diámetro del pozo, la tubería de perforación, la capacidad del compresor de aire, las condiciones del terreno, la desviación del pozo y el desgaste de las herramientas, por lo que 400 m debe entenderse como una capacidad de referencia en una configuración típica.
Se recomiendan diámetros de tubería RC de 89 / 102 mm y longitud de tubería de 3 m. La tubería RC tiene una estructura diferente a la tubería de pared simple convencional, y se debe garantizar el sellado de los canales interno y externo y una conexión confiable. Durante la construcción, se deben revisar periódicamente las juntas de la tubería de doble pared, los sellos y el desgaste de la tubería interior para evitar fugas de aire y mezcla de muestras que afecten la calidad del muestreo.
La RC400 tiene una fuerza de elevación de 22 T y una presión axial de 6 T. La capacidad de elevación relativamente alta se puede utilizar para bajar y subir tuberías, recuperar herramientas y parte de las operaciones de entubado. Si durante la perforación de circulación inversa se produce un aumento repentino de la resistencia al extraer la tubería, primero se debe determinar si hay desprendimientos, reducción de diámetro, atascamiento o retorno deficiente de detritos, y luego adoptar medidas de limpieza del pozo y extracción lenta.
El sistema de rotación tiene un torque máximo de 8000 / 4000 N·m, correspondiente a velocidades máximas de 75 / 150 r/min. La condición de mayor torque es adecuada para perforación de gran diámetro y alta carga, mientras que la mayor velocidad es adecuada para secciones de pozo con menor resistencia. En la construcción de circulación inversa se debe considerar simultáneamente el corte de la broca, el impacto en el fondo del pozo y el estado de retorno de los detritos, y no se debe buscar únicamente la velocidad o el torque.
La presión de trabajo recomendada es de 1.2–3.5 MPa y el consumo de aire de 16–55 m³/min. La perforación RC tiene altos requisitos de presión y caudal del compresor de aire, especialmente cuando aumenta la profundidad del pozo, el diámetro o la dureza de la roca; si el caudal de aire es insuficiente, la velocidad de retorno de los detritos disminuirá, lo que puede afectar la continuidad del muestreo y la limpieza del fondo del pozo.
El muestreo de circulación inversa no solo requiere "perforar rápido", sino también garantizar que las muestras retornen continuamente según la profundidad. Durante la construcción se debe observar el volumen de retorno de muestras, el tamaño de partícula, los cambios de polvo y si hay mezcla evidente de muestras. Cada vez que se conecta una tubería, se limpia el pozo o se reinicia el muestreo después de detener la perforación, se debe tratar el segmento de transición de acuerdo con el procedimiento de muestreo en el sitio para evitar la mezcla de muestras de diferentes profundidades.
Cuando se utiliza para exploración minera, las muestras deben numerarse, pesarse y envasarse según intervalos fijos de profundidad, y registrar el número de pozo, profundidad, hora y situaciones anómalas. El sistema de muestreo, el ciclón o el equipo de división de muestras también deben limpiarse periódicamente. La RC400 proporciona una plataforma de perforación; la calidad final de las muestras también depende del proceso de muestreo en el sitio y de la operación del personal.
Aunque la RC400 tiene atributos evidentes de exploración minera, la información también incluye los pozos de agua profundos como una de las principales aplicaciones. Para el suministro de agua rural, el riego agrícola, el agua industrial y el desarrollo de aguas subterráneas en zonas mineras, se puede seleccionar martillo de fondo, perforación con lodo u otros métodos adecuados según el terreno y los requisitos de construcción del pozo. La construcción de pozos de agua no requiere necesariamente el uso del sistema de muestreo RC durante todo el proceso.
Los proyectos mineros pueden requerir tanto pozos de exploración como pozos de agua para uso doméstico, supresión de polvo y producción auxiliar. La RC400 cuenta con múltiples métodos de perforación y puede ajustar su configuración según el objetivo de cada pozo dentro de un mismo proyecto, mejorando la utilización del equipo. Los pozos de exploración se centran más en la calidad de las muestras, mientras que los pozos de agua se centran más en la estabilidad de la perforación, el diámetro del pozo y el acuífero.
