2010PROCESO CONSTRUCTIVO DE POZOS TUBULARES CON BOMBA SUMERGIBLE

INTEGRANTES: NAVARRO RIOS, Paolo DOCENTE: Ing. Janet Saavedra Vera

PROCESO CONSTRUCTIVO DE POZOS TUBULARES Que es un pozo tubular? Un pozo tubular es una estructura hidrulica vertical y tubular que permite el acceso de agua subterrnea presente en un acufero. Los acuferos son formaciones geolgicas constituidas por rocas que almacenan y trasmiten volmenes significativos de agua. Son efectivamente reservorios naturales subterrneos. La importancia de los pozos hoy no se restringe a la sobrevivencia humana (pozos de abastecimiento), ms en muchos casos su uso est orientado para el desarrollo de varias actividades productivas como irrigacin, abastecimiento industrial, rebalsamiento de lecho de agua en la industria minera etc. Para realizar el proyecto se requiere una base para la construccin de las perforaciones, se estudiara la geologa del lugar, se recopilaran datos de pozos perforados en el entorno, prospeccin geofsica de superficie, etc. En el proyecto estarn contemplados todos los datos posibles: geolgicos, hidrogeolgicos, caractersticas de los materiales para la perforacin como tambin de los materiales para completar, equipamiento de bombeo, potencia a ser instalada, aduccin al punto de distribucin, control de la produccin y esquema de mantenimiento preventivo. Con todos estos datos reunidos se elabora el estudio de viabilidad econmica del emprendimiento y se define su viabilidad- ejecutabilidad.

Se construyen mecnicamente usando sistemas de rotacin y/o percusin. Su profundidad puede variar entre decenas a centenares de metros. Se revisten (encamisan), con tubos de acero o plstico con un filtro para la entrada de agua. El diseo, longitud y tipo de filtro condicionan el rendimiento y la eficiencia de la perforacin.

La construccin de una buena captacin requiere el conocimiento del acufero yde adecuadas operaciones de limpieza y desarrollo.

PROCESO CONSTRUCTIVO: PERFORACION DE LOS POZOS:Existen diferentes tipos de maquinarias y tecnologas en el mercado para la perforacin de pozos tubulares para la captacin de aguas subterrneas y acuferos, dentro de los cuales resaltan los siguientes mtodos. Sistemas mecnicos: - Percusin a cable - Sacatestigo continuo Sistemas con circulacin directa de fluido - Rotativo con circulacin Directa - Martillo neumtico o Down the Hole - Hidrulico Sistemas con circulacin Inversa de Fluido - Rotativo con circulacin inversa - Rotativo con circulacin inversa con barra doble - Rotativo con circulacin inversa con barra doble y martillo

Donde resaltan los mtodos de perforacin ms importantes: Percusin y cable Este sistema de perforacin ha ido evolucionando incorporando tcnicas y materiales modernos, por lo que sigue siendo uno de los procedimientos ms usados actualmente para la explotacin de acuferos e investigacin, ya que presenta ventajas que los ms modernos sistemas de perforacin no han podido igualar. La tcnica de perforacin consiste en realizar un movimiento alternativo de bajada-subida de una masa pesada que en su cada va fracturando o disgregando la roca, desprendiendo de los mismos trozos de variado tamao, que despus se extraen por medio de una vlvula o cuchara de limpieza. Es una tcnica vlida para cualquier tipo de material, sobre todo rocas consolidadas. El concepto bsico de la perforacin por percusin es el de un elemento metlico que golpea y deshace la formacin: pico o trpano, y un elemento que recoge el terreno triturado: pala o cuchara de vlvula. Con las nuevas y potentes sondas de percusin los rendimientos son espectaculares. La facilidad de manejo del caber en relacin con el del varillaje en la perforacin por rotacin es una gran ventaja, otra ventaja es la de no necesitar este

sistema lodos o mezclas tixotrpicas siempre nocivas al libre paso del agua por los acuferos.

Perforacin rotativa: Se trata de una tecnologa de perforacin de rocas compactas y friables, por medio del uso de un sistema que conjuga la rotacin y el peso de una columna rgida sobre una broca, tricnica o no. Complementa el sistema la circulacin de un fluido especial que se destina a remover y transportar hasta la superficie los detritos cortados, refrigerar la herramienta y mantener la estabilidad en las paredes del pozo. En vista de la limitacin de los sistemas de perforacin a percusin con cable y rotativo con aire comprimido para la perforacin de pozos con profundidades superiores a 400500m en rocas cristalinas y sedimentarias muy consolidadas, se encuentra en el sistema rotativo la alternativa adecuada para esta situacin. De cierta manera, el sistema rotativo de hecho se constituy en la mejor alternativa, inclusive cuando se considera la perforacin en profundidades menores a la indicada, siempre que el desafo sea el de perforar rocas sedimentarias friables o poco consolidadas. En este caso, por la capacidad del sistema, se recomienda para cualquier profundidad. Perforacin rotativa con bentonita o polmeros

Perforacin rotativa e instalacin de revestimiento por martilleo

Perforacin rotativa con sistema Under Reaming

Perforacin Rotativa Dual

BROCAS PARA LA PERFORACION DE LOS POZOS En el extremo inferior de la columna de perforacin existe una herramienta cortante que provoca la perforacin de las rocas, denominada broca. Su trabajo involucra desde la fcil penetracin en las rocas blandas, hasta la dificilsima trituracin de las rocas duras.

