La discusión sobre proyectos de pozos profundos de nivel kilométrico suele comenzar con «¿hasta qué profundidad se perfora?». Pero cuando la profundidad del pozo entra en la escala de 1000 m, los parámetros del equipo son solo el punto de partida: si una misma perforadora de nivel 1000 m puede completarse a tiempo en dos pozos diferentes suele depender de si antes del inicio se han resuelto varias cuestiones. Tomando como referencia la información pública del WR1000S de este sitio, se desglosan uno por uno los trabajos previos de este tipo de proyectos que fácilmente se postergan hasta después de la entrada en obra, explicando qué parámetros verificados del equipo corresponden a cada trabajo y qué condiciones deben confirmarse por separado en el sitio.
Primero, aclarar: qué trabajos son «previos» y qué solo puede decidirse en el sitio
Los trabajos previos no consisten en completar todo el plan de construcción, sino en fijar primero aquellas condiciones que, una vez que el equipo entra en obra, resultan muy difíciles de modificar. Para un proyecto de pozo de agua de nivel kilométrico, estas cuestiones suelen afectar directamente cada proceso posterior: cómo se configura la sarta de perforación, cómo se segmenta el proceso dentro del pozo, cómo se combinan la torre y la longitud de la tubería, cómo se transporta el equipo completo y cómo soporta el sitio la carga. Todas comparten una característica: el costo de modificarlas aumenta rápidamente con el tiempo transcurrido desde el inicio.
Los valores clave que ofrece la información pública del WR1000S incluyen: profundidad máxima de perforación 1000 m, diámetro de perforación 105–800 mm, fuerza de elevación 52 T, par de rotación en dos condiciones de trabajo 26000/13000 N·m, con velocidades máximas correspondientes de 70/140 r/min, potencia diésel 194 kW, tubería de perforación de 6 m, diámetro recomendado de tubería 114 mm, peso total aproximado de 17,8 T, dimensiones exteriores aproximadas de 7,3×2,25×2,75 m, velocidad de desplazamiento aproximada de 5 km/h, ángulo máximo de ascenso referencial de 21°, carrera de los apoyos hidráulicos de 1,7 m y fuerza de elevación del cabrestante auxiliar de 2,5 T. Estos valores restringen etapas distintas y no deben leerse juntos como una única tabla general de capacidades.
Primer punto: predecir la sarta y el proceso por segmentos del pozo, no por un promedio de todo el pozo
A una profundidad de nivel 1000 m, el peso propio de la sarta, la fricción de la pared del pozo y el peso del entubado se acumulan con la profundidad. La información indica que la fuerza de elevación de este equipo es de 52 T y la fuerza de empuje axial de 8 T. El significado de este valor no está en «cuánto puede levantar», sino en si queda margen durante las maniobras normales de bajada y extracción, la recuperación de herramientas en pozos profundos y parte de las operaciones con entubado de gran diámetro. Si antes del inicio no se han estimado la profundidad de instalación del entubado, el método de entubado y el número de maniobras de bajada y extracción, es fácil descubrir que el margen es insuficiente cuando aumenta la resistencia dentro del pozo.
La parte de rotación también requiere una predicción previa por segmentos. El par de 26000/13000 N·m corresponde a la salida en dos estados de resistencia diferentes; la condición de menor velocidad y alto par se aproxima más a los segmentos de gran diámetro, roca dura y alta fricción; la marcha de mayor velocidad corresponde a etapas con resistencia relativamente menor. Lo que restringe es la selección en distintos segmentos del pozo, no la costumbre operativa de una caja de dos marchas. En un mismo pozo, desde la capa de cobertura superior hasta el acuífero profundo, el estado de resistencia cambia; lo que se predice es «qué marcha se usa en qué segmento», no un valor fijo para todo el pozo.
