La circulación directa de lodo, la espuma de aire y el martillo DTH son tres métodos diferentes de fragmentación de roca en el fondo del pozo y evacuación de detritos. Al cambiar entre ellos, lo afectado no es un solo componente, sino todo el sistema de potencia, fuente de aire, herramientas de perforación, retorno de detritos en boca de pozo y consumibles. Antes de comprar o reconfigurar, al menos se debe verificar claramente la presión y el caudal del compresor de aire, las especificaciones del martillo y la broca, la estructura de las varillas de perforación, el dispositivo de inyección de aire y espuma, las condiciones de retorno de detritos y muestreo en boca de pozo, y la capacidad de carga de la máquina completa después del cambio. A continuación se explica lo que debe confirmarse con base en la información pública del equipo de perforación de pozos de agua de mesa giratoria remolcable WRTR1000 de este sitio; los valores específicos que no aparecen en la información deben ser confirmados por escrito por el proveedor según las condiciones del proyecto, y no se pueden aplicar directamente datos de otros modelos.
Primero, distinguir de qué depende cada uno de los tres procesos
Los tres métodos de perforación indicados en la información del WRTR1000 son circulación directa de lodo, espuma de aire y martillo DTH, con opción de circulación inversa por aire lift. Sus requisitos de equipamiento no son los mismos:
- Circulación directa de lodo: depende de la bomba de lodo BW1200/7 (presión máxima 7 MPa, caudal 1200 L/min) y la mesa giratoria de 25 kN·m, y utiliza el lodo para transportar detritos, estabilizar las paredes y enfriar la broca.
- Espuma de aire: sobre la base de la evacuación por aire, se añade un medio de espuma. La información indica que puede usarse en secciones parcialmente secas, con pérdida de circulación o donde se necesite mejorar la capacidad de transporte de detritos. La concentración de espuma, el volumen de aire y el método de inyección deben ajustarse según la profundidad del pozo, el diámetro y la permeabilidad del terreno.
- Martillo DTH: utiliza aire comprimido para accionar el martillo de fondo que fragmenta la roca. La información especifica claramente que se debe equipar con un compresor de aire, martillo y broca adecuados al terreno, y advierte especialmente sobre la capacidad del compresor, la lubricación del martillo y el estado de evacuación de detritos.
Precisamente por esto, al cambiar a espuma de aire o DTH, la bomba de lodo permanece en la máquina, pero el equipo auxiliar clave pasa a ser el compresor de aire y el circuito de aire, las herramientas de perforación y los consumibles que lo acompañan.
Equipos auxiliares que deben verificarse antes de la compra
Compresor de aire: observar presión y caudal al mismo tiempo
La información del WRTR1000 solo indica que la perforación DTH requiere un compresor de aire adecuado, y señala que si el polvo de roca en el fondo no se evacua a tiempo, la eficiencia de perforación disminuirá notablemente. No proporciona valores específicos de presión y caudal para este modelo. Por lo tanto, antes de la compra se debe confirmar con el proveedor:
- La presión nominal de trabajo y el caudal efectivo requeridos del compresor de aire según el diámetro y la profundidad objetivo del pozo;
- La influencia de la altitud y la temperatura ambiente en el caudal real de salida del compresor;
- Si el compresor está integrado en la máquina o se remolca por separado, y cómo se organizan la disposición en sitio y la longitud de las tuberías;
- El método de lubricación requerido por el martillo, y el lubricador o dispositivo de lubricación correspondiente.
Cabe señalar que no se pueden aplicar directamente los parámetros de otros modelos de la misma marca al WRTR1000. Por ejemplo, los rangos de presión de aire y consumo de aire indicados para modelos como WRT600, WRT1000, WR500RCE y WR600RC son diferentes, y mezclarlos induciría a error en la selección.
Diferencias entre martillo, broca y circulación inversa por aire lift
La perforación DTH tiene como núcleo el martillo más la broca. La información menciona que, al entrar en roca dura más completa, se puede equipar con compresor de aire, martillo y broca adecuados; en pozos profundos de roca dura se debe prestar atención a la capacidad del compresor, la lubricación del martillo y el estado de evacuación de detritos. Antes de la compra se debe confirmar la correspondencia entre el modelo del martillo y la dureza de la roca y el diámetro, así como las especificaciones, cantidad y ciclo de reemplazo de la broca.
Si el proyecto considera además la circulación inversa por aire lift, la información especifica que el WRTR1000 puede equiparse opcionalmente con este proceso, pero no es una máquina de exploración RC dedicada. Si el proyecto tiene requisitos claros sobre la representatividad de la muestra y la calidad del muestreo, se deben equipar simultáneamente varillas de doble pared, sistema de aire comprimido y equipo de muestreo compatibles. Esto se pasa por alto fácilmente en la decisión de compra.
Herramientas de perforación y condiciones de retorno de detritos en boca de pozo
Las herramientas de perforación indicadas en la información del WRTR1000 incluyen varilla cuadrada de 12.192 m y varilla estándar de 9.4 m, con opción de diámetros de 89 / 114 / 127 mm, y la mesa giratoria tiene un paso máximo de 660 mm. Después de cambiar a DTH o espuma de aire, se debe verificar:
- Si las especificaciones de las varillas utilizadas coinciden con el martillo y el método de conexión del circuito de aire;
- Si se adopta circulación inversa por aire lift, si se dispone de varillas de doble pared y condiciones para su mantenimiento y sellado;
- La dirección de retorno de detritos en boca de pozo, el control de polvo y ruido, y el canal de evacuación en sitio;
- Si los detritos generados durante la perforación se descargan directamente o deben recolectarse para muestreo.
