Diapositiva 1

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
FACULTAD DE INGENIERIA
E.A.P. ING. CIVIL
" Perforacion De Pozo Tubular"

ING. EDGAR SPARROW ALAMO
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INTRODUCCION

• Se sabe que la principal fuente de abastecimiento
  de agua para consumo humano provienen de la
  explotación de las aguas subterráneas, es decir
  de aquellas aguas que se encuentran bajo la
  superficie terrestre en condiciones de saturación
  y que proviene de la infiltración del agua
  superficial, que luego se mueve, en forma
  vertical descendente (percolación) hasta alcanzar
  la zona saturada del suelo.
• Es por esto que las pruebas de captación por
  extracción nos permiten determinar
  experimentalmente la evolución y comportamiento
  de las características de los mantos acuíferos en
  un pozo.
• Asimismo se debe tener presente previamente que
  tipo de acuífero es en el cual se esta realizando
  el estudio (acuífero libre, confinado o semi
  confinado).

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• Asimismo se debe tener en cuenta los siguientes
  beneficiosde la captación de aguas subterráneas
• - Menores costos de captación.
• - Plazos de ejecución más cortos.
• - Los Pozos pueden ser construidos en forma
  progresiva.
• - Menores impactos ambientales.
• - De mejor calidad de agua para consumo
  poblacional.
• - Menores costos de tratamiento.
• - Más protegida de polución artificial

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1. ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN LA PERCUSION DE UN
   POZO

• La columna o sarta de perforación
• El cable, que comunica a la sarta el balancín de
  la sonda
• Cuchara
• La máquina de perforación, que desde la
  superficie del terreno proporciona a la sarta
  (por medio de un balancín), el movimiento de
  vaivén. 
• Accesorios

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1. COLUMNA O SARTA DE PERFORACIÓN (TREPANO, BARRON O
   TIJERA, MONTERA

• Trépano
• Partes de un trépano
• Cuello. Parte cilíndrica situada inmediatamente
  debajo de la rosca
• Cuadro de llave. Estrangulamiento de sección
  cuadrada en el que se agarran las llaves para
  aflojar o apretar la herramienta sobre el barrón.
• Cuerpo del trépano. Hendiduras longitudinales
  separadas por sus guías, por las cuales asciende
  el lodo cuando el trépano se introduce en él.
• Boca extremo que golpea el fondo.

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Formas de un trépano Trépano de estrella o
cruciforme. Trépano californiano. Trépano de
hombros rectos. Trépano salomónico.
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HERRAMIENTA PARA PERFORAR CON PERCUSIÓN A CABLE.
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SISTEMA DE TRABAJO
Dependerá del tipo de terreno.  En formaciones
rocosas coherentes o consolidadas En formaciones
no coherentes o granulares o poco consolidadas o
arcillosas. El golpe del trépano contra el
terreno se produce cuando el cable está estirado
(incluyendo la deformación debida a su
elasticidad) y el amortiguador de la polea de la
torre (y los de las poleas del balancín, si
existen)
VENTAJAS
Mayores diámetros (1,100 mm) que permite mayor
maniobrabilidad en posteriores actuaciones y la
instalación de elementos de bombeo de mayor
potencia y volumen. Perfecta verticalidad Profundi
dades de hasta 800 m Pueden realizar varias
reducciones de diámetro, pueden trabajar en
lugares remotos debido a la poca cantidad de
medios que necesitan (gas-oil, agua, y otros
materiales), .
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Puede perforar cualquier tipo de terreno. No
presenta problemas en terrenos muy fisurados
donde otros sistemas resultan inoperativos.. No
emplea lodos por lo que se evitan riesgos de
colmatación de las formaciones acuíferas, Único
sistema para pozos de gran diámetro y profundidad
en acuíferos kársticos con elevados aportes de
agua Pueden instalarse los equipos en áreas de
accesibilidad compleja y trabajar en condiciones
climáticas extremas. 
DESVENTAJAS
Requiere personal altamente calificado. El avance
es más lento aunque en perforaciones poco
profundas es equiparable al de una máquina
rotativa.  Es sensiblemente más lenta que los
sistemas alternativos. En terrenos poco
consolidados la necesidad de utilizar tuberías
auxiliares de revestimiento limita las
profundidades/diámetros de perforación 
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PERFORACION POR ROTACION
Se realiza mediante el giro de una herramienta de
corte que es impulsada por un varillaje. La mesa
de rotación proporciona al varillaje el
movimiento de giro. El detritus es extraído por
medio de un fluido

