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C. Primera, 5 P.I. Montalvo III 37188 CARBAJOSA (SALAMANCA) Telf. 923/28.27.25 y Fax: 923/28.21.16 e-mail: [email protected] www.todecaperforaciones.es
PROCEDIMIENTO
CONSTRUCTIVO
PERFORACIONES
DIRIGIDAS.
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1. TRABAJOS A REALIZAR, MEDIOS TCNICOS Y PROCEDIMIENTO.
La perforacin se realizar mediante el mtodo de perforacin dirigida, debido a los
obstculos y dificultades encontradas.
Equipos empleados en actividades de Perforacin Dirigidas:
- Ring de perforacin.
- Centralita hidrulica.
- Cabina de control.
- Cabeza de perforacin.
- Sistema de guiado.
- Astas de perforacin.
- Escariador.
- Pivote.
- Sistema de inyeccin de lodo (bomba/s de lata presin).
- Sistema de reciclaje de lodo utilizado en la perforacin (bomba/s elctricas).
- Equipo mezclador.
- Unidad de reciclaje.
- Cribas.
- Centrfuga de arena.
- Manguera y racores.
- Almacn de repuestos.
- Compresor.
- Tanque de agua y bomba.
- Retroexcavadora.
- Roli cradles y rulos.
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2. PROCEDIMIENTO DE TRABAJO DE UNA PERFORACIN DIRIGIDA.
TECNOLOGA
El sistema de Perforacin Horizontal Dirigida significa innovacin en el proceso de instalacin
de tubos y conducciones. Es una tecnologa suave, que substituye la apertura de zanja a cielo
abierto. Se trata de una instalacin subterrnea que minimiza la apertura de zanjas minimizando
los movimientos de tierras.
EL PROCESO
PERFORACIN PILOTO.
Es la primera de las operaciones propiamente dicho. En esta fase el objetivo es introducir un
varillaje segn el trazo previsto anteriormente conectando la cata de entrada con la de salida. Es
la fase ms importante del proceso, ya que se debern de tener en cuenta la existencia de
servicios y estar atentos a las reacciones del equipo perforador para poder determinar
correcciones a vicios que pueda tomar el equipo para diferencias de dureza del terreno.
Desde una cata inicial (cata entrada) se introduce en el terreno un cabezal de perforacin
dirigido durante el transcurso de la perforacin. Este est unido a un varillaje, por donde se
inyectan los lodos. En el cabezal perforador, por medio de toberas se aumenta la velocidad de
los lodos para obtener un mayor poder erosionador.
Este cabezal tridimensional dirigido perfora un tnel con un rayo de lquido a alta presin
regulada. El terreno perforado es transportado por la suspensin al punto de entrada.
LA TCNICA DE LOCALIZACIN.
A travs de la localizacin tridimensional del cabezal pueden evitarse los obstculos tales como
servicios, que previamente se abran situado en la zona de trabajo.
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La localizacin se basa en ondas electromagnticas emitidas desde un emisor de la lanza de
perforacin. Un receptor mesura estas ondas electromagnticas. A partir de los resultados de las
mesuras se determina la posicin del cabezal.
Estas operaciones son imprescindibles para el xito del a perforacin. Se trata de poder saber en
cada momento donde se encuentra el cabezal de perforacin y con qu orientacin est.
Por este motivo se lleva a cabo juntamente con la perforacin, para poder indicar el equipo
perforador los cambios de orientacin e inclinacin que ha de seguir para evitar los obstculos o
bien seguir el trazo previsto.
El navegador es el que se ocupa de la recepcin de los datos y de la determinacin de las
correcciones a realizar.
ENSANCHE.
Es la operacin que se llevar a cabo justo despus de la perforacin piloto. Una vez el Cabezal
llega al punto exacto de salida, es cuando se monta el Backreamer (escariador) de manera que se
ensancha la perforacin al dimetro deseado.
Esta operacin puede ser efectuada en una sola pasada, en el caso que el terreno lo permita y en
el caso que el dimetro deseado no sea muy grande, o bien en diversas pasadas, en el caso que le
dimetro sea grande.
En esta operacin del proceso de perforacin igual como la perforacin piloto, erosiona el
terreno por medio de inyeccin de lodos a alta presin, que junto con la rotacin del
Backreamer permite el aumento del dimetro de microtunel.
INSTALACIN DEL PRODUCTO.
En la ltima de las operaciones de ensanche, inmediatamente detrs del Backreamer se fijan las
tuberas o conducciones.
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LANZAMIENTO DE LA TUBERA. Despus de finalizar los pasos del escariador, el tramo de tuberas (previamente soldado y
revestido) ha sido posicionado para el tiro posterior sobre rodillos y los rolis radles, respetando
los lmites de proyecto de la curva elstica de la tubera.
