Perforacionl de diamantina 2016

Manual de Sondeos sistema de Perforación de Pozos con Corona Diamante.

Preparado por: Angel Eduardo Lambert Barrientos Noviembre 2000.

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Manual de Sondeos

Sistema de Perforación de Pozos

Con Corona Diamante

Preparado por: Angel Lambert B.

Noviembre 2000



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Tabla de Contenidos

Pagina Nº

1.0 OBJETIVO……………………………………………………………………………………………….3

2.0 ALCANCE…………………………………………………………………………………………....... 3

3.0 DESCRIPCION DE LOS METODOS DE PERFORACION…………………………………………. 4

4.0 SONDEOS MECANICOS………………………………………………………………………

5.0 PERFORACION CON CORONAS DIAMENTES………………………………………………

5.1 Principios…………………………………………………………………………………………

5.2 Descripción del equipo…………………………………………………………..

5.3 Sistema de Tornillo……………………………………………………………… 5.4 Sistema hidráulico…………………………………………………………………..



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1.0 Objetivo Que el lector se familiarice y sea capaz de identificar los sistemas de sondeos descritos en este manual, su función, especificaciones técnicas, desarrollo del sondeo y tipos de herramientas utilizadas en la perforación, desarrollo y rescate de herramientas. Parámetros de sondeos, la función de los lodos de perforación, diámetros de perforación, desarrollo de pozo, medición de pozo y término de este. 2.0 Alcance Este manual es aplicable a todos los servicios de perforación de pozos mediante el uso de corona diamante, como herramienta de perforación, para la recuperación de muestras o ensayos geotécnicos. 3.0 Descripción de los métodos de perforación 3.1 SONDEOS MECÁNICOS

La mayor parte de los yacimientos minerales superficiales están descubiertos y en explotación. En el futuro, las necesidades de recursos deberán satisfacerse mediante la localización de yacimientos subterráneos o profundos, los cuales pueden encontrarse a profundidades alrededor de 10Km de la superficie terrestre y en el fondo del mar. Sólo una investigación eficaz llevada a cabo con las técnicas adecuadas permitirá localizar tales yacimientos. La prospección minera, en su forma más simple, exige un estudio ajustado y detallado de las características naturales de la superficie y de sus diferencias. El encontrar afloramientos de minerales encajados en rocas, detectar cantos rodados y gravas en depósitos aluviales o buscar oro en las corrientes de los ríos, son ejemplos de estas formas de explorar en las que el éxito dependía antiguamente del azar. Sin embargo. Estas técnicas un tanto oculares y, con frecuencia, puramente locales, rara vez permitían descubrir yacimientos profundos totalmente recubiertos. Para localizar éstos es necesario, generalmente, aplicar primero métodos geofísicos y efectuar, después, sondeos de exploración e investigación.

Hoy en día, la intensa actividad de búsqueda de yacimientos minerales con la creciente utilización de los métodos geofísicos y satelitales está reduciendo los costes y el tiempo necesario que suponen los programas de investigación. Los estudios geofísicos son, pues, un requisito previo en la mayoría de las campañas de exploración e investigación. En líneas generales, los sondeos mineros pueden clasificarse en dos grandes grupos:

Sin obtención de testigo. Con obtención de testigo.

En el primer caso se emplean los métodos de rotación con tricóno, de martillo en fondo o en cabeza. La muestra está formada por el detritus obtenido en la perforación, resultando conveniente hacer la testificación geofísica del sondeo. Tienen la ventaja de su rapidez y economía, pues realizar una campaña de exploración con testigo continuo es muy lento y costoso. Cuando se perfora con coronas de diamantes, la obtención del testigo puede llevarse a cabo por el procedimiento convencional de



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Varillaje y tubo doble. La exploración por sondeos tiene por objeto fundamental determinar la presencia o ausencia de zonas mineralizadas y obtener una idea preliminar de qué ley y tamaño tienen dichas zonas.

La perforación con obtención de testigo continuo sigue siendo la herramienta más versátil y utilizada, dado que es capaz de perforar en cualquier ángulo y obtener testigo continuo de varios diámetros en un rango de profundidades que puede llegar a superar los 1.500m. No obstante, los costos de perforación con este método aumentan de tal forma que es necesario realizar un análisis muy cuidadoso para estar seguros de que la información básica para un determinado proyecto no se pueda obtener utilizando métodos de rotación o de roto percusión, bastante más baratos pero menos representativos.

4.0 PERFORACION CON CORONA DIAMANTES

4.1 PRINCIPIOS

La perforación con diamantes se basa justamente en la propiedad del diamante de poseer el grado más alto de dureza (10 en la escala de Mohs), por la que puede cortar cualquier tipo de roca o material. El equipo que se emplea se llama Sonda, que consiste en una unidad motriz, capaz de hacer rotar una broca, llamada corona, en cuya cara posee diamantes (impregnados o insertos) de diferentes tamaños según sea la formación a perforar. La corona va unida al barril por medio de un escareador, a los que se le agregan las barras, que son aceros huecos por cuyo interior circula el lodo. La función principal de los lodos es el de enfriar la corona y sacar el sedimento al exterior. La corona al avanzar ejecuta una perforación anular en el interior, de la cual queda un bastón cilíndrico de roca sólida denominada “testigo”. Este es recibido por el tubo interior a través de un resorte que le permite, la entrada y no la salida, por la forma cónica que posee. Una vez que el tubo interior se llena de testigo o se bloquea la corona, es preciso extraer la muestra. Existen dos sistemas para extraer los testigos; el primero, convencional en el cual es necesario sacar todas las barras, y el segundo sistema “wire line”, en el que se ahorra la extracción de la tubería, pues el testigo se obtiene levantando solo el tubo interior. Lógicamente este último sistema es el que más se utiliza en la actualidad. Una vez finalizada esta operación, se acondiciona el testigo en cajas especiales para su posterior proceso y se repite la operación nuevamente.



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4.2 Descripción del equipo El equipo de una sonda de diamante comprende dos partes principales:

Las instalaciones de superficie La columna de perforación

La planta de superficie, esta compuesta de un castillete torre o pluma equipado con un tambor de huinche o Malacate y una maquina motriz. El cable del tambor pasa por la parte superior del castillete y sirve para subir y bajar las varillas y la entubación. El mismo motor que acciona el huinche sirve para imprimir un movimiento de Rotación a las tuberías mediante un sistema de engranaje. Una bomba inyecta de lodos a presión a través de la cabeza de agua, de las varillas y por el interior de las mismas. Este lodo refrigera la corona y sirve para extraer los sedimentos a superficie. La columna de perforación o sarta, esta compuesta de las siguientes partes especiales:

Corona de diamantes

Tubo cortador de testigo con un mecanismo para sujetarlos Tubo porta testigo que los sujeta hasta poderlos extraer Escariador Las varillas de perforación La cabeza inyectora

Los sondeos con recuperación de testigo son caros pero proporcionan gran información geológica. Los precios alrededor de US 64 por metro perforado. La herramienta de corte es un tubo hueco con una corona de diamante en la cabeza, siendo los diámetros más comunes: Se puede perforar hasta 10 m metros por hora. La herramienta gira y corta un testigo de roca (testigo) a medida profundiza. Dicho cilindro de roca queda contenido dentro del tubo porta testigo. A medida que se profundiza, se van agregando varillas al sistema. El problema es que cuando el porta testigo esta lleno (3 m), hay que retirar el varillaje que se ha ido agregando progresivamente. Cuando se han perforado muchos metros, por ejemplo, mas de 100, toma tiempo recuperar el tubo porta testigo, y recordemos el tiempo en dinero. Para remediar esto se puede utilizar un tubo porta



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testigo conectado con un cable a superficie (wireline Core barrel), pero en ese caso, el diámetro del testigo será inferior. 4.3 Alimentación El mecanismo de avance y rotación de las columnas de perforación puede ser de tornillo o hidráulico. 4.4 El sistema de tornillo Consiste en un tubo hueco de acero con hilo sin fin, accionado por engranajes con diferentes números de dientes que determinan la capacidad de avance. Así por ejemplo para un avance de una pulgada en la perforación, la corona puede girar con 200, 400 y 750 r.p.m., dependiendo del par de engranaje utilizado para él engrane. Este sistema de tornillo tiene una velocidad constante o sea, un avance fijo, pero la presión en el fondo del barreno será distinta, según sea la dureza de las capas que atraviesa. Este sistema se usa en maquinas que van a trabajar a profundidades moderadas. En la actualidad su uso es restringido.

4.5 El mecanismo hidráulico Se utiliza para sondajes grandes y consiste esencialmente en comunicar un movimiento de rotación a las varillas De la columna de perforación, mediante un sistema de engranaje y darle presión mediante un pistón accionado Hidráulicamente. En este sistema hidráulico, la presión hidráulica del mecanismo es constante y la velocidad será variable al atravesar capas duras o blandas. El sondeador puede regular fácilmente la velocidad de avance, accionando una válvula que controla él líquido del mecanismo hidráulico, dando así gran flexibilidad a la operación.



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Chuck o unidad de rotación hidráulica.

Winche Wire Line Panel de comandos Hidráulico

Chuck de rotación hidráulico Prensa hidráulica de Barras

5.0 Corona de diamante



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Los diamantes que se usan son generalmente de dos tipos: El diamante negro o carbonado, compuesto de pequeñísimos cristales de diamante en una masa de carbón o grafito, es de color negro o gris negrusco, es de gran dureza, poco frágil. El bortz o bort es diamante de forma cristalina impura de color claro y de dureza irregular. No tiene valor como piedra preciosa y su valor es menor que el carbonado.

Los diamantes negros se colocan en una corona de fierro blando o aleación especial. El número de carbones por corona fluctúa entre 50 y 100. El engaste de los diamantes es una operación importante y delicada y consiste en un verdadero arte.

Varios procedimientos se han usado, como por ejemplo: mezclar los carbones o bortz con el metal en polvo, y luego comprimirlos o arreglarlos en anillos que se sueldan a la corona o sea, se colocan a presión en ella. De esta manera se puede trabajar hasta que el anillo se desgaste completamente y se coloca un nuevo anillo.



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Los medios del corte que se utilizan en pedacitos impregnados son diamante sintético. El material tiene una ventaja distinta sobre el diamante industrial minado natural en el cual se utiliza superficies fijas en que es un material dirigido que tiene características físicas mensurables, controladas, parcialmente en las áreas de la geometría cristalina de la fiabilidad del cristal. La capa de la matriz de la corona del pedacito contiene una distribución uniforme de estos cristales sintéticos del diamante que se encajan en un enlace pulverizado del metal. El tamaño de la arena y la concentración de los cristales sintéticos del diamante así como la dureza relativa del metal enlazan los materiales en los cuales se suspenden son todas las funciones de la designación del tipo de matriz. La idea es emparejar la dureza de la matriz de la corona a la dureza de la formación para que el enlace del metal de la capa de la matriz erosione en una tarifa controlada durante la operación de perforación normal. Esta erosión controlada del enlace del metal de la capa de la matriz alternadamente expondrá continuamente nuevas capas de diamantes sintéticos agudos hasta que la capa de la matriz de la corona se consuma totalmente.



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5.1 Parámetros de control del proceso de perforación Velocidad de rotación. Peso sobre la corona. Circulación del fluido de perforación. Tipo de roca (dureza, tamaño del grano, competente, fracturada). El perforista es responsable del control de los parámetros de operación, con el fin de asegurar un óptimo rendimiento de las coronas diamantadas y una máxima recuperación de testigo.

5.2 Corona a Utilizar

La corona debe seleccionarse de acuerdo al terreno a perforar y considerando además las características del equipo (sonda) disponible.

Como norma general es importante recordar que, para una corona insertada, los diamantes pequeños se indican para una roca dura y los diamantes grandes se



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indican para una roca blanda. Además este tipo de coronas es recomendable para formaciones blandas.

En coronas impregnadas, la matriz o liga de diamantes es modificada según el terreno a perforar, en cambio para formaciones blandas, la matriz es dura. Estas condiciones deben complementarse con una adecuada concentración y tamaño de diamantes, a fin de que se realice un buen desgaste de la matriz y una apropiada exposición del diamante según se desgaste la corona.

Para formaciones abrasivas se recomiendan matrices duras y/o resistentes al desgaste, las que permitan una apropiada retención y desgaste del diamante; de igual manera para formaciones fracturadas o de grano grueso, la matriz recomendada es dura o usar números de serie de corona bajos.



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5.3 Coronas relación terreno. Ver guía de selección de coronas por número de serie. Dorada: [serie 10] para terreno extremadamente duro, grano fino, no abrasivo, compacta.

Púrpura: [serie 9] Broca de corte muy rápido. Para roca muy dura, grano fino, moderadamente abrasiva, compacta, capaz de perforar a altas velocidades de penetración.

