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¿Qué es la perforación diamantina direccional?

La perforación diamantina direccional es perforación diamantina en la que la trayectoria del sondeo se diseña en tres dimensiones y se dirige a propósito, para que alcance un objetivo elegido dentro de una precisión acordada (Coring Magazine). En exploración minera se usa para llegar a objetivos profundos o de difícil acceso, para abrir sondeos hijos desde un sondeo padre y para devolver a su línea un sondeo que se desvía.

¿Qué abarca el término?

La expresión se usa de dos maneras. En este sitio significa cualquier dirección intencionada de un sondeo diamantino, con cuña, motor de fondo o herramienta direccional. Algunos proveedores usan Directional Core Drilling, DCD, para un solo método: un tubo sacatestigos dirigible que recupera testigo mientras el sondeo se curva (IMDEX). Cuando se trata de ese método concreto, este sitio dice tubo sacatestigos dirigible.

Algunos términos aparecen en todo programa direccional. El sondeo padre, también llamado sondeo madre, se perfora primero. Un sondeo hijo, o ramal, parte de un punto a lo largo de él. El punto de desvío, kick-off point, es la profundidad a la que se gira el sondeo. La severidad de la curvatura, dogleg severity, es el ritmo de curvatura, expresado en grados por 30 m, y es el límite de gran parte del trabajo direccional (Coring Magazine).

¿En qué se diferencia de la perforación horizontal dirigida (HDD)?

La HDD es un método sin zanja para instalar tuberías, conductos o cables. Un equipo en superficie perfora un arco piloto poco profundo de un punto de la superficie a otro, lo ensancha y después tira de la tubería a través de él (Wikipedia, Directional boring). El sondeo es el producto. En la perforación diamantina direccional el producto es el testigo de roca y una medición de dónde procede, y el sondeo termina en un objetivo en profundidad, no de vuelta en la superficie. En la zona de la mina de Kevitsa, en Finlandia, por ejemplo, tres sondeos dirigidos alcanzaron 1000 m, 1100 m y más de 1200 m (Coring Magazine).

¿En qué se diferencia de la perforación direccional de petróleo y gas?

La idea es la misma; la escala y las herramientas, no. En petróleo y gas el método más común es un codo cerca de la broca en un motor de fondo de lodo: el motor hace girar la broca mientras la sarta no rota, así que la broca perfora hacia donde apunta. Los sistemas rotativos direccionales dirigen mientras gira toda la sarta (SLB Energy Glossary).

La perforación diamantina usa barras wireline de pared delgada en sondeos pequeños. La rigidez de la barra se multiplica por más de dos de un tamaño al siguiente, por ejemplo de NQ a HQ, así que las sartas más grandes perforan más rectas pero se cargan más en una curva (Boart Longyear). Incluso los números se escriben de otra forma: en perforación diamantina un sondeo vertical es -90 grados y uno horizontal 0, mientras que en petróleo y gas el vertical es 0 y el horizontal 90 (Coring Magazine).

¿Cuándo la necesita un programa de exploración?

Objetivos profundos. Cuanto más profundo es el sondeo, más probable es que se desvíe (Epiroc). Boart Longyear señala que una zona profunda bajo cobertura puede hacer que muchos sondeos desde superficie sean difíciles y peligrosos de perforar, y describe un proyecto típico como un sondeo madre de 915 m con tres o cuatro ramales hacia distintos objetivos (Boart Longyear).

Sondeos hijos desde un sondeo padre. Copper Giant perforó los sondeos hijos MD-059 y MD-060 desde el sondeo madre MD-057, con puntos de desvío a 269 m y 249 m, para probar más objetivos desde una sola plataforma (comunicado de Copper Giant).

Corregir un sondeo que se desvía. La perforación direccional puede devolver un sondeo a su rumbo cuando se aparta de la trayectoria prevista (Boart Longyear). Nuestra página sobre cómo corregir un sondeo trata las opciones.

Límites de acceso. Un objetivo puede estar bajo un banco de la mina a cielo abierto o bajo un terreno donde no se puede construir una plataforma (Boart Longyear). En Kevitsa la zona de la mina tenía pocos emplazamientos adecuados para perforar, y en el proyecto Sakatti de Anglo American los humedales solo son accesibles para el equipo en invierno (Coring Magazine, Coring Magazine).

Perforación de relleno. Los sondeos hijos pueden aumentar la densidad de perforación dentro de un recurso sin nuevas plataformas. Copper Giant los usó para apoyar la conversión de recursos inferidos en indicados (comunicado de Copper Giant). En Sakatti el mismo método dirigió seis sondeos para seguir la línea de un túnel previsto, con 3000 m de testigo continuo (Coring Magazine).

¿Qué la limita?

Las barras. Una barra NQ doblada hasta el máximo recomendado de 1,0 grado a lo largo de su longitud presiona contra la pared del sondeo con unos 9 kN, lo que genera par, desgaste de las barras y, en el peor caso, rotura por fatiga (Boart Longyear). Por eso las curvas tienen que ser graduales. La roca sigue empujando el sondeo fuera de su línea mientras se dirige, así que toda curva prevista es una estimación hasta que la medición de desviación la confirma (Coring Magazine).

Dónde encaja Navilo

Navilo está desarrollando una broca direccional de frente completo para N y H que se enrosca en el tubo sacatestigos estándar del contratista. No recupera testigo y usa un principio de apuntar la broca, point-the-bit, consolidado en la perforación direccional de petróleo y gas y adaptado a la perforación diamantina. La herramienta está en fase de prototipo y no ha publicado datos de campo. Los ensayos de H están previstos para el primer trimestre de 2027 y los de N durante 2027. Las cifras de rendimiento son objetivos de diseño que requieren pruebas. La fuerte demanda de H le da prioridad, y el desarrollo de N viene después. Más sobre cómo dirige y el programa piloto.

Fuentes