La segmentación del proceso también requiere una evaluación inicial antes del inicio. Según la información, en roca dura masiva se puede usar martillo de fondo con presión de aire media y alta para perforación DTH, con presión de trabajo recomendada de 1,6–8 MPa y consumo de aire de 16–96 m³/min; en capas de suelo, arcilla, arena y grava se puede usar perforación rotativa con lodo. En pozos profundos de nivel 1000 m la distancia de evacuación de detritos es larga; si la evacuación no es suficiente, se forman sedimentos y trituración repetida, lo que aumenta aún más el par y el consumo de energía. Esto significa que la presión y el caudal del compresor de aire no se seleccionan según un único número de «profundidad máxima del pozo», sino que deben determinarse de forma integral considerando el modelo del martillo de fondo, el diámetro del pozo, la profundidad, la altitud y la dureza de la roca. Este punto normalmente debe verificarse con el proveedor complementario antes de la entrada en obra del equipo, porque un caudal insuficiente afecta directamente la eficiencia de impacto y evacuación.
Segundo punto: definir primero la combinación de tipo de torre y longitud de tubería
La S en el modelo WR1000S representa torre telescópica. Para una perforadora de carga pesada de nivel 1000 m, el transporte y el traslado en obra forman parte de la organización del proyecto: la torre telescópica puede reducir el perfil exterior del equipo en estado de transporte y mantener la altura de trabajo necesaria para la construcción de pozos profundos en estado operativo. La condición de aplicación de esta característica es que el proyecto requiera trasladarse entre varios emplazamientos de perforación u obras, y que las vías de transporte tengan ciertas restricciones de perfil. Si el proyecto se fija en un solo lugar por largo tiempo y las condiciones de las vías son amplias, el valor de la torre telescópica disminuye en consecuencia; esto no se desarrolla en la información y corresponde a una parte que debe juzgarse según las condiciones del proyecto.
La elección de la longitud de la tubería de perforación cambia directamente el número de conexiones y desconexiones y el tiempo auxiliar. La información indica que el WR1000S admite tubería de perforación de 6 m, con diámetro recomendado de 114 mm. Si en una perforación de nivel 1000 m se usan tuberías demasiado cortas, el número de conexiones y desconexiones aumenta considerablemente, y el tiempo auxiliar y la intensidad de mano de obra también se acumulan rápidamente. Por lo tanto, antes del inicio es más controlable definir «qué longitud de tubería se usa, cuántas se preparan, cómo se colocan y se manipulan en el sitio» que ajustarlo temporalmente según el avance después de la entrada en obra. Las roscas, la rectitud y el estado de fatiga de la tubería son aspectos que deben incluirse en una inspección continua; la información no proporciona un ciclo específico de reemplazo ni una frecuencia de inspección, por lo que esta parte debe confirmarse por separado según las instrucciones del fabricante y la situación real en el sitio.
Junto con la tubería de perforación también está la capacidad de izaje y manipulación auxiliar en el sitio. La fuerza de elevación del cabrestante auxiliar del WR1000S es de 2,5 T, y puede usarse para manipular martillos de fondo, tuberías de perforación, herramientas de entubado y accesorios del sitio. Los proyectos de pozos ultraprofundos tienen más herramientas complementarias y más pesadas; antes del inicio deben planificarse las rutas de izaje y las zonas de colocación de materiales para no ocupar el espacio de operación de la máquina principal. Esto no aparece en la tabla de parámetros, pero suele ser la principal variable del orden en el sitio.
Tercer punto: el transporte del equipo completo y las condiciones de capacidad portante del sitio deben resolverse antes de la entrada en obra
El peso total de aproximadamente 17,8 T y las dimensiones exteriores de aproximadamente 7,3×2,25×2,75 m son las dos condiciones que primero se verifican cuando este equipo entra en obra. En la etapa de transporte deben confirmarse la capacidad de carga de la plataforma, los límites de ancho y altura de las vías y la capacidad portante de los puentes; la torre telescópica debe bloquearse de forma fiable, y la tubería de perforación de 6 m y el entubado deben fijarse por separado. Estos son asuntos de preparación del transporte, ya señalados claramente en la información, y no se detallan aquí los aspectos operativos.
