Na tabela de parâmetros do CR1000P, a seção do cabeçote de potência rotativo apresenta três linhas: transmissão direta pelo eixo principal, rotação máxima de 1250 rpm e torque máximo de 1100 N·m. Na mesma documentação, na unidade de lama, há também um valor de 1500 rpm — que é a rotação do agitador de lama. Os dois valores têm a mesma unidade, mas apontam para sistemas completamente diferentes. Este artigo discute apenas o que o valor de 1250 rpm do cabeçote de potência realmente restringe na extração de testemunhos em furos profundos, e o que ele não pode explicar.
1250 rpm descreve o limite de rotação do próprio cabeçote de potência
Primeiro, é preciso esclarecer a que se refere o valor. 1250 rpm está escrito na coluna do cabeçote de potência rotativo, juntamente com o modo de acionamento (motor hidráulico de engrenagens), o modo de transmissão (transmissão direta pelo eixo principal) e o diâmetro máximo aplicável da haste de perfuração de 114 mm. Este é um valor fornecido pelo sistema: a rotação máxima que o eixo principal do cabeçote de potência pode atingir, desde que as condições hidráulicas e de transmissão o permitam.
Ele precisa ser distinguido de dois outros valores. O primeiro é o de 1500 rpm do agitador de lama, que é a rotação do próprio dispositivo de agitação; o segundo é o de 3000 / 1450 rpm do motor elétrico, que é a rotação do lado da fonte de potência, e entre ele e a rotação do eixo principal ainda há a transmissão hidráulica. Se esses três valores forem registrados como se fossem o mesmo tipo de parâmetro, as comparações subsequentes perderão a base de referência.
A rotação restringe a etapa de rotação, não o ritmo de perfuração de todo o equipamento
A perfuração para extração de testemunhos pode ser dividida, de forma aproximada, em várias etapas de trabalho simultâneas: rotação, avanço axial, circulação de lama e içamento por cabo. O CR1000P possui valores próprios para cada etapa.
- Rotação: rotação máxima de 1250 rpm, torque máximo de 1100 N·m
- Axial: força de avanço de 67 kN, força de tração de 130 kN, curso de avanço de 1,8 m
- Circulação: vazão de lama de 100 L/min, pressão de lama de 7 MPa
- Auxiliar: capacidade de cabo de 1200 m (cabo de aço de 6 mm), força de elevação com tambor vazio de 14,5 kN, força de elevação com tambor cheio de 6,9 kN
1250 rpm aparece apenas no primeiro grupo. Ele pode indicar o limite de rotação do cabeçote de potência, mas não substitui a avaliação da carga axial, da vazão do fluido de lavagem e da capacidade de içamento para determinar a viabilidade de um furo profundo.
Condições em que 1250 rpm aparece na documentação
O CR1000P tem profundidade de referência de 1150 m para BQ, 1000 m para NQ e 550 m para HQ; à medida que o diâmetro de extração de testemunhos diminui, a profundidade de referência aumenta. No entanto, o mesmo equipamento possui apenas um valor de rotação máxima para o cabeçote de potência, o que por si só indica: a rotação nominal é o limite do equipamento, e a rotação efetivamente utilizada sob diferentes profundidades, diâmetros e formações rochosas é outra questão.
Na documentação, juntamente com a rotação, estão escritos o ângulo de perfuração de 45°–90°, o comprimento aplicável da haste de perfuração de 1 / 1,5 m e o diâmetro máximo aplicável da haste de perfuração de 114 mm para o cabeçote de potência. Esses itens, em conjunto, constituem os limites de operação do sistema de rotação, e a leitura isolada de qualquer um deles não é suficiente.
Com o aumento da profundidade do furo, a rotação enfrenta variações de carga
Após a seção do cabeçote de potência, a documentação afirma explicitamente: à medida que a profundidade do furo aumenta, o peso da haste de perfuração, o atrito da parede do furo e a influência do desvio do furo tornam-se mais evidentes; o operador deve ajustar oportunamente a pressão de perfuração, a rotação e o fluido de lavagem de acordo com as variações de torque e resistência à retirada da haste, evitando perfurar forçadamente de forma contínua em condições anormais.
Essa frase coloca a rotação em uma relação dinâmica. 1250 rpm é o limite que o cabeçote de potência pode atingir, mas a rotação efetivamente selecionada no furo é influenciada por vários fatores: o tipo de broca e o modo de corte, o grau de integridade da formação rochosa atual, a capacidade do fluido de lavagem de remover os detritos de rocha e a resistência à rotação causada pelo peso próprio da coluna de hastes. Em furos profundos, se os parâmetros de perfuração não corresponderem às condições do furo, o problema aparecerá primeiro no torque e na resistência à retirada da haste, e não no indicador de rotação.
Dois desvios comuns de leitura
O primeiro é analisar 1250 rpm separadamente do torque. Os dois valores na mesma linha correspondem a duas cargas da mesma coluna de perfuração — o torque necessário para girá-la e a capacidade de girá-la a uma determinada rotação. Os 1100 N·m e 1250 rpm do CR1000P vêm do mesmo cabeçote de potência e não podem ser combinados de forma cruzada com o torque e a rotação de outro equipamento.
O segundo é considerar 1250 rpm como um indicador de eficiência de perfuração. A documentação não fornece a taxa de penetração mecânica alcançável com uma determinada rotação para uma formação rochosa correspondente, nem a variação da vida útil da broca em diferentes rotações. Para determinar a eficiência que um equipamento pode alcançar em uma determinada área de mineração, é necessário considerar em conjunto as condições do local, as ferramentas no furo e o modo de operação, conforme a própria documentação já observa.
O que a documentação deste equipamento não responde
As questões a seguir não encontram base nos dados públicos do CR1000P e precisam ser confirmadas separadamente com o fabricante ou o responsável pelo projeto: quais condições específicas de operação correspondem a 1250 rpm, o comportamento de aumento de temperatura do sistema hidráulico ao usar essa rotação continuamente, as faixas de rotação recomendadas para diferentes formações rochosas e a relação entre rotação e seleção de broca. Esses aspectos pertencem ao processo e à operação no local, não estando ao alcance de um único valor na documentação.
Da mesma forma, a capacidade de cabo de 1200 m e a velocidade de elevação de 116 m/min indicam a capacidade do sistema de içamento e não devem ser agrupadas com os 1250 rpm do cabeçote de potência para avaliar a capacidade de perfuração do equipamento.