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Un equipo de perforación de impacto es una máquina que crea agujeros rectos impulsados por impacto en la tierra o la roca madre. Existen diferentes tipos de equipos de perforación de impacto en función de su geometría y método de montaje.
Equipo de perforación con geometría vertical
El equipo de perforación de impacto vertical crea agujeros verticales. Utiliza una varilla de perforación y una broca alineadas verticalmente. El equipo entrega impactos en la dirección de arriba hacia abajo. La roca madre o la tierra reciben los impactos en la ubicación vertical exacta donde se necesita perforar. Un martillo o maza pesado montado verticalmente entrega los impactos. La maza cae libremente dentro de una guía tubular o barril. La maza impacta la varilla de perforación y la broca golpea el material objetivo. Un cable de parada puede controlar la caída de la maza.
Equipos de perforación de impacto horizontales
Estos equipos perforan horizontalmente o en ángulo. Utiliza una maza o martillo compacto que cabe dentro de un tubo de perforación. La maza o el martillo se desplazan hacia adelante mediante rotación. La perforación de impacto es adecuada para perforaciones circulares o direccionales cortas en ubicaciones confinadas. Estas perforaciones crean pozos de sondeo rápidamente y de forma rentable hasta niveles casi horizontales. También se conocen como tecnología sin zanja.
Impactadores controlados estáticamente
Este método utiliza impactos controlados estáticamente para crear pilotes de desplazamiento. El material del pilote se desplaza sin retirar el suelo o la roca, y el material resistente se escariada en la parte posterior. El método estático no requiere una acumulación de pilotes o una carga directa sobre el material impactado. Reduce la transmisión de energía a las estructuras cercanas. Además, los sistemas de recuperación de energía pueden hacerlo más eficiente.
Los pilotes de desplazamiento son pilotes cilíndricos creados al impactar una carcasa o tubo en el suelo. Luego, el tubo se retira y se bombea concreto.
Impactadores de martillo de caída
Son los impactadores más comunes en los equipos de perforación. El martillo de caída utiliza la gravedad para crear energía de impacto. Un martillo accionado se eleva y libera para impactar la sarta de perforación. Imparte energía directamente a la sarta de perforación.
Impactadores rotatorios-percusivos
Este tipo popular de impactador combina el movimiento rotatorio y la acción percusiva para mejorar el rendimiento de la perforación. La herramienta utiliza un mecanismo accionado por motor para golpear y hacer rotar la broca. Impacta energía directamente tanto a la broca como a la formación. Los impactadores rotatorios-percusivos son más rápidos y proporcionan una mejor penetración de la perforación que los martillos de caída estándar. Son adecuados para formaciones de roca dura, condiciones geológicas y agujeros de gran diámetro.
El principal equipo de perforación de impacto utilizado para perforar roca dura en minas a cielo abierto, el taladro de impacto tiene varios usos más allá de la minería. Sigue siendo más extendido. En las últimas décadas, los pozos de agua potable en los Estados Unidos han sido perforados en más del 90 por ciento utilizando taladros de impacto.
Los equipos de perforación de impacto son ahora la principal tecnología utilizada para perforar pozos geotérmicos. En consecuencia, el taladro de impacto tiene más demanda porque crea muchos sitios para colocar intercambiadores de calor.
Estime que los taladros de impacto direccionales horizontales pueden crear dos o tres sitios de intercambiadores de calor geotérmicos horizontales por cada agujero vertical.
Los taladros de impacto siguen siendo el método preferido para crear agujeros para sistemas geotérmicos de bucle de tierra porque se necesitan menos agujeros para perforar verticalmente, y la perforación horizontal lleva menos tiempo y utiliza menos equipo.
