Una vez definida la perforadora de pozos de agua, el equipo auxiliar del método suele ser lo que determina si el pozo puede perforarse según lo previsto. El aire lift inverso, la espuma de aire y el martillo DTH dependen todos de aire comprimido, pero los tres difieren en dónde se utiliza el aire, la presión y el caudal requeridos, y también en los útiles de perforación, el equipo de boca de pozo y los consumibles necesarios. En nuestros materiales, los valores de interfaz claramente indicados son los del DTH; para el aire lift inverso y la espuma de aire solo se menciona el nivel de "bomba de espuma opcional". Por eso este artículo separa lo ya confirmado de lo que debe consultarse con el fabricante.
Primero, distinguir qué hace cada método dentro del pozo
El martillo DTH es una herramienta de percusión en fondo que fragmenta la roca; el aire comprimido acciona el martillo en el fondo y, al mismo tiempo, transporta los detritos por el espacio anular entre la tubería y la pared del pozo hasta la superficie. El aire circula por tubería de pared simple y actúa sobre la roca del fondo.
El aire lift inverso inyecta aire comprimido entre los tubos interior y exterior de una tubería de doble pared, formando en el pozo, a cierta profundidad, una mezcla aire-líquido; la diferencia de densidad entre la mezcla y la columna de lodo del pozo hace que el lodo, junto con los detritos, ascienda por el tubo interior hasta la superficie. El aire actúa sobre la columna líquida a cierta profundidad, no directamente sobre la roca.
La espuma de aire añade un medio espumante al flujo de aire sobre la base de la perforación neumática o la circulación de aire, y utiliza la espuma para transportar los detritos; se emplea sobre todo en tramos donde el aire convencional no logra sacar los detritos. Los tres métodos tienen en común el uso de aire; las diferencias se concentran en la estructura de los útiles, el punto de inyección del aire y el canal de retorno en boca de pozo.
Martillo DTH: la interfaz con valores definidos en nuestros materiales
En nuestros materiales, los tres modelos WR450SE, WR400S y WR400QS indican: con martillo DTH se recomienda una presión de trabajo de 1,2–3,5 MPa y un consumo de aire de 16–55 m³/min, y pueden acoplarse martillos de las series de presión media y alta. El WR450SE alcanza una profundidad máxima de 450 m y un diámetro de perforación de 105–400 mm; el WR400S y el WR400QS alcanzan 400 m de profundidad y 105–325 mm de diámetro.
Estos valores describen el rango de presión y consumo de aire admisible por la perforadora, pero no significan que cualquier compresor que cumpla ese rango pueda acoplarse directamente. Los materiales también señalan que, al aumentar el diámetro, endurecerse la roca o elevarse la altitud, se exige mayor caudal del compresor; por ello, al seleccionar el compresor deben considerarse tanto la presión como el caudal. Si el caudal real es suficiente depende además de la altitud local, la temperatura ambiente, la longitud de la tubería y las fugas en las conexiones, aspectos que deben verificarse con el fabricante del compresor.
En la etapa DTH también deben confirmarse: el modelo de martillo y su diámetro aplicable, las especificaciones de la broca, el método y el lubricante del martillo, y el diámetro, la clase de presión y la longitud de la manguera de alta presión. En la sección de mantenimiento, nuestros materiales mencionan que durante la perforación DTH deben revisarse la lubricación del martillo y el estado del compresor, pero no indican la marca del lubricante, el consumo por pozo ni las especificaciones concretas de la manguera; esto debe confirmarse por escrito con el fabricante durante la compra.
Un punto que suele pasarse por alto: condiciones para tratar anomalías en la evacuación de detritos
Nuestros materiales indican que, si el retorno de detritos disminuye repentinamente o la presión de aire es anormal, debe limpiarse el pozo y revisarse fugas de aire para evitar acumulación de detritos en el fondo y agarrotamiento de los útiles. Esto implica que, antes de la compra, debe confirmarse si en obra se dispone de medios de limpieza, conexiones de manguera y repuestos, y si la boca del pozo cuenta con condiciones para organizar la evacuación de detritos y reducir el polvo. Son aspectos auxiliares que, si no se especifican, suelen resolverse de forma improvisada al iniciar los trabajos.
Aire lift inverso: nuestros materiales no indican presión ni especificaciones de útiles
En la información pública de nuestras perforadoras de pozos de agua, el aire lift inverso se incluye como una de las direcciones de proceso opcionales, pero no se indican la presión de aire lift aplicable, el caudal de aire necesario, las especificaciones de la tubería de doble pared, la estructura de la cámara de mezcla ni la forma de sellado de boca de pozo. Por tanto, los siguientes puntos solo pueden enumerarse como aspectos a confirmar con el fabricante y no deben inferirse de los 1,2–3,5 MPa y 16–55 m³/min de la sección DTH.
- Diámetros del tubo exterior e interior de la tubería de doble pared y tipo de conexión, así como su adaptación al cabezal motriz y a las mordazas de la perforadora;
- Rango de presión y caudal del compresor requerido para el aire lift, y si se comparte el mismo compresor con el régimen DTH;
- Rango de profundidad de instalación de la cámara de mezcla (o válvula de aire lift) y condiciones de profundidad correspondientes;
- Requisitos del dispositivo de sellado de boca de pozo, la tubería de retorno de agua y el volumen del tanque de lodo;
- Tratamiento y recirculación del lodo retornado, y si se requiere sedimentación y desarenado específicos.
Cabe señalar que la capacidad de elevación del aire lift inverso está directamente relacionada con la altura del nivel líquido en el pozo, la densidad de la mezcla y la profundidad de inyección de aire; estos parámetros varían con la profundidad y el nivel de agua, y son condiciones de obra. Si en la etapa de compra no puede determinarse alguno de los puntos anteriores, no conviene incluir este método en la lista de configuración del equipo.
