Sobre la clasificación y aplicación de plataformas de perforación rotativa

¿Cuánto sabes sobre plataformas de perforación rotativa? Muchas personas piensan que las plataformas de perforación rotativa tienen un diámetro mayor y realizan perforaciones más profundas que las plataformas de perforación por circulación tradicional. De hecho, esto es un malentendido. ¿Sabes cuántas clasificaciones existen de plataformas de perforación rotativa y en qué campos se utilizan?

Generalmente, la profundidad de perforación adecuada para las plataformas de perforación rotativa está entre 50 y 60 m, y el diámetro de perforación es inferior a 2 m, siendo la mayoría de ellos inferiores a 1,8 m; mientras que la profundidad de perforación de las plataformas domésticas de circulación inversa puede alcanzar cientos de metros, y el diámetro de perforación es de 3 m en todos los casos. Las plataformas de perforación rotativa difícilmente pueden hacer esto. Esto está determinado por la estructura de la plataforma. Las plataformas de perforación rotativa dependen de varillas telescópicas para la extracción del suelo. A medida que aumenta la profundidad del pozo, se deben utilizar varillas más largas, lo que inevitablemente incrementará el peso de las mismas. Teniendo en cuenta el equilibrio de toda la máquina, también aumentará el costo del equipo. Además, si la profundidad de perforación es demasiado grande, el tiempo de perforación dentro del pozo será mucho menor que el tiempo auxiliar necesario para levantar y descargar el material extraído, lo que reducirá significativamente la eficiencia del trabajo. Aunque la profundidad y el diámetro de perforación de las plataformas rotativas no tienen ventajas sobre las plataformas de perforación por circulación, presentan claras ventajas absolutas en términos de ergonomía, protección ambiental, desplazamiento y, especialmente, adaptabilidad al estrato. Estas características permiten resolver los problemas más comunes en la construcción de cimientos.

Precauciones para elegir una plataforma de perforación rotativa

En la actualidad, existen en el mercado de nuestro país muchos tipos de plataformas de perforación rotativa, y los precios son relativamente elevados. Si desea adquirir un modelo con un rendimiento y precio ideales, adecuado a las necesidades específicas de desarrollo de su propio mercado, debe prestar atención a los siguientes aspectos al seleccionar los modelos: ① De acuerdo con el tipo de cimentaciones por pilotes que construye la empresa, seleccione modelos con capacidad de perforación adecuada; ② Entre productos del mismo nivel procedentes de diferentes fabricantes, enfóquese en comparar los tres parámetros siguientes: el par de giro nominal del cabezal motriz, la fuerza de elevación de la cuerda única del cabrestante principal y el peso de la máquina. Elija el modelo más grande de estos tres; ③ Analice cuidadosamente la relación rendimiento-precio de la plataforma de perforación; ④ Procure elegir un fabricante que ofrezca un buen servicio posventa; ⑤ Conozca el par de giro nominal del cabezal motriz, la presión de trabajo nominal del sistema hidráulico, el factor de seguridad del cabrestante principal, entre otros datos importantes que permiten medir la capacidad real y la confiabilidad operativa de una plataforma de perforación. Una vez determinado el tamaño del modelo, deberá tener en cuenta los siguientes puntos al comprar una plataforma de perforación rotativa.

1. Par de torsión del rig

El par de la plataforma de perforación se selecciona según las necesidades de ingeniería para garantizar que la plataforma pueda funcionar de manera confiable en la zona alta de la plataforma. La zona de alta eficiencia de la plataforma generalmente se refiere a que el avance promedio de la plataforma durante la perforación normal sea superior a 5 m/h. Por ejemplo, al utilizar brocas helicoidales cortas y brocas tipo barril, si el diámetro del orificio en la capa de suelo es de 800 mm, la perforadora debe tener un par de 80 kNm, y por cada aumento de 100 mm en el diámetro del orificio, el par debería incrementarse en 10 kNm. En casas de arena densa y grava, el par de la perforadora debe aumentarse en 15-20 kNm por cada incremento de 100 mm en el diámetro del orificio. Cabe señalar que la velocidad de perforación está estrechamente relacionada con la estructura y los parámetros estructurales de la broca.

2. Tubo de perforación

La varilla de perforación debe transmitir el par completo del cabezal motriz a la broca en el fondo del agujero, y también transmitir de manera estable la presión del cilindro hidráulico presurizado, el peso del cabezal motriz y el peso de la varilla de perforación hasta la broca situada a decenas de metros de profundidad. Al perforar formaciones más duras, la tubería de perforación debe soportar al mismo tiempo un alto par y un gran peso sobre la broca, además de superar un gran momento de flexión. Si la tubería de perforación no cumple con los requisitos, se dañará fácilmente.

