metodos de perforación de pozos
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INDICE
1. INTRODUCCION ............................................................................................. 1
2. OBJETIVOS ..................................................................................................... 2
2.1. General ...................................................................................................... 2
2.2. Específicos ................................................................................................. 2
3. METODOS DE PERFORACIÓN DE POZOS .................................................. 3
3.1. Perforación con herramienta de cable (percusión) .................................... 3
3.2. Método rotatorio ......................................................................................... 6
3.3. Método de roto-percusión .......................................................................... 9
3.3.1. Roto percusión con martillo en cabeza .............................................. 10
3.3.2. Roto percusión con martillo en fondo ................................................ 10
4. CONCLUSIONES........................................................................................... 11
5. BIBLIOGRAFIA .............................................................................................. 12
6. ANEXOS ........................................................................................................ 13
I. TABLA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1 Componentes de un equipo por percusión ........................................ 3
Ilustración 2 Método de percusión ......................................................................... 4
Ilustración 3 Herramientas de percusión ............................................................... 5
Ilustración 4 Equipo de perforación método rotatorio ............................................ 7
Ilustración 5 Martillo de Fondo ............................................................................... 9
Ilustración 6 Método de percusión ....................................................................... 13
Ilustración 7 Método Rotatorio ............................................................................. 13
Ilustración 8 Método de rotopercusion ................................................................. 14
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1. INTRODUCCION
Es importante reconocer que el agua es uno de los factores más vitales en la vida
de las personas, ya que por medio de esta se pueden realizar diversas tareas sin
mencionar las que son vitales para nuestra salud, el 40% del agua que se utiliza
para ser distribuida a los hogares es agua superficial (ríos, lagos etc.), mientras
que el 60 % es agua subterránea, entonces ¿cómo se extrae toda esa agua
subterránea?, esa es la pregunta que las personas se hacen al conocer estos
porcentajes. A continuación se mostraran algunos ejemplos de tipos de
perforaciones que se realizan más comúnmente, con el objetivo de que las
personas que lean este trabajo estén enteradas de cómo es que se extrae toda
esa agua que consumimos, por medio de los diferentes tipos de métodos como lo
es el método de percusión, el cual es utilizado por medio de poleas y pesos, o el
método de rotación el cual con la broca y una boquilla extrae los restos de piedras
y el método de rotopercusion el cual es uno de los más utilizados en este tipo de
trabajos.
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2. OBJETIVOS
2.1. General
Conocer los diferentes tipos de métodos que se utilizan para la perforación de
pozos y sus funciones en campo.
2.2. Específicos
Saber el funcionamiento que tiene el método de percusión y sus funciones.
Conocer el método rotatorio y cuáles son sus ventajas al utilizarlo en
campo.
Tener una idea de lo que realiza el método de roto percusión y cuál es la
diferencia entre el método de percusión y la roto percusión.
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3. METODOS DE PERFORACIÓN DE POZOS
3.1. Perforación con herramienta de cable (percusión)
El método de perforación de pozos por medio de percusión, consiste básicamente
en realizar la perforación mediante el movimiento de subida y bajada de una
pesada masa que en su caída va fracturando o disgregando la roca, los
fragmentos de la perforación son extraídos del agujero mediante una válvula o
cuchara de limpieza. Este método es utilizado para perforar rocas sedimentarias
duras, tales como calizas, dolomitas y areniscas cementadas.
El método de percusión da buenos resultados en terrenos predominantemente
arenosos o arcillosos, pero su mayor efectividad la obtiene en la combinación de
ambos. La utilización del método depende de cuatro factores principales:
El diámetro del pozo.
El peso de la sarta de herramientas.
Longitud de la caída de las herramientas.
Velocidad o número de golpes por minuto que tengan las herramientas
martilladoras, ya que su efecto cortante aumenta con el número que se
apliquen, así como la intensidad del impacto que es variable.
