8/14/2019 La mquina de perforacin

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La mqu ina de perf oracinLa maquinaria de perforacin empleada en la ejecucin de la Tablerode control tcnica PHD es tan variadacomo variados son los fabricantes de

las mismas El tamao de estasmquinas comprende desde equiposcompactos para instalacin de tuberasde pequeos dimetros y distanciascortas, hasta equipos muy grandescapaces de instalar por vanoskilmetros tuberas de gran dimetroLa seleccin del equipo a emplearestar en funcin de la traccinnecesaria para instalar la tubera en la

perforacin De igual manera existeuna amplia variedad de herramientasde ataque, ensanchadores y sistemas de direccionamiento

De manera general, todas estas mquinas poseen tres funcionesprincipales: rotacin (torque) , fuerza de empuje y fuerza de traccin.La clasificacin estandarizada de estos equipos normalmente se basaen su capacidad de traccin expresada en libras-fuerza, aunque en

algunas ocasiones se hace mayor nfasis en su capacidad de torque,expresada en libras-pie.

Los equipos de perforacin direccional empleados normalmente sonequipos de perforacin autopropulsados, montados sobre orugasy que no requieren de mayores preparaciones para la ejecucin deperforaciones ms que la localizacin de los puntos, sobre lasuperficie de entrada y salida, a diferencia de los llamados "topos deperforacin horizontal, los cuales requieren la elaboracin de

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excavaciones en cajn en los puntos de comienzo y fin de laperforacin y a la profundidad de instalacin la cual es eminentementeen lnea recta con grandes limitaciones en el direccionamiento parasortear diferentes obstculos.

Existen dos caractersticas esenciales en cualquier tipo de mquina deperforacin direccional, la primera es el rack de empuje o impulso, elcual empuja a la sarta de perforacin a travs del suelo para crear laperforacin piloto y posteriormente hala la tubera a instalar a travsde la perforacin previamente elaborada durante la operacin deensanchamiento Las inclinaciones tpicas de este rack de empujevanan dependiendo el equipo empleado pero normalmente seencuentran entre 10a a 20a respecto a la horizontal, la segundacaracterstica es el motor y el sistema de para hacer rotar la sarta de

perforacin y as proporcionar el torque adecuado.Las mquinas de perforacin tambin pueden ser clasificadas en dosgrandes tipos unidades auto-contenidas y unidades remotas Lasmquinas auto-contenidas tienen la unidad de potencia, la sarta deperforacin y el rack montados en el chasis Las unidades remotasposeen la unidad de potencia unida permanentemente auna cama otriler y tiene mangueras hidrulicas para transmitir la potenciagenerada a la sarta de perforacin Cabe sealar que las unidadesauto-contenidas son ms populares debido a la facilidad de transportey operacin.

Algunas mquinas auto-contenidas poseen tanques de mezclado ybombeo para el fluido de perforacin, junto con los sistemas depotencia, vlvulas y sistemas de control De manera adicional, a estosequipos se les puede aadir sistemas de mezclado y bombeo.

Las capacidades de las mquinas de perforacin horizontal varanconsiderablemente dependiendo del tipo de suelo a travs del cual sellevar a cabo el proceso de perforacin De manera general los suelosarcillosos homogneos son los suelos ms favorables para la

aplicacin de la tcnica PHD, en tanto que los suelos arenosospueden presentar problemas, especialmente si se encuentran debajodel nivel fretico. Los suelos gravosos pueden ser muy difciles deperforar.

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Herramientas de perfo racinDebido a la enorme variedad con la que se presentan los suelos en lanaturaleza, no nicamente en su composicin, sino en su interaccin,adems de considerar que las condiciones de los suelos usualmente

no son homogneas a lo largo de toda la ruta de perforacin, laseleccin del tipo de herramientas ms adecuadas, en las etapas deperforacin y ensanchamiento, es de suma trascendencia.

Actualmente existen en el mercado una gran variedad de herramientasde ataque que estn diseadas para diversas condiciones en las quepuede encontrarse el suelo en el momento de realizar la operacin deperforacin.

