PG-Perforacion Aire Reverso

PROCEDIMIENTO PERFORACIÓN AIRE REVERSO

CÓDIGO REVISIÓN PÁGINAS VIGENTE DESDE

PG.OP.04 1.0 1 de 11 19.02.07

1. OBJETIVO Y ALCANCE: El propósito de este procedimiento es desarrollar el proceso completo de perforación de aire reverso, identificando las actividades relevantes, de tal modo estandarizar la forma correcta y eficiente de realizar dichas tareas. Esto nos permitirá minimizar pérdidas, daños, detenciones etc., provocados por la aplicación incorrecta de la metodología del desarrollo del proceso de aire reverso, el que además trae consigo deterioros y daños al equipo de perforación. Este procedimiento es aplicable a todos los servicios de sondaje mediante el proceso aire reverso, el cual se caracteriza por el uso de martillos (bits) o triconos como herramientas de perforación, para la recuperación de muestras. Este procedimiento y todos sus instructivos de apoyo son la base mínima para el desarrollo de la actividad de perforación con aire reverso, por lo que cada faena debe contar con los instructivos específicos de acuerdo a las solicitudes del cliente, a las condiciones de ejecución y de terreno.

2 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO ESTE DOCUMENTO AL SER IMPRESO O ESTAR UBICADO FUERA DE LA INTRANET DE GEOTEC BOYLES BROS SE CONSIDERA UNA “COPIA NO CONTROLADA”

PROCEDIMIENTO PERFORACIÓN AIRE REVERSO

FLUJOGRAMA

Inicio

FASE 1

COTIZA

1. 1

2

3

2

Instalar estanques

3. Y accesorios

3 Preparación de lodo

4

4. Para la perforación

A

4

5.Selección de

5

DESCRIPCION Recepcionar la verificar que:

plataforma

de

RESP. sondaje

y

JF/JT

Instalar, nivelar y anclar la sonda en el rumbo y grado indicado por el cliente, registrando estos datos en el libro de obra y de acuerdo a lo indicado en el punto 2.1.2 de este procedimiento y al Instructivo PG.OP.03/IT1 “Instalación de sonda en perforación diamantina”. Instalar estanques y accesorios para realizar la perforación, según, se indica en el punto 2.3 de este procedimiento.

JF/JT GE

JT/PE

JT/PE Preparar el lodo de perforación de acuerdo al Instructivo PG.OP.03/IT5 “Preparación de Lodo de Perforación”.

herramientas

5 6

PG.OP.04 1.0 2 de 11 19.02.07

a) Debe estar horizontal y el tamaño sea el adecuado para instalar la sonda y los accesorios necesarios para la perforación. b) verificar los aspectos de seguridad de la plataforma. c) registrar recepción conforme en el libro de obra de la Sonda.

Recepcionar Plataforma

Instalar, nivelar y anclar sonda

2.

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6.

Proceso de perforación

FLUJOGRAMA

Seleccionar las herramientas para el sondaje de acuerdo al diámetro y características del terreno, lo que se registra en el Formulario PG.OP.02/F1 “Informe de Turno de Perforación Diamantina”.

6

Comenzar este proceso por la circulación del lodo, continuar con la rotación de la herramienta y empuje de ésta para iniciar la perforación. La herramienta no debe estar apoyada cuando se inicie la rotación. En la medida de ir profundizando la perforación, se deben ir ajustando los parámetros mencionados en el punto 2.4 y en forma gradual y de acuerdo a la condiciones del terreno. Como apoyo de las actividades de perforación, se cuenta con los Instructivos PG.OP.03/IT2 “Movimiento de Herramientas de Perforación” y PG.OP.03/IT3 “Instalación y Retiro de Casing”.

FASE

DESCRIPCION

JF/JT PE

JF/JT PE

RESP.

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PROCEDIMIENTO PERFORACIÓN AIRE REVERSO 7

A

7

Extraer muestra

no

Corregir las causas probables

8

8

? sí

9.

B

B

¿Porcentaje de recuperación de testigo adecuado?

Verificar profundidad del pozo

9

10 no

?

¿Profundidad del pozo de acuerdo a lo especificado?