Ilustración 1 Componentes de un equipo por percusión
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La potencia es por medio de un sistema de carretes y polipastos para introducir
herramientas, tuberías y demás implementos hasta el fondo del pozo, por medio
de cables de diferentes usos; en este sistema de perforación no es necesaria la
circulación de fluidos, lo que hace que las potencias requeridas sean bajas y
ventajosas. Por su simplicidad y fácil manejo aún se sigue utilizando con bastante
frecuencia. Su costo de operación es económico, debido a que se requieren
cuadrillas de personal reducidas, así como su baja potencia consumida. La
inconveniencia en su utilización es la falta de verticalidad del pozo, presentándose
una tendencia a la desviación.
Ilustración 2 Método de percusión
Una varilla de conexión transmite movimiento desde una manivela de carrera
variable hasta el extremo libre del balancín, el que imparte por sí mismo una
acción reciproca al cable y a las herramientas suspendidas.
El juego de herramientas consiste en una barrena o trepano de perforación
cortadora, bajo un vástago de perforación, quizás percusores de perforación,
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luego de una porta cable giratorio conteniendo un mandril dentro del cual se
asegura el cable.
Ilustración 3 Herramientas de percusión
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3.2. Método rotatorio
El método de rotación para perforación de pozos, consiste básicamente en una
broca rotatoria para perforar el material presente en el agujero y un fluido que
continuamente está circulando para extraer los fragmentos de material de los
cortes hechos por la broca.
Hay dos elementos claves en la perforación de pozos por el método de rotación.
Estos son la broca o trépano y el fluido.
Básicamente en este sistema de perforación se utilizan dos tipos de trépanos y
son: rodetes dentados y de arrastre (cola de pez y tres aletas).
La función principal del trépano de rodetes dentados es la de cortar y triturar,
logrando cortar con mayor efectividad las formaciones duras. Por encima de cada
rodete y por el interior del trépano o broca de hace dirigir un chorro de fluido de
perforación que lava las superficies que han sido cortadas.
Hay varios diseños para el uso de rodetes dentados, uno es el trépano cónico, el
cual tiene rodetes en forma cónica, montados sobre ejes y cojinetes colocados a
cierto ángulo con el eje del trépano. Otro tiene cuatro rodetes, dos de los cuales
están fijados a un ángulo y los otros dos normalmente, al eje vertical del trépano.
El número y longitud de los dientes depende principalmente del tipo de formación
rocosa que haya que penetrar.
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Ilustración 4 Equipo de perforación método rotatorio
El equipo demás equipo utilizado para éste método, consta de una plataforma de
perfiles de acero, sobre la cual se ajusta a una torre mástil, generalmente
construida en dos secciones; su extremo superior tiene instalada varias poleas,
conectadas por medio de cables que realizan las maniobras de izado de
herramientas y tuberías de perforación.
En la base de la torre se encuentra instalada la llamada mesa rotatoria, la cual es
concéntrica al eje del mástil y cuya finalidad es transmitir un movimiento de
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rotación a la tubería de perforación y, por consiguiente, a la broca o trépano,
instalado en la extremidad inferior de ésta.
En la figura 4 pueden observarse los componentes de la máquina, así como la
utilización de un sistema de circulación de lodos. Las funciones principales de
fluido o lodo de perforación son:
Estabilizar las paredes del pozo.
Recoger fragmentos del fondo.
Sellar las paredes del agujero.
Mantener los fragmentos de la perforación en suspensión.
Enfriar y limpiar la broca.
Lubricar equipo de perforación.
El fluido de perforación va desde la perforación hasta un tanque de sedimentación,
encauzado mediante una zanja en la que se coloca una criba que detiene los
fragmentos cortados. En el tanque de sedimentación el fluido se detiene un rato
para que se asiente la arena y otros materiales granulares, pasando
posteriormente al tanque de succión en donde es nuevamente absorbido.
