156241165 Informe Tecnico de Perforacion de Pozo de Agua Final

INFORME TÉCNICO “PERFORACIÓN DE POZO DE AGUA” INTEGRANTES: -

Denis Santos, Olivera Machaca. Marco Antonio, tito Humpiri. Wiliam, Usca Chuctaya. Renato Rodrigo, Velazco Gutiérrez

SEMESTRE: I “B” ESPECIALIDAD:

DOCENTE:

OPERACIONES MINERAS

Flores Llerena, Deysi

ASIGNATURA: Técnicas de Expresión oral AREQUIPA - PERÚ 2016

I.

OBJETIVOS 1. GENERAL Determinar el funcionamiento de la fábrica y sus instalaciones, contemplan do el aprovechamiento del recurso hídrico subterráneo, mediante la perforación y construcción de un pozo profundo. 2. ESPECÍFICOS -

Favorecer a la comunidad un gran servicio del agua subterránea para sus casas regadíos.

-

Depender en gran medida de los pozos a través de los cuales se extraen las aguas subterráneas.

-

Proteger

a las bombas manuales de todo daño y aseguran que aproveche

plenamente la capacidad potencial del acuífero. -

Conseguir una mejor recirculación de agua que fluye a presión por medio de una bomba de lodo, logrando desplazar la tierra suelta del pozo en forma continua.

II.

HERRAMIENTAS Y COMPONENTES PARA LA PERFORACION: 1. COMPONENTES DEL EQUIPO DE PERFORACIÓN

Para perforar un pozo de 114 metros se requiere: - Una torre de perforación. - 22 tubos de perforación de %" acero SCH 80 de 5m cada uno. - Un tope para la tubería de perforación en forma de U. - Un inyector de lodo. - Una manija de acero tipo bisagra. - 5 brocas de perforación (tricono). - Una bomba de lodo de acción directa de 2"? del cilindro. - Una manguera con conexiones roscadas en los extremos (6 m). - Una plancha herramienta. - 2 guinches (incorporados en la torre)

2. HERRAMIENTAS Y MATERIALES

Fig 1. Torre de perforación

Las herramientas que servirán para la perforación así como para el mantenimiento del equipo son: - Una llave steelson N° 12" - Una llave steleson N° 14" - Una llave de boca V" x 9/16" - Una llave de boca. - Una llave cadena. - Una plomada - Una lija de agua N° 60 - Una lima plana 10" - Un pico - Una barreta - Una palana

Fig 1. herramientas y materiales

- V litro de grasa para rodaje - Tanque para la mezcla del lodo - Dos tablas de madera de 0,15 x 1 m - Un colador de 30 x 40 cm - Seis tubos de PVC 6" SDR 40 - Tela vilur (5 x 0,3 m) - Pegamento para PVC - Diesel - Aceite mecánico

III.

MARCO TEORICO 1. PEROFRACION

La perforación, como la exploración, es una actividad que demanda tiempo y recursos financieros. Por eso, un equipo de perforación sólo se instala y comienza a perforar cuando geólogos y geofísicos han acordado la locación más apta para la búsqueda de hidrocarburos en el subsuelo. Los petroleros no fueron los primeros en perforar pozos profundos: 2.000 años atrás lo hacían los chinos para encontrar salmuera, con la cual obtenían sal. Para lograr sus

propósitos disponían de un equipo consistente en una estructura de madera, de la cual suspendían por cable una herramienta cortante y pesada. La percusión intermitente sobre el terreno iba horadando sucesivos estratos del subsuelo hasta llegar al objetivo. Este ingenioso sistema permitió perforar hasta más de 900 metros de profundidad, aunque demandaba años completar el trabajo. En los primeros años de la industria petrolera se utilizaron los mismos principios, de perforación a percusión. Aunque todavía en ciertas circunstancias y principalmente en Estados Unidos se sigue utilizando esta técnica (muy mejorada respecto del siglo pasado) fue universalmente reemplazada por el método de perforación rotativa.

Fig 2. Máquina perforadora

2. TORRES DE PERFORACION Las torres de perforación son utilizadas para realizar perforaciones de entre 800 y 6000 metros de profundidad en el subsuelo, tanto de pozos de gas, agua o petróleo, así como sondeos de exploración para analizar la geología y buscar nuevos yacimientos. Cuando las perforaciones se realizan en el mar estas torres están montadas sobre barcazas con patas o buques con control activo de su posición respecto del fondo del mar y se denominan plataformas petrolíferas.

Para perforar el pozo: 

La broca de perforación o trépano, empujada por el peso de la sarta y las bridas sobre ella, presiona contra el suelo.



Se bombea lodo de perforación dentro del caño de perforación, que retorna por el exterior del mismo, permitiendo la refrigeración y lubricación de la broca.



Se hace girar el trepano, ya sea mediante el giro de la sarta de perforación o mediante un motor de fondo o ambos a la vez.



El lodo de perforación ayuda a elevar la roca molida a la superficie.



