Después de completar el mapeo superficial y la prospección de pozos someros en una mina, a menudo es necesario perforar un lote de pozos de testificación de profundidad media: profundidades desde unos cientos de metros hasta alrededor de ochocientos metros, ubicaciones dispersas entre varios sectores mineralizados, la dirección de las líneas de exploración determina que muchas perforaciones deban ser inclinadas, y la formación contiene zonas fracturadas y fisuras con agua. En ese momento el contratista se pregunta: ¿basta con una perforadora de testigos integrada, o es necesario organizar equipos portátiles modulares con turnos auxiliares? Esta cuestión no puede resolverse mirando solo la columna de profundidad de perforación; hay que comparar en una misma tabla las especificaciones de testificación, el modo de traslado, el ángulo de perforación inclinada y la capacidad de manejo dentro del pozo.
Primero definir qué significa "suficiente" en este tipo de mina
Las tareas de testificación en minas de profundidad media generalmente no buscan la profundidad límite de un solo pozo, sino obtener de manera estable testigos continuos utilizables para registro y análisis durante un ciclo de exploración. De aquí se pueden desglosar varias condiciones verificables:
- La profundidad objetivo y el diámetro de testificación deben estar dentro del rango de profundidad de referencia del equipo, dejando margen para la fricción interna y los cambios en las condiciones de la pared del pozo;
- Las ubicaciones de perforación están dispersas, el equipo necesita trasladarse repetidamente distancias cortas dentro de la mina; cuantos menos pasos de entrada y reposicionamiento, mejor para la continuidad;
- La actitud del cuerpo mineralizado determina que algunas perforaciones deban ser inclinadas; el equipo debe tener capacidad de ajuste de ángulo correspondiente, y en el sitio también se debe poder nivelar el terreno y fijar la máquina;
- La perforación debe atravesar continuamente capa de cobertura, roca encajante, zona de alteración y tramo mineralizado; el equipo debe poder cambiar entre estados de trabajo de velocidad y torque según las diferentes litologías;
- En tramos profundos, el peso de la sarta de perforación, la fricción de la pared y las reducciones locales de diámetro se acumulan; la capacidad de elevación debe dejar margen de maniobra, pero operativamente no se debe considerar el aumento de la fuerza de elevación como única solución a los atascos.
Si cualquiera de estos cinco puntos no coincide, la respuesta a "si la integrada es suficiente" puede cambiar. A continuación se compara punto por punto con la información pública del CR800I.
Especificaciones de profundidad y diámetro de testificación: primero ver en qué rango cae la profundidad planificada
El CR800I está posicionado con una profundidad de referencia de 800 m en especificación NTW; en la misma información, la profundidad de referencia HTW es 500 m y BTW es 1000 m. Estos tres números corresponden a capacidades de referencia con diferentes diámetros de testificación, no son límites máximos de profundidad intercambiables libremente con el mismo diámetro. Para minas de profundidad media, si la tarea principal es el seguimiento del cuerpo mineralizado y el control de densificación con NTW o diámetro similar, el nivel de 800 m está relativamente cerca de los objetivos de profundidad de la mayoría de los pozos; si el proyecto requiere testificación continua con mayor diámetro, la profundidad de referencia se acortará correspondientemente y será necesario reajustar el plan de profundidades según el nivel HTW.
Por el contrario, si las profundidades planificadas están generalmente por debajo de quinientos o seiscientos metros, este equipo en el nivel NTW dejará cierto margen, pero el margen no equivale a mejora de eficiencia; el ritmo real de perforación aún depende de la formación, la adaptación de la broca y la circulación de lodo. La información no proporciona la eficiencia de avance específica para cada diámetro; este tipo de juicio solo puede confirmarse según las condiciones del sitio.
La disposición integrada corresponde a las etapas de traslado y posicionamiento
En este tipo de minas, las ubicaciones de perforación a menudo no están en una sola plataforma. El CR800I concentra potencia, hidráulica, torre, cabeza motriz, cabrestante y circulación de lodo en un mismo chasis de orugas; en el sitio no es necesario ensamblar módulos principales pieza por pieza. La información indica una velocidad de desplazamiento sobre orugas de aproximadamente 2,5 km/h, un ángulo de ascenso de referencia de 30°, dimensiones de transporte de la máquina completa de aproximadamente 5000 × 1800 × 2550 mm y un peso de aproximadamente 5800 kg.