Los estratos de suelo, arcilla, arena y grava son propensos al colapso y no necesariamente son adecuados para la perforación RC neumática directa. La información indica que este modelo admite perforación con lodo, por lo que en las capas superiores sueltas se puede optar por circulación de lodo y entubado según las condiciones de la pared del pozo, y luego cambiar a procesos neumáticos o de circulación inversa una vez que se entra en roca estable.
El equipo puede equiparse con martillos de fondo de media y alta presión para roca meteorizada, roca fracturada y roca dura relativamente intacta. En condiciones de roca dura se debe prestar atención al caudal del compresor de aire, la lubricación del martillo de fondo, el desgaste de la broca y el estado de retorno de detritos. Si el volumen de retorno de muestras disminuye, se debe revisar oportunamente si hay fugas de aire, sellado de tuberías y acumulación de detritos en el fondo del pozo.
Las zonas de falla y fractura son propensas a desprendimientos y ensanchamiento local del pozo; los detritos pueden quedar retenidos en el pozo y retornar de forma concentrada, lo que deteriora la correspondencia de profundidad de las muestras. Durante la construcción se debe controlar la velocidad de avance, mantener un suministro de aire estable y registrar las secciones anómalas. Si se requiere alta precisión de muestreo, se debe aumentar la supervisión del personal geológico en el sitio sobre los cambios en el retorno de muestras.
La RC400 tiene una velocidad de desplazamiento de aproximadamente 2.5 km/h, un ángulo máximo de ascenso de referencia de 21° y un peso total de aproximadamente 11 T. El chasis sobre orugas es adecuado para caminos de grava en zonas mineras, plataformas de construcción en campo y terrenos generalmente irregulares. Debido al peso considerable de la máquina, antes del traslado se debe confirmar la capacidad de carga del suelo, la pendiente y la ruta de transporte.
El equipo utiliza un motor Yuchai de 92 kW, que proporciona potencia a los sistemas de rotación, avance, desplazamiento sobre orugas y sistemas hidráulicos auxiliares. Los proyectos de circulación inversa generalmente se acompañan de compresores de aire, equipos de muestreo y división, por lo que en el sitio se debe planificar con anticipación el combustible, la disposición de los equipos y los accesos de construcción para evitar interferencias entre los sistemas.
Las patas hidráulicas tienen una carrera de 1.6 m y se pueden utilizar para nivelar el equipo y proporcionar apoyo durante la perforación. Especialmente en la construcción de pozos inclinados a 45°, la estabilidad del equipo afecta directamente el control de la dirección del pozo y la seguridad operativa. En suelos blandos se deben agregar placas de apoyo para evitar el hundimiento de las patas durante perforaciones prolongadas de alta carga.
El pequeño cabrestante auxiliar tiene una fuerza de elevación de 1.5 T y se puede utilizar para transportar tuberías RC, martillos de fondo, accesorios de muestreo y otras herramientas del sitio. Al utilizar el cabrestante se deben respetar los requisitos de carga nominal y evitar que el personal se sitúe debajo de cargas suspendidas o en la dirección de tensión del cable de acero.
El peso total de la máquina es de aproximadamente 11 T y las dimensiones exteriores son de aproximadamente 7 × 1.85 × 2.86 m. En el sitio de exploración minera, además de la perforadora, también se pueden colocar compresores de aire, ciclones, divisores de muestras, bolsas de muestras y vehículos, por lo que se debe planificar con anticipación el área de la plataforma de perforación para garantizar los pasillos para el personal y las distancias de seguridad de los equipos.
