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TÉCNICA DE PERFORACION A EMPLEAR
EN LOS SONDEOS GEOTERMICOS DE MUY
BAJA ENTALPIA Y DE CIRCUITO CERRADO
Juan Franqueza Pinós
Edasu, S.L.
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NOCIONES BÁSICAS ENERGÍA GEOTÉRMICA
Definición:La energía geotérmica es la energía almacenada en forma de calor por debajo de la superficie de la corteza terrestre
(Definición oficial en Alemania en la Guía VDI 4640 adoptada por el consejo de energía geotérmica)
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NOCIONES BÁSICAS ENERGÍA GEOTÉRMICA
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NOCIONES BÁSICAS ENERGÍA GEOTÉRMICA
Sistema abierto-2 sondeos: Extracción e inyección- Intercambiador de placas- Manteniemiento
Sistema cerrado-Sondeo entre 80 y 150m-Diámetro entre 110-160mm-Introducimos tubería de PE (Sonda geotérmica)-Inyección del relleno del sondeo
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NOCIONES BÁSICAS ENERGÍA GEOTÉRMICA
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NOCIONES BÁSICAS ENERGÍA GEOTÉRMICA
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INSTALACIÓN GEOTÉRMICA PASO A PASO
Edificio a climatizar
Earth Energy Designer (EED)
Test de Respuesta Térmica(ERT)
Diseño del campo de intercambiadores
Consulta de Mapas geológicos
Elección del método de perforación.
λRb
Menor de 30 KW
Mayor de 30 KW
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MÉTODOS DE PERFORACIÓN
Rotopercusión neumática con martillo en fondo para terrenos duros, competentes y estables, sobre todo terrenos cuyas paredes aguanten el impacto que produce introducir aire comprimido a alta presión, por ejemplo; granitos, pizarras, calizas, etc…
Rotación con Circulación Directa y lodos para terrenos inestables, cuyas paredes se derrumben con facilidad, por ejemplo: arenas, gravas, zonas descompuestas ó alteradas.
Rotopercusión con entubación simultánea para cualquier tipo de terreno, especialmente cuando la formación geológica exija una combinación de los anteriores sistemas.
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SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
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SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
PARÁMETROS QUE DEFINEN EL AVANCE DE LA PERFORACIÓN :
a) Selección del martillo en fondo a utilizar
b) Velocidad del aire
c) Elección del compresor
d) Peso sobre el tallante
e) Velocidad de rotación
SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
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SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
TALLANTE
CULATA DEL TALLANTE
PISTÓNENTRADA AIRE COMPRIMIDO
SALIDA AIRE COMPRIMIDO
a) SELECCIÓN DE MARTILLO EN FONDO
SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
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SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
b) VELOCIDAD DEL AIRE
Mínima velocidad del aire: 20 m/s
Va = Velocidad ascensional del aire [m/s]
Q = Aire libre consumido [m3/s]
Ds = Diámetro del sondeo [m]
Dv = Diámetro varillaje [m]
SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
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SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
c) ELECCIÓN DEL COMPRESOR
Presión recomendada: 21-25 kg/cm2
Caudal recomendado: 20-30 m3/min
SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
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SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
d) PESO RECOMENDADO SOBRE EL TALLANTE
PESO TOTAL MÍNIMO SOBRE EL TALLANTE
Tamaño Martillo
100 PSI 7 Bar
150 PSI 10 Bar
200 PSI 14 Bar
250 PSI 17 Bar
300 PSI21 Bar
350 PSI 24 Bar
4 “ 200 Kg 300 Kg 500 Kg 600 Kg 700 Kg 800 Kg
5 ” 400 Kg 600 Kg 800 Kg 1.000 Kg 1.200 Kg 1.400 Kg
6 “ 600 Kg 900 Kg 1.200 Kg 1.500 Kg 1.800 Kg 2.100 Kg
8 “ 900 Kg 1.400 Kg 1.800 Kg 2.300 Kg 2.700 Kg 3.200 Kg
10 “ 1.500 Kg 5.100 Kg 3.100 Kg 3.900 Kg
SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
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SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
e) VELOCIDAD DE ROTACIÓN
Velocidad de rotación recomendada: 5 – 60 rpm
GAMA DE TRABAJO EN RPM
Tamaño de Martillo Roca Blanda Roca Media Roca Dura
4 “ 50-60 30-40 15-20
5-6 “ 40-50 30-40 15-20