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3.3. Método de roto-percusión
Básicamente, la perforación de pozos por medio de roto-percusión se trabaja con
un martillo neumático normal, el cual produce un impacto en el fondo del agujero
que se va amortiguando cada vez según la longitud del agujero. Para que siga
teniendo la misma energía de choque, es necesario ir aumentando el tamaño del
martillo y, como consecuencia, diámetro de las barras de empalme. Se llega pues
a un equipo excesivamente voluminoso. A cada golpe los instrumentos que
sostienen el martillo van girando un poco para que el martillo golpee en distinta
posición. La velocidad de rotación viene a ser de 10 a 30 revoluciones por minuto.
El aire de escape servirá para sacar al exterior los fragmentos de la perforación.
Ilustración 5 Martillo de Fondo
La perforación con roto percusión se realiza mediante la fragmentación de la roca
a través de impactos producidos por un martillo que se transmite a la herramienta
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perforadora (boca), la misma que está en contacto con la roca, el movimiento de
rotación se produce cuando percute a fin de repartir el impacto en toda la
superficie del fondo, lo que a su vez facilita la evacuación de los detritus.
3.3.1. Roto percusión con martillo en cabeza
Se utiliza generalmente para sondeos cortos de hasta 100 m y cuando el terreno
es duro. En este método, el martillo va en el exterior del pozo y comunica el
movimiento a la boca de perforación a través de un varillaje hueco de un diámetro
bastante más reducido que el del pozo. El hueco del varillaje se utiliza para
inyectar aire a presión, el mismo que al salir por orificios que dispone la boca,
arrastra la roca fragmentada a la superficie por el anular existente entre la pared
del pozo y la pared exterior del varillaje. El martillo puede ser neumático o
hidráulico.
3.3.2. Roto percusión con martillo en fondo
Es generalmente usado para rocas duras con profundidades de hasta 300 m, en
este caso el martillo va colocado entre el varillaje y la boca de perforación. El
movimiento rotatorio se transmite por el varillaje, el cual es accionado por un motor
hidráulico colocado en el exterior. La evacuación del detritus es similar al del caso
anterior.
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4. CONCLUSIONES
Los tres métodos para realizar perforaciones de pozos son interesantes ya que
cada uno posee diferentes características que hacen que sean los más utilizados
en la recolección de agua subterránea, aunque algunos métodos tienden a tener
una diferencia de desviación sus capacidades para obtener el liquido deseado son
impresionantes, a diferencia de otros que su desviación es mínima teniendo así
una verticalidad precisa.
El método de percusión se trabaja por medio de un martillo pesado que hace que
las rocas se agrieten pero a pesar de que es un buen método tiene dificultades al
mantener la verticalidad, a pesar de eso es un método que es muy sencillo y muy
fácil de realizar.
El método rotatorio a mi parecer es el más preciso debido a que funciona por
medio de una broca que al girar remueve los sedimentos por medio de un chorro
de agua que hace que el trabajo se facilite, además mantiene la verticalidad y es
muy preciso.
El método de roto percusión es un método interesante que utiliza un martillo
neumático el cual debe de ser cambiado debido a que cada vez debe de ser más
pesado y los sedimentos son removidos por un chorro de aire, la dificultad de este
método es que necesita de varios elementos voluminosos para llevar a cabo el
método lo cual resulta de movimiento de materiales que pueden llevar a ser un
poco más caro el proyecto que se desee realizar.
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5. BIBLIOGRAFIA
Documentos consultados:
Evaluación y complemento de estudio hidrogeológico de Mixco, a través de la
perforación de pozos mecánicos profundos en sectores específicos del municipio.
Luis Enrique Monroy Gonzales, Universidad de San Carlos de Guatemala, Tesis
de grado no especificado.
Paginas consultadas
Anónimo, métodos de perforación, educacionsuperior.gob.ec/, fecha de
recuperación (18/08/2015).
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6. ANEXOS
Método de percusión
Ilustración 6 Método de percusión
Método rotatorio
Ilustración 7 Método Rotatorio
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Método de roto-percusión
Ilustración 8 Método de rotopercusion