Negra 2: [serie 8] Para roca dura, grano fino medio grueso, sólida, suavemente fracturada. Negra 2: [serie 7] para roca moderadamente abrasiva, grano fino a grueso, sólida a suavemente fracturada. Negra 3: [serie 6] para formaciones abrasivas, grano grueso, medía fracturada. Verde: [Serie 6] Para formaciones abrasivas, grano grueso, media fracturada, se comporta bien en formaciones sujetas a cambios en la dureza y abrasividad de la roca.

Gris: [Serie 4] Para terreno abrasivo, grano medio grueso, fracturada, quebrada. Roja: [Serie 2] Para terreno extremadamente abrasivo, grano grueso, muy fracturada y suelo cortado.



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5.4 Técnicas para dar un buen uso a las coronas y el porque

Recomendación Razón

Darles un correcto uso y Mantención Tiene un costo elevado

Iniciar la inyección del lodo antes Para limpiar el fondo del cutting

De comenzar la perforación y (recorte) en el fondo del pozo. Esperar la circulación hasta la Evitar fundir la corona al inicio

Superficie (si tiene retorno). De la perforación. Si no tiene

Retorno de lodo, asegurarse de Que la columna de barras este

Llena de fluido.

Iniciar la rotación de la corona Para asentar suavemente la Unos 20cm. Antes del fondo del corona en la roca y evitar

Pozo y aumentar gradualmente sobre torques que pueden

Las R.P.M. y avance. Desprender la matriz de la corona.

Controlar las barras y detectar Las perdidas indican que hay una Perdidas de fluido. Barra dañada y reduce la

Cantidad de lodo que llegara a la Corona y puede provocar que

Esta se funda y cause un

Atrapamiento de la columna de

Barras.

Controlar que las barras y barriles Se reducirán fricción, vibraciones

Estén bien alineados y asentados y deterioro de los hilos.

Sobre los hilos.

Asegurarse de que el Escareador Evitar ensanchamiento y mejorar Sea siempre de mayor diámetro la estabilidad.

Que la corona.

Recuperar testigo caído con una El testigo suelto daña la corona. Corona usada.

El ajuste de la broca y R.Shell En caso contrario ocasiona

Debe ser con el torque apropiado. Deformaciones en su diámetro y en

Los hilos.



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5.5 Profundidad de impregnación El termino profundidad de impregnación refiere al grueso de la capa de la matriz en una corona de pedacito de la base según lo demostrado en la ilustración a la derecha. La “Y variable” se utiliza para definir la dimensión de la profundidad de la impregnación para un pedacito particular de la base.

Insertos de diamantes en una corona diamantes naturales

5.5 Consumo de Diamantes Este consumo proviene del desgaste natural por trabajo o por perdida de coronas debido a diversos motivos o razones que dependen principalmente de la pericia del sondeador. Los factores que determinan el consumo de diamante son: • Dureza de la roca • Clivaje de los minerales que componen la roca • Forma y calidad de los diamantes en la roca • Forma de engaste de los diamantes en la roca • Tamaño de la roca • Pericia y cuidado del sondeador.

Al comenzar a usar una corona nueva debe comenzarse la rotación unos pocos pies sobre el fondo del barreno y descender nuevamente para que toda la corona se



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comprometa en forma pareja y no se produzcan presiones laterales que hagan saltar diamantes.



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6.0 TIPOS DE CORONAS Descripción: 6.1 Coronas Montadas o Insertadas: Estas Coronas llevan sobre la superficie de la Matriz una capa de diamantes insertado. Estos tipos incluyen una variedad de tamaño y cantidad de diamantes según el tipo de roca a perforar. Ejemplo: Roca Blanda: 15 a 25 Piedras / quilates. Roca Dura: 40 a 60 Piedras / quilates. Coronas insertadas Corona de Matriz insertada.

Los diamantes se montan en un cuerpo pulverizado corona de la matriz del metal del pedacito que este fundido a un cuerpo o a una caña de acero de la herramienta. Semejante a pedacitos de diamantes impregnados donde esta deseable la erosión controlada de la corona pulverizada del pedacito del metal exponer cristales nuevos del diamante. Se recomienda sobre todo para formaciones relativamente suaves, no consolidadas

6.2 Coronas Impregnadas: Estas Coronas se componen con una aleación de diversos polvos metálicos en la Zona que Conocemos como matriz la cual también se compone de diamantes sintéticos de alta calidad y donde podemos diferenciar o caracterizar el tipo de corona a utilizar con respecto a la formación de la roca. Ejemplo:



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Roca Dura: matriz blanda + diamantes pequeños. Roca Blanda: matriz dura + diamante grande. Coronas impregnadas Corona de matriz impregnada.

6.3 CARACTERISTICAS CORONAS IMPREGNADAS a) Vías de Agua: Son ranuras radiales que nos permiten refrigerar y transportar el fluido para evitar que la broca sea quemada y también lograr un buen barrido del detrito o recorte que sé esta generando al fondo del pozo.

En las figuras se muestra las vías de agua de la corona para su lubricación b) Refuerzo de Carburo Tungsteno: Todas las coronas impregnadas son fabricadas con este tipo de refuerzo y con diamantes naturales en el diámetro interior y exterior, para mantener la dimensión del testigo y del pozo cuando se desgasta la corona.



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c) Matriz: Esta construida de polvos matriceros de metal duro (Carburo tungsteno) y soldadura (Cobre, Plata) que tiene tres funciones primarias. 1.- Unir el cuerpo de acero de la broca y los diamantes en una unidad integral. 2.- Asegurar mecánicamente los diamantes en su lugar, para resistir la fuerza de corte. 3.- Proveer resistencia al desgaste y a la erosión compatible con la formación y condiciones del pozo.

6.4 Rango de penetración (Pulg/Min) La velocidad de rotación óptima depende de los tipos de formación que están siendo perforados y de la interrelación entre las capacidades del equipo perforador, los equipos periféricos en uso el estilo individual de perforación. RPI es en particular el factor más importante a considerar cuando se trata de optimizar la vida útil de las coronas y la productividad. Existe una relación critica entre la velocidad de rotación (RPM) y el rango de penetración, (si la RPI es demasiado baja, es posible que ocurra la salida de diamantes desde la matriz. Al contrario si la RPI es demasiado alta, puede ocurrir que los diamantes resulten pulidos y que la velocidad de penetración disminuya notablemente. Ejemplo: RPI= 1200 =200 (Roca media dura) 6 RPI=750 = 250 (Roca Dura) 3 6.5 CARGA SOBRE LA CORONA La carga sobre la corona debe ser aplicada dependiendo de la velocidad de rotación para mantener la corona penetrando. Tal como lo indica el factor RPI. Sin embargo una carga demasiado alta puede cuasar una reimpregnacion de los diamantes, desgaste prematuro debido a desgaste de la matriz o incluso la falla mecánica de esta. Una carga demasiado baja a menudo conduce a que los diamantes resulten pulidos requiriendo entonces que la matriz sea removida superficialmente hasta exponer una nueva capa de diamantes.



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6.6 VELOCIDAD DE FLUIDO La velocidad del fluido es otra variable crítica al optimizar la eficiencia de perforación. El fluido debe enfriar efectivamente la corona, y remover los recortes de la perforación a través del espacio anular en la forma más eficiente posible. Un volumen de fluido demasiado alto puede causar el levante hidráulico de la columna y nos afectara sobre la carga real que estamos ejerciendo sobre la corona y en consecuencia el resultado de la perforación. Un volumen de fluido bajo nos puede desgastar en forma prematura la corona debido a la acción abrasiva del recorte. 6.6 SELECCION DE CORONAS Para la elección de la corona adecuada se recomienda tener presente lo siguiente: 1.- Nuestras coronas se clasifican según numero de serie, esta denominación se basa en una Descripción de la norma DCDMA, que considera el tipo de formación (terreno) a perforar, relacionando la dureza de la roca con el número de serie de la corona. Esto significa que si el terreno es blando, fracturado, abrasivo la corona apropiada seria una serie uno o dos y para una formación dura la serie de la corona será alta, 9 o más, 2.- Además es importante considerar las velocidades y la potencia de la sonda, para el diámetro y profundidad del pozo a perforar. Esto significa que si dispone de un equipo con alta potencia y empuje se recomienda usar una corona de serie baja, por el contrario si se cuenta con un equipo de baja potencia use serie alta. Sonda baja potencia ======>use numero serie alta Sonda alta potencia ======>use numero serie baja 3.- Además es importante obtener la mayor información geológica posible de las condiciones esperadas del terreno, tales como, los tipos de roca esperados, dureza y las condiciones del pozo. Es así, que según la condición de la roca se debe considerar lo siguiente: Roca dureza baja ======>use numero serie baja Roca dureza alta ======>use numero serie alta Roca grano grueso ======>use numero serie baja Roca grano fino ======>use numero serie alta Roca fracturada ======>use número serie baja Roca competente ======>use numero serie alta 4.- Relacionando los puntos 2 y 3 es necesario considerar el grado de penetración o avance de la corona, según lo cual se recomienda lo siguiente: Penetración baja ======>use numero serie alta Vida corta de la corona ======>use numero serie baja 6.7 GUIA PARA PERFORACION Para obtener un mejor rendimiento de las coronas impregnadas es importante considerar los aspectos que se mencionaran en adelante. 6.7.1 VELOCIDAD DE ROTACION Para un buen aprovechamiento de la corona es necesario considerar que las velocidades de penetración están muy ligadas con la velocidad de rotación (RPM). Para



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un apropiado control varios fabricantes de coronas consideran los índices de RPI o RPC , fijándose un rango optimo entre 200 y 250 RPI (80 y 100 RPC). Estos índices RPI O RPC se refieren, uno al numero de revoluciones (vueltas) de la corona por cada pulgada de avance o penetración (RPI) y el otro al numero de revoluciones de la corona por cada centímetro de avance o penetración (RPC). Atendiendo este indicador y los rangos estimados como óptimos podemos considerar que si las RPI están bajo 200 (80 RPC ) , se producirá un desgaste excesivo de la corona, recomendándose aumentar las RPM o bajar la velocidad de avance, disminuyendo el peso sobre la corona. Si por las condiciones del terreno o por limitaciones de la sonda estos cambios no pueden ejecutarse, se recomienda cambiar a una corona de serie más baja, por ejemplo si se tiene una corona de serie 9 bajar a una serie 7 o 6. Por lo contrario si las RPI son altas, mayor que 250 (100 RPC), la corona puede pulirse, siendo necesario bajar las RPM o aumentar el peso sobre la corona para elevar la velocidad de penetración. Si los cambios propuestos no pueden realizarse cambie a una corona de serie mayor, por ejemplo si tiene una corona serie 2 cambiar a una serie 7 u 8. Calculo de RPI ( RPC) Estos indicadores se obtienen de la operación que se muestra a continuación: Velocidad de rotación (RPM) RPI = --------------------------------------------------- Velocidad de avance (Pulgadas / Minutos) Velocidad de rotación (RPM) RPC = ---------------------------------------------------- Velocidad de avance (Centímetros / Minutos) Ejemplo: RPM= 1000 Velocidad de Avance = 4 Pulgadas / Minuto 1000 (RPM) RPI = ---------------------------------------------------------= 250 RPI 4 (Pulgadas. /Minuto) 1000 (RPM) RPM = ---------------------------------------------------------= 100 RPC 10 (Centímetros / Minuto) Los valores recomendados para estos indicadores son: RPI ==========› Entre 200 y 250 RPC ==========› Entre 80 y 100



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Peso sobre la Corona Este parámetro es importante para mejorar los índices del RPI o RPC, de acuerdo a lo indicado anteriormente y es de vital importancia cuando la profundidad del pozo es tal que se esta al limite de las capacidades del equipo para soportar empujes altos y además cuando el control de las desviaciones del pozo es de vital importancia. Para estas situaciones se recomienda perforar con una corona de serie mayor a la que esta en operación, cuidando la velocidad de penetración para disminuir los problemas de desviación (ver tabla con parámetros de perforación). Escareadores (REAMING SHELLS) El escareador protege el diámetro externo de la corona y tiene una vida útil que oscila entre 300 y 800 metros (y a veces más: Depende de cada situación). Tiene una función de calibrar el diámetro del pozo y su diámetro exterior es0.015” mayor que el diámetro de la corona. Además su rendimiento esperado es de dos o tres veces el rendimiento de la corona.

Cambio de Escareador Se recomienda realizar el cambio cuando el diámetro del escaredor tenga no menos de 0.005” por sobre el diámetro normal de la corona, para evitar de esta manera el desgaste del diámetro exterior de la corona.



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Resorte (Core Lifter) El resorte cumple la función de retener la muestra o nucleo una ves que a ingresado al tubo interior para su posterior extracción del tramo perforado de 1.50 mtrs o 3.05 mtrs.

Porta Resorte (core lifter case) Esta pieza forma parte del tubo interior, es la pieza donde se asienta el resorte y a su ves esta pieza va asentada en la corona de perforación formando parte del tubo interior.