Sartas de perfo racinLas sartas de perforacin, tambin conocidas como tubera deperforacin requieren poseer caractersticas especficas; Deben tenerla suficiente resistencia longitudinal para soportar el empuje y traccinproducto de la operacin de la mquina de perforacin, suficienteresistencia a la torsin para soportar el torque proporcionado por lamquina y ser adems lo suficientemente flexible para permitir loscambios de direccin de la perforacin. Adicionalmente, deben ser loms ligeras de modo que se facilite su transporte y manejo adems de

resistir los efectos de la abrasin.La longitud de estos elementos est en funcin del tipo de mquina deperforacin empleada y del espacio disponible. De manera comn losequipos de perforacin empleados en la tcnica PHD usan sartas deentre 4 y 5 metros de longitud. La uniones entre sartas normalmenteson roscadas aunque existen modelos de tipo bayoneta(machihembrados).

El lodo d e perforac inEl lodo de perforacin es un fluido compuesto por agua y un tipoespecial de arcilla conocida como bentonita59 el cual es bombeado atravs de la sarta de perforacin mientras se ejecuta el proceso debarrenacion. Su composicin se ajusta conforme cambian lasexigencias de la perforacin por cuanto a profundidad y naturalezadelos materiales encontrados.

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Principales funciones con las que debe cumplir el lodo de perforacinson: Estabilizar las paredes de la perforacinEnfriar la herramienta de ataque Formar un recubrimientodelgado e impermeable contra la pared dela perforacin que no permite la filtracin de agua en la formacingeolgica Permitir la formacin de agentes densificantes Remover los escombros resultados de la perforacin y transportarloshacia la superficie Soportar parte del peso del taladro Proporcionar potenciahidrulica a la herramienta de perforacin.

Durante el proceso de perforacin, un factor crtico de xito en la

ejecucin es el control que sobre esta perforacin se tenga. Exceptoalgunos casos aislados donde no es necesario el empleo de agentesestabilizantes (v g barrenaciones en rocas), de manera comn serequiere de un cuidadoso diseo que contemple las condiciones msdesfavorables del suelo con objeto de establecer las propiedades quehabr de cumplir la mezcla.

Las propiedades que debe satisfacer una mezcla de lodos deperforacin se detallan a continuacin (estas propiedades sonrequeridas para los pozos verticales que habrn de alojar a pilas decimentacin, sin embargo algunas propiedades son tambinaplicables a la tcnica PHD).

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Los componentes fundamentales de los lodos de perforacin soncuatro:

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- Bentonita. La bentonita es una arcilla del tipo montmorilontica, cuyaexpresin qumica es (OH)4.S8AI402o.nH20, y que se genera por ladescomposicin qumica de las cenizas volcnicas. El tipo de arcilladepende del catin de intercambio pudiendo ser ser sdica (Na) ocalcica (Ca).- Agua. Normalmente el agua debe cumplir con los requisitosnecesarios para elaborar concreto, excepto que para los lodos deperforacin puede emplearse agua salada o de mar en cuyo caso seemplear la bentonita con un aditivo estabilizante del tipo CMC(carboxi-metil-celulosa) cuya funcin principal es aumentar laviscosidad de la mezcla.-Agentes controladores. Para ciertas aplicaciones eventualmente seemplea barita (sulfato de bario [SO^Ba) cuando es necesario

modificar ciertas propiedades del lodo como es su densidad aunque suuso ocasiona efectos adversos como la prdida de estabilidad coloidal.- Polmeros El alto costo de la bentonita ha originado el desarrollo denuevos materiales coloidales, los cuales consisten principalmente depolmeros orgnicos de cadena larga o de sales de silicatosinorgnicos que representan ciertas ventajas como facilidad en lapreparacin y control, mayor rendimiento por el elevado nmero deresos, su uso en volumen representa del 10 al 20% del volumencorrespondiente de bentonita, se pueden usar con agua salada o aguade mar sin afectar sus propiedades coloidales.