Introducción a las plataformas de perforación rotativas

La herramienta de perforación se basa en el movimiento giratorio para romper la formación rocosa y formar agujeros. Incluye principalmente equipos de perforación de cono de recipiente grandes y pequeños, equipos de perforación con mesa giratoria de circulación directa e inversa, equipos de perforación con cabezal hidráulico
máquina, plataforma de perforación rotativa con vibración de fondo de pozo, etc. Una plataforma de perforación rotativa simple solo tiene un dispositivo de perforación, mientras que una plataforma de perforación rotativa bien estructurada consta de un dispositivo de perforación y un dispositivo de lavado de pozo circulante. Las herramientas de perforación de la plataforma rotativa de perforación de pozos de agua incluyen tubos de perforación y brocas. Los tubos de perforación comúnmente utilizados tienen cuatro diámetros nominales: 60, 73, 89 y 114 mm. Las brocas se dividen en dos categorías: brocas para perforación integral y brocas para perforación anular. Los conos de maceta grandes y pequeños utilizan sus herramientas de perforación en forma de cono para girar y cortar la capa de tierra. Según el tamaño de las herramientas de perforación, se denominan conos de olla grandes y conos de olla pequeños, que pueden ser accionados por mano de obra o energía. Las virutas de tierra cortadas caen en la maceta y se elevan al suelo para su descarga. La estructura es simple y la eficiencia del trabajo es baja. Sólo se puede utilizar para capas o estratos generales de suelo con arena y guijarros con un diámetro no superior a 10 cm y un contenido no superior al 50%. El diámetro de apertura del cono de maceta pequeña es de 0,55 metros y la profundidad de perforación es de 80 a 100 metros; el diámetro de apertura del cono de maceta grande es de 1,1 metros y la profundidad de perforación es de 30 a 40 metros. Equipos de perforación rotativos de lavado de lodo con circulación positiva y reversa El equipo de perforación rotatorio de uso común (Figura 1), es decir, el equipo de perforación rotatorio de lavado de lodo con circulación positiva, consta de una torre, un cabrestante, una plataforma giratoria, herramientas de perforación, una bomba de lodo, un grifo y motor. Durante la operación, la máquina motriz impulsa la plataforma giratoria a través del dispositivo de transmisión y la tubería de perforación activa impulsa la broca para girar y romper la formación rocosa a una velocidad de 30 a 90 rpm. La bomba de lodo succiona y presuriza el lodo y luego lo presiona dentro de la tubería de perforación hueca a través del grifo que se encuentra encima de la tubería de perforación. Fluye hacia abajo hacia la broca y se expulsa por el puerto de agua para enfriar y lubricar la broca; Los recortes del fondo del pozo se extraen a través del canal anular fuera de la tubería de perforación. En la boca del pozo, después de asentarse en el tanque de sedimentación, el lodo regresa al tanque de lodo para su reciclaje. El método de perforación y la estructura de la plataforma de perforación rotativa de lavado de lodo con circulación inversa son básicamente los mismos que los anteriores, pero el método de circulación de lodo es opuesto: el lodo fluye desde la boca del pozo hasta el fondo del pozo por sí solo después de asentarse en el tanque de sedimentación. y el lodo que transporta los recortes se bombea a través de la bomba de arena y grava. La entrada de agua de la broca se succiona hacia arriba a través de la cavidad interior de la tubería de perforación fuera del pozo y se devuelve al tanque de sedimentación. Este método se llama bombeo de circulación inversa. También se puede utilizar una bomba de agua para inyectar agua a presión desde el fondo del pozo a la cavidad interior de la tubería de perforación a través de una boquilla, formando un flujo de agua ascendente que transporta recortes, lo que se denomina circulación inversa por chorro. La plataforma de perforación puede generar una alta velocidad de flujo ascendente en la tubería de perforación y tiene una gran capacidad para descargar recortes y guijarros, por lo que la velocidad de perforación es más rápida. Es adecuado para estratos sueltos donde el diámetro del suelo, arena en general y guijarros es menor que el diámetro interior de la tubería de perforación. El diámetro interior del tubo de perforación utilizado es mayor, generalmente de 150 a 200 mm, y el máximo puede ser de 300 mm. Sin embargo, debido a las limitaciones de la capacidad de succión o suministro de presión de la bomba, la profundidad de perforación generalmente está dentro de los 150 metros y la eficiencia de eliminación de viruta es mayor cuando la profundidad del pozo está dentro de los 50 metros. La plataforma de perforación rotativa para limpieza de pozos con aire comprimido utiliza un compresor de aire en lugar de la bomba de lodo de la plataforma de perforación rotativa, y utiliza aire comprimido en lugar de lodo para lavar el pozo. Generalmente se utiliza el método de circulación inversa, también conocido como circulación inversa por elevación de gas (Figura 2). Es decir, el aire comprimido se envía a la cámara de mezcla de aire y agua en el pozo a través de la tubería de suministro de aire, de modo que se mezcla con el flujo de agua en la tubería de perforación para formar un flujo de agua aireada con una gravedad específica menor que 1. Bajo la gravedad de la columna de agua anular alrededor de la tubería de perforación, el flujo de agua aireada en la tubería de perforación transporta los recortes y sube continuamente y se descarga fuera del pozo, fluyendo hacia el tanque de sedimentación. El agua precipitada regresa al pozo por gravedad. Cuando la profundidad del pozo es grande (más de 50 metros), la capacidad de extracción de viruta de este tipo de equipo de perforación es mayor que la de los equipos de perforación que utilizan succión por bomba o circulación inversa por chorro. Por lo tanto, es adecuado para situaciones con pozos de gran profundidad, áreas áridas sin agua y estratos de permafrost de zonas frías.