1. Circulación Directa.

B. Circulación Inversa
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Los elementos de un sistema a Circulación
inversa Sarta de perforación Útil de
perforación Lastrabarrenas Varillaje Cabeza
conductora o Kelly Cabeza de inyección Máquina de
perforación
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• Columna o sarta de perforación
• Útil de corte
• Barrenas de rodillos Formadas por un cuerpo fijo
  que sirve para unirlo al varillaje por medio de
  rosca y para soportar a los rodillos. Pueden ser
  biconos, triconos, CUATRICONOS, (PIÑAS)
• Ensanchadores
• Escariadores

TRICONOS
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• El lodo empleado es lodo natural.
• Durante la perforación se controla
• - Densidad
• - Viscosidad
• - Filtrado
• - pH
• - Contenido en Arena
• Sus funciones son
• Mantener la estabilidad de las paredes del
  sondeo.
• Impedir la salida de agua de los acuíferos
  atravesados

VENTAJAS Ideal en formaciones no consolidadas,
con elevados rendimientos. Mayores diámetros de
perforación sin lodos bentoníticos Obtener
muestras del terreno sin contaminar y más
representativa del fondo de perforación.
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DESVENTAJAS Bajos rendimientos en roca de dureza
media debido a la baja capacidad de extracción
de los equipos que no permite utilizar
lastrabarrenas adecuadas. No se debe perforar en
terrenos inestables o muy permeables, con
pérdidas de lodo, descenso del nivel, pudiendo
provocar la instabilidad de la obra.
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PARÁMETROS BÁSICOS DE DISEÑO A CONSIDERAR EN LA
CONSTRUCCIÓN DE UN POZO Diámetros de
perforación. Diametro de la tuberia ciega o
forro. Diametro de la tuberia de filtro Diseño
del prefiltro
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ENGRAVILLADO O ENGRAVADO

• La colocación de un prefiltro, comúnmente
  llamado de grava, aunque es frecuente emplear
  arena mediana o gruesa, tiene por finalidad
  evitar la entrada al pozo de la arena fina de
  formación, luego de completar el desarrollo del
  mismo. El prefiltro además, aumenta
  considerablemente la permeabilidad en la vecindad
  del filtro, que es donde se produce un incremento
  notable de la velocidad que genera fuertes
  pérdidas de carga, debido al pasaje de flujo
  laminar a turbulento.
• El engravillado del espacio anular se efectúa en
  terrenos detríticos y tiene por objetivos
• Estabilizar el terreno en el entorno de la
  captación
• Evitar el bombeo de arenas
• Aumentar la permeabilidad en el entono de las
  rejillas

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La figura muestra la disposición de los clastos
en pozo engravado naturalmente. En ella se
aprecia que los tamaños mayores se ubican en la
vecindad del filtro y que a medida que aumenta la
distancia, disminuye el tamaño de grano.
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• LIMPIEZA Y DESARROLLO DEL POZO
• La limpieza y fundamentalmente el desarrollo, son
  prácticas esenciales para el correcto
  funcionamiento del pozo.
• La limpieza, consiste en extraer los materiales
  ingresados a la perforación durante su ejecución,
  como los finos incorporados a la inyección al
  atravesar estratos limosos y/o arcillosos, o
  aquellos agregados artificialmente como la
  bentonita.
• Los finos pueden eliminarse mediante la
  circulación con agua limpia, luego del entubado y
  engravado, o también mediante bombeo, con equipos
  provisorios, que posteriormente serán
  reemplazados por la bomba definitiva. Los tamaños
  medianos (arena) suelen extraerse cuchareando.

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• El desarrollo, consiste en extraer los granos
  finos (limo y arcilla) y los medianos (arena
  fina), emplazados en el prefiltro de grava y en
  la formación productiva vecina al mismo. Para
  ello es necesario generar un flujo de direcciones
  contrarias o sea hacia fuera del filtro para
  facilitar la movilización de las partículas y
  luego hacia adentro, para que sean arrastradas al
  interior del pozo y puedan ser extraídas