BOMBA DE LODO En un equipo de perforacin, la bomba es el elemento que realiza la funcin ms Importante del sistema. Debe aportar un volumen conveniente de fluido, sea cual fuere La presin necesaria para elevar hasta la superficie los detritos originados por la accin De la broca, mantener el equilibrio de presiones dentro del pozo y refrigerar la broca. Preferentemente deber haber en el cantero de obras dos bombas, las cuales podrn Usarse por separado, en paralelo o en serie. Las bombas usadas para la circulacin de Fluido de perforacin. FLUIDO DE PERFORACIN Las formaciones sobreyacentes al acufero podrn ser perforadas Con fluido a base de bentonita. BENTONITA DE PERFORACION Producto resultante de utilizar bentonitas de alta calidad procedentes de una seleccin de tal manera que la bentonita es seguridad en constancia de una gran calidad en fluidos de perforacin para la extraccin de petrleo, agua potable as como energa geotrmica. La bentonita de perforacin al mezclarse en proporciones adecuadas por metro cbico de agua potable deber tener una dureza total no mayor a 180 partes por milln. Dando al lodo de perforacin preparado las especificaciones fisicoqumicas apropiadas tales como: viscosidad, densidad, estabilidad coloidal volumen de agua libre, enjarre,etc.

TUBERIAS DE REVESTIMIENTO

Son tuberas especiales que se introducen en el hoyo perforado y que luego son cementadas para lograr la proteccin del hoyo y permitir posteriormente el flujo de fluidos desde el yacimiento hasta superficie. Tambin son conocidas como: Revestido res, Tubulares, Casting. Seleccin. La seleccin apropiada de las tuberas de revestimiento es uno de los aspectos ms importantes en la programacin, planificacin y operaciones de perforacin de pozos. La capacidad de la sarta de revestimiento seleccionada para soportar las presiones y cargas para una serie dada de condiciones de operacin, es un factor importante en la seguridad y economa del proceso de perforacin y en la futura vida productiva del pozo. El objetivo es disear un programa de revestidores que sea confiable, sencillo y Econmico. Funciones: La razn primaria de colocar una tubera de revestimiento en un pozo, es proporcionar Proteccin al hoyo en una forma segura, confiable y econmica. Entre las funciones ms importantes de las tuberas de revestimiento estn: Evitar derrumbes en el pozo durante la perforacin. Evitar contaminaciones de aguas superficiales. Suministrar un control de las presiones de formacin. Prevenir la contaminacin de las zonas productoras con fluidos extraos. Al cementarlo, se puede aislar la comunicacin de las formaciones de inters. Confinar la produccin del pozo a determinados intervalos. Facilitar la instalacin del equipo de superficie y de produccin.

Caractersticas

Las tuberas de revestimiento se fabrican de acero de la ms alta calidad y bajo estrictos controles de seguridad en los procesos de fabricacin. Son del tipo sin costura, obtenidas por fusin en horno y soldadas elctricamente. El API ha desarrollado especificaciones para la tubera de revestimiento, aceptadas internacionalmente por la industria petrolera. Entre las especificaciones incluidas para los revestidores y las conexiones estn caractersticas fsicas, propiedades de resistencias a los diferentes esfuerzos y procedimientos de pruebas de control de calidad. En los diseos se deben tomar en cuenta tales especificaciones para minimizar las posibilidades de fallas. CEMENTACION DE POZOS

Proceso que consiste en mezclar cemento seco y ciertos aditivos con agua, para formar una lechada que es bombeada al pozo a travs de la sarta de revestimiento y colocarlo en el espacio anular entre el hoyo y el dimetro externo del revestido. El volumen a bombear es predeterminado para alcanzar las zonas crticas (alrededor del fondo de la zapata, espacio anular, formacin permeable, hoyo desnudo, etc.). Luego se deja fraguar y endurecer, formando una barrera permanente e impermeable al movimiento de fluidos detrs del revestido

Filtros Los filtros, son tambin conocidos por ser la parte ms sensible De un pozo tubular profundo. Comnmente se dice que se trata del corazn del pozo, en funcin de su importancia. El dimensionado de los filtros, la definicin de sus caractersticas fsicas constructivas, el tipo de apertura de las ranuras y la metodologa de instalacin son elementos que van a posibilitar un aprovechamiento adecuado del acufero, con menores prdidas de carga, la mejor eficiencia y relacin de consumo de energa por metro cbico de agua extrada. Inicialmente se puede indicar que en la fase de proyecto le corresponde al profesional a cargo de los estudios bsicos definir las caractersticas de esta parte de la columna de revestimiento. LIMPIEZA Y DESARROLLO La etapa de desarrollo de un pozo tubular profundo debe tener una planificacin adecuada y criterios, de acuerdo con toda una secuencia de trabajo que permita una exploracin econmica y racional del acufero. El planeamiento de las acciones de desarrollo, ya discutido en la fase de proyecto, se complementa de forma general con los servicios de finalizacin del pozo, en el momento en que se define una columna de revestimiento, de la posicin y tipo de filtros a ser utilizados as como de las caractersticas litolgicas de las rocas perforadas, y del tipo de fluido de perforacin que fue utilizado durante la perforacin del pozo.

