Comparación de Soluciones de Perforación para Diferentes Formaciones: Selección de Equipos y Procesos para Formaciones de Suelos Blandos, Grava y Roca

Comparación de Soluciones de Perforación para Diferentes Formaciones: Selección de Equipos y Procesos para Formaciones de Suelos Blandos, Grava y Roca

Esta es una guía concisa sobre cómo elegir métodos y equipos para perforar en diferentes formaciones. Utilizaremos un lenguaje cotidiano para ayudarle a comprender los conceptos fundamentales.

Principio Fundamental: Enfoque a la Medida

Perforar es como usar diferentes herramientas para excavar cosas distintas. Excavar arena, guijarros y roca requiere, naturalmente, diferentes métodos y herramientas. La capa subterránea de suelo es lo que necesitamos excavar, y debemos elegir la solución adecuada en función de sus características.

I. Formaciones de Suelos Blandos (p. ej., arcilla, arena)

Características de la Formación: Similar a la masa o arena húmeda, de textura blanda y fácilmente deformable, lo que facilita la perforación, pero la pared del pozo es propensa a derrumbarse.

Desafío Principal: Prevenir el derrumbe del pozo y mantener una pared lisa.

Equipo Preferido: Plataformas de perforación rotatorias o plataformas de perforación de barrena larga. Son como grandes "destornilladores" que extraen el suelo de forma rápida y limpia.

Procesos y técnicas:

Formación rápida de pozos: No es necesario que la potencia del equipo sea demasiado alta; concéntrese en la velocidad de perforación.

Protección de la pared de lodo: Se inyecta un fluido de perforación especial (fluido de perforación) en el pozo, formando una fina película protectora en la pared, que actúa como "pegamento" para sujetar la pared de suelo y evitar su colapso.

Instalación del revestimiento: Si la capa de suelo está muy suelta, puede ser necesario instalar un revestimiento metálico temporal para mayor soporte durante la perforación.

Resumen: Rápido, protector y estable. Utilice una perforadora rotativa para avanzar rápidamente y proteger el pozo perforado con lodo o revestimiento.

II. Capas de grava y guijarros

Características de la formación: Como una "bolsa de piedras mezcladas" enterrada, con partículas gruesas y sueltas y grandes huecos. La broca es propensa a atascarse o desviarse de su curso, y el lodo también es propenso a fugas.

Desafíos principales: Manejo de formaciones sueltas y fugas de lodo, y mantenimiento de la dirección del pozo.

Equipo recomendado: Perforadoras de percusión o de circulación inversa.

Perforadoras de percusión: Como un martillo de pilotaje gigante, el pesado martillo se eleva y se deja caer repetidamente para triturar la grava, ideal para manipular guijarros de gran diámetro.

Perforación de circulación inversa: Su varilla de perforación actúa como una aspiradora gigante, succionando con fuerza los fragmentos de roca del centro de la varilla durante la perforación, lo que resulta en una alta eficiencia y una limpieza exhaustiva.

Técnicas:

Progreso lento y constante: No se apresure; rompa las capas de grava de forma constante.

Lodo de alta viscosidad: Utilice lodo excepcionalmente viscoso para recubrir mejor los fragmentos de roca y sellar las fisuras de la formación, reduciendo las pérdidas.

Perforación con revestimiento: A menudo, se requiere la técnica de "perforación con revestimiento en funcionamiento". Un revestimiento robusto soporta con fuerza la capa de roca suelta; este es el paso más crucial.

Resumen: Romper, Succionar, Proteger. Utilizar la fuerza de impacto para romper o succionar con fuerza los fragmentos de roca y proteger el pozo con revestimiento durante todo el proceso.

III. Formaciones de roca dura (p. ej., granito, caliza)

Características de la formación: Extremadamente dura e intacta. Las brocas comunes solo resbalan y apenas penetran.

Desafío principal: Cómo romper roca dura eficientemente.

Equipo preferido: Brocas de cono de rodillo, martillos de fondo o plataformas de perforación rotatorias con brocas de encastre.

Brocas de cono de rodillo: Estas brocas tienen varios "dientes de carburo" rodantes que se basan en una gran presión y rotación para triturar y romper la roca.

Martillos de fondo: Son "perforadoras de roca de alta frecuencia" que inyectan aire a alta presión en la parte inferior de la broca, generando miles de impactos por minuto. Combinados con la rotación, "martillan" la roca, lo que los hace extremadamente eficientes.

Proceso y técnicas: Alta presión, baja velocidad: A diferencia de las capas de suelo blando, se requiere una gran presión descendente mientras se reduce la velocidad de rotación, lo que permite que la broca tenga la fuerza suficiente para romper la roca.

Enfocándose en el "martilleo": El principio fundamental es romper la estructura de la roca mediante la fuerza de impacto (ya sea mecánica o neumática).

Refrigeración aire/agua: Durante la perforación se generan altas temperaturas, lo que requiere aire o agua para enfriar la broca y evitar su desgaste o daños.

Resumen: Presión, martilleo, rotura. Para utilizar una gran presión e impactos de alta frecuencia para romper la roca, la paciencia es clave.