Cuando los equipos de construcción de pozos de agua discuten la eficiencia de los equipos, a menudo mencionan por separado "la carrera que se puede avanzar de una vez" y "la longitud de una tubería de perforación". La primera se refiere a la carrera del cabezal de potencia o del mecanismo de avance, mientras que la segunda se refiere a la longitud de una sola tubería de perforación. Estos dos valores no son difíciles de entender por separado, pero en el ritmo real de perforación de pozos de agua de profundidad media, deben combinarse para que sean válidos: por muy larga que sea la carrera, si la tubería de perforación solo mide 3 m, no se podrá evitar la conexión frecuente de tuberías; por muy larga que sea la tubería de perforación, si la carrera efectiva de la torre desplegada y el espacio para maniobras de introducción y extracción no coinciden, tampoco se podrá aprovechar la ventaja de la tubería larga en la conexión. Este artículo se centra en esta relación de coordinación y, basándose en la información pública del WR400S, explica qué condiciones respaldan esta coordinación y qué condiciones aún deben confirmarse en el sitio.
Primero, distinguir dos segmentos de la operación: la carrera de avance controla el avance dentro del pozo, la longitud de la tubería controla el número de conexiones y desconexiones
La longitud de avance restringe la distancia que la sarta de perforación puede recorrer continuamente en dirección axial dentro del pozo en una sola pasada; está relacionada con la carrera de avance, la altura de la torre y la posición del cabezal de potencia. La longitud de la tubería de perforación restringe cuánta profundidad de pozo puede cubrir cada tubería perforada y la frecuencia de conexión y desconexión de la tubería. La primera afecta el tiempo de perforación continua dentro de una sola tubería de perforación, mientras que la segunda afecta el número total de operaciones auxiliares en todo el pozo.
Si solo se aumenta la velocidad de avance pero la tubería de perforación es muy corta, las acciones auxiliares de conexión, desconexión y maniobras de introducción y extracción seguirán interrumpiendo repetidamente el avance; si solo se cambia a una tubería de perforación larga pero la torre, la carrera y el espacio para maniobras de introducción y extracción del equipo no coinciden, la ventaja de la tubería larga tampoco se podrá materializar. Por lo tanto, al evaluar una perforadora de pozos de agua de profundidad media, estos dos valores deben verificarse en la misma tabla de procesos, no por separado.
Varios aspectos de la información del WR400S directamente relacionados con esta coordinación
El WR400S es una perforadora de pozos de agua sobre orugas con torre telescópica de nivel 400 m. En la información, los aspectos directamente relacionados con el ritmo de conexión son los siguientes: admite la operación directa con tubería de perforación de 6 m y entubado de 6 m, con diámetros de tubería de perforación recomendados de 89 / 102 mm; profundidad máxima de perforación de 400 m, diámetro de perforación de 105–325 mm; par máximo del sistema de rotación de 8000 / 4000 N·m, correspondiente a una velocidad máxima de 75 / 150 r/min; fuerza de elevación de 22 T, fuerza axial de 4 T; elevación rápida de 29 m/min, avance rápido de 56 m/min; peso total de la máquina de aproximadamente 9,8 T, dimensiones exteriores de aproximadamente 6,26 × 1,85 × 2,43 m.
Estos valores no pueden tomarse por separado como conclusión de eficiencia. Lo que indican es que, en pozos de agua de nivel 300–400 m, la tubería de perforación de 6 m puede reducir el número de conexiones, y la torre telescópica puede acortar el contorno exterior de la máquina en estado de transporte, mientras que en estado de operación sigue admitiendo la construcción directa con tubería de perforación de 6 m o entubado de 6 m. En cuanto a cuánto tiempo auxiliar se puede ahorrar realmente, depende de la formación, el diámetro del pozo, la combinación de la sarta de perforación y la organización en el sitio; la información no proporciona resultados cuantitativos y no se debe inventar uno.
Por qué la tubería de perforación de 6 m y la torre telescópica deben considerarse juntas
La reducción del número de conexiones que aporta la tubería larga tiene como premisa que la torre, en estado de operación, tenga espacio suficiente para alojar e introducir y extraer esta tubería. El valor estructural de la torre telescópica radica en tratar por separado el perfil de transporte y el perfil de operación: durante el traslado, la torre se acorta, lo que reduce la dificultad de carga y de paso por carretera; una vez desplegada en la ubicación del pozo, mantiene la capacidad de construcción con tubería de perforación de 6 m. Para los equipos que perforan pozos en distintas regiones, en proyectos de aldeas y pueblos, y en construcciones continuas en múltiples sitios, esta estructura alivia la contradicción de que "la tubería larga requiere una torre alta, y una torre alta a su vez dificulta el traslado".
