Nos dados do WR450SE, a força de elevação de 20 T aparece junto com vários números: profundidade máxima de perfuração de 450 m, haste de perfuração de 6 m, diâmetro recomendado da haste de 89 / 102 mm, velocidade de elevação rápida de 30 m/min, guincho auxiliar de 1,1 T (opcional 2,5 T). A coluna da força de elevação não corresponde diretamente ao objetivo do projeto como a profundidade de perfuração; ela é mais uma grandeza intermediária — conecta o peso da coluna de perfuração acima e as operações de descida e subida da haste, revestimento e tratamento de anomalias no furo abaixo. Este artigo analisa apenas o que esse valor numérico é usado para suportar em furos de nível 450 metros, e quais partes não têm conclusões quantitativas nos dados.
Primeiro, distinga: força de elevação não é igual à capacidade de perfuração
A força de elevação descreve quanto peso o sistema de elevação pode levantar do conjunto de perfuração, enquanto o torque de rotação descreve quanto peso a ferramenta pode acionar no fundo do furo; ambos atuam em direções diferentes dentro do furo. O torque máximo de rotação fornecido pelo WR450SE é de 9000 / 4500 N·m, correspondendo à velocidade máxima de rotação de 90 / 180 r/min. Misturar força de elevação e torque em um único número pode levar a pensar erroneamente que os dois podem ser convertidos — os dados não fornecem essa relação de conversão.
Outra coisa facilmente confundida é que 20 T de força de elevação não é o peso máximo que este equipamento pode içar. A coluna de perfuração no furo, o atrito da parede do furo, se há revestimento, se está preso, tudo isso faz com que a carga real a ser superada se desvie do peso líquido da ferramenta de perfuração. Os dados posicionam a força de elevação de 20 T como "satisfazendo a descida e subida de hastes de perfuração convencionais de nível 450 metros, recuperação de martelo de fundo e parte das operações de revestimento", o que é uma declaração de condições de uso, não uma promessa quantitativa de margem de carga.
Quanto mais próxima a haste de perfuração da próxima, mais a carga aumenta
Para uma profundidade de furo de 450 metros com hastes de 6 m, o número teórico de hastes necessárias é determinado pela profundidade do furo dividida pelo comprimento de uma haste; quanto maior o diâmetro do furo, o peso por unidade de comprimento da haste também varia. Os dados recomendam dois diâmetros de haste, 89 mm e 102 mm, mas não fornecem separadamente o peso total da coluna de perfuração correspondente a qualquer profundidade de furo. Portanto, ao projetar um poço específico, o comprimento, diâmetro e número de hastes precisam ser calculados separadamente de acordo com as especificações reais da haste selecionada, e então o resultado do cálculo deve ser comparado com a força de elevação de 20 T para ver se está dentro de uma faixa razoável.
À medida que a profundidade do furo aumenta, há duas cargas adicionais que não estão no peso líquido da ferramenta de perfuração: primeiro, o atrito da parede do furo; segundo, os detritos de perfuração que podem permanecer acima da ferramenta no fundo do furo durante a subida. Os dados mencionam, na descrição da zona de fratura, queda de blocos, vazamento de ar e prisão da haste; na descrição do aquífero, mencionam que a entrada de água altera o estado de trabalho dentro do furo. Tudo isso ocorre além da força de elevação de 20 T e não pode ser usado diretamente para calcular "até que profundidade pode levantar".
Além da força de elevação, a mesma etapa de operação tem três itens complementares
| Item de parâmetro | Valor nos dados | Em qual etapa de operação aparece |
|---|---|---|
| Velocidade de elevação rápida | 30 m/min | Retorno do cabeçote de potência, operação da haste de perfuração e outras ações auxiliares |
| Velocidade de avanço rápida | 55 m/min | O mesmo acima, direção oposta |
| Força de elevação do guincho auxiliar | 1,1 T (2,5 T opcional) | Manuseio da ferramenta de perfuração, upgrade opcional para projetos com acessórios pesados |
| Curso da sapata hidráulica | 1,6 m | Nivelamento e suporte |
A velocidade de elevação rápida é facilmente entendida como velocidade de subida da haste, mas os dados dizem que é "usada para retorno do cabeçote de potência, operação da haste de perfuração e outras ações auxiliares, podendo reduzir o tempo não produtivo, mas não representa diretamente a velocidade real de avanço na rocha". Esta frase limita o uso do valor de 30 m/min a ações auxiliares; ao ler, não o estenda para eficiência de perfuração.