Sí 10

Registrar datos

11

11

Desinstalar equipos y herramientas

Fin COTIZA

2.1

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PG.OP.04 1.0 3 de 11 19.02.07

Sacar el testigo del tubo interior y depositarlo cuidadosamente en la canaleta, se debe limpiar del lodo y sedimento que pueda tener el testigo, para luego situarlo en cajas o bandejas portatestigos y acorde al Instructivo PG.OP.03/IT4 “Manipulación y Almacenamiento de Muestras”. Siendo el objetivo principal de la perforación diamantina la de obtener testigos representativos de la roca, esta fase requiere de máximo cuidado. Analizar la recuperación de testigos de acuerdo al Formulario PG.OP.02/F6 “Plan de Inspección y Control del Proceso Diamantina”, corrigiendo las causas que puedan incidir en una baja recuperación (roca, corona, tubo interior, herramientas o parámetros de perforación). Verificar la profundidad del pozo de acuerdo a la cantidad de barras en la perforación. Si aún no es alcanzada la profundidad del pozo especificada, continuar el proceso de perforación. El perforista debe registrar diariamente los datos del proceso en el Formulario PG.OP.02/F1 “Informe de Turno”. Estos datos se envían al Área de operaciones diariamente de acuerdo a lo estipulado en el Procedimiento PG.OP.02 “Movilización, Ejecución y Desmovilización de Faenas”. Una vez alcanzada la profundidad proyectada en el pozo, se debe retirar la herramienta de perforación, acomodarla en atriles y dejar ordenado para el traslado al próximo punto de perforación. Desarmar la sonda y dejar la plataforma en las mismas condiciones en que fue recepcionada, teniendo especial atención en el cuidado del medio ambiente. Registrar esta actividad en el Formulario PG.OP.02/F1 “Informe de Turno de Perforación Diamantina”.

JT/PE AY

JT/PE

JT/PE

JT/PE

JF/JT PE/GE

Significado de las siglas: AY : Ayudante JF : Jefe de Faena JT : Jefe de Turno GE : Geólogo (Cliente) PE : Perforista

DESARROLLO DEL PROCESO DE PERFORACÓN

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El Jefe de Faena en conjunto con los Jefes de Turno, antes de iniciar las actividades de perforación, deben asegurar: Cuando una actividad del proceso, es ejecutada de manera diferente producto de una condición particular en terreno, el personal deberá contar con charlas operacionales las que deben quedar inscritas en el registro PG.RH.02/F1, “Registro de Capacitación” o utilizar el indicado por el cliente. Utilizar siempre herramientas adecuadas y mantenerlas limpias de grasas, aceites y cualquier elemento no deseado, además, todo el personal que se ubique dentro de la plataforma de sondaje deberá usar permanentemente sus elementos de protección personal, como mínimo, casco de seguridad, lentes de seguridad, protectores de auditivos, guantes y zapatos de seguridad todos estos elementos deben estar certificados por el fabricante, a la vez para el personal involucrado directamente en la tarea deberá usar overol. Al efectuar la inspección a la plataforma, deben verificar que el camino hacia el punto de sondaje se encuentre en buenas condiciones para el traslado de la sonda y sus vehículos de apoyo, en cuanto a pendientes, curvas, estado del camino, etc., y todo lo que pudiese ocasionar dificultades para un traslado normal y seguro. La plataforma de sondaje debe tener un tamaño adecuado y estar nivelada para la instalación del equipo de sondaje y sus accesorios. Como mínimo tener marcado el punto del sondaje con su rumbo indicado. Cualquier anomalía encontrada en la plataforma o camino, debe quedar escrita en el libro de obras del equipo de sondaje, previa conversación con el cliente sobre las desviaciones encontradas y sus respectivas firmas. Instalación del equipo de sondaje. Una vez instalado el equipo de sondaje en el rumbo, se debe nivelar apoyando todos los gatos en el piso, iniciar el levante de ellos en forma pareja adelante y atrás, hasta quedar nivelado lo más cerca del piso, revisar el rumbo especificado y levantar la torre en el ángulo correspondiente. Instalar el cable de acero como guía para manguera que traslada el cutting al ciclón, fijándolo con una estaca al piso, a una distancia que permita el correcto desplazamiento de ésta. Como apoyo de esta actividad está PG.OP.04/IT1 “Instalación de Sonda Perforación Aire Reverso”. Los accesorios para perforación, deben ubicarse en general de la siguiente manera: a. El camión porta-barras debe ubicarse paralelo a la sonda por el costado de esta según modelo del equipo de sondaje. b. Caseta de protección del operador instalada a una distancia no inferior a 10 m. de la sonda. c. Aditivos de perforación cerca de estanques de lodos, identificados con hoja de seguridad y en un palet sobre plástico para retención de derrames. ESTE DOCUMENTO AL SER IMPRESO O ESTAR UBICADO FUERA DE LA INTRANET DE GEOTEC BOYLES BROS SE CONSIDERA UNA “COPIA NO CONTROLADA”