Esta operacin permite evitar el exceso de tensin en el terreno durante el tiro dentro del agujero
de la perforacin.
La cabeza de tiro ser soldada una vez realizadas todas las soldaduras, para realizar el tiro se ha
empleado una pieza especial, pivote, que engancha a las astas de perforacin, impide la rotacin
de la columna.
Durante la operacin de tiro, se presentar especial atencin a los parmetros de las tensiones
producidas sobre la tubera. El tiro ser constantemente monitorizado y controlado para detectar
cualquier diferencia que pudiese producir sobre las cargas previstas.
EQUILIBRIO DE FLOTACIN.
Es fundamental que durante el pull in del tubo se compruebe en todo momento el rozamiento
de la tubera dentro del tnel de perforacin, la tubera en el agujero est sometida a flotacin
producida por el lodo de perforacin, en parte equilibrada por el peso de la tubera.
La tubera utilizada se ubicar en el lado de PK0 y la mquina de tiro en el PK final como puede
observarse en el esquema de ubicacin.
3. CARACTERSTICAS DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIN.
Las perforaciones dirigidas necesitan del aporte de una mezcla de lodo de perforacin,
compuesta de bentonita y aditivos en agua.
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El lodo de perforacin lleva a cabo las siguientes acciones:
- Reduccin del potencial hidrulico del suelo.
- Eliminacin de despojos.
- Lubricacin de la cabeza de perforacin y astas.
- Enfriamiento del rea de perforacin.
- Impermeabilizacin de las paredes (control de filtracin y estabilizacin de las paredes del
agujero).
- Inhibicin de la actividad del terreno de lodo.
A la mezcla de agua y bentonita (una arcilla con propiedades especiales) se pueden aadir
aditivos o polmeros para cambiar o mejorar el comportamiento del fluido.
El uso de aditivos y polmeros aptos puede cambiar, adecuadamente las propiedades qumicas,
fsicas y geolgicas del lodo de perforacin, como:
- PH.
- Densidad.
- Viscosidad.
- Punto de rendimiento.
- Fuerza de gel.
Durante la perforacin dirigida y las operaciones de lanzamiento, el lodo de perforacin estar
circulando en un sistema cerrado, con separacin de residuos, en caso de ser necesario, se deber
aadir bentonita, agua y/o aditivos.
4. RECICLAJE DE LODO DE PERFORACIN.
El funcionamiento de la planta de reciclaje del lodo de perforacin se compone de dos
operaciones principales: una para mezclar un lodo de perforacin adecuado y otro para retirar
los residuos de la perforacin y posterior reciclaje del lodo. Esto hace posible una reduccin del
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consumo de bentonita, agua y aditivos. La planta usada puede manejar alrededor de 1500l/m de
lodo de perforacin.
La mezcla de lodo se prepara en un recipiente especial con agitadores que mantienen en
suspensin las partculas residuales de la mezcla. En el agua se mezclan la bentonita y los
aditivos en las medidas necesarias para crear la mezcla planeada.
Desde el tanque especial que contiene el lodo de perforacin una bomba de alta presin empuja
el lodo a travs de las astas haca la cabeza de perforacin.
El lodo, lleno de residuos de perforacin, entra en la planta mediante una bomba de baja
presin, mediante filtros e hidrociclones es limpiado. Los residuos retirados se almacenan en un
rea especial de acopio. El lodo limpio se lleva a la cuba de mezcla y se recicla en un nuevo
ciclo de proceso.
La eficiencia de la planta se controla mediante controles peridico sobre la densidad y
fluididad del producto, adems del contenido de arena presente en el lodo.
El producto soldado n toda su longitud es introducido en el interior de la perforacin de forma
delicada y sin peligro del producto instalado ya que la suspensin compuesta por lodos acta
ahora como medio deslizante y reduce el rozamiento contra las paredes del microtnel.
La tubera ya instalada continua libre de tensiones y sostenida por una suspensin de lodos una
vez consolidada. Esta en medio de una mezcla de suspensin con el propio terreno
EXTRACION DE LOS DETRITUS.
La suspensin de la perforacin es una de las variables del procedimiento ms importante de la
perforacin: esta erosiona el terreno, transporta material arrancado a la fosa de entrada o salida,
soporta el microtunle y reduce as el rozamiento de los tiles de perforacin y de las tuberas.
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La suspensin o fluido de perforacin se fabrican especficamente para cada obra. El fluido de
perforacin es un lodo perteneciente al grupo de las Monmorillonites la misin del cual es
expulsar el agua intersticial. La relacin de mezcla de agua lodos depende de los parmetros
fsicos del terreno que se determinan en reconocimiento geolgico y geofsico.