Dirigir la perforación de impacto en alta mar horizontalmente es el método preferido para perforar debajo de masas de agua. También tiene más del 90 por ciento de participación en el mercado en la perforación de petróleo y gas. Sin embargo, no es el método más utilizado en todos los escenarios de perforación en alta mar. En algunas situaciones, como la perforación en aguas poco profundas o cerca de la costa, el sistema rotatorio es más preferible. El sistema de impacto es mejor cuando hay un acceso más fácil al lecho marino o cuando se trata de formaciones de roca dura. En otras situaciones, el sistema de perforación rotatorio es más preferible. Esto es cuando hay formaciones de sedimentos blandos como la plataforma continental o cuando hay una reserva de gas natural o petróleo crudo debajo del lecho marino. En tales casos, se puede utilizar un sistema rotatorio con una broca tricono. Esta es una plataforma de perforación en alta mar que puede acceder de forma confiable al recurso buscado. Es un ejemplo de una plataforma de perforación en alta mar grande, a veces incluso del tamaño de un barco, que puede penetrar fácilmente en el lecho marino para llegar a las capas de la tierra que contienen petróleo y gas.
Los equipos de perforación de impacto en alta mar son máquinas grandes. Se utilizan en mar abierto, a veces a decenas de kilómetros de la costa, para acceder a los yacimientos naturales de petróleo y gas ubicados en las profundidades del lecho marino. Un ejemplo de esta enorme tarea es el uso del "mapa del fondo marino" para identificar posibles ubicaciones de WHP (Plataforma de Pozo). El mapa muestra dónde se encuentran las reservas submarinas de petróleo y gas. El WHP se construye luego en ese sitio utilizando tecnología y maquinaria de perforación sofisticadas, incluido el equipo de perforación de impacto. Esta enorme plataforma se encuentra sobre el nivel del mar, a veces hasta 90 metros de altura. Se utiliza para extraer el petróleo y el gas del lecho marino de forma segura y respetuosa con el medio ambiente.
Los grandes equipos de perforación de impacto en alta mar tienen varios componentes. Estos incluyen el dispositivo de prevención de reventones, el sistema informático de alta tecnología y el sistema de lodo. El BOP, que significa dispositivo de prevención de reventones, es un conjunto de grandes gatos hidráulicos. Su trabajo es evitar lo que se conoce como un reventón. Un reventón es una liberación incontrolada de petróleo crudo o gas natural desde el lecho marino hasta la superficie del océano. Los gatos hidráulicos son grandes bloques que funcionan con energía hidráulica. Los equipos de perforación de impacto en alta mar más nuevos están equipados con "posicionamiento dinámico". Es un sistema que utiliza señales satelitales, sensores y control informático para mantener automáticamente el equipo en la posición correcta mientras se perfora. Los sistemas de posicionamiento dinámico mantienen el equipo en su lugar contra el viento, las olas y la corriente.
Antes de invertir en una máquina de perforación de impacto, los compradores deben investigar a su proveedor para asegurarse de que obtendrán un equipo duradero que pueda funcionar a plena capacidad con necesidades mínimas de mantenimiento. Algunas características básicas que deben conocer para ayudarlos a elegir un equipo de perforación de impacto en venta son:
P1: ¿Cuál es la diferencia entre los equipos de perforación de impacto y los equipos de perforación rotatoria?
A1: Los equipos de perforación de impacto utilizan golpes de alta frecuencia y rotación para fracturar la roca, lo que los hace adecuados para formaciones de roca dura. Los equipos de perforación rotatoria, por otro lado, emplean una sarta de perforación rotatoria para penetrar varios tipos de suelo y formaciones rocosas. Por lo general, se utilizan en formaciones geológicas de blandas a moderadamente duras.
P2: ¿Qué tan importantes son los equipos de perforación de impacto en la industria?
A2: Los equipos de perforación de impacto son cruciales en el sector minero para crear pozos de voladura y pozos de extracción. También contribuyen significativamente a la industria petrolera al facilitar la construcción de pozos de petróleo. Además, los equipos de perforación de impacto juegan un papel clave en el desarrollo de infraestructura al proporcionar cimientos profundos para puentes, pilotes y anclajes.
P3: ¿Cuáles son las tendencias en la tecnología de equipos de perforación de impacto?
A3: La evolución de la tecnología de equipos de perforación de impacto ha dado lugar a múltiples modelos y equipos desarrollados que combinan el método de perforación de impacto con otras técnicas, como la perforación rotatoria.