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d. Extintores en un lugar visible para el personal en atril porta extintor y su acceso debe estar despejado y libre de cualquier obstáculo. e. La balanza y cuarteador deben ubicarse cerca del ciclón, si este esta montado sobre camión estos accesorios deberán ubicarse en la parte posterior de este. f. Las bolsas deben ubicarse en un espacio amplio, dispuestas en forma lineal una tras otra. h. Grasas y aceites en lugar especialmente habilitados para esto, sobre bandejas metálicas diseñadas para retención de derrames (1 x 1 x 0.25 mts.), codificados e identificados con hoja de seguridad. i. En caso de obtener muestra húmeda o mojada, se puede utilizar un estanque de almacenamiento de 2000 litros para inyección de agua o lodo, el cual deberá ubicarse al lado de bomba del equipo. 2.1.1 Perforación. a. Comenzar perforando con tricono o bit de mayor diámetro, para la instalación de la pipa. b. Instalar la pipa de descarga en la boca del pozo, c. Proceder a recubrir el espacio anular con yeso o cemento, con el fin de evitar la fuga del aire comprimido. d. Continuar la perforación en forma lenta y observando todos los parámetros involucrados en la perforación. (velocidad de rotación (rpm), caudal de aire comprimido (mts3/min), peso o carga sobre el tricono o bit (Kg) y presión de aire comprimido). e. Ir modificando la rotación, penetración, flujo de aire comprimido, etc. a medida que se va profundizando el pozo y/o sea necesario de acuerdo a las condiciones de terreno y al punto 2.2 de este procedimiento. f. Como apoyo de esta actividad están PG.OP.04/IT2 “Movimiento de Barras y Herramientas en Proceso Aire Reverso”; PG.OP.04/IT3 “Instalación y Retiro de Casing Proceso Aire Reverso”. 2.2

PARÁMETROS DE CONTROL DEL PROCESO DE PERFORACION.

El Perforista es responsable del control y registro de los parámetros de operación en el PG.OP.02/F2 “Informe de Turno de Perforación Aire Reverso” y de acuerdo al plan de inspección y control de este proceso, para esto el equipo debe estar dotado de los instrumentos necesarios, con el fin de asegurar un óptimo rendimiento de las herramientas de sondaje y una máxima recuperación de cutting. Como estándar, se establecen cuatro parámetros de control fundamentales que se detallan a continuación: 2.2.1

Velocidad de rotación (rpm)

Corresponde a las revoluciones por minuto que desarrolla la herramienta de perforación al momento rotar, ésta dependerá del diámetro del martillo o tricono, la profundidad y la formación de la roca. Estos aspectos el Perforista debe considerar al seleccionar una determinada velocidad de rotación, en el punto 2.3.1 de este procedimiento se indican valores de referencia para velocidades de rotación. ESTE DOCUMENTO AL SER IMPRESO O ESTAR UBICADO FUERA DE LA INTRANET DE GEOTEC BOYLES BROS SE CONSIDERA UNA “COPIA NO CONTROLADA”

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2.2.2

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Peso o carga sobre el BIT o tricono. ( Kg)

Corresponde a la carga directa sobre el BIT o tricono al momento de perforar, un peso inadecuado sobre uno de estos provoca un bajo rendimiento. En el punto 2.3.2 se indican valores de referencia para pesos sobre BIT o tricono. 2.2.3

Caudal del aire comprimido. (m3/min.)

El aire producido por el compresor se agrega entre el tubo interior y la barra, con un flujo determinado de acuerdo a lo indicado en el punto 2.3.3 de este procedimiento y dependerá del terreno a perforar, diámetro de la herramienta de perforación, profundidad del sondaje, etc. y tiene como objetivo: • • • • • 2.2.4

Refrigerar, lubricar el BIT o tricono y las barras de perforación. Remover el cutting producido por la perforación. Prevenir derrumbes de las paredes del pozo y evitar atrapamiento. Asegurar la obtención de la muestra. Hacer funcionar el martillo. Presión del aire de perforación.