O guincho auxiliar de 1,1 T e a elevação principal de 20 T são dois sistemas, e os objetos de atuação também são diferentes: a elevação principal corresponde à coluna de perfuração no furo, enquanto o guincho auxiliar corresponde ao manuseio da ferramenta de perfuração no solo. Os dados mencionam que, quando o martelo de fundo, revestimento ou outros acessórios são pesados no projeto, pode-se considerar o upgrade para a configuração de 2,5 T.
A relação entre força de elevação, diâmetro do furo e formação geológica não é fornecida nos dados
A faixa de diâmetro de perfuração do WR450SE é de 105–400 mm; os dados correspondem o diâmetro do furo, o torque de rotação e a pressão de ar a diferentes estados de trabalho: para grandes diâmetros, rocha dura ou seções de furo com maior resistência, usa-se a marcha de baixa rotação e alto torque; para estágios com resistência relativamente menor, usa-se a marcha de alta rotação; para perfuração com martelo de fundo pneumático, recomenda-se pressão de trabalho de 1,2–3,5 MPa e consumo de ar de 16–55 m³/min. Esses três grupos de parâmetros têm suas próprias correspondências, mas os dados não fornecem uma tabela de conversão de "quanto comprimento de coluna de perfuração a força de elevação de 20 T pode levantar sob um determinado diâmetro de furo", nem listam a demanda de força de elevação para operações de revestimento sob diferentes diâmetros de furo.
Ao projetar um poço na prática, é necessário complementar informações como o diâmetro do poço, as especificações da ferramenta de perfuração e do revestimento a serem inseridos, e o atrito estimado dentro do furo, para então julgar se a força de elevação de 20 T tem margem. A frase nos dados "após o aumento da profundidade do furo, o peso próprio da haste e o atrito da parede do furo aumentam, portanto, ao encontrar resistência anormal na subida da haste, deve-se primeiro avaliar a parede do furo, a remoção de detritos e o estado da ferramenta, e então adotar medidas como limpeza do furo, subida lenta ou revestimento" pode ser usada para determinar a direção de tratamento em condições anormais, mas não constitui procedimento de operação segura.
Coloque a força de elevação de volta nas condições da máquina completa
A força de elevação de 20 T é combinada com um sistema de potência de 92 kW, peso total da máquina de cerca de 8,5 T, dimensões externas de aproximadamente 5,85 × 1,8 × 2,4 m e velocidade de deslocamento de cerca de 2,5 km/h, com ângulo máximo de subida de referência de 21°. Esses parâmetros restringem respectivamente potência, transferência e adaptação ao local, e não têm relação de conversão com a força de elevação em si, mas juntos determinam as condições gerais desta máquina para assumir furos de nível 450 metros. Em solo mole, devem-se usar placas de apoio para evitar recalque das sapatas; antes da transferência, deve-se confirmar a capacidade de suporte do solo e a situação da inclinação; esses são itens de alerta claros nos dados.
O último parágrafo dos dados afirma: devido a diferenças nas condições geológicas reais, ferramentas dentro do furo, ângulo de perfuração e métodos de operação, a eficiência final de perfuração, profundidade e resultado do poço devem ser baseados nas condições do local. A mesma frase se aplica à força de elevação de 20 T — ela fornece a capacidade de elevação para operações convencionais de nível 450 metros; para um poço específico, o conjunto de ferramentas e o arranjo do revestimento ainda precisam ser calculados separadamente na fase de projeto. As partes de conversão e métodos não cobertas pelos dados precisam ser confirmadas com o fabricante ou engenheiros antes do uso.