El equipo se puede configurar con bomba de lodo, bomba centrífuga, generador y bomba de espuma según el proyecto. Los proyectos con muchas capas sueltas dependen más del sistema de lodo; los estratos con graves fugas de aire pueden considerar la asistencia con espuma; las zonas mineras remotas pueden requerir equipos de generación independientes. La configuración específica debe determinarse en función del método principal de perforación y las condiciones básicas del sitio.
Durante la exploración minera se debe prestar especial atención al sellado de las tuberías RC, las líneas de retorno de muestras y los equipos de muestreo para garantizar la continuidad de las muestras y la precisión de la numeración; durante la construcción de pozos de agua se debe prestar atención a la pared del pozo, el entubado y el acuífero. Independientemente del uso, se deben revisar diariamente el motor, el sistema hidráulico, las mangueras de alta presión, el cabezal rotatorio, las patas y el estado de las conexiones de las tuberías.
Debido a las diferencias en las condiciones geológicas reales, las herramientas de fondo, el ángulo de perforación y los métodos de operación, la eficiencia final de perforación, la profundidad, la recuperación de muestras y el efecto de construcción del pozo deben basarse en las condiciones del sitio.
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Parámetros básicos | |
| Modelo de producto | RC400 |
| Tipo de equipo | Perforadora de circulación inversa sobre orugas de servicio pesado |
| Profundidad máxima de perforación | 400 m |
| Diámetro de perforación | 105–305 mm |
| Ángulo de trabajo | 45° / 90° |
| Estratos aplicables | Estratos sueltos y estratos rocosos |
| Tubería de perforación y sistema de perforación | |
| Longitud de tubería | 3 m |
| Diámetro de tubería RC recomendado | 89 / 102 mm |
| Presión axial | 6 T |
| Fuerza de elevación | 22 T |
| Velocidad de elevación rápida | 20 m/min |
| Velocidad de avance rápido | 32 m/min |
| Sistema de rotación | |
| Torque máximo de rotación | 8000 / 4000 N·m |
| Velocidad máxima de rotación | 75 / 150 r/min |
| Compatibilidad del sistema neumático | |
| Presión de trabajo recomendada | 1.2–3.5 MPa |
| Consumo de aire recomendado | 16–55 m³/min |
| Martillo de fondo compatible | Series de media y alta presión |
| Sistema de potencia | |
| Marca del motor | Yuchai |
| Potencia del motor | 92 kW |
| Sistema auxiliar | |
| Fuerza de elevación del cabrestante auxiliar pequeño | 1.5 T |
| Carrera de las patas hidráulicas | 1.6 m |
| Parámetros de desplazamiento y de la máquina completa | |
| Velocidad de desplazamiento | 2.5 km/h |
| Ángulo máximo de ascenso | 21° |
| Peso total | 11 T |
| Dimensiones exteriores | 7 × 1.85 × 2.86 m |
| Métodos de perforación | |
| Perforación de circulación inversa | Adecuada para exploración minera, muestreo geológico y retorno continuo de detritos |
| Rotación hidráulica con accionamiento superior / perforación con martillo de fondo | Adecuada para estratos rocosos, pozos de agua y construcción convencional de pozos de profundidad media |
| Perforación con lodo | Adecuada para capas de suelo, arena y otros estratos sueltos |
| Accesorios opcionales | |
| Bomba de lodo | Opcional |
| Bomba centrífuga | Opcional |
| Generador | Opcional |
| Bomba de espuma | Opcional |
| Aplicaciones típicas | |
| Exploración minera | Verificación de anomalías de oro, cobre, hierro, litio y otros minerales |
| Muestreo geológico | Recolección de muestras de detritos de circulación inversa por segmentos de profundidad |
| Investigación en zonas mineras | Investigación de límites de cuerpos mineralizados, capas de cobertura, roca encajante y cambios estructurales |
| Construcción de pozos de agua profundos | Desarrollo de aguas subterráneas en zonas rurales, agrícolas, industriales y mineras |
| Investigación de aguas subterráneas | Verificación de aguas subterráneas de profundidad media a profunda y perforaciones hidrogeológicas generales |
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