La presión del aire de perforación es controlada en forma directa por el operador a través del manómetro de presión de aire, su comportamiento entrega información para determinar los parámetros de perforación, por ejemplo; una presión excesiva indica que puede haberse tapado el sistema de inyección de aire, en cambio una perdida de presión podría indicar que existe una probable rotura en el pozo o la perdida de aire de la línea de inyección, producto de rotura de tubo interior de las barras de perforación, caída de O,ring, rotura de teflón en caso de encontrase perforando con martillo, desgaste de los tubo de este, corte de herramienta de perforación, etc.

2.3

VALORES RECOMENDADOS PARA EL CONTROL DEL PROCESO DE PERFORACION AIRE REVERSO.

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2.3.1 Velocidades de Rotación recomendadas para BIT o triconos. Velocidades de Rotación de orientación para bits.

Formación rocosa Blanda Mediana Dura Muy dura

RPM (*)

Avance o Penetración (Avance) Pies/hora

15 – 60 10 – 40 5 – 20 5 –12

Una primera aproximación se obtiene multiplicando las RPM por 2, lo que da el resultado en Pies/hr (**)

(*) Las rpm bajas corresponden a diámetros de bits entre 12” a 18” y las rpm más altas a diámetros de bits entre 4” a 6”.

Velocidades de Rotación de orientación para triconos con insertos de carburo de tungsteno.

Formación rocosa

RPM (*)

Avance o Penetración (Avance) Pies/hora

50 – 150 75 – 225 Blanda 50 – 120 36 – 86 Mediana 50 – 90 29 – 52 Dura 40 – 80 17 – 33 Muy dura (*) Las rpm bajas corresponden a diámetros de triconos entre 12” a 15” y las rpm más altas a diámetros de bits entre 4” a 6”. (**) Al multiplicar los pies/h por 0,3048 se obtiene el avance o penetración expresado en m/h.

2.3.2

Valores de orientación del peso sobre BIT y triconos.

Valores de orientación del peso o carga total (mínima) sobre el bit. ESTE DOCUMENTO AL SER IMPRESO O ESTAR UBICADO FUERA DE LA INTRANET DE GEOTEC BOYLES BROS SE CONSIDERA UNA “COPIA NO CONTROLADA”

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Peso total mínimo sobre el bit @ 250 PSI (*) Libras (lb) Kilogramos (Kg)

Formación rocosa

1300 2100 - 3300 5000 - 8600 11300

Blanda Mediana Dura Muy dura

600 1000 - 1500 2300 – 3900 5100

(*) Para otras presiones, consultar el catálogo del fabricante del martillo (bit).

Actualizar esta información de acuerdo a los nuevos modelos de martillo fabricados ya que la mayoría trabaja en 280 psi, además se debe considerar que al perforar con martillo siempre hay que mantener el punto de equilibrio, vale decir no cargar el martillo sobre el bit ya que este no percuta, ni retener el martillo para que no se produzca un golpe en vacío y provoque el corte de mega bit. Valores de orientación del peso sobre el tricono. Formación rocosa

Peso sobre el tricono Libras (lb) (*) Kilógramos (Kg) (**)

1000 – 4000 Blanda 2000 – 5000 Mediana 3000 – 6000 Dura 5000 – 8000 Muy dura (*) Valores por cada pulgada de diámetro del tricono. (**) Valores por cada 25 mm. de diámetro del tricono.

500 – 1800 900 – 2300 1400 – 2700 2300 – 3600

2.3.3 Valores del caudal (flujo) del aire comprimido para BIT y triconos. BARRIDO. ESTE DOCUMENTO AL SER IMPRESO O ESTAR UBICADO FUERA DE LA INTRANET DE GEOTEC BOYLES BROS SE CONSIDERA UNA “COPIA NO CONTROLADA”

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La función del barrido es transportar detritos de perforación desde el fondo del pozo hasta la superficie. Además de esto, el barrido contribuye eficazmente a la refrigeración de los rodamientos o bujes del tricono.

A)

Valores de orientación de la velocidad de barrido con aire comprimido para bits y triconos:

Tipo de cutting Fino y minerales ligeros Grueso y minerales pesados Grueso y minerales pesados con alto contenido de agua.