Estos datos indican que es adecuado para reposicionamiento de corta distancia entre caminos de grava en la mina, plataformas de exploración en montaña y caminos temporales de construcción; durante el transporte se debe verificar el ancho de la vía y las condiciones de giro según las dimensiones de la máquina completa. Pero no elimina el problema del transporte: una longitud de transporte de nivel 5000 mm y un peso de 5800 kg aún requieren verificar de antemano la capacidad de carga del camino, el radio de giro y las condiciones de carga y descarga. Si entre las ubicaciones de perforación hay caminos forestales o puentes estrechos que requieren desmontaje para pasar, la estructura integrada se convierte en una restricción; en ese caso se debe considerar una solución modular en lugar de forzar el paso de este equipo.
Ángulo de perforación de 45°–90° y disposición de perforaciones inclinadas
En yacimientos de oro de tipo veta de cuarzo, oro de tipo zona de cizalla y depósitos de alteración tectónica, el cuerpo mineralizado a menudo tiene extensión inclinada y aparición local de acuñamiento. El CR800I admite un ángulo de perforación de 45°–90°, la torre es una estructura integrada de tipo contacto con el suelo y la carrera de avance es de 2500 mm. Durante la perforación inclinada, este rango de ángulo permite que la perforación atraviese la zona mineralizada según la dirección de la línea de exploración, en lugar de solo poder perforar pozos casi verticales.
Debe aclararse que la capacidad de ángulo es solo una condición del equipo. La información también indica que durante la perforación inclinada se debe completar de antemano la nivelación del terreno y la fijación de la máquina, para evitar que el asentamiento de la plataforma afecte el control de la desviación del pozo. Es decir, si el rango de 45°–90° puede realmente utilizarse en una ubicación determinada también depende de si la plataforma está nivelada, si la base es estable y si la combinación de la sarta de perforación coincide con la inclinación de diseño. Estos son asuntos de organización en sitio; la información no proporciona la precisión específica de control de desviación, por lo que no se debe prometer un rango de desviación determinado basándose en ello.
Selección de velocidad y torque durante la testificación continua a través de capas
En la exploración de cobre, plomo-zinc y polimetálicos, un pozo a menudo debe atravesar continuamente capa de cobertura, roca encajante, zona de alteración, zona fracturada y tramo mineralizado. El rango de velocidad de la cabeza motriz del CR800I es de 0–1500 rpm, el torque en alta velocidad es de aproximadamente 300–800 N·m, el torque en modo torque es de aproximadamente 300–1000 N·m, la relación de transmisión en alta velocidad es 1:2,2 y en baja velocidad 1:3.
Estos datos corresponden a dos orientaciones de trabajo: en formaciones duras y completas se presta más atención a la velocidad estable y la adaptación de la broca; en tramos fracturados o con mayor resistencia se debe reducir adecuadamente la velocidad y aumentar la proporción de trabajo en modo torque. Al seleccionar, hay que preguntar: ¿en qué categoría cae la litología principal de la mina y qué proporción del pozo atraviesa zonas fracturadas? Si todo el pozo es principalmente roca dura completa, el rango de velocidad en alta velocidad es más relevante; si las zonas de alteración y fracturadas ocupan una gran proporción, la frecuencia de uso del modo torque aumentará, y también cambiarán los requisitos para el sistema hidráulico y el juicio del operador. La información no proporciona parámetros recomendados para cada marcha en diferentes litologías; esta parte debe determinarse mediante perforación de prueba en sitio y las recomendaciones del fabricante de brocas.
Capacidad de elevación y límites al aumentar la profundidad
El CR800I ofrece una fuerza de elevación de 152 kN y una fuerza de avance de 63 kN; el cabrestante utiliza cable de acero de 6 mm, capacidad de cable de 1000 m, fuerza de elevación de 13 kN y velocidad de elevación de 120 m/min. A medida que aumenta la profundidad, el peso de la sarta, la fricción de la pared y las reducciones locales de diámetro aumentan gradualmente; la fuerza de elevación está pensada principalmente para dejar margen de capacidad en la extracción normal de la sarta, el manejo de herramientas y la recuperación de herramientas en algunos tramos complejos.
Aquí hay un límite operativo que debe aclararse: la propia información indica que en la operación real se debe evitar depender únicamente de aumentar la fuerza de elevación para forzar la resolución de atascos, y se debe juzgar de manera integral combinando la resistencia interna del pozo, la circulación de lodo y los cambios de formación. Al seleccionar, los 152 kN pueden considerarse como referencia de capacidad, pero no deben interpretarse como que cualquier atasco puede resolverse con la fuerza de elevación. El plan de manejo en tramos profundos también involucra propiedades del lodo, programa de entubado y combinación de la sarta, que no están dentro del alcance de los parámetros de la máquina completa.