Espuma de aire: los materiales solo llegan al nivel de "bomba de espuma opcional"
En los materiales de los modelos WR450SE, WR400S y WR400QS se indica que puede seleccionarse una bomba de espuma según el proyecto, y se sitúa la asistencia con espuma como una de las formas de tratar tramos con fugas de aire graves; en la parte de zonas fracturadas y estratos con fugas se menciona que puede emplearse espuma o entubación según la pared del pozo y las fugas.
Sin embargo, los materiales no indican la proporción del líquido de espuma, el consumo por pozo, el tipo de agente espumante, los parámetros de caudal y presión de la bomba de espuma, ni el método de desespumado y tratamiento tras el retorno de la espuma. Por ello, antes de la compra debe confirmarse con el fabricante: la forma de conexión y la ubicación de instalación de la bomba de espuma respecto a la perforadora; el método de inyección de aire cuando se usa junto con DTH o circulación de aire; si el medio espumante impone requisitos adicionales al sistema de lodo, a las roscas de la tubería y a la lubricación del martillo; y las condiciones de recogida y disposición de la espuma retornada.
Utilizar espuma como tratamiento de estratos con fugas no equivale a que añadir una bomba de espuma resuelva todas las fugas. Los materiales también indican que, si las fugas son graves, no debe limitarse a aumentar la presión del compresor, sino que debe determinarse si existen grandes fisuras o cavidades. En la etapa de compra solo pueden confirmarse las condiciones de equipo y consumibles; la evaluación de la perforación debe seguir basándose en los datos geológicos.
Condiciones auxiliares comunes a los tres métodos
Cualquiera que sea el método neumático elegido, aparecen simultáneamente los siguientes tipos de condiciones, que pueden confirmarse de forma conjunta antes de la compra:
| Aspecto auxiliar | Martillo DTH | Aire lift inverso | Espuma de aire |
|---|---|---|---|
| Tipo de tubería | Tubería de pared simple | Tubería de doble pared (especificaciones por confirmar) | Igual que el método asociado |
| Presión/caudal del compresor | 1,2–3,5 MPa, 16–55 m³/min (materiales de nuestros modelos) | Confirmar con el fabricante | Confirmar con el fabricante |
| Bomba de espuma | Opcional en tramos con fugas | Figura como accesorio opcional en los materiales | Necesaria |
| Equipo de boca de pozo | Condiciones de evacuación de detritos y reducción de polvo | Sellado y tubería de retorno de agua | Recogida de retornos |
| Sistema de lodo | En la etapa de recubrimiento suele requerirse lodo | Como medio principal de circulación | Según el método asociado |
Según nuestros materiales, la bomba de lodo, la bomba centrífuga, el generador y la bomba de espuma son todos elementos opcionales según las condiciones de obra: los proyectos con muchos estratos sueltos requieren más bomba de lodo; los proyectos en roca dura dependen más del compresor y el martillo; los tramos con fugas graves pueden requerir asistencia de espuma; y los emplazamientos sin suministro eléctrico estable pueden necesitar generador.
Aspectos que pueden plasmarse por escrito antes de la compra
- Definir el diámetro objetivo y el rango de profundidad del proyecto, y contrastarlos con el diámetro de perforación y la profundidad máxima de los materiales del modelo elegido;
- Incluir como condición de compra la presión y el caudal del compresor para el régimen DTH, indicando altitud y temperatura;
- Solicitar por separado al fabricante una explicación escrita de la presión, el caudal y las especificaciones de tubería de doble pared aplicables al aire lift inverso;
- Solicitar los parámetros de la bomba de espuma, el tipo de consumibles y los requisitos de tratamiento de retornos para la espuma de aire;
- Confirmar las especificaciones del martillo y la broca, el método de lubricación y la lista de repuestos;
- Confirmar las interfaces de accesorios y la lista de opciones del lado de la perforadora, para evitar que no puedan conectarse a la llegada.
En nuestros materiales, el WR450SE tiene 450 m de profundidad, 20 T de fuerza de elevación, par de 9000/4500 N·m en doble régimen y 92 kW de potencia; el WR400S tiene 400 m de profundidad, 22 T de elevación, 8000/4000 N·m de par y 92 kW; el WR400QS tiene 400 m de profundidad, 22 T de elevación, 8000/4000 N·m de par y 103 kW. Estos datos describen la capacidad de la perforadora; el compresor, la bomba de espuma, la tubería de doble pared y el equipo de boca de pozo requeridos por el método auxiliar son sistemas externos y deben confirmarse por separado como se indica arriba.
Aspectos no cubiertos por los materiales que deben confirmarse por escrito con el fabricante
Los siguientes puntos no tienen base en nuestros materiales actuales y este artículo no los presume: rango de presión y caudal del compresor para aire lift inverso; especificaciones concretas y tipo de conexión de la tubería de doble pared; modelo y profundidad de instalación de la cámara de mezcla o válvula de aire lift; proporción y consumo de consumibles de la espuma de aire; requisitos de disposición de los retornos de espuma; y forma y tiempo de conmutación de los tres métodos en una misma perforadora.
Debido a las diferencias en las condiciones geológicas reales, los útiles de fondo y los métodos operativos, la eficiencia final de perforación y el resultado del pozo deben basarse en las condiciones de obra. Se recomienda especificar cada una de estas condiciones auxiliares en el contrato de compra o en el documento de confirmación técnica, y incorporarlas a la lista de equipos una vez que el fabricante proporcione los parámetros por escrito.