VELOCIDAD DE LOS SONDAJES

depende de los siguientes factores

espesor de la sobrecarga que existe encima de la roca que se va a perforar profundidad del Sondaje dirección y situación del Sondaje Napas de agua subterránea que se cortan tipo de sonda

disponibilidad de equipo auxiliar requisitos que se esperan del testigo calidad de obra de mano clima y continuidad del trabajo porcentaje de atraso por causas imprevistas o negligencia en la dirección

La velocidad de avance es mayor en rocas de dureza uniforme que en estratos de dureza variable. Las rocas duras, pero uniformes que dan buenos testigos, se perforan más rápidamente que las más blandas que quiebran y muelen el testigo.



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Comienzo de la perforación DDH en superficie Al comenzar la perforación se debe tener en cuenta varios factores como por ejemplo que formación se va a perforar. Si se comienza a perforar terreno suelto como la sobrecarga o gravas no consolidadas, si no es de interés económico recuperar este tipo de suelo se recomienda triconear sin recuperación de muestra hasta llegar a la roca. Después de terminada la operación de triconeo, se debe ensanchar con diámetro 5 ¼” el tramo triconeado el revestimiento o casing será HWT, entonces el diámetro de perforación será HQ o HX. Para este proceso es necesario bajar revestimiento HWT, con corona zapata para evitar la perdida de lodo del pozo en todo el tramo triconeado.

Tricóno Corona descarga frontal Corona impregnada.

Si en cambio queremos recuperar la muestra desde un principio en terreno suelto o no consolidado tenemos que perforar con corona de descarga frontal o insertada es lo mas recomendado para recuperar desde un principio, con barril corto de 5 pies HQ3, con barril corto de 5 pies tubo triple, luego al llegar a la roca se cambia el tipo de corona, a corona impregnada luego la recuperación de muestra o testigo es cada vez mayor a medida que se profundiza el pozo. Al perforar en roca desde el principio del pozo, se comienza con corona impregnada, recuperando la muestra desde el principio del pozo, pero por lo general en pozos largos se instala siempre algo de casing en el pozo, por lo menos entre 3.00 mtrs A 6.00 mtrs, como mínimo también hay que ensanchar este tramo y bajar revestimiento HWT. Se puede perforar sin retorno de lodo y con retorno de lodo, el sistema de lodo perdido se utiliza para evitar el desgaste de herramienta y contaminación en la perforación ya que se reduce la cantidad de material particulado en el pozo (arcilla), evita Atrapamiento de herramienta al existir menos arcilla en el pozo. Las desventajas de este sistema es la gran cantidad de agua que se requiere para la perforación del pozo otro inconveniente es la contaminación del suelo que esto provoca al no retornar el lodo al pozo y la no recuperación de los aditivos del pozo, generando más costo en la operación. En estos casos estamos ablando de perforación de superficie con sondajes de ángulo negativo también debemos mencionar la perforación de pozos interior mina en pozos positivos se perfora hacia arriba en forma positiva con presión de agua al pozo. Este sistema de perforación de pozos es completamente distinto al anterior mencionado, ya que hasta el largo de la herramienta es distinto por el poco espacio confinado.



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También es un sistema de recuperación de testigo con Sistema Wire Line, para dar más rapidez y rendimiento a la perforación.

Perforación interior mina sondaje negativo con equipo Long Year Wire Line



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Operación de perforación en interior mina, equipo Diamec



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Perforación interior mina sondaje positivo con equipo Diamec-232 Perforación interior mina con equipo DTH



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Levantamiento de pozo de tronadura con GPS. Levantamiento de puntos interior mina



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Diámetros de Perforación Los diámetros de perforación dependen de los objetivos que se quieren lograr del presupuesto que se tenga y la calidad de la información que se quiera recuperar y de

Múltiples factores.

GUIA SELECCIÓN DE CORONAS

DCDMA Características de la Roca Tipos de Roca Corona Christensen

7 Extremadamente dura y Cuarzo, Calcedonia, Serie # 10

compacta de grano fino y no Jaspe, horsteno,

abrasiva riolitas

6 Muy dura y compacta, Dioritas,Cuarcitas y Serie # 9

formaciones de grano fino y no Tacomitas

abrasivas

5 Dura de grano fino a mediano Andesita, granito Serie # 8

de formación sólida gnesis,esquisto

basalto

4 Moderadamente abrasiva, de Pegmatitas Serie # 7

grano medio a grueso de Gabro

formación sólida a levemente Monzonitas

fracturada

3 Abrasiva de grano mediano a Cuarcitas Serie # 6

grueso y fracturada conglomerados

areniscas y riolitas

2 Abrasiva de grano mediano a Arenisca, pegmatitas Serie # 4

grueso, fracturada y quebrada taconitas y cuarcitas

1 Extremadamente abrasivo de Areniscas, cuarcitas Serie # 2

grano mediano a grueso; de granitos, piedras

blanda a muy dura, altamente caliza, etc.

Fracturado. Fallas y derrumbes



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ROCAS IMPREGNADAS PATRONES DE DESGASTE Los gráficos o fotografías que se muestran en las paginas siguientes, muestran los desgastes que normalmente ocurren en las coronas impregnadas, junto con el grafico indican las causas que provocan los desgastes y los cambios de los parámetros que ayudaran a evitar los problemas indicados y en definitiva aumentar los rendimientos de las coronas.

NUEVA

RETIRO NORMAL Cuando la profundidad de impregnación sé Termine por completo.



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VIAS DE AGUA FRACTURADAS Carga excesiva; caída de barras; caída libre Del tubo interior en un barreno o pozo seco; Broca aplastada por barra sujetadora o prensa De pie.

PATRON IDEAL DE DESGASTE El patrón de desgaste en la cara deberá ser Relativamente plana con las orillas Achaflanadas.



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DIAMANTE DEMASIADO EXPUESTO La matriz se erosiona antes que el diamante Se haya gastado, resultando una alta Exposición de diamantes y prematura pérdida De el diamante, y baja vida de la broca, Causada por sobrepeso. Increméntelas RPI,o Cambie a broca de SERIE más baja.

CARA CÓNCAVA

(Redondeada en el diámetro interior) Frecuentemente causada por penetración Excesiva para las RPM usadas (RPI muy Bajas). También puede ser causada por Desgaste del núcleo por reperforacion.



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PÉRDIDA DEL DIÁMETRO INTERIOR Sobre avance. Aumente velocidad de avance En formaciones quebradas, agregue cemento O cambie a una serie más baja. Si perfora Sobre un núcleo perdido, verifique el barril. Insuficiente fluido: verifique el ajuste de la Longitud del tubo interior; verifique la bomba Y fugas en la sarta de perforación; incremente El flujo de agua.

QUEMADA Falta de agua. Verifique la bomba y la sarta para Posibles fugas; verifique los ajustes del tubo Interior. Mantenga el flujo refrigerante apropiado.



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CARA CRISTALIZADA (Diamantes pulidos) Soplar con arena la cara, (arenadora) Pasar la cara de la corona por un esmeril Para exponer el diamante. Intente de nuevo Con 200/250 RPI. Si la cara se pul Repetidamente, cambie de broca por una serie más alta.

PÉRDIDA DEL DIÁMETRO EXTERIOR

Vibración; cambie las RPM. Fuga en circulación De agua; incremente el flujo de agua. La broca Esta escariando un pozo más pequeño; verifique El diámetro exterior del escariador y cámbielo sí Ha perdido su diámetro nominal.



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CARA CONVEXA (Redondeada en el diámetro exterior) Insuficiente flujo de agua. Verifique la bomba Y fugas en la sarta; incremente el flujo de agua.



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Estanques de lodo Los estanques de lodo cumplen la función de almacenar el lodo de perforación y de recircular estos mismos desde los estanques hacia la bomba de lodo y desde esta a la cabeza inyectora de lodo hacia el varillaje o tubería de perforación para mantener la corona lubricada y la sarta de perforación.

Estanque de lodo con mezclador Pozos decantadores de lodo Los pozos decantadores de lodo por lo general se confeccionan a desnivel del equipo caída por gravedad del lodo del equipo a los pozos para que decante el material más grueso al fondo del pozo.

Piscinas decantadoras de lodo



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Esquema del flujo y retorno del lodo de perforación

Los lodos de perforación

Lodos de perforación es el nombre que se les da a los distintos tipos de fluidos de perforación disponible, en estos apuntes se indicaran algunas consideraciones de los siguientes temas:



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1. Funciones de los fluidos de perforación Permitir máxima información sobre formaciones perforadas. Enfriar y lubricar coronas o brocas y las barras. Suspensión de los recortes cuando se detiene la circulación. Sacar los recortes del pozo. Decantar los recortes cuando estos llegan a la superficie. Controlar presiones en el pozo. Prevenir derrumbes en las paredes del pozo. Ayudar a suspender el peso de la tubería.

Sistema de fluidos de perforación Un sistema de fluidos de perforación es una combinación de varios productos mezclados en agua o aceite; existe una gran cantidad de productos disponibles que se pueden utilizar en un sistema de fluido de perforación, la cantidad y el tipo de cada producto desempeña una o más funciones. Los sistemas de fluidos deben ser cuidadosamente formulados para asegurar que su función y rendimiento sean logrados con una cantidad mínima de producto. Vale mencionar que cada área en particular a perforar siempre cuenta con problemas únicos, por ello es necesario desarrollar sistemas de fluidos para cada proyecto. Esto significa que se deben preparar sistemas que funcionen en terrenos simples y difíciles. Sistemas Bentoníticos Este sistema es bien simple y contiene mayormente bentonita y químicos varios, pueden ser usado en áreas que presentan algunos problemas mínimos, la concentración de bentonita en estos sistemas determinara las propiedades de viscosidad, y los químicos son utilizados para incrementar la viscosidad de la bentonita y flocular o dé flocular la misma. Debido a las presiones de la bomba y a otras limitaciones, los equipos de diamantina no pueden usar fluidos con alta viscosidad. Si un problema puntual requiere el uso de más de una bolsa de bentonita por 1000 litros de agua, la viscosidad se debería reducir usando un dispersante. La reducción de viscosidad debe ser tal que permita a la bomba del equipo continuar operando bajo sus límites de presión. Sistema de Polímeros Estos sistemas contienen bajos volúmenes de bentonita, la cantidad de bentonita se puede reducir del sistema en zonas menos problemáticas. Cuando los problemas para sostener las paredes incrementan se puede agregar bentonita para formar el revoque. Este sistema provee un fluido de buena lubricidad y buenas propiedades viscosificante. La bentonita debe ser usada en pozos con formaciones porosas o cuando es necesario suspender sólidos. Fluidos formados de solo agua y polímetros, no son buenos para suspender sólidos, y cuando la bomba de lodos se detiene, los sólidos se van a depositar en el fondo del pozo alrededor de la corona. Sistemas Mixtos Este sistema esta constituido de bentonita, polímetros y aditivos especiales, diseñados para resolver casos especiales. Los aditivos pueden mejorar la estabilidad del pozo, lubricándolo y dándole ciertas características al revoque. Variando el volumen de



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bentonita en el sistema, es posible incrementar el nivel de agua en pozos que no tienen retorno. Este sistema es uno de los más usados en el curso normal de perforación con diamantina, ya que puede controlar la mayoría de los problemas que se presentan. El sistema es básicamente el mismo que el de polímeros, con la diferencia del agregado de productos especiales para disminuir los problemas del pozo. Los siguientes temas son importantes de conocer para una buena aplicación de los sistemas de fluidos. Reología Reología es el estudio de los flujos y deformación de la materia. La reología del fluido intenta definir las características de flujo de un fluido y predecir los requisitos para satisfacer las distintas condiciones de perforación. Le agua es un fluido tipo Newtoniano, lo que significa que su viscosidad permanece independiente del grado de razón de corte al cual este expuesto. Los fluidos compuestos de agua, bentonita y otros materiales pertenecen a la categoría de los fluidos pseudo-plásticos. Los beneficios de los fluidos pseudo-plásticos se relacionan directamente al rendimiento hidráulico del fluido en temas como limpieza del pozo, presiones de circulación, estabilidad del pozo bajo condiciones estáticas y dinámicas, y mejoramiento en la vida de la corona y razón de penetración. Razón de bombeo y presiones Estabilidad del pozo y suspensión Como regla general la razón de bombeo es aquella que producirá una velocidad anular de 50 metros por minuto para el fluido que asciende. Las velocidades del fluido en le espacio anular son importantes para una limpieza adecuada del pozo y para minimizar la erosión en el pozo. La velocidad indicada anteriormente asegura un excelente transporte de detritos, es importante además mantener un flujo laminar que permite minimizar el efecto de la erosión producida por el fluido.



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Limpieza del pozo La limpieza del pozo se obtiene a través de la reología del fluido (normalmente referida a su capacidad de arrastre), en combinación con la velocidad anular del fluido (la cual es proporcional a la razón de bombeo). El mejoramiento de la limpieza del pozo puede ser hecho de tres formas:

Aumentando la razón de bombeo Aumentando la capacidad de arrastre del fluido Ambas formas juntas ( aumentando la razón de bombeo y capacidad de

arrastre) Si la velocidad de anular del fluido no ha llegado a su máximo, entonces aumentar la razón de bombeo es una buena solución. Si la velocidad anular ya se encuentra en su máximo, entonces esto debe ser evitado y la reología del fluido es la que debe ser alterada para aumentar su capacidad de arrastre. En algunos casos una combinación de estos es el más adecuado.

