Perforación subterránea

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Sobre perforación subterránea

Tipos de perforación subterránea

La perforación subterránea se refiere a una serie de métodos de perforación utilizados para extraer depósitos de mineral y crear túneles, pozos o cavidades hasta una cierta profundidad desde la superficie para cumplir con funciones específicas. Además de la industria minera, la perforación subterránea también se utiliza en la industria de la construcción para la perforación de pilares, la perforación de agujeros de anclaje y la perforación de agujeros de voladura.

  • Perforación de túneles: La perforación horizontal puede crear túneles directamente y es el método de perforación más ideal para la construcción de túneles. Sin embargo, este método no es aplicable en todas las situaciones, ya que requiere perforar horizontalmente con una inclinación constante, lo cual solo es posible cuando la masa rocosa tiene un ancho adecuado.
  • Perforación ascendente: La perforación ascendente es una perforación vertical que primero excava un agujero piloto y luego lo escariador hasta un cierto diámetro utilizando un escariador tirado por una sarta de perforación. La fijación con pernos de cable, la perforación de pozos y la perforación de agujeros de caja son todas aplicables a este método. La perforación ascendente tiene varias ventajas: puede estabilizar la masa rocosa mediante la instalación de pernos de cable, mejorar la ventilación, permitir la eliminación de escombros y facilitar el acceso al cuerpo de mineral.
  • Perforación direccional: Utilizando el mismo método que la perforación convencional, pero con la adición de un sistema de dirección electrónico, la máquina de perforación puede cambiar la dirección de la perforación. Se pueden evitar capas no deseadas, como capas de agua o capas estériles, y se puede realizar una exploración adicional del cuerpo de mineral.
  • Nuevas tecnologías: Las nuevas tecnologías como la tecnología de aire o espuma de lodo se están volviendo más importantes en la industria de la perforación. Las tecnologías de aire son más útiles para la perforación con núcleo de diamante. Las técnicas de espuma de lodo son aplicables cuando el área que se va a perforar es superior a 10 a 20 metros.

Especificaciones y mantenimiento

Las especificaciones de una máquina de perforación subterránea variarán según su tipo y modelo. Algunas especificaciones clave incluyen la profundidad y el diámetro de perforación, la cadena cinemática, las dimensiones de la varilla o tubería de perforación, el peso y cualquier característica adicional como la recolección de polvo.

Estas son algunas de las especificaciones generales para equipos de perforación subterránea:

  • Profundidad y diámetro de perforación: La profundidad y el diámetro máximos que la perforadora puede realizar. La profundidad puede variar de 50 pies hasta 1500 pies o más. El diámetro de los agujeros varía de 2 pulgadas a 36 pulgadas de ancho. Depende del tipo de perforación.
  • Fuente de alimentación: El tipo de motor utilizado para alimentar la perforación. Esto podría ser un motor eléctrico, un motor diésel, un sistema hidráulico o algún otro mecanismo. La potencia generalmente se mide en caballos de fuerza.
  • Tamaño de la tubería de perforación: Las dimensiones de las tuberías o varillas utilizadas para la perforación. Los tamaños comunes varían de 2.5 pulgadas a 6 pulgadas de diámetro.
  • Peso de la máquina: El peso total de la propia máquina de perforación. Los pesos pueden ir desde 3000 libras (1500 kg) para perforaciones más pequeñas hasta 20000 libras (9000 kg) o más para las grandes.
  • Características adicionales: Otras adiciones que ayudan a la funcionalidad, como sistemas de recolección de polvo o controles automatizados.

Un programa de mantenimiento adecuado es fundamental para las máquinas de perforación subterránea. El mantenimiento regular extiende la vida útil de las perforadoras y ayuda a prevenir y minimizar las averías. Los fabricantes de máquinas de perforación suelen proporcionar un programa de mantenimiento recomendado. Las piezas de la máquina de perforación deben inspeccionarse regularmente para detectar signos de desgaste y para asegurarse de que se encuentran en buen estado. El aceite y los filtros utilizados en las máquinas también deben reemplazarse de acuerdo con las normas establecidas.

Los componentes sacrificables como las brocas y los rodamientos se pueden reemplazar en este momento para minimizar el tiempo de inactividad. El sistema hidráulico de la máquina también debe revisarse para detectar fugas y cualquier problema debe abordarse de inmediato. Siguiendo los procedimientos de mantenimiento recomendados para equipos de perforación subterránea, los operadores pueden garantizar que sus perforadoras sigan funcionando de forma óptima durante muchos años.

Escenarios de aplicación de la perforación subterránea

Las máquinas de perforación realizan tareas en varios sectores. Algunos escenarios típicos de perforación subterránea son los siguientes.

  • Minas:

    Las máquinas de perforación se utilizan a menudo en las operaciones mineras para crear agujeros para la extracción de minerales o para insertar explosivos para la fragmentación. Tales minas incluyen carbón, oro, diamantes, hierro y otros minerales preciosos.

  • Túneles:

    Las máquinas de perforación ayudan a perforar agujeros en los sistemas de soporte de túneles, insertar pernos y marcar el enrutamiento del túnel para las tuberías. Las máquinas de perforación también pueden crear túneles para carreteras, vías férreas o cursos de agua, donde hacen agujeros para soportar la construcción de túneles o perforaciones para la futura colocación de tuberías.

