Guía práctica para elegir brocas de perforación DTH según la estabilidad de la formación: una estrategia práctica que ayuda a los principiantes a evitar errores comunes.
La clave para seleccionar brocas de perforación DTH según la estabilidad de la formación reside en considerar si la formación es propensa al colapso del pozo y si su estructura está intacta, elegir una broca cuyo mecanismo de rotura sea adecuado al terreno y combinar la selección de la broca con medidas apropiadas de protección del pozo. Esto permite equilibrar la calidad del pozo y la eficiencia operativa. En términos generales, las formaciones se clasifican en dos escenarios: formaciones estables y formaciones propensas al colapso, cuya selección se detalla a continuación.
Formaciones estables (p. ej., caliza intacta, mármol denso, arenisca muy coherente). Estas formaciones presentan una estructura intacta y paredes firmes, con un riesgo de derrumbe prácticamente nulo. La selección puede centrarse en maximizar la eficiencia de perforación sin estar limitada por las necesidades de protección de paredes; la mayoría de las brocas DTH son aplicables. Considere las siguientes opciones:
Priorice la perforación de alta eficiencia: elija brocas DTH rotativas. Al cortar la roca a altas velocidades de rotación con una acción de corte continua, se logra un avance significativo. Por ejemplo, en caliza intacta, una broca rotativa con agua limpia como fluido de lavado simplifica las operaciones; velocidades de rotación de 100 a 150 rpm permiten alcanzar velocidades de penetración de aproximadamente 1 a 1,5 m/min, adecuadas para perforaciones de exploración poco profundas y para la perforación de cimentaciones estructurales pequeñas.
Para diámetros de perforación medianos a grandes: seleccione brocas DTH de rodillos cónicos (rodillos dentados). Su acción de corte por rodillos es adecuada para rocas estables de dureza media y proporciona una extracción uniforme de los recortes, lo que las hace apropiadas cuando se requiere un diámetro de perforación mayor (p. ej., perforaciones auxiliares en el desarrollo de galerías mineras). Permiten mantener la eficiencia y reducir el desgaste de la broca.
Para trabajar con intercalaciones duras locales dentro de formaciones estables, utilice brocas compuestas de percusión-rotación. Estas combinan la alta eficiencia de corte de las brocas rotativas en rocas estables más blandas con la acción de percusión para atravesar intercalaciones más duras, evitando cambios frecuentes de broca.
Formaciones propensas al colapso (p. ej., capas de arena suelta, roca meteorizada/fracturada, estratos con numerosas juntas). Estas formaciones son sueltas o presentan numerosas fracturas y tienden a sufrir colapso y desprendimiento de material durante la perforación. La selección debe priorizar la minimización de la alteración de la pared del pozo y la compatibilidad con las medidas de sostenimiento de la pared. Elija brocas que tengan un impacto mínimo en el pozo y que sean compatibles con las técnicas de estabilización.
Primera opción: brocas DTH de tipo rotativo. El corte rotativo es más suave y causa mucha menos erosión o perturbación en la pared del pozo que las brocas de impacto, minimizando el riesgo de colapso. Al usarse con lodo de perforación, este forma una densa capa filtrante en la pared que ayuda a estabilizarla. Controle la velocidad de rotación a no más de 80 rpm y mantenga la presión de lodo entre 0,3 y 0,5 MPa para evitar perturbaciones por alta presión o alta velocidad. Las aplicaciones adecuadas incluyen perforaciones de anclaje para cimientos de metro y perforación de refuerzo de subrasante.
Casos especiales: brocas de rodillos cónicos reforzadas con dientes protectores de calibre. Si la formación propensa a derrumbes contiene gran cantidad de grava fina, una broca rotativa convencional puede resultar ineficiente. Una broca de rodillos cónicos reforzada con dientes protectores de calibre (estabilizadores) proporciona una combinación de corte y percusión ligera para manejar la grava, mientras que los dientes protectores de calibre reducen la ampliación del orificio. Al utilizarse con un lodo de mayor viscosidad para el soporte de la pared, se mejora la penetración y se previene el derrumbe, siendo adecuada para capas superficiales de arena gravosa.
Notas adicionales
Evite usar brocas DTH de impacto estándar en formaciones propensas a derrumbes: sus impactos de alta frecuencia pueden aflojar aún más la pared del pozo y aumentar considerablemente el riesgo de derrumbe. Si su uso es inevitable en casos especiales, combine la broca con estabilizadores de pozo especializados, reduzca la frecuencia de impacto y supervise las condiciones de la pared del pozo en tiempo real.