Estabilidad del pozo y suspensión de los detritos La erosión hidráulica es uno de los medios más efectivos para desestabilizar el pozo y debe ser evitada siempre que sea posible. Bombear el fluido en flujo turbulento es la mayor causal de erosión, cuando de hecho no es necesario hacerlo. Por otra parte, la reología del fluido puede ser ajustada para darle apoyo a las formaciones inestables. En el estado dinámico (durante la perforación) la capacidad de arrastre del fluido es directamente proporcional a su capacidad para sostener las paredes del pozo. En el estado estático (cuando se detiene la circulación y/o durante maniobras de herramientas), el fluido adquiere el “gel strenth” y de esta forma proporciona soporte a las paredes del pozo. Aun más, el “gel Strenngth” del fluido estático juega otro rol de vital importancia que es de suspender los detritos cuando se detiene la circulación. Esto previene que los detritos se precipiten rápidamente hacia el fondo del pozo (lo que puede conducir a terminar con las barras atascadas y con desgaste prematuro del diámetro exterior de la corona.

Mejorar el rendimiento de la corona Mejorar el rendimiento de la corona, especialmente su razón de penetración, es una de las aplicaciones más importantes de la hidrogeología. Para usar el poder hidráulico en forma eficaz, la maquina debe estar equipada con una bomba de desplazamiento positivo.



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La fuerza hidráulica debe aprovecharse en conjunto con la reología del fluido para mejorar la limpieza la corona, o la limpieza del fondo del pozo. El efecto es el de asegurar que el fondo del pozo se encuentre limpio de detritos a medida que estos van siendo generados por la corona. Esto permite que los diamantes expuestos perforen en forma continua roca fresca y previene el remolido de detritos ya perforados. Estos mejora la razón de penetración por si solo. En formaciones blandas existe el potencial de perorar bastante rápido. Es por esto que aumentar la limpieza del fondo del pozo es muy ventajoso. A medida que la dureza de la formación aumenta, también la capacidad máxima de penetración se reduce. El resultado de la mejoría de la limpieza del fondo del pozo puede, entonces, no ser tan espectacular como se esperaba, pero sigue siendo importante para el rendimiento final de las coronas. Pérdida de Circulación La perdida de circulación es uno de los problemas mas costosos que afecta a la industria de las perforaciones. La severidad del problema puede variar de perdidas Parciales a pérdidas totales de circulación. La perdida del fluido puede ser muy alta, lo que puede a su vez resultar muy caro. Sin embargo, los efectos consecuentes pueden crear situaciones aun más desastrosas como por ejemplo:

Si se produce una perdida total y la sección superior del pozo es inestable, la perdida de presión hidrostática permite que se produzcan derrumbes mientras se sacan las barras, afectando el rendimiento de la corona y/o provocando atrape de barras.

En pozos para el carbón si se produce una perdida total y se ha pasado recién un estrato de carbón y perdida de presión hidrostática permite el escape de gas, el cual se inflama terminando con el equipo quemado.

Para combatir la perdida de circulación se usan aditivos especiales con el fluido. Estos se llaman aditivos para perdida de circulación (LMC). Estos materiales están diseñados para ser usados en combinación (por ejemplo Fibras, escamas y materiales granulados) para bloquear la zona de perdida. Normalmente, el primer intento es circular fluido con LMC, y muchas condiciones de perdidas parciales se resuelven de esta forma. Si varios de estos intentos no mejoran la situación, cementar el área es la alternativa siguiente. Hay otros dos factores que pueden tener un efecto adverso: Uno es el bombear demasiado rápido y por ende causar altas presiones anulares, lo cual, a su vez, induce perdidas en terreno fracturado o en fisuras. El otro es permitir que el peso del fluido aumente demasiado, lo cual causa el mismo efecto antes descrito. Esto ocurre típicamente cuando uno de los componentes del lodo es bentonita. Para prevenir o contrarrestar la perdida de circulación asegurarse de que la razón de bombeo no sea excesiva y utilice un fluido que tenga la viscosidad y “gel strengths” adecuados. Nunca es recomendable perforar sin retorno. Puede considerarse una alternativa barata, pero el riesgo de catástrofes muy alto. Si la perdida de circulación es un problema conocido del área que se va a perforar, diseñe su fluido consecuentemente, y mantenga bajo observación la situación de tal forma que se puedan tomar medidas inmediatas en caso necesario.



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Lubricidad La lubricidad de un fluido tiene un efecto directo sobre la cantidad de torque requerido para rotar las barras de perforación, aquí el factor importante es el de minimizar el torque en las barras; un mayor torque (y por lo tanto mayor potencia) puede ser alimentado desde la superficie de la corona. En otras palabras, se derrocha menos potencia de la maquina y, de esta forma, exige mas energía disponible para que la corona rote y perfore. Se han desarrollado lubricantes especiales para ser utilizados en distintas condiciones de perforación. Estos materiales son mezclados con el fluido de perforación de tal forma que puedan cubrir (en capas monomoleculares) las paredes del pozo y las barras. La hacer esto, los lubricantes dan lubricación en las partes en que el pozo y las barras entran en contacto, especialmente en pozos con ángulo y en puntos de desviación. La energía/poder que se libera de esta manera puede ser acumulada (al no perforar más rápido) o puede ser suministrada a la corona para mejorar la razón de penetración. Otro efecto asociado es el que al reducir el torque en las barras hay menos fuerzas reactivas que puedan inducir a causar desviación en el pozo. Información practica Es importante tener presente algunos pasos necesarios para preparar lodo. Para ello a continuación se indica los más importantes: A.-Medición del PH De manera simple se puede mencionar que el PH es un indicador de la acidez del agua o si el agua es dura o blanda. Para medir el PH se utiliza una cinta de papel especial que cambia su color cuando se humedece con el agua que se va a usar para preparar el lodo, esta cinta cambiara de color y luego de compararse con un indicador que tiene el contenedor de la cinta, se conocerá el numero del PH que tiene el agua. Para lodos con bentonita se recomienda tratar el agua con Ceniza de Soda para elevar él numero de PH entre 8 y 9 y luego iniciar la mezcla de los aditivos, teniendo presente que siempre debe mezclarse, primero que todo, la bentonita y luego el resto de los productos.

Medidor de PH Para un estanque de 2000 litros de agua fresca, normalmente se requiere de ½ kilo de soda para dejar el agua en el nivel de PH requerido.



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Es importante destacar que junto con elevar el PH, al agregar la ceniza de soda, se produce la precipitación del calcio y magnesio contenido en el agua. Estos elementos cuando están diluidos en el agua, impiden una buena hidratación de la bentonita. Medida del pH- Instrumentación En un lodo nuevo el pH está en un rango de 7 a 9,5, es decir en la zona del punto izo

eléctrico de suspensión formada por el lodo. Fuera de esta zona aparece la

floculación; y en donde se afecta la viscosidad y el agua libre. La vigilancia de este

valor permite descubrir rápidamente algunos contaminantes del lodo por el terreno

o las aguas del pozo; y por las cementaciones. Estas últimas dan un pH de 11,5 a

12,5.

b.- Viscosidad de lodo Este concepto se refiere a la capacidad que tienen los elementos líquidos a fluir. Es así que un líquido muy viscoso se desplazara o fluirá muy lento. Existen instrumentos para laboratorio que miden viscosidad y que permiten analizar las características del lodo, para nuestros propósitos prácticos, existe el embudo de Marsh, este accesorio, entrega un dato practico y permite manejar el lodo con las viscosidades requeridas para cada situación.

El embudo Marsh consta de “un embudo” que tiene un orificio con un diámetro y largo calculado para que las condiciones dinámicas se produzcan a la salida del lodo, por este agujero; además tiene un vaso graduado, con una marca que corresponde aproximadamente a un litro. La medición entonces se realiza llenando el embudo, con el lodo en uso, hasta la rejilla (que tiene el embudo), manteniendo tapado el agujero de salida; luego se permite la salido del lodo, el cuál debe dejarse caer al vaso graduado, el tiempo que demore en llenarse el vaso, hasta la marca del litro, corresponderá a la viscosidad aparente de lodo. El rango de la viscosidad a usar dependerá de cada situación, debe asegurarse la capacidad de arrastre del lodo, esto es revisar el lodo a la salida del pozo para confirmar que tenga los detritos generados en la perforación. Para subir la viscosidad de lodo, dependiendo de las características de la formación, existen productos especiales que cumplen como función primaria la de vizcosificar junto a otras cualidades especiales.



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Píldoras para sello, zonas con pérdidas parciales de lodo • Balde con 18 litros agua: • Ceniza de soda (equivalente a un puñado) • Supercol (½ -1kilo). Mezclar lo mejor posible. • AQUA-MAGIC (2 LITROS). Mezclar bien. • Nota: Esto se desplaza por dentro de las barras y no tiene necesidad de sacar el barril, puesto que no lo va a taponar. Sin éxito, usar píldoras 20 ltrs para sello perdida total de lodo (ver receta). Píldoras para perforar ante presencia de estratos de arcilla • balde con 18 litros agua: • NEW-DRILL (1/4 litro). Agitar • MD DETERGENTE (1 litro). Mezclar Bien. • PIROFOSFATO (1/2 Puñado). Batir lo necesario para una buena inclusión. • Nota: Colocar 2-3 baldes por el interior barras. Al pasar la píldora por la corona, desplazarlo con máxima rotación y caudal de bomba, luego verifique torque y presión de bomba y continúe perforando. Píldoras para sello zonas con perdida total de lodo • Balde con 18 litros agua: • Ceniza de soda (Equivalente a un puñado) • Supercol (1/2 –1 kilo). Mezclar lo mejor posible. • Mil-SEAL y aserrín en cantidad adecuada a ser bombeada. • Nota: Adicionar por dentro barras 2 o 3 baldes de una vez. Repetir proceso según necesidad y respuesta de éxito. Píldoras para sello de zonas con pérdida total de lodo • Estanque con 1000 litros: • Ceniza de soda( ½ kilo). Lograr PH 8.0 –9.0 para eliminar dureza. • Supercol (1saco). Agitar 10 minutos. Viscosidad no mayor de 45 segundos. • MIL SEAL y aserrín (1/2 saco de C/U). Mezclar lo necesario. • Nota: Verificar que la mezcla sea fácil de bombear y parar cuando haya incremento de presión bomba y exista retorno. Si no hay éxito perforar C/ lodo. Píldoras de limpieza al perforar pozos con pérdidas parciales • Balde de 20 litros: • Tomar lodo del estanque de 2000 litros. • Adicionar FLOWZAN(20 cms Cúbicos). Lograr viscosidad 50-60 segundos embudo). • Nota: este polímero es un fuerte viscosificador y se usa en pequeñas cantidades. Usar dos veces por turno cuando hay pérdidas parciales. Adicionar en la recuperación de testigo por dentro barras.



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Píldoras de lubricación al perforar roca dura • Balde de 20 litros: • Tomar 18 litros lodo del estanque de 2000 litros. • Adicionarle 2 litros de AQUA-MAGIC. Agitarlo convenientemente. • Nota 1: esto se debe efectuar cuando no hay pérdidas de lodo a la formación. • Nota 2: Adicionarlo dos veces por turno y por dentro de las barras cuando el barril testigo esta fuera del pozo. Perforar roca dura con perdida parcial de lodo • Estanque de 2000 litros: • Ceniza de soda (1/2 kilo ). Lograr pH 8.0 – 9.0, lo que además elimina dureza. • Supercol (1/2 saco). Agitar 10 minutos. • NEW-DRILL( ¼ LITRO). Agitar para una Buena distribución de sólidos. • AQUA-MAGIC (1 litro). Mezclar bien. • Nota: las zonas de fracturas harán sello y se normalizara la circulación. Perforación roca dura con perdida total de lodo • Estanque de 2000 litros: • Ceniza soda (1/2 saco ). Lograr ph 8.0 – 9.0,lo que además elimina dureza. • Supercol (1/2 saco). Agitar 10 minutos. • NEW- DRILL (1/4 litro). Agitar para una Buena distribución de sólidos. • Nota: esto normalmente sucede luego de atravesar zonas de fracturas y no se ha logrado sello con los materiales de4 control de pérdida. Formulación fluido para perforación de sobrecarga • Estanque de 2000 litros: • Ceniza de soda (1/2 kilo). Lograr ph 8.0 – 9.0, lo cual elimina dureza. • SUPERCOL (1 saco). Agitar y esperar no menos de 15 minutos para prehidratación. • NEW-DRILL (1/4 litro). Cantidad de polímero para viscosidad deseada de 50 – 60 Seg/Qt. • Nota : usar cuando se parte perforando de cero metros y se debe bajar tubería (casing), o cuando entra a pozo ya perforado y debe revestir.