Bomba sumergible Una bomba sumergible es una bomba que tiene un impulsor sellado a la carcasa. El conjunto se sumerge en el lquido a bombear. La ventaja de este tipo de bomba es que puede proporcionar una fuerza de elevacin significativa pues no depende de la presin de aire externa para hacer ascender el lquido. Se trata de una bomba de tipo centrfuga que acoplada a un motor sumergible, se constituye en un conjunto donde el eje de unin de una parte (Bomba) y la otra (motor) Es de pequea extensin, reduciendo con esto las prdidas de carga, demanda de energa, riesgos de daos, etc. Este equipamiento presenta la ventaja de que una vez definido el nivel de bombeo (nivel dinmico) para un determinado caudal de explotacin, puede trabajar posteriormente debajo de este punto. El motor sumergible es alimentado por un cable elctrico blindado y que puede operar a grandes profundidades sin riesgo de infiltracin de agua y reduccin de su aislamiento (Salvo daos fsicos al mismo). Estos conjuntos moto-bombas pueden trabajar con caudales pequeos (1 m3/h) hasta caudales de centenas de metros cbicos por hora, durante miles de horas, sin requerir su remocin (siempre que sean operados convenientemente

MANTENIMIENTOS Y CUIDADOS QUE SE DEBERAN TENER Consiste en un conjunto de actividades que, una vez observadas, permitir el Acompaamiento de la vida til del pozo, tanto en lo que se dice respecto a su Produccin, en cuanto a eficiencia del sistema constituido por el pozo propiamente Dicho y el acufero o el sistema de bombeo. El monitoreo de una unidad de produccin se puede realizar de manera manual o automtica, dependiendo de los recursos disponibles en trminos de registro y transferencia de informacin. DATOS QUE DEBERN SER REGISTRADOS Usualmente son objeto de registro diario, semanal, mensual o inclusive en perodos mayores, (semestre o ao) los siguientes parmetros: Produccin en metros cbicos hora Presin en la salida del pozo Nivel esttico y dinmico Nivel de cloro y fluor (cuando se trate de aguas de abastecimiento pblico) Tiempo de funcionamiento diario Lecturas de consumo de energa y de los parmetros involucrados (tensin, amperaje, etc.) Colecta y anlisis peridico de agua del pozo, siguiendo los patrones indicados Por los rganos gestores de los recursos hdricos.

PLANEAMIENTO Y CONTROL OPERACIONAL El planeamiento y control operacional de los sistemas de abastecimiento de agua, a Travs de pozos tubulares profundos tiene por objetivos: Optimizacin del sistema, con el objetivo de una produccin a menor costo. Reduccin de las intervenciones de emergencia Planeamiento de sustituciones y reduccin de riesgo Obtencin de una mejor condicin de funcionamiento con aumento de la Eficiencia del sistema como un todo. Mantenimiento de pozos En vista de los parmetros observados en la operacin de pozos, ser posible efectuar Intervenciones programadas en los pozos, de tal manera que se reduzcan los costos Directos e indirecto de tal procedimiento. Una intervencin programada permitir una actuacin directa en el problema centro que estuviera ocasionando una prdida de eficiencia del sistema. As, los indicadores observados en el monitoreo, debern posibilitar la intervencin en conjunto o parte de este, cuando y donde fuera deseable para el usuario del sistema. La intervencin podr correr aisladamente en el pozo, en el conjunto de bombeo o inclusive en el propio acufero. Para cada situacin los indicadores obtenidos y registrados durante la operacin permitir la identificacin del probable caudal y de las soluciones que podrn ser adoptadas, y con el instrumental ms adecuado para cada caso. Situaciones resultantes de problemas en el equipo de bombeo son las ms frecuentes y en nivel de gravedad pueden resultar de problemas de incrustacin, corrosin y produccin de arena, produccin de pre filtro, etc. No se entrar en detalle sobre las principales causas y efectos as como sobre los mtodos convencionales o no mas utilizados en los procedimientos de mantenimiento, porque mereceran un captulo aparte. En resumen, la observacin que se debe realizar e s de que un pozo debe ser permanentemente monitoreado, as como cualquier otra unidad de produccin de agua (Sea una fuente, toma y estacin de tratamiento de agua, etc.). El hecho de que un pozo ocupa un lugar de pequeas dimensiones, produce que el mismo quede escondido de las responsables, y no en pocas ocasiones se trata de un rea que termina modificando el espacio de almacenamiento de materiales, inclusive algunos de alto riesgo para el pozo y el sistema que all funciona (caso de tanque de combustibles, productos agrcolas y otros).