El lodo en superficie es filtrado de impurezas y escombros para ser re bombeado al pozo. Resulta muy importante vigilar posibles anormalidades en el fluido de retorno, para evitar golpes de ariete, producidos cuando la presión sobre la broca aumenta o disminuye bruscamente.

La línea o sarta de perforación se alarga gradualmente incorporando aproximadamente cada 10 metros un nuevo tramo de caño en la superficie. 3. MÉTODOS DE PERFORACIÓN Y EQUIPO Los pozos deberán ser perforados en toda su profundidad y en diámetro nominal no menor al señalado en el pre – diseño. Será necesario estudiar alternativas para el método de perforación y construcción con la intención de que los pozos puedan ser construidos lo más económicamente posible en concordancia con las características geológicas, características y pre diseño del pozo, materiales con que se cuente, etc. LOS MÉTODOS DE PERFORACIÓN Método de Percusión, que lleva a cabo la operación de perforar, levantando y dejando caer con regularidad una pesada sarta de herramienta dentro del agujero que se va abriendo. El barreno fractura o desmorona la roca dura y la convierte en pequeños fragmentos. Durante el proceso las partículas desprendidas se entremezclan con agua, (la que debe ser agregada sino se encuentra presente en la formación que se está penetrando). El lodo formado por las partículas desprendidas y el agua deberá ser extraído mediante una bomba de arena o una cuchara con la finalidad que la columna de lodo formada no amortigüe la caída de las herramientas y retarde la velocidad de perforación. MÉTODO ROTATIVO



Que consiste en oradar un agujero mediante la acción rotatoria de un trépano y remover los fragmentos que se producen con un fluido que continuamente se hace circular, conforme el trépano penetra en los materiales de la formación.



Cuando se utilice el sistema rotativo deberá cuidarse que las bombas y el compresor proporcionen una adecuada circulación de retorno para los fluidos de acuerdo a la velocidad de ascenso del material perforado y una buena ejecución del trabajo en relación a la viscosidad de los fluidos y al diámetro perforado.



En el sistema rotativo se usarán lodos bentónicos de peso específico o densidad adecuada, su medida se efectuará mediante la balanza de lodos utilizando unidades gramos/centímetro cúbico la viscosidad de los mismos será del orden de 36 a 50 seg/API, los datos sobre la viscosidad de los lodos serán registrados con exactitud durante la perforación, a cada 3 metros y cuando se registre cambio de formación. La variación de viscosidad se medirá con el embudo de MARSH.

CARACTERISTICAS TECNICAS 

Basándonos en el estudio geofísico realizado, ubicamos la perforación en un punto adecuado del terreno

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Para la perforación se utilizó una maquina montada en camión marca GARNER DENVER, acoplada con bomba de lodos.

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Se utilizó bentonita Arcicol, como lodos de perforación.

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Se perforó con brocas tricónicas de insertos, hasta los 108 metros de profundidad y con diámetros de 10”.



En el transcurso de la perforación exploratoria se llevó a cabo la recolección de muestras cada metro de avance y el análisis macroscópico de las mismas.

Fig 3. Máquina de Perforación

IV.

PROCEDIMIENTOS PARA LA PERFORACION

1. MONTANDO LA TORRE Estando la torre montada y colocada en su lugar, coger el tubo de perforación y enroscar por la parte superior el inyector de lodo y por la parte inferior la broca de perforación, además colocar la manguera en el inyector de lodo y la manija en el tubo de perforación

Fig 4. Montado de la torre de perforación 2. PREPARACION DE ZANJAS A una distancia aproximada de 1,5 m del eje de perforación hacer el pozo de sedimentación de forma cuadrada de 0,5 x 0,5 x 0,5 m y a una distancia aproximada de 1m de éste, hacer el pozo de lodo de 0,5 x 0,5 x 0,6 m (Existen casos en los que se realizan 3 pozos, esto esta en función del tipo de material extraído del pozo).

Fig 5. Preparación de zanjas

3. PENDIENTE Los pozos excavados se unirán mediante pequeñas zanjas que tendrán un desnivel adecuado de aproximadamente 5% para que recircule el agua.

Fig 6. La pendiente para las zanjas. 4. INSTALACION DE TRICONO Colocar dos tablas de madera de aproximadamente 0,15 x 1m sobre el pozo de lodo. Sobre estas tablas se instala la bomba de lodos, graduando la altura según el tamaño de la persona. Finalmente, al mango de la bomba de lodo se conecta la manguera.

Fig 7. Instalación del tricono

5.

DISEÑO DE TUBERIA PVC 8 PLG.

En consecuencia el revestimiento del pozo con tuberías y tuberías con filtro de acuerdo a criterios técnicos y litológicos obtenidos durante la perforación se diseñó de la siguiente forma (ANEXO 2 ) : Los filtros son de ranura continua, tipo aguador, pues los mismos garantizan la entrada de agua con una velocidad adecuada y por ende aumenta la eficiencia del,pozo.

Fig. 8 Tuberías con sus filtros respectivos.

