Após a descoberta preliminar do corpo de minério na parte rasa, o foco do trabalho de exploração geralmente muda de "há ou não mineralização" para "até onde o corpo de minério se estende em profundidade, onde estão seus limites e se é contínuo". Essa mudança não se resume a perfurar mais fundo; as próprias exigências de arranjo dos furos também mudam. As mudanças concentram-se em alguns aspectos quantificáveis: faixa de profundidade do furo, especificação de testemunhagem, ângulo de perfuração, tempo de construção por furo e carga da coluna de perfuração. A seguir, desenvolvemos esses pontos, com os valores de equipamento extraídos dos dados de produto publicados dos modelos CR1200I e CR1600I deste site.
Mudança 1: A faixa de profundidade do furo sobe, e a especificação de testemunhagem precisa ser reajustada
Os furos de controle rasos geralmente têm profundidade na casa das centenas de metros, enquanto os furos de controle profundo sobem uma ou até duas faixas. Os dados do CR1200I deste site especificam: profundidade de referência de 1200 m para bit N, 1600 m para bit B e 700 m para bit H; nos dados do CR1600I, a profundidade de referência para bit B é de 2000 m. A profundidade nominal de uma mesma perfuratriz varia com a especificação de testemunhagem, o que afeta diretamente o projeto do furo ao planejar furos profundos.
Em outras palavras, o aumento da profundidade do furo não é apenas a mudança de um número isolado. Se o trecho de controle profundo exigir testemunho de bit H, o limite de profundidade utilizável será significativamente menor que o do bit N. Ao planejar os furos, deve-se primeiro confirmar o diâmetro do testemunho necessário ao objetivo de controle e, em seguida, retroceder para a faixa de profundidade que este equipamento pode cobrir nessa especificação.
Mudança 2: A proporção de furos inclinados aumenta, e o ângulo de perfuração torna-se uma condição independente
Corpos de minério rasos às vezes podem ser atravessados por furos verticais, mas corpos profundos, controlados pela atitude, frequentemente exigem furos inclinados para atravessar a camada-alvo em um ângulo adequado. Os dados do CR1200I indicam suporte a ângulos de perfuração de 45°–90°. Essa faixa significa que o arranjo dos furos pode incluir furos inclinados além dos verticais, ajustando o ângulo conforme a atitude conhecida do corpo de minério e a direção da linha de exploração, em vez de projetar todos os furos como verticais para baixo.
A mudança de ângulo não afeta apenas a posição da boca do furo. Após alterar o ângulo de perfuração, o estado de tensão da coluna de perfuração dentro do furo, a posição de desgaste da ferramenta de perfuração e a distribuição da resistência ao içamento variam com o ângulo. Portanto, na fase de arranjo dos furos, o ângulo deve ser registrado como uma condição independente, e não como uma observação acessória da posição do furo.
Mudança 3: O tempo de construção por furo se alonga, e a proporção das etapas de guincho e içamento aumenta
Com o aumento da profundidade do furo, a proporção de tempo gasta na extração do tubo interno durante a testemunhagem por cabo aumenta significativamente. Nos dados do CR1200I, a capacidade do guincho de cabo é de 1200 m e a velocidade de içamento é de 116 m/min. Esses dois valores correspondem justamente à etapa auxiliar de extração frequente do tubo interno em furos profundos. Quanto mais profundo o furo, mais tempo é necessário para o mesmo comprimento de manobra, e o espaçamento e o número de furos definidos no arranjo devem ser considerados em conjunto com o ciclo de cada furo.
Os dois conjuntos de valores de içamento e avanço devem ser analisados em conjunto
A força de avanço do CR1200I é de 55 kN e a força de tração é de 160 kN. Em furos profundos, o peso próprio da coluna de perfuração aumenta com a profundidade, e a margem correspondente à força de tração está diretamente relacionada à resistência dentro do furo e ao peso da ferramenta. O valor de 160 kN é uma capacidade do equipamento; a margem realmente utilizável depende da combinação da coluna de perfuração, do ângulo do furo e do estado da parede do furo, e precisa ser verificada conforme as condições do projeto.