Por el contrario, si las ubicaciones de los pozos del proyecto están concentradas y los traslados son muy escasos, la facilidad de transporte que aporta la torre telescópica no será el problema principal, y el enfoque de la evaluación debe volver a la cobertura de profundidad de perforación, el rango de diámetros y la técnica según la formación. Si los pozos del proyecto son poco profundos, la importancia de reducir el número de conexiones con la tubería de perforación de 6 m también disminuirá en consecuencia. Por lo tanto, esta relación de coordinación es condicional y no se cumple con la misma lógica en todos los proyectos de pozos de agua.
Colocar los requisitos, la información y las condiciones auxiliares en una misma tabla de verificación
| Requisito de operación | Elemento correspondiente en la información | Condiciones que aún deben confirmarse |
|---|---|---|
| Reducir el número de conexiones en pozos de profundidad media | Admite operación directa con tubería de perforación de 6 m, diámetros recomendados de 89 / 102 mm | Combinación de la sarta de perforación, resistencia dentro del pozo, especificaciones reales de suministro de la tubería de perforación |
| Controlar la dificultad de carga durante el traslado | Torre telescópica, el contorno exterior puede acortarse en estado de transporte | Ancho de la carretera, radio de giro, vehículos de transporte y método de fijación |
| Cubrir la profundidad objetivo del pozo y el diámetro de terminación | Profundidad máxima de perforación de 400 m, diámetro de perforación de 105–325 mm | Profundidad del acuífero objetivo, estructura de terminación del pozo, tubería de revestimiento y tipo de bomba |
| Manejar la sarta de perforación y el entubado en pozos de profundidad media | Fuerza de elevación de 22 T, cabrestante auxiliar de 1,5 T | Peso real de la sarta de perforación, peso del entubado, fricción de la pared del pozo |
| Transición entre roca dura y capas sueltas | Admite perforación con martillo de fondo y lodo, presión de trabajo de 1,2–3,5 MPa | Presión y caudal del compresor de aire, fugas de aire en la formación, esquema de estabilización de la pared |
La función de esta tabla no es dar la conclusión de "elegirlo", sino verificar por separado la longitud de avance, la longitud de la tubería de perforación y las condiciones auxiliares. Si cualquier fila no se cumple, la mejora del ritmo derivada de la reducción del número de conexiones puede verse compensada por otros eslabones.
Condiciones auxiliares y límites de aplicación
La información muestra que el WR400S utiliza un motor Yuchai de 92 kW, velocidad de desplazamiento sobre orugas de aproximadamente 2,5 km/h, ángulo máximo de ascenso de referencia de 21°, carrera de los apoyos hidráulicos de 1,6 m. Estas condiciones indican que es adecuado para caminos rurales, terrenos con grava y superficies generalmente irregulares, pero en suelos blandos aún deben usarse placas de apoyo y, antes del traslado, debe evaluarse la capacidad de carga del terreno y la pendiente. La operación directa con entubado de 6 m ayuda a la estructura de terminación del pozo, pero el diseño de la tubería de revestimiento, el filtro y el tramo de sellado aún debe determinarse según las condiciones del acuífero.
Cuando se utiliza martillo de fondo en tramos de roca dura, se recomienda una presión de trabajo de 1,2–3,5 MPa y un consumo de aire de 16–55 m³/min; la presión y el caudal del compresor de aire deben coincidir simultáneamente. Cuando se utiliza perforación con lodo en capas sueltas, la bomba de lodo, la bomba centrífuga y otros accesorios forman parte de las condiciones auxiliares del esquema de la máquina completa y deben configurarse por separado según el proyecto. La información también advierte que, si se produce una resistencia anormal al extraer la tubería, primero debe limpiarse el pozo y determinar si existe reducción de diámetro, desprendimiento de bloques o atascamiento de la herramienta, y no debe utilizarse directamente la fuerza máxima de elevación para forzar la maniobra.
Aspectos que deben confirmarse con el fabricante o la parte del proyecto
- La aplicabilidad de la tubería de perforación de 6 m bajo el diámetro real de perforación y las condiciones de la formación, y si los diámetros recomendados de 89 / 102 mm son coherentes con la combinación de sarta de perforación prevista.
- Si el espacio efectivo de operación tras el despliegue de la torre telescópica se articula con el proceso de descenso del entubado de 6 m; la información no proporciona una descripción proceso por proceso.
- Si la profundidad objetivo del pozo, el diámetro de terminación y las condiciones hidrogeológicas locales están dentro del rango de 400 m y 105–325 mm; la profundidad real de terminación aún debe determinarse según los datos hidrológicos.
- Las especificaciones concretas y el alcance de suministro de accesorios auxiliares como compresor de aire, bomba de lodo, generador y bomba de espuma.
- La información no proporciona la eficiencia real de avance, el tiempo de conexión ni los cambios de coste bajo diferentes formaciones; estos deben evaluarse mediante mediciones del proyecto o por el propio constructor.