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Bentonita en Pellets 3/8” Bentonita en pellets 3/8” es una bentonita Sodica pura de ocurrencia natural, extraída y procesada en Wioming. Por su peculiar capacidad de absorber de 7 a 10 veces su peso en agua (creando pellets no tóxicos), es un producto ideal y muy económico para aplicaciones de sellado y tapones. Entre las muchas aplicaciones de la bentonita en pellets 3/8” esta el sellado de pozos de agua, pozos de perforación y pozos de monitoreo. Cuando se usa en perforación de banqueo, la bentonita en pellets 3/8” forma un tapón de alta resistencia, que sella el pozo y proporciona una barrera contra la carga explosiva, manteniendo la energía dentro del pozo.

VISCOmud USOS Viscosificador de uso general para perforación diamantina y destructiva, e inhibidor (encapsulador) de arcillas en lodos con base de agua dulce o levemente salina. Estabilizador de espumas para pozos de agua o pozos piloto. DESCRIPCION Color y forma : líquido viscoso opaco Solubilidad : dispersable en agua Ionicidad : aniónica Peligros : no tóxico Contaminación : degradable Medio ambiente : no contaminante APLICACION Mezcle en el agua hasta obtener un lodo de perforación viscoso. VENTAJAS

Alta viscosidad con una dosis muy baja. Previene el agrupamiento de detritos en la corona o tricono, a especialmente en arcillas, limos, noritas, lavas y otras formaciones lodosas. . No se aglomera ni deja residuos químicos.



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DRILLMIX USOS es un viscosificador de alto peso molecular derivado de la celulosa, diseñado especialmente para la perforación diamantina y destructiva. Como viscosificador primario, DRILLMIX entrega una alta viscosidad comparado con los C.M.C. de grado

técnico. Como reductor de filtrado, presenta excelentes propiedades, haciéndolo ideal para ser utilizado en conjunto con BENTONITAS y en presencia de arcillas naturales evitando de esta forma derrumbes y optimizando la recuperación de muestras.

USOS SECUNDARIOS

ESTABILIZACION DE ARCILLAS: DRILLMIX entrega excelente estabilización de arcillas cuando es utilizado en las concentraciones recomendadas. REDUCTOR DE EROSION: Debido a su estructura de tipo polímero, actúa directamente sobre el efecto erosivo que presenta el flujo turbulento, reduciendo su efecto dañino en zonas Inestables o poco consolidadas.

DESCRIPCION

Color y forma: polvo blanco Solubilidad: soluble en agua Ionicidad: aniónica Peligros : no tóxico Contaminación: degradable Medio ambiente: no contaminante



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DRILLVIS USOS Viscosificador para perforación diamantina y de pozos de agua con corona diamantada y con tricóno normal o reversa. Recomendado para formaciones con presencia de arcillas y otros componentes sensibles al agua. DESCRIPCION Color y forma : polvo rosado Solubilidad : dispersable en agua muy fácilmente Peligros : no tóxico Contaminación : degradable Medio ambiente : no contaminante

APLICACION Mezcle de 5 a 10 minutos en agua usando un mezclador de aditivos o en una corriente de agua bien agitada. Las aguas duras deben ser tratadas previamente con ceniza de soda para obtener un mejor resultado. Dependiendo de la concentración, se desarrollará un fluido cuyo color variará de rosado a rojo. Drillvis es eficiente hasta viscosidades de 60-70 seg/qt. Para viscosidades mayores, especialmente en pozos de agua, una vez alcanzados los60-70 seg/qt., use VISCOMUD o DRILLFLO. VENTAJAS

. Viscosidad para una mejor limpieza de los pozos.

. Excelente inhibición de arcillas por medio de encapsulación e inhibición química.

. Remoción rápida de detritos en canaletas y estanques



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DRILLVIS PLUS

USOS Viscosificador de alta concentración para perforación diamantina y de pozos de agua con corona diamantada con mucho contenido de arcillas y otros y con tricóno normal o reversa. Recomendado para formaciones componentes sensibles al agua. DESCRIPCION Color y forma : polvo rojizo Solubilidad : dispersable en agua muy fácilmente Peligros : no tóxico Contaminación : degradable Medio ambiente : no contaminante

APLICACION Mezcle de 5 a 10 minutos en agua usando un mezclador de aditivos o en una corriente de agua bien agitada. Las aguas duras deben ser tratadas previamente con ceniza de soda para obtener un mejor resultado. Dependiendo de la concentración, se desarrollará un fluido cuyo color variará de rosado a rojo. VENTAJAS

. Alta viscosidad para una mejor limpieza de los pozos.

. Excelente inhibición de arcillas por medio de encapsulación e inhibición química.

. Diseñado para reducir costos de transporte y ofrecer máximo rendimiento por volumen.



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LIQUIFLO

USOS Liquiflo es un tripolímero parcialmente hidrolizado, que presenta propiedades similares al PAC. Es un excelente inhibidor de arcillas y formaciones hidrofílicas. Puede ser usado en conjunto con bentonita para formar una pared de gran resistencia en formaciones permeables, protegiendo formaciones altamente sensibles al agua y Ayudando a obtener una mejor recuperación de muestra. DESCRIPCION Color y forma : Líquido blanco lechoso Solubilidad : dispersable en agua Peligros : no tóxico Contaminación : degradable Medio ambiente : no contaminante APLICACION Mezcle en un chorro de agua hasta obtener un lodo de perforación viscoso. VENTAJAS

. Estabiliza formaciones sensibles al agua. . Evita la pérdida de fluido hacia la formación. . Evita la pérdida de fluido hacia la formación. . Previene la dilución de muestras en el fluido. DOSIS De 2 a 4 botellas por 1.000 litros de agua (1 - 2 lts/1000 lts), dependiendo de la viscosidad deseada. Usado en combinación con bentonita, agregue 1 a 2 botellas (1/2 a1 litro) por 1.000 litros de agua.



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DRILLFLO

USOS Celulosa polianiónica de alta viscosidad usada como viscosificador primario o secundario y como reducidor de pérdidas de fluido en lodos con base de agua dulce o

salina. DESCRIPCION Color y forma : polvo blancuzco Solubilidad : dispersable en agua Ionicidad : aniónica Peligros : no tóxico Contaminación : degradable Medio ambiente : no contaminante

APLICACION Mezcle con un mezclador de aditivos muy lentamente, preferentemente en un pozo de premezclado. Para un mejor rendimiento, trate previamente las aguas duras con ceniza de soda. Se dispersará fácilmente en todo tipo de aguas. Es particularmente útil como un viscosificador secundario con bentonitas.

VENTAJAS

. Mejora las condiciones reológicas y de fluido. . Reduce las pérdidas de fluido en zonas permeables. . Mejora la estabilidad del pozo. . Mejora la limpieza del pozo. . Mejora la recuperación de testigos. . Se degrada (1) con la combinación de hipoclorito de sodio y peróxido de hidrógeno.



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SUPERVIS USOS Viscosificador altamente concentrado de uso general para perforación diamantina y destructiva, e inhibidor (encapsulador) de arcillas en lodos con base de agua dulce o levemente salina. Estabilizador de espumas para pozos de agua o pozos piloto. DESCRIPCION Color y forma : cristales blancos translúcidos Solubilidad : dispersable en agua Ionicidad : aniónica Peligros : no tóxico Contaminación : degradable Medio ambiente : no contaminante

APLICACION Mezcle en el agua hasta obtener un lodo de perforación viscoso. VENTAJAS

. Entrega viscosidades dos a tres veces más altas que la poliacrilamida líquida. . Alta viscosidad con una dosis muy baja.Previene el agrupamiento de detritos en la corona o tricóno, especialmente en arcillas, limos, noritas, lavas y otras formaciones lodosas.

. No se aglomera ni deja residuos químicos. . Mejora la limpieza y estabilidad de pozos.



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DRILLDET USOS Para dispersar arcillas y bentonitas mejorando la homogeneidad de ellas, enfriar y limpiar la corona, ayudar en la decantación de detritos en lodos de cualquier tipo con base de agua dulce o salina, en particular en lodos bentoníticos o de alto contenido de Arcillas naturales. Su uso evita pegadas en sectores arcillosos y se utiliza para soltar pegadas producidas por esta causa. DESCRIPCION Color y forma : líquido claro amarillo Solubilidad : soluble en agua Ionicidad : mezcla no iónica/aniónica Peligros : no tóxico Contaminación : biodegradable Medio ambiente : no contaminante

APLICACION Mezcle en el lodo cuidando de no airearlo. El producto se dispersa fácilmente con un Mínimo de agitación. Para una respuesta rápida, vierta directamente por dentro de las barras. Para soltar pegadas producto de arcillas, mezcle de 20 a 40 litros de Drilldet diluido en agua en partes iguales y bombéelo hasta la zona en cuestión; espere de 4 a 8 horas antes de reiniciar la maniobra de pesca.



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DRILLFOAM USOS DRILLFOAM es un agente espumante superior para la perforación rotatoria con aire y de percusión de pozos de agua y antepozos. DRILLFOAM es usado eficazmente en pozos profundos (de más de 1000 mts de profundidad). Se puede agregar a agua fresca, levemente dura o salina, y es de gran ayuda donde se espera grandes influjos de agua. Las aguas levemente duras o salinas no tienen un efecto notorio en la calidad espumante de DRILLFOAM. Agregue ceniza de soda para tratar aguas muy duras. DESCRIPCION Color y forma : líquido amarillo pálido Solubilidad : soluble en agua Ionicidad : aniónica Peligros : no tóxico Contaminación : biodegradable Medio ambiente : no contaminante

APLICACIÓN Mezcle en agua fresca e inyecte en la línea de aire circulante para obtener una espuma estable y espesa. La razón de inyección depende del volumen de aire, el Tamaño del pozo y el influjo de agua. Para una mayor estabilidad y limpieza del pozo, la consistencia de la espuma puede ser mejorada por medio del uso de un



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SUPERFOAM USOS SUPERFOAM es un agente espumante altamente concentrado para la perforación rotatoria con aire y de percusión de pozos de agua y antepozos. SUPERFOAM es usado eficazmente en pozos profundos (de más de1000 mts de profundidad). Se puede agregar a agua fresca, levemente dura o salina, y es de gran ayuda donde se espera grandes influjos de agua. Las aguas levemente duras o salinas no tienen un efecto notorio en la calidad espumante de SUPERFOAM. Agregue ceniza de soda para tratar aguas muy duras. DESCRIPCION Color y forma : líquido ámbar Solubilidad : soluble en agua Ionicidad : aniónica Peligros : no tóxico Contaminación : biodegradable Medio ambiente : no contaminante

APLICACION Mezcle en agua fresca e inyecte en la línea de aire circulante para obtener una espuma estable y espesa. La razón de inyección depende del volumen de aire, el tamaño del pozo y el influjo de agua. Para una mayor estabilidad y limpieza del pozo, la consistencia de la espuma puede ser mejorada por medio del uso de un estabilizador de



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DRILLHIB USOS Para inhibir la expansión de arcillas, esquistos y limos en lodos con base de agua dulce o salina.

DESCRIPCION Color y forma : polvo azuloso Solubilidad : completamente soluble en agua Peligros : no tóxico Contaminación : no biodegradable Medio ambiente : no contaminante

APLICACION Mezcle en el lodo con un mezclador o con un chorro bien agitado, disuelva totalmente y agregue un polímero inhibidor/ encapsulador, como DRILLVIS o VISCO mud. Los mayores beneficios se obtienen usando este producto en combinación con un polímero viscosificador de inhibición, como DRILLVIS, DRILLFLO o ambos.

VENTAJAS

. Se mezcla fácilmente. . Inhibe efectivamente la absorción de agua de arcillas, barros, limos y otras formaciones arcillosas sensibles al agua. . Mejora las condiciones del pozo. . Previene lavados y atrapadas por expansión. . Aumenta la velocidad de penetración.



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DRILLUBE USOS Lubricación de coronas y barras y ayuda para cortar, para ser usado en lodos con base de agua dulce o levemente salina, en pozos de hasta 1.500 mts de profundidad. DESCRIPCION Color y forma : líquido café oscuro Solubilidad : soluble en agua Ionicidad : mezcla no iónica/aniónica Peligros : no tóxico Contaminación : biodegradable Medio ambiente : no contaminante

APLICACION Mezcle en el lodo cuidando de no airear en exceso. Para eliminar dureza trate previamente los lodos y/o agua con ceniza de soda. El producto se dispersa Rápidamente con un mínimo de agitación. VENTAJAS

. Aumenta la lubricación y los efectos sinérgicos con otros lodos o aditivos. . Aumenta la velocidad de penetración. . Prolonga la vida de la corona. . Reduce el desgaste de las barras. . Mejora la recuperación de testigos. . Es compatible con una amplia gama de aditivos de perforación.