Mudança 4: As condições dentro do furo são mais complexas, e os sistemas de lama e hidráulico precisam manter saída estável por mais tempo
Nos dados do CR1200I, a vazão da bomba principal é de 300 L/min e a pressão é de 28 MPa; a vazão da bomba auxiliar é de 120 L/min e a pressão é de 21 MPa; a vazão do sistema de lama é de 150 L/min e a pressão é de 7 MPa. A construção de furos profundos dura muito tempo, e esses sistemas não operam em picos de curta duração, mas mantêm resposta estável por longos períodos. Ao encontrar trechos profundos com fraturas desenvolvidas, retorno de água instável ou perda parcial, os parâmetros da lama precisam ser ajustados conforme o comportamento no furo, e medidas de vedação ou proteção da parede por etapas devem ser consideradas quando necessário.
A compatibilidade de fixação e ferramenta de perfuração afeta as operações na boca do furo
O diâmetro de passagem do fixador deste modelo é de 150 mm, compatível com sistemas de haste NQ, HQ, PQ, NTW, HTW, etc. Furos de controle profundo frequentemente utilizam múltiplas especificações de ferramenta em um mesmo furo, e o maior espaço de passagem oferece margem de configuração para ferramentas de diferentes diâmetros, revestimento e operações na boca do furo.
Mudança 5: Potência e transmissão devem acompanhar a alternância de diferentes camadas rochosas em furos profundos
Furos profundos geralmente atravessam mais tipos de rocha que furos rasos, alternando rocha dura intacta e zonas fraturadas locais. O cabeçote de potência do CR1200I utiliza transmissão por engrenagens, com rotação máxima de 1500 rpm, torque máximo de 2200 N·m e conversão de engrenagens 1:2,2 / 1:3,3. Diferentes combinações de rotação e torque são usadas para corresponder a diferentes especificações de testemunhagem e dureza da rocha. O motor é Cummins 6BTAA5.9, com cilindrada de 5,9 L, potência nominal de 132 kW e rotação nominal de 2200 rpm.
Mudança 6: A organização de deslocamento e posicionamento dos furos também se ajusta
Furos de controle profundo têm ciclo longo por furo e muitos equipamentos auxiliares, tornando o custo de organização a cada mudança de posição maior que em projetos rasos. O CR1200I adota plataforma integrada sobre esteiras, mastro dobrável e deslocamento lateral hidráulico. Esse tipo de estrutura reduz a desmontagem e remontagem repetitiva entre estação de potência, módulos hidráulicos e sistema de mastro, sendo adequado para disposição contínua de furos na área de exploração. Existe uma correspondência entre a densidade do arranjo de furos e o modo de deslocamento do equipamento, o que deve ser considerado em conjunto ao elaborar o projeto de furação.
| Etapa | Valores publicados do CR1200I | Mudança correspondente no arranjo dos furos |
|---|---|---|
| Profundidade e especificação do furo | N 1200 m / B 1600 m / H 700 m | O limite de profundidade varia com a especificação de testemunhagem e deve ser pareado com o objetivo de controle |
| Ângulo de perfuração | 45°–90° | Furos inclinados podem ser dispostos conforme a atitude do corpo de minério |
| Guincho | Capacidade de cabo 1200 m, velocidade de içamento 116 m/min | A proporção de tempo de extração do tubo interno aumenta em furos profundos |
| Avanço e tração | Força de avanço 55 kN, força de tração 160 kN | A carga da coluna de perfuração em furos profundos recai sobre este conjunto de valores |
| Hidráulico e lama | Bomba principal 300 L/min, 28 MPa; lama 150 L/min, 7 MPa | Saída estável por longos períodos é premissa para furos profundos |
Quais condições não estão especificadas nos dados e precisam ser confirmadas separadamente na fase de arranjo
- O espaçamento específico e a malha de exploração dos furos de controle profundo dependem da escala do corpo de minério e dos resultados existentes, não abordados nos dados deste site.
- Se a profundidade real do furo pode atingir o valor nominal está relacionado às condições geológicas, controle de desvio, combinação da coluna de perfuração e modo de operação; os dados já indicam que o efeito final está sujeito às condições de campo.
- A formulação do fluido de perfuração, materiais de vedação e esquema de proteção da parede na fase profunda são escolhas de processo e devem ser determinados separadamente conforme as condições geológicas.
- O método de controle de desvio e a frequência de medição para furos inclinados precisam ser organizados conforme os requisitos técnicos do projeto; os dados não fornecem regulamentação específica.
De modo geral, após o corpo de minério passar do controle raso para o profundo, o arranjo dos furos muda simultaneamente em faixa de profundidade, especificação de testemunhagem, ângulo de perfuração, ciclo por furo e carga da coluna de perfuração. Essas mudanças correspondem a diferentes capacidades da perfuratriz, e nenhuma delas isoladamente é suficiente para julgar se o equipamento é adequado.