B)

Velocidad de barrido Mts3/min Pies3/min 1.220 2.130

4.000 7.000

3.050

10.000

Velocidad del Aire Comprimido o Velocidad de Barrido.(m/min)

Para evacuar eficazmente la muestra a través del tubo interior de la barra para aire reverso, la velocidad del aire debe estar comprendida entre los 1.220 y 3.050 m/min (ver tabla anterior sobre la velocidad de barrido). Esta velocidad se controla por la capacidad del compresor, y el diámetro interior del tubo de la barra de aire reverso. Para tener una idea aproximada del volumen de aire, utilice la siguiente fórmula: Caudal (Flujo) de Aire Es un volumen de aire medido en una unidad de tiempo (minuto) y se calcula por la siguiente expresión:

Q = V x D2 (pies3/min) en donde: 183,33 Q= Caudal o flujo de aire en pies cúbicos/ min. V = Velocidad de barrido en pies/min D = Diámetro interior del tubo interior en pulgadas C = Constante adimensional Ejemplo: Si se requiere perforar un pozo con una velocidad de barrido de 7.000 pies/min, empleando una barra de aire reverso de 41/2”, cuyo diámetro del tubo interior es de Ø 2,468”, el caudal de aire requerido será:

Q = 7.000 x 2,4682

(Nota: 2,4682 = 2,468 x 2,468)

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PROCEDIMIENTO PERFORACIÓN AIRE REVERSO 183,33 Q = 232,6 pies3/min

C)

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(Nota: para obtener el equivalente en m3/min, divida el resultado por 35,3. Si desea obtener litros/seg, entonces multiplique el resultado por 0,472)

Corrección por altitud. La altura a la cual se encuentra perforando, afecta a la capacidad del compresor. Debe tener en cuenta que por cada 1.000 m. sobre el nivel del mar (m.s.n.m), el compresor pierde su capacidad en aproximadamente un 10%. Ejemplo: si se está a 3.000 m.s.n.m., entonces se contará con un 70% de la capacidad nominal del compresor.

D)

Corrección por contrapresión. La contrapresión aumenta de forma constante según aumenta la longitud del pozo. Para corregir este efecto, es necesario aumentar la presión de aspiración (o de succión) hasta obtener la velocidad de barrido adecuada.

E)

Inyección de agua o espuma. Durante el proceso de perforación con aire reverso, la inyección de agua o espuma puede ser beneficiosa en determinadas circunstancias, para mantener el pozo acondicionado para perforar.

2.4

PORCENTAJE DE RECUPERACION DE MUESTRA.

Siempre se debe tener presente que, el objetivo principal de la perforación aire reverso es la muestra recuperada y la calidad de esta; por lo tanto, el Jefe de Faena debe velar que el personal bajo su responsabilidad, haga un buen manejo y cuidado de las muestras recuperadas. Información complementaria se encuentra en PG. OP 04/IT4 “Manipulación y Almacenamiento de Muestras en Proceso Aire Reverso”. Como criterio de valoración de la calidad del proceso de perforación aire reverso, se emplea el “Porcentaje de Recuperación de Muestra, el cual se determina en el PG.OP.04/F1 “Plan de Inspección y Control Aire Reverso”.

3.

REGISTROS. •

Formulario PG.OP.04/F1 “Plan de inspección y control aire reverso”

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PROCEDIMIENTO PERFORACIÓN AIRE REVERSO • •

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Formulario PG.RH.02/F1 “Registro de capacitación” Formulario PG. OP.02/F1 “Informe de Turno de Perforación Aire Reverso”

4. REFERENCIAS • • • • • • • •

Instructivo PG.OP 04/IT1 “Instalación de Sonda perforación Aire Reverso” Instructivo PG.OP 04/IT2 “Movimiento de Barras y Herramientas en Proceso Aire Reverso.” Instructivo PG.OP 04/IT3 “Instalación y Retiro de Casing en Proceso Aire Reverso” Instructivo PG.OP 04/IT4 “Manipulación y Almacenamiento de Muestras en proceso Aire Reverso”. Procedimiento PG. MN.01 “Recepción de Equipos en Talleres” Procedimiento PG. MN.02 “Despacho de Equipos Reparados en Taller” Procedimiento PG. MN.03 “Mantenimiento de Equipos en Faena” Procedimiento PG.OP.O2 “Procedimiento de Movilización, Ejecución y Desmovilización de Faenas”

5. MODIFICACIONES: Se realizó modificación tanto en forma como en contenido de este Procedimiento, con el fin de adecuarlo a la realidad de las actividades que se realizan en las faenas de sondajes. Este procedimiento incluye 4 parámetros de perforación.

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