En la etapa de cotización de equipos, los proyectos de pozos de suministro de agua profundo suelen simplificarse a una sola pregunta: ¿es suficiente la profundidad máxima de perforación? Sin embargo, al entrar realmente en la organización de la obra, lo que determina si un equipo puede usarse no es solo la cifra de profundidad de perforación, sino la profundidad del acuífero objetivo, el diámetro necesario para la entubación, el peso que la sarta de perforación debe soportar dentro del pozo, el proceso de perforación correspondiente a la combinación geológica y si la máquina completa puede llegar al emplazamiento y desplegarse. Este artículo se centra en este proceso de desglose, tomando como referencia la información pública del WRT1200, para explicar en qué categorías de capacidades pueden descomponerse los objetivos operativos de un pozo de suministro de agua profundo, qué parámetros de la información corresponden a cada una y qué debe confirmarse en el sitio.
Primer ítem: la profundidad del acuífero objetivo corresponde a la reserva de profundidad de perforación, no a un objetivo de profundidad de construcción
El objetivo operativo de un pozo de suministro de agua profundo se centra primero en la ubicación del acuífero. La información del WRT1200 indica una profundidad máxima de perforación de 1200 m, adecuada para aguas subterráneas profundas, suministro de agua de gran diámetro y perforación DTH en roca dura. Este valor debe entenderse como el límite superior de capacidad del equipo, no como que cada proyecto deba perforar hasta 1200 m. Primero debe determinarse mediante trabajos hidrogeológicos la profundidad del acuífero objetivo, luego evaluar si esa profundidad queda dentro de la cobertura de perforación del equipo y dejar un margen para hacer frente a anomalías en el pozo o a verificación por profundización.
La información también señala que la reserva de profundidad de nivel 1200 m tiene significado práctico cuando el acuífero superficial tiene caudal insuficiente, cuando la mina necesita buscar una fuente de agua más estable o cuando un proyecto industrial requiere un suministro de agua de alta confiabilidad. En otras palabras, el ítem de profundidad de perforación solo constituye una razón de selección cuando el acuífero es realmente profundo; si el acuífero objetivo del proyecto está en capas medias o someras, la reserva de profundidad de perforación por sí misma no genera valor operativo.
Segundo ítem: el diámetro de entubación involucra tres tipos de cargas: herramientas de perforación, revestimiento y evacuación de detritos
El rango de diámetro de perforación del WRT1200 es de 105–900 mm, cubriendo desde pozos de agua profundos convencionales hasta pozos de agua subterránea de gran diámetro. El diámetro no es una elección de diseño aislada: un diámetro mayor facilita la instalación de tuberías de pozo y bombas sumergibles más grandes, pero la información también indica que un aumento del diámetro incrementa simultáneamente la carga de las herramientas de perforación, el peso del revestimiento, la demanda de evacuación de detritos y la carga del compresor de aire.
Por lo tanto, el ítem de diámetro de entubación debe verificarse en conjunto con otros ítems de capacidad. Primero se determina un diámetro razonable según el objetivo de caudal, la especificación de la tubería de pozo y el tipo de bomba; luego se revisa si la fuerza de elevación, el torque y las condiciones de suministro de aire del equipo coinciden con ese diámetro. La información no proporciona una velocidad de perforación específica ni un plazo por pozo para un diámetro determinado; esto debe confirmarse por separado en el diseño de construcción según la formación y la combinación de herramientas de perforación.
Tercer ítem: el manejo de la sarta de perforación y el revestimiento corresponde a la fuerza de elevación y al cabrestante auxiliar
En operaciones de pozo profundo, el peso propio de la tubería de perforación, el peso del revestimiento y la fricción de la pared del pozo aumentan significativamente con la profundidad. La información del WRT1200 indica una fuerza de elevación de 61 T y una presión axial de 13 T, y señala que una mayor capacidad de elevación favorece las maniobras de introducción y extracción de la sarta en pozos profundos, la recuperación del martillo de fondo y parte de las operaciones de revestimiento.
Junto con la fuerza de elevación, se incluyen dos cabrestantes auxiliares: un cabrestante auxiliar grande de 4 T y uno pequeño de 3 T, que pueden utilizarse para manipular martillos de fondo, tuberías de perforación, revestimiento, mangueras de aire y accesorios en el sitio. Los proyectos de nivel 1200 m tienen muchas herramientas de perforación y piezas individuales pesadas; el doble cabrestante ayuda a reducir la manipulación manual. Sin embargo, la información también aclara que, si la resistencia al extraer la sarta es anormal, primero debe limpiarse el pozo y evaluarse la pared del pozo, las herramientas de perforación y los sedimentos, y no debe recurrirse simplemente a la fuerza máxima de elevación para tirar con fuerza. Esto significa que la fuerza de elevación es una capacidad para manejar cargas normales, no un medio universal para resolver anomalías en el pozo.
Cuarto ítem: el torque de rotación tiene dos regímenes, correspondientes a diferentes resistencias en tramos del pozo
El sistema de rotación del WRT1200 tiene un torque máximo de 24000 / 12000 N·m, correspondiente a una configuración de dos velocidades de 75 / 150 r/min. La información indica que la baja velocidad y alto torque es más adecuada para tramos de gran diámetro, roca dura y alta fricción, mientras que la marcha alta es adecuada para formaciones estables con menor resistencia. Durante la construcción, debe cambiarse de régimen oportunamente según la carga de las herramientas de perforación, el retorno de detritos y los cambios de torque.
Este ítem a menudo se malinterpreta como “dos marchas de velocidad” o “caja de dos velocidades”. En realidad, los dos valores de torque corresponden a la selección de capacidad de rotación bajo diferentes condiciones de tramo del pozo, no a una simple preferencia de velocidad. Entender el torque de doble régimen como marchas de velocidad que pueden cambiarse a voluntad fácilmente hace pasar por alto la carga que asume la marcha de baja velocidad y alto torque en tramos de gran diámetro y roca dura, y también subestima los límites de aplicación de la marcha alta en formaciones estables.