  • Estudio hidrogeológico:

    En los estudios hidrogeológicos, las plataformas de perforación con núcleo o las plataformas de perforación de muestreo se utilizan con frecuencia para recolectar muestras de suelo y roca para evaluar el potencial y la calidad del agua subterránea.

  • Investigación geotécnica:

    Las investigaciones geotécnicas implican el uso de plataformas de perforación para determinar las condiciones y propiedades del subsuelo mediante el muestreo del suelo y las pruebas in situ. El conocimiento de las características geológicas puede ayudar al diseño de ingeniería para proyectos de construcción como cimientos, taludes, excavaciones y terraplenes.

  • Exploración y extracción de petróleo y gas:

    Las industrias del petróleo y el gas dependen en gran medida de las plataformas de perforación para explorar y extraer recursos de hidrocarburos. Estas plataformas en alta mar, plataformas fijas y sistemas de producción flotantes utilizan métodos de perforación precisos y eficientes para llegar a yacimientos submarinos profundos.

  • Cimientos de turbinas eólicas:

    Las plataformas de perforación se utilizan a menudo para crear cimientos profundos para torres de turbinas eólicas, asegurando su estabilidad y soporte en ubicaciones en alta mar donde los métodos de cimentación convencionales pueden no ser factibles.

  • Pozos de monitoreo ambiental:

    Las plataformas de perforación se pueden utilizar para instalar pozos de monitoreo para la calidad del agua subterránea para evaluar la contaminación ambiental y facilitar los esfuerzos de remediación ambiental.

  • Perforación direccional horizontal (HDD):

    HDD es un método de perforación sin zanja que se utiliza para instalar tuberías, conductos y cables a través de obstáculos como carreteras, vías fluviales y áreas ambientalmente sensibles. Las plataformas de perforación para HDD suelen estar equipadas con sistemas de guiado para garantizar una perforación precisa y controlada a lo largo de la ruta deseada.

Cómo elegir la perforación subterránea

Antes de comprar una máquina de perforación subterránea, los compradores deben considerar los siguientes factores clave.

  • Entorno de trabajo

    Por favor, describa el entorno de trabajo. ¿Hay algún espacio limitado? Si es así, se necesita una máquina de perforación compacta u horizontal. ¿Hay alguna temperatura alta o gas inflamable? Si es así, se necesita una perforadora a prueba de explosiones o resistente al calor. ¿Hay algún subterráneo eléctricamente conductor o aislado? Si es así, se necesita una máquina de perforación no eléctrica para evitar riesgos eléctricos.

  • Condiciones geológicas del suelo

    Los compradores deben considerar las condiciones geológicas de los suelos, como la dureza de la roca, el diámetro, la profundidad y la velocidad de perforación requeridas. Si la roca es dura, fina o requiere una profundidad profunda y un gran diámetro para perforar, entonces se necesita una perforadora potente con brocas particulares;

  • Costo de la máquina

    Los compradores deben mantenerse dentro de sus presupuestos, por lo que deben considerar los costos iniciales, los costos de repuestos, el mantenimiento, el consumo de energía, etc. Por favor, piense en los costos totales durante el ciclo de vida, y es mejor tener una perforadora rentable.

  • Calidad de la máquina

    Un proveedor de renombre con excelentes comentarios y calificaciones de clientes ofrecerá mejores servicios de garantía y soporte posventa.

  • Especificaciones de la máquina

    Verifique que las especificaciones de la máquina coincidan con los requisitos del proyecto. Los parámetros esenciales incluyen el diámetro de perforación, la profundidad, la presión, la velocidad de rotación, el par, la potencia, etc. Asegúrese de la compatibilidad y evite retrasos o fallas en el proyecto.

  • Tipos de máquina

    Hay varios tipos de máquinas de perforación subterránea para muchas industrias. Una máquina de perforación subterránea direccional se utiliza para telecomunicaciones, petróleo y gas; una máquina de perforación subterránea exploratoria es para la exploración y extracción de minerales; una máquina de perforación grande se utiliza para proyectos municipales, como la instalación de tuberías debajo de cruces de ríos o autopistas; una plataforma de perforación vertical es para la perforación de pozos de agua o pozos geotérmicos.

Perforación subterránea P&R

P1: ¿Cuáles son las últimas tendencias en tecnología de perforación subterránea?

R1: Las tendencias actuales en tecnología de perforación subterránea incluyen el control inteligente de la perforación, la interoperabilidad, la minería ecológica y la digitalización.

P2: ¿Cuáles son las medidas de seguridad clave para la perforación subterránea?

R2: Las medidas de seguridad clave para la perforación subterránea son una ventilación adecuada, el soporte del terreno, el monitoreo regular de la masa rocosa, la prevención de explosiones de gas, el uso de equipos de protección personal (EPP) y la capacitación para la respuesta a emergencias.

P3: ¿Cuál es el futuro de la perforación subterránea?

R3: El futuro de la perforación subterránea será la automatización y el flujo. Además, la minería sostenible será más importante. De esta manera, el procedimiento de perforación subterránea tendrá un impacto mínimo en el medio ambiente.

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