Barras de perforación espirales en la minería del carbón: las reglas de operación que mantienen la sarta intacta.
La perforación subterránea de carbón es implacable con los equipos. El espacio es reducido, está húmedo, las formaciones cambian sin previo aviso y, cuando algo falla a 200 metros de profundidad, no se puede simplemente izar la pieza con una grúa y empezar de nuevo. De todos los componentes de la sarta de perforación, la varilla espiral es la que más sufre: transmite torsión, transporta los detritos y se flexiona con cada cambio de formación, todo a la vez.
La diferencia entre una varilla de perforación que dura meses y una que se rompe al tercer agujero suele radicar en los primeros cinco minutos de funcionamiento y en los últimos cinco. Esto es lo que importa.
Antes incluso de empezar: La inspección de cinco minutos
Tienes una pila de varillas en el estante y un agujero que taladrar. La tentación es coger la primera que encuentres y empezar a girarla. Pero las varillas de perforación en espiral tienen algunos fallos que pasan desapercibidos hasta que los buscas, y todos se manifiestan en el peor momento posible.
Primero: haga rodar cada varilla sobre una superficie plana antes de conectarla. Cualquier espacio visible entre la varilla y la superficie indica que está doblada. Una varilla doblada en un agujero profundo no solo perfora torcida, sino que se agita dentro del pozo, golpea la pared con cada giro y ejerce cargas de fatiga cíclicas sobre cada conexión roscada que se encuentra encima. Una varilla doblada es inservible. No intente enderezarla.
Segundo: revise las hélices. Las soldaduras donde la hélice se une al tubo central concentran la tensión. Busque fisuras finas que se extiendan desde la raíz de la soldadura; son pequeñas, pero se propagan rápidamente al comenzar a taladrar. Golpee las hélices con el mango de una llave inglesa. Un golpe sordo indica que el metal está sólido. Un sonido metálico indica que la soldadura se ha roto y la hélice está suelta.
Tercero: estado de la rosca. Unas roscas limpias y secas son imprescindibles, ya que impiden que toda la sarta de perforación se desenrosque a profundidad. El polvo de carbón y el lodo acumulados en la base de la rosca impedirán el acoplamiento completo. Una varilla de perforación roscada solo al 80% se aflojará bajo torsión. Cepille las roscas con un cepillo de alambre, límpielas con aire comprimido si dispone de él y aplique compuesto para roscas antes de cada conexión. No utilice grasa, sino un compuesto antigripante adecuado para el par de torsión que esté aplicando. La grasa se degrada con el calor y la presión; el compuesto para roscas no.
Última comprobación de alineación: la plataforma, la varilla de perforación y el pozo deben estar en el mismo eje. Incluso una pequeña desalineación en el collarín genera una tensión de flexión considerable a 100 metros. Alinee correctamente y sus varillas se lo agradecerán evitando que se rompan.
Cómo empezar el hoyo: La regla de los 300 milímetros
La función de una varilla de perforación en espiral en la extracción de carbón es doble: transmitir la rotación a la broca y extraer los detritos del pozo mediante las espirales. Ambas funciones requieren que la varilla gire dentro de un pozo correctamente perforado. Sin embargo, al inicio de la perforación, no existe un pozo propiamente dicho, solo una varilla que intenta crearlo.
Aquí es donde entra en juego la regla de los 300 milímetros. Para los primeros 300 milímetros de perforación (aproximadamente 30 cm), mantenga las RPM bajas. Entre 100 y 150, no más. Mantenga una presión de avance baja. El objetivo no es la máxima penetración, sino permitir que la broca cree un orificio limpio y recto que la varilla pueda seguir. Hasta que no se alcance esa profundidad inicial, la varilla no tiene soporte lateral y se deformará en el extremo del collar si se gira demasiado rápido.
Una vez superados los 300 milímetros y con la pared del orificio guiando el proceso, puede comenzar a aumentar la velocidad. Incremente las RPM gradualmente hasta alcanzar el rango objetivo: entre 150 y 300 RPM es lo habitual para las perforadoras de la serie CMS1 en carbón, con el límite inferior para vetas de carbón duro y el superior para vetas de carbón blando. La velocidad de avance debe estabilizarse entre 0,5 y 1,5 metros por minuto, según las condiciones.