8-10 “ 30-40 20-30 10-20
SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
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SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
Ventajas
• Económico
• Alto rendimiento
• Limpieza
• Movilización rápida del equipo
• No necesita obra de infraestructura
Desventajas
• No apto para formaciones inestables
SONDEO A ROTOPERCUSIÓN
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SONDEO A CIRCULACIÓN DIRECTA Y LODOSSONDEO A ROTACIÓN CON LODOS
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SONDEO A CIRCULACIÓN DIRECTA
PARÁMETROS QUE DEFINEN EL AVANCE DE LA PERFORACIÓN :
a) Peso sobre el tricono
b) Velocidad de rotación
c) Velocidad ascensional
d) Composición y requisitos del lodo
SONDEO A ROTACIÓN CON LODOS
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SONDEO A CIRCULACIÓN DIRECTA
a) PESO SOBRE EL TRICONO
Tipo de formación Peso por pulgada de diámetro en kilos
Muy blandas De 250 a 550 Kg
Blandas De 550 a 1.100 Kg
Medias De 1.100 a 1.800 Kg
Duras De 1.800 a 2.700 Kg
SONDEO A ROTACIÓN CON LODOS
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SONDEO A CIRCULACIÓN DIRECTA
b) VELOCIDAD DE ROTACIÓN
Tipo de formación R.P.M
Muy blandas 125 a 300
Blandas 100 a 150
Medias 75 a 125
Duras 40 a 80
SONDEO A ROTACIÓN CON LODOS
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SONDEO A CIRCULACIÓN DIRECTA
c) VELOCIDAD ASCENSIONAL
Mínima velocidad ascensional: 50 - 60 m/min
Va = Velocidad ascensional del lodo [m/min]
Q = Caudal de la bomba [m3/min]
Ds = Diámetro del sondeo [m]
Dv = Diámetro varillaje [m]
SONDEO A ROTACIÓN CON LODOS
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SONDEO A CIRCULACIÓN DIRECTA
d) REQUISITOS QUE DEBE CUMPLIR UN LODO
Refrigeración de la herramienta de corte
Elevación de los detritus al exterior
Evita intrusiones de fluidos contenidos en la formación
Contención de paredes del sondeo
Fácil decantación de arenas en suspensión
SONDEO A ROTACIÓN CON LODOS
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SONDEO A CIRCULACIÓN DIRECTA
Desventajas
• Alto Coste
• Bajo rendimiento
• Mayor superficie de trabajo
• Suciedad
• Gestión de lodos
Ventajas
• Apto para formaciones no
consolidadas
SONDEO A ROTACIÓN CON LODOS
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CARACTERÍSTICAS DE LA MAQUINARIA
SONDA A ROTOPERCUSIÓN
Se recomiendan los siguientes parámetros:
• Par: 2.100 – 4.200 Nm
• Velocidad de rotación: 0 – 110 rpm
• Empuje: 3.500 kg
• Extracción : 7.000 Kg
• Velocidad de descenso: 0,9 m/s
• Velocidad de ascenso= 0,7 m/s
MAQUINARIA ADECUADA
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CARACTERÍSTICAS DE LA MAQUINARIA
SONDA A ROTACIÓN
Se recomiendan los siguientes parámetros:
• Par: 7.000 – 8.000 Nm
• Velocidad de rotación: 120 – 140 rpm
• Empuje: 4.000 kg
• Extracción: 12.000 - 14.000 Kg
• Velocidad de descenso: 0,9 m/s
• Velocidad de ascenso: 0,7 m/s
MAQUINARIA ADECUADA
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SONDAS DE PERFORACIÓN
Sonda a Rotopercusión y Circulación directa y lodos
Sonda a Rotopercusión
REQUISITOS GENERALES
• Montada sobre orugas de goma
• Agilidad en operaciones de maniobra
• Dimensiones reducidas
MAQUINARIA ADECUADA
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INTERCAMBIADORES GEOTÉRMICOS
“U” simple
“U” doble
TIPOS DE SONDAS
PE100 SDR11 PN16
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INTRODUCCIÓN DE LOS INTERCAMBIADORES GEOTÉRMICOS
Slangman Goliat Tambor giratorio hidráulico
INTRODUCCIÓN DE LA SONDA
Introducción de los colectores en
el sondeo mediante un Slangman
Carrusel para colectores (“Araña”)
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RELLENO DEL SONDEO
Arena silícea Calibrada y tapón de cemento-
bentonita
Cemento-bentonita
Vista Superior
Vista Inferior
Vista Lateral
TIPOS DE RELLENO
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RELLENO DEL SONDEOCONTROL DE CALIDAD
-Medir sonda geotérmicas-Revisar tubería de inyección de mortero geotérmico-Revisar cementadora-Certificados de presión de fábrica de la sonda geotérmica. Comprobar certificado SKZ.-Certificados de presión del perforador-Útil para introducción de la sonda geotérmica
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FIN DE LA PRESENTACIÓN
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
FIN DE LA PRESENTACIÓN