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SOLUBROD USOS Lubricación de barras y coronas. Es usado principalmente cuando se requiere lubricar barras por dentro o por fuera con un producto biodegradable y cien por ciento soluble en agua, que no altere las muestras ni dañe el medio ambiente. DESCRIPCION Color y forma: gel café oscuro Solubilidad: soluble en agua con lentitud Peligros: no tóxico Contaminación: biodegradable Medio ambiente: no contaminante

APLICACION Agregue al agua de perforación usando un lubricador de línea que haya sido rellenado con SOLUBROD. A medida que el agua pasa por el lubricador, el producto se disuelve lentamente. Este método puede ser usado tanto para circulación normal como reversa. También puede agregarse directamente a las barras. Agregar pequeñas cantidades detrás del resorte mejora la recuperación del testigo en zonas fracturadas.

VENTAJAS

. Provee a las barras, coronas y paredes del pozo de una película lubricante altamente resistente. . Prolonga la vida de las coronas al reducir la



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KWIK-SEAL (DRILLSEAL) USOS Para taponar y sellar fisuras y grietas, en rocas fracturadas o de alta permeabilidad que producen pérdidas parciales o totales del lodo que se circula. También para ser agregado en trabajos de cementación a la lechada para impartirle mayor viscosidad y evitar su fuga total en grietas. Reduce además la resistencia final del cemento, haciéndolo menos quebradizo y más fácil de reperforar. DESCRIPCION Mezcla de distintos productos de origen natural, penetrar y sellar las grietas Vegetal y mineral, no tóxicos, de distintas granulometrías, especialmente elegidos para Desde dentro hacia la pared del pozo, evitando su desprendimiento una vez reiniciada la perforación. APLICACION El producto debe mezclarse en agua o lodo de perforación, ser vaciado por dentro de las barras y luego bombeado hacia la zona de pérdida. Si se utiliza en pozos diamantinos, se debe retirar previamente el tubo interior. Las barras deben ubicarse por sobre la zona de fuga y rotarse levemente durante el bombeo para evitar que el producto se concentre en un lugar del espacio anular y pueda producir problemas al reiniciar la rotación. Si no se lograsen resultados después de bombear el volumen del pozo, se puede repetir la operación. Se recomienda comenzar con volúmenes menores e ir aumentando la cantidad en las inyecciones posteriores. VENTAJAS

. Fácil uso y aplicación.

. Resultados rápidos y permanentes.

. Diseñado para actuar en fisuras pequeñas, que representan el mayor porcentaje de las pérdidas totales. . Mantiene el pozo lleno, reduciendo el riesgo de derrumbes producto de las vibraciones y de la pérdida de presión hidrostática. DOSIS Mezcle de 2 a 4 kg, dependiendo del diámetro del pozo y de la severidad del problema, en un balde de20 litros con lodo y vierta por dentro de las barras. En general, un 5% a 10% por peso con lodo (5 a 10 kg/100 lts) resulta en una para inyectar. Concentración adecuada



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CEMENTACION En algunos sondajes se puede observar que una parte o nada de lodo retorna a la superficie, es obvio, que el sedimento que se produce por efecto del corte de la roca quede en el fondo del pozo, y por consiguiente se presentaran problemas en la perforación. Las causas de perdida de lodos pueden deberse a : • Grietas o planos de contacto en que el lodo y sedimento se pierden • fallas o vetas alteradas • Hoyos o cuevas • Revestimiento mal puesto, cortado o desacoplado. En todos estos casos, principalmente los tres primeros es necesario cementar el pozo, operación que consiste en echar lechada de cemento hasta impermeabilizar los estratos o tramos del pozo problema y luego perforar. También cuando el revestimiento solo no es suficiente, especialmente cuando se encuentra con agua, es precisó cementar entre los tubos y la pared del pozo.

RECOLECCION DE LODOS

Como la ley correcta de la Mena se obtiene analizando tanto el testigo como los lodos, la recuperación de estos últimos es muy importante. Para obtener una muestra correcta, todo el lodo bombeado por las varillas debe ser devuelto, por que si alguna parte de ella se pierde en cavidades o en las porosidades de la roca, parte de muestra se va con ella. Lo anterior se impide, cerrando mediante entubación, cementacion u otro tratamiento, las aberturas de las murallas del barreno.



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BARRENAS Y REVESTIMIENTO



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BARRENAS (Road) Esta formada por varillas huecas, de acero que en sus extremos tienen un roscado PIN y BOX (hilo macho y hembra), por donde se unen unas a otras para así, formar la sarta de perforación. Para trasmitir el movimiento de giro y rotación hacia la derecha y conducir por su interior el fluido de perforación Bajo la normas API, estándar internacional Un importante factor que hay que tener en cuenta al considerar el costo total de la perforación es el consumo y/o desgaste de los productos de perforación. Buen rendimiento, larga vida y confiabilidad en los productos son requisitos básicos para cualquier operación de perforación sea lucrativa.

Dureza y Resistencia Las barrenas combinan dureza superficial y resistencia global para soportar el deterioro y resistir el agotamiento del metal causado por la rotación de las barrenas en pozos de alabeo negativo. Temple por Inducción Se emplean barrenas procesadas mediante el tratamiento con calor para la baremación a diamante. Durante el proceso de tratamiento con calor, la materia prima se endurece para reducir el deterioro. Si bien esto evita el deterioro puede a su ves afectar la dureza propia de la materia, que se hace entonces quebradiza. El proceso de temple por inducción de combinada lo mejor de ambos procesos. Mediante el control del área de aplicación del tratamiento con calor, solo las partes que realmente necesitan protección contra el deterioro son tratadas, dejando el resto de la materia en su estado natural. Esto asegura un refuerzo global de la resistencia y evita el quebrantamiento. Asociado con el endurecimiento completo del acero.



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Incremento en la Duración del Roscado Se ha presentado una atención particular a los empalmes de las barrenas de perforación, reconociendo su importancia con relación a la vida o duración de la barrena. El proceso de temple por inducción se aplica también a las crestas del roscado macho mientras que la raíz del roscado hembra permanece en su estado natural. Esta diferencia de dureza evita excoriación, permite hacer y deshacer más fácilmente los empalmes de las barrenas y aumenta la resistencia del roscado al deterioro. Fuerza de Tensión El diseño cónico o ahusado del empalme distribuye el material para contrarrestar el esfuerzo del empalme y mantener el calibre del roscado uniforme en toda su longitud.



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“ O” Series Drill Roads Thin Wall Drill RodS W series flush joint casing



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Alta Capacidad de Torsión El roscado macho y hembra así como la espalda son hechos a maquina para una unión perfecta, de este modo, la tensión de la torsión deseada es transferida eficientemente a través de los empalmes durante la perforación.

Armado y Desarme Rápido El acoplamiento y desacoplamiento son rápidos gracias al diseño de poca inclinación y de roscado con auto-centrado. El roscado tratado con calor también resiste a los daños que se podrían producir accidentalmente durante el proceso. Tolerancia de Dirección Cada barrena posee una determinada tolerancia de dirección a lo largo de su longitud. Ello implica menos desgaste a causa de la fricción en el pozo, pozos más derechos hacia la meta deseada y mayor duración de la vida de la barrena. Empalmes Rígidos Los empalmes rígidos se forman cuando roscados cónicos o con capacidad de ahuzamiento, con determinado empate o punto de parálisis, son creados de acuerdo a valores de pre-torcion. Esto evita el movimiento entre los roscados unidos, posibles desajustes en el precinto del empalme, excesivo deterioro, desgaste, daño en el roscado o una eventual falla cuando se presentan condiciones extremas en el fondo del pozo. Este efecto de cierre de los empalmes evita el destornillamiento o giro



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debido a un contragolpe durante la perforación como tal. Empalmes con un sistema de aguzamiento no poseen el mismo poder de cierre. Cierre Hermético Si se aplica una torsión compensada se forma un cierre hermético entre las espaldas de unión del roscado macho y hembra.

Revestimiento (Casing).

Las dos funciones de un revestimiento o casing son:

Mantener segura la perforación, resistiendo las fuerzas que se producen o imponen por parte de

las formaciones revestidas y los equipos que son introducidos en estos, con un daño mínimo en su estructura.

La segunda es mantener la vida útil del pozo cumpliendo todos los objetivos a lo largo de todo su funcionamiento sin requerir un Workeover (o reacondicionamiento de pozo después de ser perforado).

El proceso de temple por inducción se aplica a las crestas del roscado macho produciendo un diferencial de dureza entre el pasador de unión y el roscado hembra. A través de la implementación de este proceso, la excoriación es virtualmente eliminada. A su vez se reduce el daño de manejo, el armado y el desarme son más fáciles y la vida de uso del revestimiento aumenta.

Son tubos de acero templados de diámetro diferentes, tienen hilos más finos al compararlos con los hilos de las barras; su numero esta relacionado con la fabrica.



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El revestimiento se usa en los sondajes para: Prevenir la pérdida total de lodo en las formaciones quebradas y agrietadas

para asegurar su retorno, siempre que se justifique y que la pérdida de lodo no pueda ser solucionada por cementacion u otro método para sellar grietas.

Para proteger el Sondaje de los derrumbes que ocurren generalmente en la sobrecarga.

Para impedir que el agua subterránea penetre el pozo. Para cambiar de diámetro. Cada tamaño de revestimiento tiene el diámetro

interior suficiente Para dejar pasar por su interior una corona del mismo tamaño al revestimiento inmediatamente menor.

Existen 2 tipos de revestimiento: Tubos de una sola pieza ( flush joint casing ) Tubos con coplas ( flush coupled casing )

Para cada tamaño de corona, corresponde un tipo de revestimiento (existen tablas con todas las características, tales como dimensiones del diámetro exterior del tubo, peso, numero de hilos/pulgadas, etc...). Por lo general es recomendable usar revestimientos de buena calidad en el entubado de pozos ya al bajar mucha herramienta de casing en un pozo al terminar este, se encuentren con la dificultad de recuperación de los casing, que suelen ser en pozos largos de distintos diámetros por ejemplo un pozo puede tener casing NQ 350 mtrs mas 200 mtrs de HW mas toda esta herramienta hay que recuperarla del pozo. Se comienza la recuperación sacando la herramienta de perforación primero una vez recuperada esta se comienza con el rescate de casing del diámetro menor en el pozo. De hay la importancia de que lo casing bajados con anterioridad no presenten desgaste de hilos o que hayan quedado correctamente asentados en el pozo para evitar el desacople de estos en el fondo del pozo o bajarse con jabón barra a barra para evitar que queden atrapados. Por lo general se bajan los casing con zapata corona en el fondo de la herramienta se le coloca una zapata en caso de rimiar el pozo por derrumbe.



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Zapata corona y Zapata de perforación

Hilos de revestimiento Casing



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Revestimiento Casing

Acople de revestimiento Casing hilo macho y hembra

El adecuado ajuste de los hilos en aprete correcto de este



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BARRAS DE PERFORACIÓN

Diámetro Exterior Diámetro Interior Peso x metro

mm. Pulg. mm. Pulg.

BXWL 57,17 48,50 5,67 Kg.

NXWL 73,15 60,70 10,12 Kg.

HXWL 88,90 76,20 20,67 Kg.

BQ 55,60 46,00 6,00 Kg.

NQ 69,90 60,30 7,80 Kg.

HQ 88,90 77,80 11,50 Kg.

REVESTIMIENTO (Casing)

mm. Pulg. mm. Pulg.

BX Casing 73,15 62,74 8,62 Kg.

NX Casing 88,90 77,72 11,31 Kg.

H Casing 114,30 101,60 4 16,83 Kg.

BW Casing 73,00 60,30 10,43 Kg.

NW Casing 88,90 76,20 3 12,80 Kg.

HW Casing 114,30 101,60 4 16,83 Kg.

BROCAS DIAMANTINA

Diámetro de Pozo Diámetro de la Muestra

BXWL mm. Pulg. mm. Pulg.

Estándar 59,90 2,360 36,40 1,432

O.S. 60,96 2,400 36,40 1,432

O.O.S. 61,98 2,440 36,40 1,432

NXWL mm. Pulg. mm. Pulg.

Estándar 75,70 2,980 47,60 1,85

O.S. 77,01 3,032 47,60 1,85

O.O.S. 79,38 3,125 47,60 1,85

HXWL mm. Pulg. mm. Pulg.

O.S. 92,71 3,650 60,96 2,400

O.O.S. 95,25 3,750 60,96 2,400

Zapata BX Casing 75,31 2,965 61,98 2,440

Zapata NX Casing 91,95 3,620 77,72 3,060

Zapata H Casing 117,48 4,625 101,09 3,980

BQ 59,90 2,360 36,40 1,432

NQ 75,70 2,980 47,60 1,875

HQ 96,00 3,782 63,50 2,500

Zapata BW Casing 75,31 2,965 60,32 2,375

Zapata NW Casing 91,95 3,620 76,10 2,995

Zapata HW Casing 117,50 4,625 101,10 3,980

10´= 3.05 mtrs 20 = 6.10 mtrs



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RECUPERACIÓN DE MUESTRA O TESTIGO El Sondaje es una operación cara y a menos que se obtenga una buena muestra que inspire confianza, o sea, realmente representativa, el tiempo y el dinero empleado se han perdido. La velocidad del Sondaje y los bajos costos son de pequeña importancia, si las muestras no son correctas o no son debidamente manejadas. El objetivo principal de un sondaje de diamantina, como medio cortante, es el de obtener una muestra “testigo”, con el menor tiempo y costo posible, con lo que permitirá analizar características de la corteza terrestre.

