Diseño de Un Pozo Tubular

“DISEÑO DE UN POZO TUBULAR”

1. INTRODUCCIÓN: El presente informe tiene por objetivo mostrar el procedimiento a seguir durante el diseño de un pozo tubular, ya que la perforación de pozos es muy importante para el abastecimiento de agua potable o agua de regadío ya que el agua subterránea es muy abundante y tiene una calidad asegurada lo que generalmente significa que no requiere de un tratamiento por lo que suele ser barata y segura en relación del agua superficial; además el agua subterránea es muy importante para el abastecimiento de agua en grandes ciudades como Lima donde la oferta de agua superficial no es suficiente para satisfacer la demanda de la población. Los datos con los que se ha trabajado han sido proporcionados por la Empresa Perforadora POZOS ESTABILIZADOS de un pozo que ejecuto SEDAPAL en el Fundo Punchauca – Distrito de Carabayllo, siendo el presente un ejemplo real. 2. METODOLOGÍA: a. Perfil Litológico: Pro. M.

Descripción Litológica

0.0 – 5.00 5.0 – 24.0

Tierra de cultivo, arcillo – limosa 100% Cantos rodados grandes a medianos 40%, grava 30%, arena media 20%, arcilla 10% Arena fina 80%, rodados medianos 10%, grava 10% Cantos rodados medianos 20%, grava 20%, arena gruesa a media 50%, arcilla 10% Arcilla gris oscura 100% Rodados grandes a medianos 30%, grava 30%, arena fina 30%, arcilla 10% Arena gruesa a fina 20%, grava 30%, rodados medianos 40%, arcilla 10% Arena gruesa a fina 30%, grava 30%, rodados medianos 40%

24.0 – 26.0 26.0 – 48.0 48.0 – 50.0 50.0 – 80.0 80.0 – 100 100 – 120

Tipo Permeabilidad No permeable Semipermeable Permeable Semipermeable No permeable Semipermeable Semipermeable Permeable

0m

5.0

24.0 26.0

PERFIL LITOLOGICO DEL POZO

48.0 50.0

80.0

100.0

120.0

b. Curvas Granulométricas:

MALLAS

PORCENTAJE ACUMULADO QUE PASA PARA LAS MUESTRAS DE LAS SIGUIENTES PROFUNDIDADES 21

24

28

31

37

43

48

3/4"

100%

100%

1/2" 3/8"

99% 98%

99% 97%

100% 99%

100%

100% 96%

100%

99% 96%

1/4"

93%

93%

96%

98%

91%

96%

N4

89%

88%

90%

94%

87%

N10

73%

72%

74%

79%

N 20

60%

59%

46%

N 40

50%

49%

N 60

43%

N 100 N 200

51

55

59

63

100%

100%

100%

100% 99%

99% 97%

99% 98%

97% 93%

93%

97%

93%

97%

92%

91%

93%

90%

72%

78%

86%

90%

67%

60%

62%

82%

37%

57%

51%

50%

42%

31%

50%

45%

33%

32%

20%

38%

30%

30%

17%

35%

70

74

80

86

92

94

96

99

102

3" 2" 1 1/2" 1" 100%

100%

100%

100%

99% 96%

98% 96%

100% 98%

100% 96%

100% 99%

86%

98%

94%

100%

92%

93%

90%

95%

100%

100%

93%

82%

96%

92%

98%

86%

87%

86%

90%

96%

99%

77%

83%

69%

86%

86%

97%

71%

70%

73%

74%

89%

98%

77%

66%

72%

57%

75%

76%

96%

59%

58%

62%

60%

79%

97%

79%

66%

58%

61%

48%

64%

66%

94%

51%

49%

52%

51%

71%

94%

44%

76%

58%

52%

54%

43%

56%

57%

90%

46%

43%

46%

46%

58%

90%

36%

35%

69%

52%

43%

43%

35%

44%

46%

75%

38%

36%

37%

38%

49%

75%

33%

32%

66%

43%

40%

39%

33%

41%

40%

67%

36%

34%

34%

35%

42%

67%

Gráfico de todas las curvas

Según el perfil litológico los estratos más óptimos para la ubicación de la rejilla son los que se encuentran por debajo de los 50 metros de profundidad, a continuación se presentan las curvas granulométricas que corresponden a los estratos mencionados:

Se selecciona la curva que contenga más finos, en este caso es la curva de 102 m de profundidad.

c. Interpretación de la Curva Seleccionada Se selecciona la curva que presente más finos, en este caso es la correspondiente a la profundidad de 102 m. como se observa en el grafico su porcentaje de finos es de 67%. Calculo del diámetro efectivo (d10): ABERTURA (mm)

%ACUMULADO PASA

0.075

67

D10

10

0

0

 D10 

10 x(0.075) 67

D10  0.0112 mm

Cálculo del coeficiente de uniformidad:

ABERTURA (mm)

%ACUMULADO PASA

0.075

67

D60

60

0

0

 D60 

60 x(0.075) 67

D60  0.0672 mm

Por lo tanto:

CU 

D60 D10

CU 

0.0672 0.0112

CU  6

Cálculo del coeficiente de curvatura: ABERTURA (mm)

%ACUMULADO PASA

0.075

67

D30

30

0

0

( D30 ) 2 CC  D10 xD60

(0.0336) 2 CC  0.0112 x0.0672

 D30 

30 x(0.075) 67

D30  0.0336 mm

CC  1.5

3. DETERMINACIÓN DE ABERTURA DE LA REJILLA: Si seleccionaremos una abertura de rejilla que impida el paso del 50 % al 70% del material esta sería de 0.075 mm pero debido a que esta abertura no es comercial, escogeremos una que se encuentre en el mercado. Abertura re rejilla= 1.5mm 4. CÁLCULO DE LA LONGITUD DE REJILLA: Diámetro exterior= 18”=46 cm Diámetro interior= 14”= 36 cm Caudal de explotación= 60lts/seg Velocidad de flujo= 3m/s

10 cm

2.34 1.5

46 cm

Entonces: 2.34+ 1.5=3.84 cm

Entonces por cada metro existen el siguiente número de vueltas: N= 1000mm/3.84=261 vueltas

Calculo del área abierta Dext*π*abertura*N 460* π*1.5*261= 565482.6 mm2= 5654 cm2/m Q= (3cm/s*5654 cm2/m) 0.001= 16.96L/s Calculo de la longitud de rejilla ideal: L=60/16.96=3.53 Calculo de la longitud de rejilla real: Lreal= 3.53*2+1.94=9 m

Como cada rejilla tiene 3 metros de longitud lo más recomendable seria colocar tres rejillas entre los 86 y 102 metros de profundidad. 5. DISEÑO DE PREFILTRO: El diseño del prefiltro se realizara mediante el Metodo de Johnson para la curva del estrato de 102 metros de profundidad. Para calcular el primer punto de a curva granulométrica del prefiltro, se multiplica el d30 de la curva granulométrica seleccionada por el factor 7 devido a que es una formación no uniforme y contiene limos y arcillas.

D30  0.0336 mm

d ( prefiltro ) 30  0.0336 x7 mm

d 30  0.2352 mm