El método de presurización adoptado por las plataformas de perforación de diversos fabricantes se refleja principalmente en la forma de la tubería de perforación. La tubería telescópica de tipo fricción ofrece una mayor eficiencia en la perforación de suelos blandos; la tubería de perforación con bloqueo mecánico es adecuada para perforar formaciones rocosas duras, y su operación es correcta. Cuando se requiere alta presión, es necesario identificar un punto de presión; la tubería de perforación blindada autoblocante puede ser presurizada en cualquier momento, y su efecto de transmisión del par es excelente. Las tuberías de perforación tipo Kay se pueden dividir en dos categorías: tuberías de perforación por fricción y tuberías de perforación con bloqueo. Actualmente, en cuanto a la forma de la varilla de perforación, éstas pueden clasificarse en tipo cuña, tipo cuña de medio diente y tipo fricción en gran orden. Los tipos cuña y cuña de medio diente logran de manera confiable la compresión de la tubería de perforación al perforar agujeros en formaciones duras, tanto en formaciones duras como en formaciones generales. La capacidad de controlar la presión de la tubería de perforación es muy buena.

La longitud de la tubería de perforación debe determinarse según la profundidad del agujero. Cuando la profundidad del agujero es grande, se deben seleccionar dos juegos de tuberías de perforación: un juego de tubería larga con una longitud no inferior a 60 m, y un juego de tubería corta de aproximadamente 40 m. Para garantizar la instalación de la broca con el diámetro más grande, la distancia entre la línea central de la tubería de perforación del equipo mediano y pequeño y la superficie del canal del mástil de perforación no debe ser inferior a 1 m, mientras que la distancia para el equipo grande debe ser de al menos 1,2 m. Amortiguación de vibraciones en tuberías de perforación: la amortiguación de vibraciones por goma solo tiene la función de amortiguar, lo que puede reducir el desgaste del extremo de cada tubería de perforación y asegurar su vida útil. La amortiguación de vibraciones por resorte y la combinación de amortiguación por resorte y goma no solo garantizan eficazmente la vida útil de la tubería de perforación, sino que también pueden eliminar las escorias tipo arcilla, difíciles de remover, presentes en la broca mediante vibración, mejorando así la eficiencia del trabajo. En cuanto a las tuberías de perforación con amortiguación por resorte, la vida útil del resorte es más corta cuando se emplea el método de descarga por vibración. Se debe controlar estrictamente la amplitud y el número de vibraciones, y se deben disponer resortes de repuesto. Se recomienda que la tubería corta utilice resortes para reducir las vibraciones, mientras que la tubería larga use goma para ese mismo fin.

3. Estructura de ajuste del mástil de perforación

Actualmente, existen dos tipos de estructuras de ajuste para mástiles de perforación: triangular y de cuatro lados paralelos, cada una con sus propias ventajas. En el sitio de construcción, desde la perspectiva del montaje y desmontaje en el lugar de la plataforma de perforación, así como del cruce de obstáculos aéreos durante la obra, la estructura de ajuste del mástil de perforación en forma de paralelogramo resulta más práctica.

4. Sistema auxiliar

1) La plataforma de perforación rotativa externa debe estar equipada con un dispositivo automático de medición de profundidad, que pueda medir la profundidad de cada perforación y la profundidad total de perforación. Esto es indispensable para la calidad y la operación segura de las plataformas de perforación.

2) La plataforma de perforación también debe estar equipada con un dispositivo de corrección de desviación vertical, con métodos automáticos y manuales, para ajustar y corregir en cualquier momento y rápidamente el estado vertical de la tubería de perforación, asegurando así la calidad del pozo.

3) Los dispositivos de seguridad de la plataforma de perforación incluyen un dispositivo de parada de emergencia y dispositivos de protección para la cabina. El dispositivo de parada de emergencia evita principalmente accidentes como que la plataforma de perforación lastime a personas en la zona ciega del campo visual del conductor mientras la plataforma está en funcionamiento.

4) Cada parte de la plataforma de perforación cuenta con espacio para reparación y mantenimiento, las piezas son fáciles de reemplazar, y las herramientas especiales así como las herramientas generales con las que está equipada la plataforma de perforación son completas y duraderas.

5. Otros asuntos

El sistema de potencia requiere un funcionamiento confiable y largas horas de trabajo sin problemas. Generalmente, se deben utilizar motores de marcas reconocidas con piezas de repuesto nacionales; los sistemas hidráulicos y eléctricos necesitan un rendimiento fiable, y las piezas de repuesto nacionales deben estar disponibles; el tamaño de transporte de la plataforma de perforación debe controlarse a una longitud máxima de aproximadamente 13 m, un ancho de 3,2 m o menos, y una altura de 3,2 m o menos.

Cada plataforma de perforación del fabricante tiene sus propias ventajas en cuanto a rendimiento y precio. El diámetro del orificio del producto líder de cada fabricante es el diámetro máximo de perforación, que oscila entre 1 y 3 m, ofreciendo a los usuarios una amplia gama de opciones. En resumen, cada tipo de plataforma de perforación presenta diferentes ventajas. Algunas son relativamente económicas, otras son más automatizadas pero tienen los mismos requisitos de operación, y algunas cuentan con un excelente rendimiento aunque son más costosas. Según su propia situación financiera y la situación ingenieril común, el usuario evalúa integralmente la relación costo-beneficio y elige plataformas de perforación con diferentes precios y distintas ventajas de desempeño.