Cajas de almacenaje y Recuperación de testigos de madera y metálicas.

En el trabajo de perforación con diamantes, una verdadera muestra consiste de todo el material cortado por la corona, tanto el testigo como los lodos. Como la recuperación de esta muestra es el objetivo de la perforación con diamante, deberá de tomarse el máximo de cuidado para asegurarla. Así el ingeniero de minas o geólogo debe estudiar su material y preparar un plan de muestreo y estar seguro de que el perforista sigue sus instrucciones, ya que éste puede estar más preocupado de obtener un buen avance que el desarrollar métodos Seguros de muestreo.



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Recuperación del Testigo “Wire Line” Esta se realiza, después que la corona ha avanzado cierto trecho, por ejemplo 5 píes o 10 pies y se ha cortado un anillo circular que deja al interior un testigo cilíndrico de roca denominado “testigo”, el cual es recibido por un tubo interior a través de un resorte, que debido a su forma cónica, le permite entrar pero no salir. Para retirar este testigo se ejecutan tres pasos: • Despegarlo de la roca. • Sujetarlo en el porta testigo. • Izarlo.

Si la operación 1 y 2 no se efectúa de manera correcta, el testigo o fragmento de el, caerán al fondo del Sondaje y atascaran la corona. En exploración minera debe obtenerse la recuperación de testigo lo mas completa posible. El testigo es una muestra tomada en una ubicación bien definida; mientras que bajo las mejores condiciones, los lodos están sujetos a alguna alteración.

Recuperación del Testigo Convencional Existe un sistema convencional de extracción de muestras, en el cual es necesario sacar todas las barras para obtener el testigo. Varios factores tienen relación directa con la recuperación de testigos, siendo el principal, el tamaño, la vibración de las varillas, molienda del testigo por correr con una corona atascada, caída del testigo que más tarde tiene que ser medido y lavado como lodo. Cuando el testigo ha sido removido del porta testigos, debe colocarse en una caja, en el mismo orden que es sacado del Sondaje. Esta caja tiene generalmente una longitud de 4 a 5 píes y angosta con divisiones entre las cuales calzan los testigos.



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Testigos de sondajes de diferentes diámetros

Geólogo revisando el testigo bajo la lupa, cuantificando la mineralización.

Cajas de embalaje de testigos



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Geotécnia en Testigos de Sondajes Diamantinos

Medida de recuperación del testigo del pozo Como es normal que para pagar al contratista de sondajes, los metros perforados, o para medir la eficiencia de la perforación, es que interesa medir por personal entrenado y de confianza, el largo recuperado versus el largo perforado, que significa “Recuperación del Testigo”. Este trabajo con el que se explicara a continuación, siempre debe hacerse con el testigo fresco y con el mínimo de manipulación (trasvasije), para evitar inducir errores en las medidas. Formas de realizarlo:

Metro a Metro

Taco a Taco

Metro a Metro Consiste en marcar sobre el testigo los metros enteros desde el principio al termino del pozo, utilizando como referencia los tacos los tacos puestos por el operador de la maquina y que indican la medida del fondo del pozo, en el cual fue retirado el testigo. Luego de realizada la operación se procede a medir la longitud real del testigo entre cada metro, lo cual nos dirá directamente la recuperación real de dicho tramo. Ejemplo: 80cm.= 80% de recuperación. Taco a Taco Consiste en medir directamente sobre el testigo el largo el largo real entre taco a taco. La recuperación ( R ) se calcula entonces con la siguiente Formula:

Largo medido (del testigo)



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R = ------------------------------------------------------------------ X 100% Largo perforado (taco superior – taco inferior)

En ambos casos se anota en una hoja de registro llamado “ Diamond Drilling Log”

Medición Geotécnica del Testigo Fundamentalmente los sistemas de clasificación geotécnica de roca, en base a las propiedades mecánicas y/o estructurales, tienen por objeto entregar un conocimiento previo para el diseño de excavaciones en macizos rocosos y los eventuales requerimientos de fortificaciones. De aquí la gran importancia que tiene desde el punto de vista de la planificación en una faena minera.

R.Q.D. (Rock Quality Designación) La designación de calidad de roca (R Q D) es un índice cuantitativo basado en la recuperación de un testigo, ya que se toma en cuenta solo aquellos trozos mayores de 10 cm. ( 4 pulgadas) y que sean duros (completos). El RQD (Rock Quality Designation) se mide sumando el largo de todos los trozos de testigo mayores que 10 cm en el intervalo de testigo de 1.5 m, contando únicamente las discontinuidades naturales del testigo que presenta sonido sólido. En el caso que exista duda respecto al origen de la discontinuidad (natural o inducida) se toma el



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caso más conservador, es decir se considerará que la fractura es natural. Las medidas se toman con respecto al eje del testigo, según las figura 1 y 2. Especialmente el esquema de la figura 2 aclara la partición de las fracturas de algunos casos conflictivos. La sumatoria de estos trozos se expresarán en porcentaje del intervalo de 1.5 m.

cm

cmtrozosRQD

150

10%

ec.1

En el caso que el testigo no cumpla con la condición de sonido, se podrá medir el RQD de igual manera que la enunciada, pero se anotará como RQD*.

∑ Trozos de testigos > 10 cm. R.Q.D. (%) = ----------------------------------------------------------- X 100 Longitud total del tramo del sondaje

Se recomienda un registro metro a metro ya que así cada lectura nos dará directamente la calidad de la roca. Ejemplo: 75cm. = RQD 75% ------------- Las calidades de roca se clasifican desde muy pobres a excelentes. Según sea la recuperación. R. Q. D. ( %) CALIDAD DE LA ROCA

0-25 Muy pobre 25-50 Pobre 50-75 Mediana 75-90 Buena

90-100 Muy buena (excelente)



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Medición correcta de RQD

Frecuencia de Fractura (ff)

Se define la sumatoria de todas las fracturas contenidas en un metro, se realiza metro a metro. Ejemplo: 15 fracturas/metro, significa ff = 15 -------------------- Representa al igual que en caso anterior, una media de la calidad geotécnica de la roca.

ff alto significa mala calidad de roca. ff bajo significa buena calidad de roca.

Angulo de Fracturamiento Principal Considerando que tanto las orientaciones de fracturamiento y/o fallamientos han de ser cortados en algún sentido por los laboreos mineros ya sean subterráneos o a cielo abierto es importante conocer el ángulo de fracturamiento principal presente en el testigo logeado. Ya que esta información permitirá un mejor diseño de estas labores.



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Relación del testigo a la roca. La orientación general del testigo se ha perdido por rotación.

El ángulo de fracturamiento es una medida geotécnica de la roca y se obtiene determinando el ángulo que forma el fracturamiento principal observado. Respecto al eje del testigo. Para realizar medida se usa generalmente un transportador y varia de 0º a 90º. Testigo

Angulo de fracturamiento preferencial del testigo 30º. Sacado de testigo con tubo triple del barril de perforación.

Se evita el desarme de la muestra Colocación del testigo en caja de sondajes de madera.



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Medición de RQD del testigo

Recuperación de Testigos.

Medida de Recuperación de sondajes como método alternativo para la determinación de recuperación, ésta se puede calcular como:

Re = ( Vr / Vt ) * 100 ( 15 )

Donde:

Re : Recuperación del sondaje expresada en %

Vr : Volumen del testigo con 100% de recuperación

Vt : Volumen real del testigo.

Los valores de Vt y Vr se calculan como :



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Donde:

L : Largo total del tramo

d : Diámetro del testigo

Ps : Peso del testigo en el aire (sin bandeja)

Pa : Peso del testigo sumergido en agua (sin bandeja)

da : densidad del agua.

Reemplazando (16) y (17) en (15) : se obtiene :

Como un método simplificado se usa :

R testigo ( % ) = Largo del testigo ( en centímetros ) en 1 metro de tubo interior.

Recuperación de testigo Wire Line.

Retiro del testigo del tubo porta testigo de 3.05 mtrs 10 pies



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Limpieza del testigo del tramo perforado, tubo de 10 pies diámetro HX

Armado del tubo interior de 10 pies para próxima bajada



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Desenroscado de del tubo interior con llave permalite

Almacenaje de cajas de sondajes, para su posterior logeo y corte.



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CORTE DE TESTIGO El corte de testigo se realiza, dividiendo el testigo en dos porciones de igual tamaño, el corte se puede realizar con guillotina manual, hidráulica, sierra circular con inyección de agua en el corte.

Corte de testigo roca, con cierra circular.



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Sierra para corte pulido

Prospección Geológica La prospección geológica es el paso anterior a la perforación de pozos, de ella depende el tipo de campaña de perforación y el sistema a utilizar en esta prospección geológica. Depende de lo que se este buscando Los geólogos darán la pauta a las necesidades de los trabajos de exploración con el tipo de equipos y cantidad de sondajes de aire reverso y diamantino y el tiempo estimado que dure el proyecto, el largo de los pozos y los sectores donde se debe perforar así como los datos del azimut y dips de pozos. La geología es una ciencia que va muy de la mano con la perforación de pozos ya que estas se relacionan entre sí muy estrechamente antes, durante y después de descubrirse un yacimiento y durante su vida útil hasta su agotamiento.



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Prospección Geológica



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Geólogo en el logeo de sondaje diamantino geólogos revisión de cutting de polvo

Sección mostrando distribución de pozos de sondajes en un prospecto



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Distribución de sondajes con los tramos mineralizados en sistema tipo mantos

Distribución de sondajes con tramos mineralizados en sistemas tipo vetas

Sección A B, distribución de sondajes en una sección.



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Modelo conceptual para los modelos hepitermales de mineralización en porfidos de Oro plata y cobre.



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Standard Penetration Test (STP) Ensayo de Penetración con Cuchara Normal

Este ensayo desarrollado por Terzaghi and Peck proporciona la medida de la 15cm. Resistencia del

suelo a la penetración mediante la utilización de un tomamues- Tras introducido 30 cm con el golpeo de una maza de 63,5 kg en caída libre Desde 75 cm. El toma muestras bipartico, conectado al varillaje, es

descendido en el sondeo una vez este ha sido limpiado. La maza golpea sobre la cabeza del varillaje incando el tubo 15 cm en el terreno, para evitar zonas de interferencia y la zapata se introduce 30 cm.

Se cuentan el número de golpes efectuados para introducir cada 15 cm.

Ensayos de Penetración con Cuchara Normal (SPT) El ensayo de penetración con cuchara normal se efectuará ciñéndose estrictamente a lo estipulado en la Norma ASTM D 1586-84. La ITO verificará que los equipos de penetración que el Contratista

disponga en terreno, cumplan estrictamente con las dimensiones y características exigidas en dicha

Norma. En especial se verificarán la masa y altura de caída del martillo, así como la calidad de la polea, cordel, cabeza de golpe y barras de golpe.



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Muestreo de Ventana Contínuo (Window Sampling)

Esta técnica provee un contínuo muestreo del perfil de suelo durante la perforación del pozo, quedando las muestras retenidas en tubos plásticos (plastic liners) para el posterior logeo y subsiguiente

muestreo. Para lograr este tipo de muestreo, los pozos se perforan usando un equipo a percusión con martillo, en donde sistemáticos golpes son transmitidos a un tubo de muestreo de acero abierto en sus

extremos y que en su interior aloja un tubo de plástico desmontable que retiene las muestras de suelo

de cada metro perforado. Esta técnica es usada para obtener información aproximadamente hasta los 6-10m de profundidad dependiendo del grado de compactación y dureza del suelo.

Esta técnica es ideal para rápidas investigaciones con fines geotécnicos y geo-ambientales. El compacto

equipo con movilidad propia que ofrece Emerson Moore está idealmente diseñado para operar en proyectos de reducido espacio o bajo condiciones de difícil accesibilidad. Instalaciones para el

monitoreo de agua subterránea y/o gas pueden ser eventualmente instalados en estos pozos.



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Ensayo de Permeabilidad Global o Modificado Packer Test.

Estos ensayos se realizan inyectando agua a caudal constante, Ø a una cámara o tramo de la

perforación aislado por medio de obturadores o packer inflables.

El fin es aumentar en forma ascendente la presión durante un tiempo determinado y posterior mente descendente.

Se podrá obtener del ensayo la permeabilidad y el Volumen de admisión [Lts] del terreno.

Los ensayos se realizarán en ciertos pozos o en ciertas etapas, las cuales serán seleccionada por Inspección, Geología o Hidrogeología.

