En la documentación del WR220SE hay una frase que a menudo se pasa por alto: admite perforación con agua y aire. En las discusiones de selección, esta frase suele reducirse a "una máquina con dos métodos de perforación", pero la tabla de parámetros no incluye un interruptor para esta afirmación. Para responder "qué parte exactamente se conmuta", solo se pueden enumerar los componentes y parámetros que aparecen en la documentación, y ver cuáles cambian con el proceso y cuáles no. A continuación se utiliza únicamente la información del producto publicada en este sitio; las partes no cubiertas se indican por separado.
El término "doble uso" aparece en varios puntos de la documentación
En la tabla de parámetros del WR220SE hay tres campos directamente relacionados con el método de perforación: en la columna de método de perforación se indica "agua y aire"; en la columna de parámetros de acoplamiento del compresor se dan presión de trabajo de 1,7–2,5 MPa y consumo de aire de 17–31 m³/min; y en el texto principal se menciona que "en capas de suelo, arcilla y cobertura suelta se puede considerar prioritariamente la estabilización del pozo y la evacuación de detritos; al entrar en roca meteorizada o estratos rocosos más completos, se puede utilizar martillo de fondo y compresor de aire para perforación neumática".
Los tres puntos apuntan a tres niveles diferentes: posicionamiento de la máquina completa, equipamiento externo y herramientas de fondo. Esto indica que "agua y aire" no es el estado de una válvula interna del equipo, sino la capacidad de la misma máquina principal para combinarse con diferentes herramientas externas y medios bajo distintas condiciones geológicas.
Punto de conmutación 1: el medio que entra en el pozo
El nivel más intuitivo es el medio diferente que se introduce en el pozo durante la perforación. La dirección de perforación con agua depende de un medio líquido para estabilizar el pozo y evacuar detritos; la dirección neumática depende de aire comprimido para accionar el martillo de fondo y encargarse de la evacuación de detritos. El cambio de medio de agua a aire no lo realiza la máquina principal por sí sola; intervienen el compresor de aire, las mangueras de aire y el lubricador, entre otros.
La presión de trabajo de 1,7–2,5 MPa y el consumo de aire de 17–31 m³/min que da la documentación describen los requisitos de la dirección neumática para el compresor, no la salida de la propia máquina principal. Cuando aumenta el diámetro del pozo, la roca se vuelve más dura o la altitud es mayor, la documentación indica claramente que los requisitos de caudal del compresor serán más altos. Es decir, la viabilidad de la dirección neumática tiene su primera restricción fuera de la máquina principal.
Punto de conmutación 2: herramientas de fondo
La documentación especifica en el párrafo sobre roca meteorizada y estratos rocosos más completos que, tras entrar en estratos rocosos más completos, se debe utilizar el martillo de fondo, la broca y el compresor de aire adecuados. El martillo de fondo solo aparece en la dirección neumática; la dirección de perforación con agua corresponde a otro conjunto de herramientas.
Este es el punto más subestimado del sistema agua-aire: la conmutación no es solo un reemplazo de medio, sino que las herramientas también deben cambiarse. La misma barra de perforación puede reutilizarse en ambos procesos, pero los componentes del extremo inferior son diferentes. La documentación no proporciona el modelo específico de herramientas para la dirección de agua; esto debe confirmarse con el fabricante.
Punto de conmutación 3: tratamiento de la pared del pozo y ruta de evacuación de detritos
La documentación describe las capas de arena, grava y cobertura suelta como "propensas a colapso, enterramiento de la broca y ensanchamiento del diámetro", y la dirección de tratamiento es "priorizar la protección de la pared del pozo y el entubado de seguimiento; cuando sea necesario, utilizar perforación con agua u otros métodos de estabilización; no se recomienda atravesar rápidamente confiando únicamente en la perforación neumática".
Por el contrario, en la dirección neumática, en zonas de fractura y estratos fisurados también hay que enfrentar fugas de aire, desprendimientos, atascos y anomalías en la evacuación de detritos; la documentación recomienda reducir la velocidad de avance, mantener la limpieza continua del pozo y observar los cambios en la presión de aire y el retorno de agua. Se deduce que la ruta de evacuación de detritos y la estabilidad de la pared del pozo fallan de manera diferente en los dos procesos; al conmutar, lo que realmente se cambia es todo un conjunto de respuestas dentro del pozo, no solo una entrada de medio.