Interpretación de los recortes de perforación: La habilidad más subestimada en la perforación de carbón
Hay algo que distingue a los perforadores experimentados del resto: vigilan los recortes de perforación. No ocasionalmente, sino constantemente.
Las varillas de perforación espirales están diseñadas para expulsar los recortes a través de las aletas a medida que la varilla gira. Si los recortes fluyen de forma constante fuera del collar, el pozo está en buen estado. Si el flujo se detiene, aunque sea por unos segundos, algo ha cambiado. Quizás la broca encontró una zona blanda y está generando más virutas de las que las aletas pueden evacuar. Quizás la pared del pozo se ha derrumbado parcialmente detrás de la broca. Quizás el fluido de revestimiento no está llegando al frente de perforación.
Sea cual sea el motivo, la respuesta es la misma: detenga la alimentación inmediatamente, mantenga la rotación y retroceda la varilla una corta distancia (aproximadamente un metro) para eliminar lo que esté bloqueando las paletas. Luego, vuelva a introducirla lentamente. Forzar la varilla hacia adelante cuando no salen es la forma de compactar el anillo, y un anillo compactado es una varilla que está a punto de atascarse.
El principio es simple: si no salen chips, no profundices. Punto.
Cuando las cosas salen mal bajo tierra
La perforación de pozos de carbón presenta algunos modos de falla que la perforación en superficie no tiene. Las surgencias de gas, las filtraciones de agua y los colapsos repentinos de la formación son posibilidades reales, y la respuesta del operador determina si se trata de un incidente o un desastre.
Para problemas mecánicos (varilla atascada, conexión bloqueada), la regla es la misma que con cualquier herramienta de fondo de pozo: no la fuerce. Deje de alimentar. Reduzca las RPM a baja velocidad e invierta la rotación suavemente. Mueva la varilla hacia arriba y hacia abajo con movimientos cortos mientras la gira lentamente en sentido inverso. Las espirales ayudarán a eliminar la obstrucción si les da tiempo. Tirar de una varilla de perforación atascada con toda la fuerza de retracción es la manera más rápida de romperla por la rosca más débil, y sacar una varilla rota de un pozo de carbón no es precisamente un buen comienzo de jornada.
En situaciones críticas para la seguridad —como un aumento repentino de la concentración de gas, una salida repentina de agua del pozo o cualquier indicio de reventón— no existe un procedimiento de solución de problemas. Desconecte la energía de la plataforma inmediatamente. Evacúe la zona. Informe de lo sucedido. Ningún equipo vale la pena permanecer en una zona comprometida.
Extracción: Dónde se dañan más las cañas de pescar
Irónicamente, las varillas de perforación helicoidales se dañan más al extraerlas que al perforar. La causa principal es la rotura de las conexiones roscadas. La forma correcta de hacerlo: una vez sujeta la varilla, gírela lentamente en sentido inverso; no fuerce la conexión con una rotación rápida en sentido inverso. Si la conexión no se afloja con un par de torsión bajo, ajústela manualmente con una llave antes de volver a aplicar potencia. La rotación rápida en sentido inverso en una conexión apretada dañará las roscas, y una vez que esto sucede, la varilla queda inservible.
Después de retirar cada varilla de la cuerda, límpiela. Los restos de carbón que quedan en las aletas y en la base de los hilos se secan formando una costra similar al cemento, mucho más difícil de eliminar al día siguiente. Una limpieza rápida y la aplicación de un spray antioxidante en los hilos solo toma treinta segundos por varilla. Los protectores de hilo se colocan antes de guardar la varilla en el soporte. Las varillas almacenadas sin protectores acumulan golpes en las crestas de los hilos, y un hilo dañado se enroscará incorrectamente la próxima vez que se enrosque.
Nada de esto es complicado. Pero los equipos que lo hacen de forma constante son los que no están pidiendo por radio una herramienta de pesca.