Fig. 9 colocaciones de los tubos en la perforación realizada

Fig. 10 Pegamento en tubos

Fig. 11 Empalme de tubos

Fig. 12 atornillado de tubos.

6.

REPERFORACION Y ENTUBADO

Finalizada la etapa exploratoria se realizó el entubado del pozo de acuerdo al diseño referido anteriormente. El proceso que se siguió antes del entubado fue el siguiente: Limpieza mediante una buena circulación de lodo que elimine el exceso de finos en suspensión y los depósitos hasta la profundidad que va el diseño. Luego se alivianó el lodo mediante inyección de agua, sin eliminarlo por completo, se extrae la tubería de perforación y de forma inmediata se debe proceder En el espacio anular entre la pared exterior de la tubería y la pared interior de la Formación fue instalado el filtro de grava, acorde con la granulometría de la Formación y del slot de la rejilla (tamaño de la ranura). El proceso de engravado se realizó con la obturación de la boca del pozo a fin de desalojar parte del lodo de perforación y reemplazarlo con la grava, para evitar la conformación de puentes. De acuerdo con instrucciones del Ing. Bladimir Rocabado, el pozo quedó diseñado de la siguiente manera: Brocal y sello sanitario de hormigón (Portland) 0.00m a 3.00 m. Sello de Bentonita (300 lbs. en 110gal.agua) 3.00m a 29.00m Filtro de gravas: 29.00m a 107m

Fig. 13 Tubería de perforación 7. LIMPIEZA Y DESARROLLO DEL POZO El desarrollo de un pozo comprende todas aquellas etapas de su complementación encaminadas a eliminar los materiales finos del acuífero y, como consecuencia, a limpiar, abrir y ensanchar los pasajes de la Formación, de modo que el agua pueda entrar al pozo más libremente. El desarrollo constituye una labor esencial del verdadero acabado de un pozo de agua. Al ser desarrollado éste alcanza su máxima capacidad, obteniéndose las siguientes ventajas: -

El desarrollo repara cualquier daño u obstrucción que haya sufrido la formación como consecuencia derivada de los efectos de la perforación.

-

El desarrollo aumenta la porosidad y la permeabilidad de la formación natural en los alrededores del pozo.

-

El desarrollo estabiliza la formación granular en torno a la rejilla, de manera que el pozo descargue agua libre de arena.

La limpieza y desarrollo se llevó a cabo primero mediante la inyección de aire comprimido y luego con doble línea de tubería, habiéndose conseguido que el agua salga limpia y sin desplazamiento de finos, lo que constituyó un indicativo de que la formación granular se había estabilizado, impidiendo de esta manera, cualquier movimiento posterior de la arena.

Fig. 14 Limpieza con aire comprimido. 8. ENSAYO DE BOMBEO La prueba de bombeo se realizó con un caudal constante de 5.5 litros por segundo Para este proceso se utilizó un compresor de aire de 185 cfm conectado a doble línea y luego la bomba con motor de 5HP.  nivel estático: 29,30 m  nivel dinámico o de bombeo: 30,26 m -abatimiento: 0,96 m

 caudal de prueba: 7 litros por segundo(a boca de pozo) -ubicación bomba: 87,00 m  tiempo de bombeo: 24 horas  capacidad específica al 70% 4,01 l/s/m (litros/segundo/metro)  Características de la Bomba: -

-Bomba sumergible de 4”, para 5 HP 60 GPM marca GEOFLO, modelo SP70-08, de 8 etapas.

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-Motor eléctrico sumergible Franklin de 4”, 5HP 230/60/1F

-

-Caja de control para 5HP 230/60/1F

Fig. 15 bomba sumergible 9.

INSTALACIONES FINALES:

 Profundidad Instalación Bomba: 87m  Diámetro de tubería galvanizada línea de agua: 2”  Instalación Eléctrica al medidor de la bomba anterior.

V. -

CONCLUSIONES Al termino de esta labor a la comunidad un gran servicio del agua subterránea para sus casas regadíos.

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La gran medida de los pozos a través de los cuales se extraen las aguas subterráneas.

-

las bombas manuales se libran de todo daño y aseguran que aproveche plenamente la capacidad potencial del pozo realizado.

-

la recirculación de agua que fluye a presión por medio de una bomba de lodo, a mejorado logrando desplazar la tierra suelta del pozo en forma continua.

VI.

OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES -

El pozo tiene la suficiente capacidad de agua para su explotación. Como observación los requerimientos iniciales solo para una fábrica eran de: 0.5 litros por segundo, y este momento se está bombeando 7 litros por segundo.

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Según los análisis fisicoquímicos del agua, en general a excepción del contenido de hierro, el agua cumple con todos los parámetros establecidos de los análisis realizados, por lo que requeriría un tratamiento adecuado para el control del hierro.

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Es necesario el realizar un mantenimiento del pozo por lo menos una vez cada año. Este mantenimiento consiste en una limpieza con Aire Comprimido, e inyección de poli fosfatos.

VII.

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