Qué partes no cambian con el proceso
Excluyendo los puntos de conmutación anteriores, la mayoría de los valores de la tabla de parámetros no cambian en los dos procesos:
- Profundidad máxima de perforación: 220 m
- Diámetro de perforación: 140–254 mm
- Diámetro de barra: Φ76 / Φ89 mm; longitud de barra: 1,5 / 2,0 / 3,0 m
- Altura de la torre: 2,6 m; longitud de avance único: 3,3 m
- Fuerza de elevación: 13 T; velocidad de elevación rápida: 30 m/min; velocidad de avance rápido: 60 m/min
- Par de rotación: 3400–4700 N·m; velocidad de rotación: 45–70 rpm
- Motor Yuchai de 48 kW
- Peso total aproximado: 4,7 T; dimensiones aproximadas: 3950 × 1750 × 2250 mm; velocidad de desplazamiento aproximada: 2,5 km/h; capacidad máxima de ascenso referencial: 30°
Estos valores describen la máquina principal y el sistema de desplazamiento, y no cambian con el medio de perforación. En la sección de rotación, la documentación menciona que los parámetros de rotación deben coincidir con la barra, la broca, el martillo de fondo y la formación; en roca completa se puede mantener una velocidad estable, y en zonas fracturadas o con mayor resistencia se debe reducir adecuadamente la velocidad y el avance; esto es un ajuste operativo, no una conmutación de configuración.
Los puntos de conmutación y los elementos fijos en conjunto
| Elemento | Dirección de perforación con agua | Dirección neumática |
|---|---|---|
| Medio en el pozo | Medio líquido para estabilización y evacuación de detritos | Aire comprimido, presión de trabajo 1,7–2,5 MPa, consumo de aire 17–31 m³/min |
| Herramientas de fondo | Conjunto de herramientas para perforación con agua | Martillo de fondo con broca correspondiente |
| Equipamiento externo | La documentación no enumera equipamiento específico | Compresor de aire, mangueras de aire, lubricador |
| Máquina principal y desplazamiento | Torre, fuerza de elevación, rotación, motor y parámetros de orugas sin cambios |
Leído en orden geológico, ¿cuándo ocurre la conmutación?
La documentación no proporciona criterios del tipo "al ver tal indicador usar agua, al ver tal otro usar aire". Lo que sí se puede determinar es su enfoque para diferentes estratos: en capas de suelo, arcilla y cobertura suelta se prioriza la estabilización del pozo y la evacuación de detritos; en roca meteorizada la velocidad de perforación es más rápida pero la pared del pozo puede ser inestable, por lo que se debe controlar la velocidad de avance y tomar medidas oportunas de entubado o limpieza; al entrar en roca más completa se utiliza martillo de fondo y compresor; en capas de arena, grava y estratos sueltos con agua se prioriza la protección de la pared y el entubado de seguimiento; en zonas fracturadas y estratos fisurados se reduce la velocidad de avance, se mantiene la limpieza continua y se observan los cambios en la presión de aire y el retorno de agua.
Es decir, el momento de la conmutación lo determina el estado real dentro del pozo, y las variables observables que proporciona la documentación son desprendimientos, reducción de diámetro, retorno de agua, presión de aire y evacuación de detritos. Estos son criterios de juicio en obra, no umbrales en la tabla de parámetros.
Asuntos no respondidos por la documentación que requieren confirmación adicional
- Lista específica de equipamiento externo para la dirección de perforación con agua; la documentación no enumera equipos ni consumibles correspondientes.
- Modelo y especificaciones de las herramientas utilizadas en la dirección de perforación con agua; no se proporcionan.
- Cómo se articulan los dos procesos dentro del mismo pozo (por ejemplo, si se cambia la barra, si se detiene la perforación para tratar la pared); la documentación no lo explica.
- El caudal y la presión específicos del compresor requerido para la dirección neumática deben seleccionarse según las especificaciones del martillo de fondo, el diámetro del pozo, la profundidad y la altitud; la documentación solo da rangos de referencia, sin tabla de selección correspondiente.
- El método de suministro y consumo de medio para la dirección de perforación con agua no se aborda en la documentación.
Por lo tanto, entender el sistema agua-aire como "accionar algo en algún punto" no es preciso. Según la documentación publicada, lo que cambia con el proceso son el medio en el pozo, las herramientas de fondo y el equipamiento externo correspondiente, así como el tratamiento de la pared y la evacuación de detritos asociados; la máquina principal, la torre, la elevación, la rotación y los parámetros de desplazamiento mantienen el mismo conjunto de valores en ambos procesos. La profundidad real, la eficiencia y el resultado final del pozo, según la documentación, deben basarse en las condiciones del sitio.