FLUJO HACIA AFUERA Y HACIA ADENTRO DEL FILTRO
PARA LOGRAR UN CORRECTO DESARROLLO DEL POZO.
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• La finalidad del desarrollo es incrementar la
  permeabilidad en la vecindad del filtro, para
  lograr que el pozo funcione con un elevado
  rendimiento. Los métodos más empleados para el
  desarrollo son
• Chorro de alta velocidad o jet
• Pistoneo
• Inyección de aire
• Bombeo
• Cuchareo
• CHORRO DE ALTA VELOCIDAD O JET
• Es uno de los métodos más eficientes para el
  desarrollo, pues concentra el flujo de agua en
  una superficie reducida, lo que permite la
  movilización del limo, arcilla y arena fina, en
  el prefiltro y la formación productiva, y el
  ingreso de los mismos a través de las rejillas
  ubicadas por debajo y por encima del sitio donde
  se aplica el chorro.

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PASAJE DEL CHORRO A TRAVÉS DE LAS REJILLAS. EL
FILTRO CON RANURAS DISCONTINUAS LE QUITA
EFECTIVIDAD AL JET.
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• PISTONEO
• Se basa en la acción de un émbolo acoplado a las
  barras de perforar, que se hace descender y
  ascender en el interior de la camisa.
• El movimiento descendente del pistón agita las
  partículas finas contenidas en el prefiltro y en
  la formación productiva vecina, y el recorrido
  ascendente, al succionar, las introduce en el
  pozo a través de las rejillas del filtro. Cuando
  se acumula una cantidad apreciable de arena fina
  en la parte inferior del filtro (1 m o más), debe
  extraerse para lo cual se emplea una cuchara.
• Los émbolos pueden ser de dos tipos ciego o con
  válvulas.

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INYECCIÓN DE AIRE

• El empleo de aire comprimido es otro método
  eficaz para el desarrollo. El aire inyectado
  burbujea en el agua, la gasifica y, al perder
  densidad, asciende por dentro de la tubería hasta
  la superficie. Para lograr el efecto mencionado,
  se requiere un compresor que genere una presión
  de aire mayor que la de la columna de agua
  sobrepuesta.
• Por ejemplo, si el extremo inferior de la
  tubería de inyección de aire se ubica 40 m por
  debajo del nivel estático, el comprensor debe
  erogar más de 4 kg/cm2 para superar la presión de
  la columna de agua. La inyección de aire genera
  una intensa agitación que produce la movilización
  de los finos y permite su posterior ingreso al
  pozo.

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BOMBEO

• El bombeo escalonado (arranques y paradas
  sucesivos), es otro de los métodos comúnmente
  empleados por los perforadores, aunque es menos
  eficaz que los mencionados previamente. Para que
  el proceso sea efectivo la bomba no debe tener
  válvula de retención o de pie, a fin de permitir
  que la columna de agua que llena la cañería de
  vertido durante el bombeo, pueda descargar
  libremente en el pozo cuando se detiene la
  extracción.
• Para evitar el deterioro del equipo de bombeo
  definitivo, para el desarrollo se utiliza uno
  temporario, en general una bomba centrífuga.
• En las etapas finales del desarrollo, si la bomba
  tiene suficiente capacidad, se la opera a un
  caudal mayor al previsto para la explotación
  (sobrebombeo). Si el pozo funciona correctamente
  en estas condiciones (no arrastra finos en el
  arranque), seguramente también lo hará cuando
  opere en explotación, a un caudal menor.

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CLORACIÓN

• El agregado de cloro como hipoclorito de sodio o
  de calcio, es una práctica corriente para la
  desinfección de un pozo.
• El empleo de las herramientas de perforación
  (trépano, barras), la circulación de agua en
  contacto con el suelo, a través de canaletas y
  piletas de inyección, y la instalación de
  cañerías, grava y cemento, permiten el ingreso de
  las bacterias existentes en el ambiente,
  particularmente en el suelo, al interior del pozo
  y del acuífero. Por ello, la tarea final para
  completar adecuadamente una perforación, consiste
  en su desinfección.

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ENSAYOS HIDRÁULICOS

• Los ensayos hidráulicos o de bombeo se realizan
  para establecer las características hidráulicas
  de los acuíferos y de los pozos.
• Se los puede clasificar de muchas maneras, pero
  en general, se los agrupa en ensayos a caudal
  constante o variable con o sin pozo de
  observación.
• Un ensayo de bombeo consiste en la extracción de
  un caudal constante o variable y en la medición
  periódica del nivel de agua, tanto en el pozo de
  bombeo, como en el o los pozos de observación, si
  se dispone de ellos.