Circulación de lodo, disipación de calor y potencia complementaria
El CR800I está equipado con bomba de lodo hidráulica, con caudal de referencia de 100 L/min y presión de 70 bar, utilizada para enfriamiento de la broca, transporte de detritos y estabilidad de la pared del pozo. En roca meteorizada, roca fisurada y zonas fracturadas, los parámetros del lodo no pueden copiarse de las condiciones de roca dura completa; deben ajustarse según el retorno de agua, la concentración de detritos, las pérdidas y la estabilidad de la pared. Si la perforación entra en acuíferos fisurados o zonas con pérdidas evidentes, también pueden producirse cambios bruscos en el retorno de agua, variaciones en la presión de la bomba y aumento del consumo de lodo; en ese momento se debe registrar la profundidad y los cambios de formación para determinar si se ajusta el caudal de circulación, se utilizan materiales obturadores o se adopta aislamiento con entubado.
En cuanto a la potencia, incluye de serie motor Cummins, y también se puede seleccionar motor nacional según la configuración, potencia nominal 132 hp (97 kW), velocidad nominal 2200 rpm, turboalimentación con intercooler aire-aire. La disipación de calor utiliza enfriador integrado de aire y intercambiador de calor agua-aire de alta potencia. La información indica que en temporada de altas temperaturas, minas con baja velocidad de viento o operación prolongada con alta carga, se debe prestar especial atención a la temperatura del aceite hidráulico, el refrigerante del motor y la limpieza del radiador; la obstrucción de las aletas del radiador por polvo, lodo o residuos vegetales elevará notablemente la temperatura del sistema. En regiones de gran altitud o altas temperaturas también se debe considerar la densidad del aire y la corrección de potencia del motor; no se puede juzgar la salida real solo según condiciones de llanura.
En qué condiciones este equipo no es un punto de partida adecuado
Según la información pública, el CR800I es más adecuado para proyectos que requieren testigos continuos, con ubicaciones de perforación dispersas pero trasladables distancias cortas sobre orugas, y profundidades dentro de los niveles de referencia HTW/NTW/BTW. Las siguientes situaciones requieren un juicio adicional:
- Cuando entre las ubicaciones de perforación sea necesario desmontar el equipo para pasar, y las dimensiones y el peso de transporte de la máquina completa constituyan una restricción rígida, se debe comparar con una solución modular;
- Cuando el proyecto tenga como objetivo principal la evacuación rápida de detritos y no requiera testigos continuos, la orientación de testificación de este equipo no coincide con la tarea;
- Cuando las profundidades planificadas estén generalmente cerca o por encima del valor de referencia BTW de 1000 m y al mismo tiempo se requiera testificación con mayor diámetro, se debe verificar si la combinación de diámetro y profundidad sigue dentro del alcance de la información de esta máquina;
- Cuando las ubicaciones de perforación estén en gran altitud o entorno de altas temperaturas continuas, la salida de potencia y las condiciones de disipación de calor deben evaluarse por separado; la potencia nominal de la información no puede tomarse directamente como potencia disponible en sitio.
Estos son juicios condicionales, no conclusiones para un proyecto determinado. Si realmente es suficiente aún debe verificarse pozo por pozo combinando la columna litológica, la inclinación de diseño, el diámetro de testificación y las condiciones de los caminos en sitio.
Puntos a confirmar con el fabricante o en sitio antes de iniciar la obra
Algunos parámetros de la información dejan espacio para confirmación. Por ejemplo, la bomba principal "200L" no especifica claramente la unidad de tiempo en la tabla de parámetros original; la información relacionada la organiza como 200 L/min según la expresión de ingeniería habitual para el caudal de bombas hidráulicas, y señala que la configuración final de producción debe basarse en la información de confirmación técnica del equipo. De manera similar, las profundidades de referencia de diferentes especificaciones corresponden a condiciones de diámetro específicas; el proyecto real debe confirmarse según el diámetro objetivo, el tamaño del testigo y las condiciones de formación.
Antes de la entrada se recomienda verificar punto por punto: ancho y capacidad de carga del camino de transporte, dimensiones de la plataforma y capacidad de carga del suelo, condiciones de seguridad de taludes, especificaciones de la sarta y ángulo de perforación, configuración del sistema de lodo, estado del cable del cabrestante, y el plan de inspección de aceite hidráulico, filtros, radiador y mangueras de alta presión durante la construcción continua. La información del equipo puede responder a los límites de capacidad; si vale la pena elegir esta máquina para una mina específica aún debe decidirse conjuntamente por el diseño geológico, las condiciones del sitio y los recursos complementarios.