Dispositivo de inyección de espuma y condiciones de antiespumado
La información sobre el proceso de espuma de aire indica que la concentración de espuma, el volumen de aire y el método de inyección deben ajustarse según la profundidad del pozo, el diámetro y la permeabilidad del terreno, y no se pueden usar parámetros uniformes para todos los terrenos. Antes de la compra se debe confirmar si hay una bomba de espuma (o bomba de inyección) compatible, el canal de suministro de espumante, y las disposiciones de antiespumado y descarga de la espuma retornada. Estos no se detallan con modelos y dosis específicos en la información, y pertenecen a lo que debe confirmarse por proyecto.
Estabilización del pozo y equipamiento de entubado
La información indica que las capas de arena y grava son propensas a derrumbes, pérdida de lodo y ensanchamiento, y pueden requerir entubado temporal o entubado por etapas; el paso de 660 mm de la mesa giratoria y la carga de 60 T de la torre proporcionan un mayor espacio operativo para el entubado, pero el número de etapas de entubado aún debe determinarse según el diseño del terreno. Después de cambiar a perforación neumática, las capas superiores sueltas generalmente aún necesitan establecer primero una sección de pozo estable con lodo o entubado, por lo que las herramientas de entubado, el proceso de bajada de tubería y la capacidad de izaje correspondiente no pueden omitirse por cambiar de proceso.
Cambios en la carga de la máquina completa antes y después del cambio
La misma máquina de perforación, en diferentes procesos, no tiene las mismas rutas de fuerza y carga. Tomando el WRTR1000 como ejemplo, su torre tiene una carga máxima de 60 T, el malacate principal tiene una fuerza de elevación de cable simple de 90 kN, el malacate auxiliar de 50 kN, el gancho viajero y el cabezal de inyección tienen una carga nominal de 60 T, la mesa giratoria tiene un par máximo de 25 kN·m y cuatro velocidades de 37 / 52 / 84 / 145 r/min. La información también advierte que, ante atascamientos y resistencias anormales, primero se debe tratar mediante circulación, izaje suave y diagnóstico en el pozo, en lugar de tirar con fuerza directamente. Después de cambiar a DTH, además de la sarta de perforación, se debe considerar el peso adicional del martillo, las mangueras de aire y las tuberías de viento, así como la influencia de la fluidez de la evacuación neumática de detritos en la resistencia durante la maniobra de bajada y extracción.
Condiciones de potencia y energía
El WRTR1000 utiliza un motor diésel Cummins NTA855-C360, con 269 kW de potencia y 2100 r/min nominales. La información no explica cómo se distribuye esta potencia entre la circulación directa de lodo y el DTH, por lo que antes de la compra se debe confirmar:
- La demanda real de potencia en condiciones DTH o de espuma de aire, y si se necesita un compresor de aire independiente con motor propio;
- Las condiciones de almacenamiento y suministro de combustible en sitio;
- La organización de limpieza y mantenimiento del filtro de aire del motor y el radiador en condiciones de mucho polvo.
Consumibles y mantenimiento que deben confirmarse de antemano
La información sobre consumibles y mantenimiento incluye: lubricación del martillo, desgaste de la broca, circuito de aire a alta presión, estado de retorno de detritos, etc. Los siguientes puntos no tienen dosis o ciclos específicos en la información y deben confirmarse con el proveedor y en sitio:
- Especificaciones y referencia de consumo del aceite lubricante del martillo (o lubricador);
- Criterios para determinar el reemplazo de brocas y piezas de desgaste del martillo;
- Tipo, preparación y consumo de espumante;
- Ciclos de inspección y reemplazo de mangueras de aire, conectores y sellos;
- Inspección del sellado de los conectores y tubo interior de varillas de doble pared (si se adopta circulación inversa por aire lift).
Lista de verificación directamente aplicable antes de la compra
| Ítem a verificar | Contenido a confirmar |
|---|---|
| Compresor de aire | Confirmar presión de trabajo y caudal efectivo según diámetro objetivo, profundidad y altitud; disposición integrada o independiente |
| Martillo y broca | Correspondencia del modelo con dureza de roca y diámetro; método de lubricación; especificaciones de broca y repuestos |
| Herramientas de perforación | Si las especificaciones de las varillas se adaptan al martillo y al circuito de aire; para circulación inversa por aire lift se requieren varillas de doble pared y equipo de muestreo |
| Circuito de aire | Mangueras, conectores, método de fijación segura; requisitos de inspección de tuberías de alta presión |
| Sistema de espuma | Bomba de espuma o dispositivo de inyección; suministro de espumante; antiespumado y descarga de la espuma retornada |
| Estabilización y entubado | Número de etapas de entubado en capas superiores sueltas, herramientas de bajada de tubería y capacidad de izaje |
| Carga de la máquina | Cálculo de carga de torre, malacates, gancho viajero y cabezal de inyección después del cambio |
| Potencia | Distribución de los 269 kW en condiciones neumáticas; condiciones de suministro de combustible |
| Retorno de detritos y muestreo | Dirección de retorno en boca de pozo; si se requiere muestreo por profundidad y equipo correspondiente |
| Consumibles y mantenimiento | Lubricación del martillo, reemplazo de broca, sellado del circuito de aire, consumo de espumante, etc. |
En la tabla anterior, solo los requisitos direccionales de compresor de aire, martillo, broca, espuma, varillas de doble pared y equipo de muestreo provienen de la información del WRTR1000; los valores y tipos específicos deben confirmarse según las condiciones del proyecto. En la etapa de compra, plasmar por escrito estas condiciones una por una facilita más el control de costos y plazos que completar equipos improvisadamente en el sitio después.