La profundidad objetivo del pozo es la primera condición que se obtiene y también la más fácil de tomar directamente como conclusión de selección. En el juicio real, la cifra de profundidad solo determina el punto de partida del nivel del equipo; después hay varias condiciones que la empujarán hacia arriba o hacia abajo: el diámetro y la estructura de terminación del pozo determinan la carga de los útiles de perforación, y la carga vuelve a la fuerza de elevación y al torque; la longitud de las tuberías y la forma de la torre determinan el proceso, no solo el transporte; el suministro de aire y la ruta del proceso deben definirse con antelación, no pueden completarse después de iniciar la perforación. A continuación se desarrolla un orden de decisión ejecutable; cada paso utiliza solo los valores y descripciones publicados en este sitio, e indica qué preguntas no responden los materiales.
Primer paso: descomponer la profundidad objetivo del pozo en “debe perforarse” y “posiblemente se perfore”
La profundidad del pozo en los documentos de diseño normalmente no es un punto, sino dos valores: la profundidad que debe atravesar el acuífero principal y el margen que puede aumentar debido a cambios en la formación. El primero determina el límite inferior de la profundidad de perforación del equipo; el segundo determina si se debe dejar margen para subir un nivel. La profundidad máxima de perforación de la perforadora de pozos de agua montada sobre camión con torre vertical WRT1000 de nivel 1000 m de este sitio es de 1000 m. Si la profundidad del acuífero objetivo más el margen ya se acerca o supera esta cifra, no debe tomarse como único candidato, sino que también debe considerarse el modelo de nivel 1200 m.
En este paso no es necesario determinar primero el modelo; primero hay que determinar dos cosas: el intervalo de profundidad del acuífero objetivo y si, una vez superada la profundidad de diseño, el proyecto aún puede aceptar cambiar de equipo o modificar el diseño. En los materiales no hay un método para juzgar el acuífero; esta parte debe provenir de datos hidrogeológicos.
Segundo paso: el diámetro y la estructura de terminación del pozo modifican inversamente el juicio sobre la profundidad
La profundidad del pozo y el diámetro de perforación no son dos condiciones independientes. El diámetro de perforación del WRT1000 es de 105–800 mm; en el mismo equipo, dentro de este intervalo, cuanto mayor es el diámetro, más aumentan simultáneamente la carga de los útiles de perforación en el pozo, la demanda de compresor de aire y el peso de la tubería de revestimiento. Por lo tanto, para una misma profundidad objetivo del pozo, equipar con tubería de pozo de pequeño diámetro o de gran diámetro exige niveles de equipo diferentes.
La estructura de terminación del pozo también es una variable. Si se baja tubería de revestimiento, cuánto mide el tramo de filtro y si se instala un tramo de sellado de agua, todo ello cambia el tramo de pozo que realmente debe perforarse y la combinación de útiles de perforación. El producto de este paso no es una cifra de profundidad, sino un conjunto de condiciones combinadas de “profundidad del pozo + diámetro del pozo + estructura de terminación del pozo”. En los materiales no existe el límite superior de profundidad correspondiente a cada diámetro; esta parte debe confirmarse con el fabricante.
Tercer paso: verificar la carga de la sarta de perforación con la fuerza de elevación y el torque, no con la profundidad de perforación
La profundidad de perforación es solo una expresión de la longitud de la sarta de perforación; lo que realmente presiona sobre el equipo es el peso propio de las tuberías, el peso de la tubería de revestimiento y la fricción de la pared del pozo. La fuerza de elevación de 51 / 52 T y el torque de rotación de doble condición de 20000 / 10000 N·m indicados para el WRT1000 son precisamente los dos grupos de valores utilizados para verificar este tipo de cargas. A una profundidad de pozo de nivel 1000 m, el peso de las tuberías y de la tubería de revestimiento aumenta de forma significativa; una fuerza de elevación insuficiente limitará directamente las maniobras de bajada y extracción y las operaciones con tubería de revestimiento.
El torque corresponde a la resistencia durante la rotación. En la configuración de doble velocidad de 70 / 140 r/min del WRT1000, la marcha baja corresponde a un torque mayor y es adecuada para diámetros grandes, roca dura y tramos de pozo con alta fricción; la marcha alta es adecuada para formaciones estables con menor resistencia. Estos dos valores de torque no pueden entenderse simplemente como dos marchas de velocidad; corresponden a condiciones de carga de diferentes tramos del pozo.
En este punto, la base de juicio pasa de “si puede perforarse” a “si, al alcanzar la profundidad objetivo, la sarta de perforación puede levantarse y girar”. Los materiales dan el límite superior de capacidad del equipo, no la carga real de un pozo determinado; el lado del proyecto debe calcularla por sí mismo según la combinación prevista de útiles de perforación.
Cuarto paso: la longitud de las tuberías y la forma de la torre determinan el proceso
La carrera de avance del WRT1000 es de 7 m; pueden usarse tuberías de 3 m o 6 m, y el diámetro recomendado de tubería es de 114 mm. Las tuberías de 6 m son adecuadas para construcción de pozos profundos de ciclo largo, ya que reducen el número de conexiones; las tuberías de 3 m son más adecuadas para obras con espacio, transporte u operación manual limitados. El mismo equipo con tuberías de diferente longitud no tiene el mismo ritmo de proceso.