Quinto ítem: la combinación geológica determina el proceso de perforación y el suministro de aire complementario
La información del WRT1200 proporciona un enfoque de transición tecnológica según la formación: en las capas superiores sueltas puede utilizarse rotación con lodo, revestimiento u otros métodos de estabilización del pozo; en roca dura intacta puede configurarse un martillo de fondo de media o alta presión de aire para perforación DTH; en roca meteorizada y zonas fracturadas debe controlarse el avance, reforzarse la limpieza del pozo y usarse revestimiento o espuma auxiliar según las condiciones de la pared; al entrar en el acuífero principal, debe ajustarse el suministro de aire, la limpieza del pozo y el esquema de revestimiento según el caudal de surgencia.
Durante la perforación DTH, la información recomienda una presión de trabajo de 1.65–8 MPa y un consumo de aire de 16–120 m³/min, y señala especialmente que satisfacer solo la presión con caudal insuficiente aún puede provocar impacto insuficiente, dificultad en la evacuación de detritos y acumulación de sedimentos en el fondo del pozo. Este ítem indica que las condiciones de suministro de aire no son una capacidad propia del equipo, sino una condición externa que requiere un compresor de aire complementario y debe calcularse conjuntamente con el diámetro, la profundidad y la formación. La información no especifica qué nivel de presión y caudal debe seleccionarse para un proyecto determinado; esto debe confirmarse en el diseño de construcción combinando el diámetro y la sarta de perforación.
Sexto ítem: método de traslado y condiciones de transporte de la máquina completa
El WRT1200 adopta una estructura de torre directa montada sobre camión, integrando la torre de perforación, el cabezal motriz, el avance hidráulico, los dos cabrestantes auxiliares y el sistema de operación en el chasis del camión. La información indica que esta estructura es más adecuada para el traslado por carretera entre minas, parques industriales, granjas y diferentes ciudades, reduciendo la carga y descarga repetitiva y la organización de izaje.
Sin embargo, el costo de la estructura de torre directa es un perfil de transporte más fijo. El peso total de la máquina es de aproximadamente 32 T y las dimensiones de transporte son de aproximadamente 11.5 × 2.25 × 3.2 m. La información exige claramente confirmar antes de la construcción la altura libre de la carretera, el espacio de acceso y el gálibo del sitio; antes de la entrada también deben verificarse el ancho de la carretera, la capacidad de carga de los puentes, el radio de giro, la capacidad portante del terreno y los obstáculos aéreos. Este ítem no corresponde a la capacidad del equipo, sino a si las condiciones del sitio del proyecto permiten que la máquina llegue y se despliegue; si las condiciones de la carretera o del sitio no se cumplen, las capacidades de profundidad de perforación y torque no podrán aprovecharse.
Reunir los seis ítems de capacidad en una misma lista de verificación
Los seis ítems anteriores no son una lista de parámetros en paralelo, sino una cadena de juicio con relaciones de orden: primero se determina la profundidad del acuífero y el diámetro de entubación, luego se verifican la capacidad de manejo de la sarta de perforación y el torque de rotación, después se determina el proceso de perforación y el suministro de aire complementario, y finalmente se confirma si la máquina completa puede entrar al sitio. Si cualquiera de los ítems no se cumple, cambiará la selección del equipo o el plan de construcción.
| Objetivo operativo | Ítem de información correspondiente | Aún por confirmar |
|---|---|---|
| Profundidad del acuífero objetivo | Profundidad máxima de perforación 1200 m | Profundidad real del acuífero y margen de profundidad |
| Diámetro de entubación | Diámetro de perforación 105–900 mm | Diseño de tubería de pozo, tipo de bomba y caudal |
| Manejo de sarta de perforación y revestimiento | Fuerza de elevación 61 T, cabrestantes auxiliares dobles 4 T+3 T | Peso de la combinación de herramientas de perforación y fricción de la pared del pozo |
| Resistencia del tramo del pozo | Torque de doble régimen 24000 / 12000 N·m | Momento de cambio y relación con la formación |
| Proceso de perforación y suministro de aire | Presión de aire 1.65–8 MPa, consumo de aire 16–120 m³/min | Compresor de aire complementario y coincidencia con el diámetro |
| Entrada y traslado | Máquina completa aprox. 32 T, dimensiones de transporte aprox. 11.5×2.25×3.2 m | Altura libre de carretera, capacidad portante y gálibo del sitio |
Aspectos no cubiertos por la información que requieren confirmación a nivel de proyecto
La información del WRT1200 también menciona que la potencia puede ser un motor diésel de 220 kW o 264 kW, carrera de avance de 7 / 13 m, diámetro de tubería de perforación recomendado de 127 mm y soporte para longitudes de tubería de 3 m o 6 m. Estas opciones de configuración deben determinarse según la carga del proyecto, las condiciones del sitio y la organización de la construcción; la información no proporciona recomendaciones de configuración para condiciones específicas.
Además, el caudal real, la calidad del agua del pozo terminado, el diseño de cementación y sellado de agua, la selección de bombas sumergibles y otros aspectos de la terminación del pozo pertenecen al ámbito de la hidrogeología y el diseño de pozos; la información solo indica que el equipo puede usarse para suministro de agua profundo y no incluye parámetros específicos de estos aspectos. Los proyectos de pozos de suministro de agua profundo, además de la selección de equipos, requieren completar la evaluación hidrogeológica y el diseño de la estructura del pozo, y sobre esta base confirmar si la configuración del equipo es adecuada.