En la tabla de parámetros del WRTR600, la fila del girador muestra 38 / 57 / 85 r/min, seguida de los torques teóricos 13,8 / 9,2 / 6,2 kN·m. Los seis números están dispuestos en tres grupos, y la estructura en sí misma es información: al aumentar la velocidad, el torque disminuye. Entender estas tres velocidades como "tres opciones de velocidad" no es incorrecto, pero se pasa por alto lo que realmente condicionan: qué peso de sarta de perforación y qué diámetro de agujero puede mover la misma perforadora en cada velocidad.
A continuación, solo se desarrolla este conjunto de parámetros publicados en el sitio, sin especular sobre la eficiencia en formaciones o la velocidad de perforación que no figuran en los datos.
Por qué la velocidad y el torque son inversamente proporcionales
La velocidad del girador y el torque teórico provienen del mismo sistema de potencia y transmisión. Bajo una potencia de entrada determinada, a mayor velocidad, menor torque disponible para la rotación. 38 r/min corresponde a aproximadamente 13,8 kN·m, y 85 r/min a aproximadamente 6,2 kN·m; la diferencia de torque entre ambos extremos supera el doble.
Esta es también la diferencia entre "tres velocidades" y "regulación continua" en la formulación: las tres velocidades ofrecen tres combinaciones definidas de velocidad-torque, cada una correspondiente a un tipo de condición de trabajo, en lugar de una curva ajustable de forma continua. Los datos proporcionan el torque teórico; el torque realmente disponible también se verá afectado por la eficiencia de transmisión, la fricción en el pozo y el modo de operación.
A qué tramo del pozo corresponde cada una de las tres velocidades
La dirección explicativa de estos parámetros en los datos es clara: la velocidad baja tiene mayor torque y es adecuada para diámetros de agujero mayores, sartas de perforación pesadas y formaciones con mayor resistencia; las velocidades más altas son adecuadas para etapas de perforación con menor resistencia.
| Velocidad | Régimen | Torque teórico | Dirección de aplicación según los datos |
|---|---|---|---|
| Velocidad baja | 38 r/min | Aprox. 13,8 kN·m | Mayor diámetro de agujero, sarta de perforación pesada, formaciones con mayor resistencia |
| Velocidad media | 57 r/min | Aprox. 9,2 kN·m | Etapa de perforación entre ambos extremos |
| Velocidad alta | 85 r/min | Aprox. 6,2 kN·m | Etapa de perforación con menor resistencia |
Cabe señalar que estas tres direcciones son descripciones cualitativas de los datos, y no se proporciona una tabla de conversión que indique qué tipo de formación corresponde a cada velocidad. El momento real de cambio de velocidad aún depende del retorno de lodo en el pozo, la resistencia a la rotación de la sarta y los cambios en el avance.
Las velocidades no pueden considerarse de forma aislada
Tomar la velocidad como un parámetro de operación independiente hace que se pasen por alto otras restricciones del mismo equipo. El WRTR600 tiene un diámetro máximo de perforación de 500 mm y un diámetro de paso del girador de 500 mm; la cabeza de inyección tiene una carga máxima de 30 T y un diámetro interior de 63,5 mm; la bomba de lodo es 3NB-130, con un caudal especificado de 8,4–16,6 L/s, una presión de trabajo nominal de 5–10 MPa y accionada por un motor de 90 kW.
Que el girador pueda girar no significa que el pozo se limpie adecuadamente. A mayor diámetro y mayor profundidad, aumentan el volumen de detritos y la distancia de retorno, y el caudal y las propiedades del lodo deben estar a la altura del avance generado por la rotación. El alto torque a baja velocidad resuelve "si puede girar"; el caudal y la estabilización de las paredes resuelven "si los detritos pueden extraerse y si las paredes del pozo pueden mantenerse". Si falta uno de los dos, la selección de velocidad no se puede llevar a la práctica.
Relación de coordinación con el cabrestante y la cabeza de inyección
La elección de la velocidad también afecta la gestión de la sarta de perforación. El cabrestante principal tiene una fuerza de tiro de cable simple de 40 kN, y el cabrestante auxiliar de 30 kN; la cabeza de inyección tiene una carga máxima de 30 T. A medida que aumenta la profundidad del pozo, el peso propio de la sarta y la fricción con las paredes del pozo aumentan gradualmente. Si en la etapa de pozo profundo se utiliza durante mucho tiempo la velocidad alta, los cambios en la resistencia a la rotación, el desgaste de la sarta y la carga en el pozo deben considerarse junto con la coordinación entre el cabrestante, el vástago de perforación y las tuberías de perforación, y no solo ajustando el girador.
En los datos, la versión de torre corta está equipada con un vástago de perforación de 7,5 m y tuberías de perforación de 5,5 m; la versión de torre larga está equipada con un vástago de perforación de 10,5 m y tuberías de perforación de 9 m. Al ser diferentes las longitudes del vástago y de las tuberías, también varían el número de conexiones y la longitud de cada ciclo, lo que afecta el tiempo de perforación continua en una velocidad determinada y, por tanto, la frecuencia de cambio de velocidad.
El cambio de velocidad en sí no tiene una conclusión cuantitativa
Los datos del sitio no proporcionan la velocidad de avance correspondiente a cada velocidad, la numeración de formaciones ni umbrales de cambio de velocidad, ni existe una regla fija de que una formación determinada deba usar una velocidad específica. Solo se pueden confirmar tres puntos: los valores de velocidad y torque teórico de las tres velocidades; la relación de torque en la que la velocidad baja supera a la alta; y que los datos orientan las distintas velocidades a diferentes condiciones de resistencia.
La formación, la sarta de perforación, la circulación del lodo y la resistencia en el pozo determinan conjuntamente la carga real, y los parámetros finales de perforación deben basarse en las condiciones del sitio. Si se desea determinar con mayor precisión a qué profundidad debe cambiarse a qué velocidad en un pozo, es necesario complementar el diseño del diámetro del agujero, la combinación de la sarta de perforación y el perfil de formación de ese proyecto, que no están cubiertos por la tabla de parámetros existente.
Preguntas que conviene hacerse al leer la tabla de velocidades
- Si el torque teórico de esta velocidad puede mover la combinación actual de sarta de perforación.
- Si, con el diámetro y la profundidad actuales, el caudal del 3NB-130 es suficiente.
- Si aún queda margen entre la carga de 30 T de la cabeza de inyección y el peso propio de la sarta.
- Cómo cambiará el ritmo de conexión y cambio de velocidad la longitud de tubería correspondiente al tipo de torre elegido.
Las tres velocidades no son tres botones de velocidad paralelos, sino tres formas de concesión en la distribución de potencia de la misma perforadora. Al tener clara esta relación y luego observar el diámetro del agujero, el caudal de la bomba y la fuerza de elevación, los parámetros se conectan entre sí.