En cuanto al sitio, la carrera de los apoyos hidráulicos es de 1,7 m, lo que ayuda a nivelar y estabilizar el equipo en plataformas irregulares. El ciclo de construcción de nivel kilométrico es largo, y el estado de nivelación del equipo afecta las fuerzas sobre la torre, la desviación del pozo y las condiciones de operación; por ello, en suelos blandos deben usarse placas de apoyo de área suficiente para evitar asentamientos a largo plazo. La velocidad de desplazamiento es de aproximadamente 5 km/h y el ángulo máximo de ascenso referencial de 21°; estos dos valores se usan principalmente para traslados internos de la obra y entre emplazamientos de perforación, y antes de un movimiento real deben confirmarse la capacidad portante de las vías, la pendiente, el radio de giro y las condiciones de suelos blandos. La información no proporciona valores de presión sobre el suelo ni requisitos de capacidad portante de este equipo para tipos de suelo específicos, por lo que la suficiencia de la capacidad portante del sitio debe confirmarse por separado tras la inspección en campo.
La determinación de la posición del equipo también afecta a su vez los procesos posteriores. Por ejemplo, las distancias entre el emplazamiento del pozo y la zona de acopio de materiales, la ruta de izaje, el canal de evacuación de detritos, la fuente de agua o la piscina de circulación de lodo influyen en el tiempo auxiliar de cada maniobra de bajada y extracción. Estos contenidos pertenecen al ámbito de la organización de obra y no pueden cubrirse con parámetros del equipo, pero en proyectos de nivel kilométrico, una vez que se elige mal el emplazamiento del pozo, el costo de modificarlo aumenta con la profundidad.
Varios asuntos que fácilmente se postergan hasta después de la entrada en obra
Si se observan juntos los puntos anteriores, se descubre que comparten una característica: ninguno pertenece a la acción de perforación dentro del pozo, pero todos afectan directamente la continuidad de la perforación. En proyectos de pozos profundos de nivel kilométrico, una sola maniobra de bajada y extracción dura mucho tiempo; si no se resuelve alguna condición previa, el costo de detenerse a resolverla es claramente mayor que en proyectos de profundidad pequeña o media.
- Si la configuración de la sarta y el plan de entubado guardan margen respecto a la fuerza de elevación de 52 T y la fuerza de empuje axial de 8 T;
- Si las dos marchas de par de rotación se dividen previamente por segmentos del pozo, en lugar de cambiarlas después del inicio según la sensación;
- Si la presión y el caudal del compresor de aire se calculan según el martillo de fondo, el diámetro del pozo, la profundidad, la altitud y la dureza de la roca;
- Si la cantidad, la colocación y la ruta de izaje de la tubería de perforación de 6 m coinciden con la capacidad del cabrestante auxiliar de 2,5 T;
- Si el plan de transporte del equipo completo y la capacidad portante del sitio y las placas de apoyo de los apoyos se resuelven antes de la entrada en obra.
Qué condiciones no están en la información y deben confirmarse por separado
La información pública del WR1000S cubre los principales valores de capacidad y parte de las condiciones de trabajo aplicables, pero los siguientes tipos de información no se proporcionan en ella y corresponden al ámbito que debe confirmarse por separado con el fabricante o las partes pertinentes antes del inicio:
- Presión sobre el suelo y límites de seguridad en pendientes bajo condiciones específicas de suelo o estratos;
- Ciclos recomendados de reemplazo y normas de inspección para tuberías de perforación, herramientas y entubado;
- Reducción de potencia del sistema motriz en distintas condiciones de altitud y temperatura;
- Relación de compatibilidad del sistema de circulación de lodo y las bombas de agua con este equipo;
- Requisitos específicos de bloqueo y puntos de inspección de la torre telescópica en estado de transporte;
- Condiciones de paso relacionadas con límites locales de altura y ancho de vías y capacidad portante de puentes.
Si se relacionan los trabajos previos con la información del equipo, puede verse que esta perforadora de nivel 1000 m ofrece un conjunto de límites de capacidad y condiciones de operación, no un plan completo de organización de obra. Para convertir estos valores en arreglos ejecutables en un proyecto concreto, aún debe resolverse punto por punto sobre la base de la inspección en campo, los datos hidrogeológicos y la lista de equipos complementarios. Las partes no cubiertas por la información no deben sustituirse con valores de otros modelos ni inferirse de forma general por la categoría «nivel 1000 m».