La forma de la torre también afecta el proceso. El WRT1000 adopta torre vertical en lugar de torre telescópica; la trayectoria de fuerzas es más directa y se orienta a operaciones continuas de pozos profundos. Las dimensiones de transporte de la máquina completa son de aproximadamente 10,8 × 2,5 × 4,23 m; la altura de transporte de 4,23 m implica que antes de entrar en obra deben verificarse las limitaciones de altura de las carreteras, los puentes, las líneas aéreas y los vanos de acceso de la planta. La conclusión de este paso suele recaer en la organización de la construcción, no en la capacidad del equipo.
Quinto paso: el suministro de aire y la ruta del proceso deben definirse con antelación
La presión de trabajo recomendada para la perforación DTH con martillo de fondo del WRT1000 es de 1,65–8 MPa y el consumo de aire de 16–96 m³/min. Los pozos profundos de nivel 1000 m y la roca dura de gran diámetro exigen alta presión y caudal del compresor de aire; en la selección debe juzgarse de forma integral según las especificaciones del martillo de fondo, el diámetro, la profundidad del pozo, la altitud y la dureza de la formación, y no puede mirarse solo la presión nominal.
La ruta del proceso también implica el tratamiento del tramo superior del pozo. En el WRT1000, en capas de suelo, arcilla, arena y grava pueden emplearse rotación con lodo, tubería de revestimiento u otros métodos de estabilización del pozo; al entrar en roca dura más completa puede configurarse un martillo de fondo de presión media o alta para realizar perforación DTH. Si en el tramo superior del pozo aparecen derrumbes, reducción de diámetro o problemas de tubería de revestimiento, aumentarán el riesgo y el costo de tratamiento de la construcción posterior del pozo profundo; por ello, el punto de cambio de proceso debe determinarse antes de iniciar la perforación.
Sexto paso: reverificar con las condiciones del conjunto el juicio del primer paso
Una vez recorridos los cinco pasos anteriores, se vuelve a la profundidad objetivo inicial del pozo para ver si necesita corrección. Las condiciones del conjunto que deben verificarse en conjunto incluyen: si el tonelaje del doble cabrestante auxiliar puede satisfacer las necesidades de manipulación del martillo de fondo, las tuberías, la tubería de revestimiento y las mangueras de aire; si el sistema de refrigeración, filtrado de aire y combustible del motor diésel de 194 kW puede adaptarse a las condiciones de polvo del sitio; y si el peso de aproximadamente 26 T de la máquina completa puede ser soportado por los caminos de acceso y la plataforma.
Reunir estos puntos en una lista de verificación, en el orden siguiente:
| Paso de juicio | Condiciones publicadas utilizadas | Qué responde este paso |
|---|---|---|
| Descomposición de la profundidad objetivo del pozo | Intervalo de profundidad del acuífero y margen | Si es necesario entrar en el nivel de 1000 m o superior |
| Diámetro y estructura de terminación del pozo | Intervalo de diámetro de 105–800 mm | Si la carga de los útiles de perforación cambia a la misma profundidad |
| Verificación de la carga de la sarta de perforación | Fuerza de elevación de 51 / 52 T, torque de 20000 / 10000 N·m | Si a la profundidad objetivo pueden completarse las maniobras de bajada y extracción y la rotación |
| Tuberías y torre | Carrera de avance de 7 m, tuberías de 3 m o 6 m, estructura de torre vertical | Si el ritmo del proceso y las condiciones de traslado son aceptables |
| Suministro de aire y proceso | Presión de aire de 1,65–8 MPa, consumo de aire de 16–96 m³/min | Si pueden conectarse los planes para el tramo de roca dura y el tramo superior suelto |
| Reverificación de las condiciones del conjunto | Doble cabrestante auxiliar, potencia de 194 kW, máquina completa de aproximadamente 26 T | Si la profundidad de pozo prevista y el nivel del equipo siguen siendo válidos |
Cálculos del lado del proyecto que este orden no puede sustituir
Los seis pasos anteriores utilizan solo parámetros publicados en este sitio; lo que pueden responder es el límite de capacidad del equipo, y no pueden sustituir el juicio hidrogeológico del lado del proyecto, el cálculo de la combinación de útiles de perforación ni el diseño de terminación del pozo. Los siguientes puntos no están cubiertos en los materiales y deben confirmarse por separado: profundidad y espesor del acuífero objetivo, límite superior de profundidad correspondiente a cada diámetro, carga real bajo la combinación prevista de útiles de perforación, coincidencia concreta entre compresor de aire y martillo de fondo, especificaciones y cantidades de tubería de revestimiento y filtros, y limitaciones de altura de los caminos del sitio y capacidad de carga de la plataforma.
Tomar la profundidad objetivo del pozo como única entrada de selección suele exponer problemas en el proceso o en los eslabones del conjunto. Recorrer primero estos seis pasos en orden y luego volver a la cifra de profundidad para la confirmación final ahorra más retrabajo que fijar primero el modelo y completar después las condiciones.