Se utilizaran Packer dobles y triples (según el terreno y el estado de la perforación).

Antes de iniciar el ensayo de permeabilidad, el pozo debe ser lavado para remover el material no deseado, hasta que el agua retorne limpia.

Es Indispensable que el procedimiento de perforación no modifique las condiciones naturales de

la roca, por lo que se debería evitar el uso de aditivos (Bentonita, Lodos, etc).

Lavado y Limpieza del Pozo Dentro de los 10 Minutos previos al ensayo, se debe Limpiar el pozo de todo material o

sedimento no deseado.

Lavando lo con agua a Presión hasta que esta retorne clara y sin desechos de perforación.

Ya que el material o aditivo que contengan los pozos, puede desvirtuar o alterar la admisión

real por parte del terreno. Es importante hacer notar que los ensayos de este tipo se realizan a medida que la perforación

se ejecuta.

Por tanto, en sectores de roca fractura los derrumbes o desprendimiento de esta, provoca la

interrupción o pérdida de herramientas (packer’s, rizal, etc.)

PACKER TEST DOBLE PACKER TETS



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Caudalimetro Análogo

Bomba Centrifuga



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Equipo de monitoreo Logan



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Equipo de Nitrógeno

Manguera de Alta Presión



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Obturador Mecánico Los obturadores mecánicos pueden ser utilizados para taponar un sondeo de forma temporal o permanente. El elemento de goma obtura el sondeo expandiéndolo mediante un giro en sentido horario. Opcionalmente puede colocarse un manómetro en la parte superior para determinar la presión de agua.



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Obturadores Dobles Convencionales Los obturadores convencionales sencillos de Ø28mm hasta Ø170mm pueden ser transformados en obturadores dobles añadiendo un elemento específico y el elemento central (CE). Para ello, simplemente desenrosque el extremo inferior del obturador sencillo (SE) y sustitúyalo por el elemento CE. Complete la instalación roscando una camisa estándar de goma inflable (S) y un tapón (PL) en el extremo inferior del obturador. Una característica especial de estos obturadores es que la zona de inyección permanece constante después del inflado. Los obturadores dobles de Ø28, 30 y 42 mm están especialmente diseñados para su uso en tubería de inyección. El obturador Ø42mm se utiliza en tubos de 2”, el obturador de Ø30 mm en tubos de 1 ½” y el obturador de Ø28 mm Puede ser usado indistintamente tubos de 1 ¼” y 1 ½”. Aplicaciones:

Inyección de cemento as de permeabilidad Control de presiones en formaciones

Características:

durante toma de muestras por vacío

n tubos de acceso a transductores Sistemas diseñados a medida para cubrir sus necesidades

Accesorios:

resión para el inflado de 8 mm x 4 mm

Ensayos en sondeos Ensayo Lefranc Durante la ejecución de un sondeo, el ensayo Lefranc consiste en levantar la tubería de entibación en un momento dado una altura l y llenar la perforación con agua hasta conseguir que el régimen sea estacionario. La permeabilidad se calcula mediante la fórmula: k=m"(Q/H) donde m es un coeficiente que depende de la cavidad desde la que se inyecta. Con terrenos de baja resistencia es imposible llenar el tubo hasta la boca del sondeo, utilizándose entonces el ensayo Lefranc con carga variable, muy adecuado en suelos poco permeables, y que forma parte de la rutina de ejecución de un sondeo. Ensayo de Lugeon Se llaman ensayos Lugeon a los efectuados con empleo de obturador a fin de poder dar mediante una bomba, una presión superior a la correspondiente a la altura de la boca del sondeo. Es un ensayo de uso habitual en rocas y consiste en realizar un taladro de entre 46 y 76 mm de diámetro en una longitud de dos metros o más, y aplicar una presión de 10 kg/cm2 durante diez minutos, definiendo la unidad Lugeon como la pérdida de un litro por minuto y metro lineal de taladro en las condiciones anteriores. Actualmente los ensayos se hacen por escalones, aumentando progresivamente la presión y disminuyéndola posteriormente. En ocasiones al



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aumentar la presión, aumenta la permeabilidad, lo que indica la apertura de fisuras, mientras que otras, se producen colmataciones. Todo ello da lugar a una amplia variedad de diagramas Lugeon. SURVEYS Otro aspecto importante, es el control direccional mediante los surveys, que indican la posición del hueco relativa a la posición en superficie, además de determinar la calidad del hueco (presencia y severidad de los dog-legs), así como su deflexión, forma, profundidad e intersección con otros pozos. La introducción del MWD implico un método de seguimiento de los parámetros del hueco en tiempo real donde la información obtenida del fondo del hueco se transmite en cuestión de minutos. Como instrumentos convencionales se tienen: BOTELLA ACIDA “Acid Batlle”: método desarrollado en 1870, que parte del principio de que la superficie de todo liquido tiene a mantenerse horizontal, en esta herramienta el liquido es ácido fluorhídrico, contenido en una botella de vidrio, si se deja un tiempo(30 minutos aproximado) inclinado el ácido reacciona con el vidrio y marca la botella, indicando la inclinación y la dirección medida en otro compartimiento con gelatina y un compás que se alinea con el norte magnético flotando libremente en este fluido. (Figura izquierda)

Ensayo Lefranc - Mandel.

Es un ensayo destinado a medir con cierta precisión el coeficiente de permeabilidad de un tramo de suelo. Para ejecutar este ensayo, el sondaje deberá estar entubado y será necesario que bajo la zapata del revestimiento se conserve, sin derrumbarse, una cavidad de una longitud que no deberá ser inferior a la indicada en la relación siguiente:

L/D2 En que:

L = Longitud del tramo a ensayar D = Diámetro de la perforación. La longitud nominal del ensayo será de 1 m; la longitud máxima del tramo no debe sobrepasar los 3 metros. El procedimiento de ensaye será el siguiente:

a) La perforación en el tramo a ensayar (ventana libre), podrá realizarse exclusivamente empleando agua limpia como fluido de perforación.

b) El ensayo se realizará sólo en suelo natural, cuando la perforación se

encuentre bajo la napa y a razón de 1,0 ensayo por sondaje. Sin embargo, la ITO



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podrá solicitar modificar esta frecuencia de ensayos en cada sondaje.

c) Se deberán anotar previamente en el formulario correspondiente al Ensayo Lefranc - Mandel, cuyo modelo se adjunta, los siguientes antecedentes:

Profundidad y diámetro final de la perforación

Entubación existente en el sondaje y su profundidad.

Nivel del agua en el sondaje, con precisión de 1 cm.

e) La instalación que se deberá disponer para proporcionar un gasto constante, deberá ser aprobada previamente por la ITO.

f) A continuación, se inyectará por gravedad un gasto constante de agua

limpia a través de una cañería de diámetro apropiado que sea introducido hasta una profundidad de 1,0 m bajo el nivel del agua

g) Si con el caudal constante ocurriere que el agua rebalsa por la boca del

sondaje, se deberá reducir el caudal por medio de una válvula del sistema instalado, hasta que el nivel se estabilice cerca de la boca de la tubería. Una vez estabilizado el nivel del agua en el sondaje con una sobreelevación mínima de 1,0 m, se mantendrá este gasto constante durante 10 minutos. Se deberá controlar con precisión el caudal constante y la profundidad de la estabilización del nivel del agua.

h) Se deberá anotar el caudal constante y la profundidad del nivel

estabilizado. A continuación deberá suspenderse el caudal para iniciar el control de descenso del nivel del agua a ½, 1, 2, 5, 7, 10, 15, 20, 30, 45 y 60 minutos, a contar del instante de la suspensión del caudal de alimentación. La ITO podrá autorizar la suspensión del control del descenso antes de los 60 minutos si el nivel del agua se estabiliza, o prolongarlo si el nivel del agua no se estabiliza.

i) Después de dar por finalizado el ensayo, se deberá medir la profundidad

del fondo de la perforación, para verificar si se han producido derrumbes o sobre-elevaciones del fondo. La ITO podrá ordenar la repetición del ensayo, si a su juicio no resulta representativo.

j) Para el informe que deberá entregarse a la ITO dentro de las 24 horas

siguientes al ensayo, el Contratista deberá indicar como mínimo los siguientes antecedentes:

Profundidad de la perforación antes del ensayo.

Profundidad de la perforación después del ensayo.



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Profundidad de la tubería de revestimiento.

Diámetro interior de la tubería de revestimiento.

Longitud del tramo ensayado (bajo la zapata del revestimiento).

Nivel estático del agua en el interior del sondaje al inicio y término del ensayo.

Gasto constante aplicado.

Ascenso y descenso del nivel durante el ensayo.

Tiempo que demoró el ensayo. Se debe tener presente que el nivel del agua deberá obtenerse con un medidor eléctrico, que permita la precisión de un centímetro.

Prueba de Infiltración. Esta prueba mide con cierta precisión el coeficiente de permeabilidad de un suelo ubicado sobre el nivel freático. Es enteramente similar al ensayo Lefranc - Mandel y se deberá realizar aunque no exista agua en el sondaje. Deberá utilizarse el mismo formulario correspondiente al Ensayo Lefranc - Mandel, el que deberá entregarse a la ITO dentro de las 24 horas siguientes a la realización de la prueba.

Comprobador de Carga Puntual El ensayo de carga puntual es un índice de resistencia de la roca intacta. Es efectuado en prácticamente todos los principales trabajos de construcción en roca. El ensayo da las bases para:

La clasificación mecánica de las rocas

Una estimación de la fuerza de compresión uniaxial de la roca intacta. En el ensayo de carga puntual se toma una muestra de caja de testigos y se le aplica una carga entre dos la puntos de acero endurecido en el comprobador. El sistema Interfels consiste en una pequeña bomba hidráulica, un gato hidráulico, un manómetro de presión y un bastidor intercambiable de prueba de una gran resistencia transversal a la torsión. Los dos puntos de acero son de dimensiones estándar. El Comprobador de Carga Puntual de Interfels admite hacer ensayos sobre testigos de



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50 a 120 mm de diámetro con una carga de hasta 100 kN. Se suministran dos manómetros para medidas de baja presión (hasta 25 kN) y alta presión (hasta 100 kN).

Equipo de carga puntual.

Descripción La larga experiencia de campo de Interfels se refleja en el diseño y ejecución del Comprobador de Carga Puntual de Interfels. Se caracteriza por:

Compacto. Todas las funciones están agrupadas en un instrumento compacto. Activación por bomba hidráulica de la carga, manómetro de lectura de la carga, aplicación de la carga mediante cilindro hidráulico e instalación de la probeta en el bastidor de prueba.

Bastidor de prueba de gran rigidez. Este es un factor que con frecuencia no se estima Suficientemente. Para la prueba de carga puntual es importante que las direcciones de la carga permanezcan coaxiales aún en muestras irregulares y anisotrópicas en grandes cargas. Por ello, el bastidor de prueba fue diseñado como un bastidor muy rígido especialmente en direcciones transversales



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Toma muestras de Pared Delgada Shelby El tubo toma muestras Shelby, es un sistema de muestreo “in situ” diseñado para obtener muestras prácticamente inalteradas en suelos y arcillas. La cabeza tiene una rosca de conexión hembra en un extremo e incorpora una válvula de bola para control de vacío. El tubo de pared delgada se une a la cabeza por medio de tres tornillos. La cabeza lleva mecanizado un escalón para que el tubo asiente firmemente sobre el mismo, a fin de asegurar el buen asiento del tubo, de forma que la fuerza de empuje sea aplicada de forma uniforme. El toma muestras debe ser hincado en la formación mediante la aplicación de una fuerza constante hasta llenarlo o alcanzar el punto de rechazo. El tubo debe ser desconectado de la cabeza y colocadas tapas en sus extremos para los posteriores ensayos. Los tubos de pared delgada están disponibles en una longitud de 701 mm y otras bajo demanda.

Toma muestras Bipartido Estándar Es un tubo bipartido de uso general que puede ser utilizado tanto en sondeos geotécnicos como medio ambientales. Frecuentemente es utilizado para determinar la resistencia del suelo como se requiere en el ensayo SPT. Está diseñado para tomar muestras del terreno en el fondo de sondeos limpios mediante el golpeo de una maza. La medida normalizada del toma muestras es de 623 mm facilitando una muestra de 559 mm. La cabeza del conjunto esta provista de una válvula de bola que previene de la pérdida de la muestra durante la maniobra de extracción del sondeo.



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Ensayo de Penetración Cónica – CPT El Ensayo de penetración cónica (CPT - Cone Penetration Test) consiste en introducir en el suelo una

pieza de forma cónica vinculada a una célula de carga que mide en forma continua la resistencia del suelo a la penetración de la puntera cónica (qc). También mide en forma simultánea la resistencia a la

fricción lateral (fs) que ofrece el suelo al paso de una pieza cilíndrica ubicada inmediatamente arriba de la punta cónica (Figura 1.a). La técnica de hincar barras en el suelo con fines geotécnicos es una

práctica muy antigua, utilizada en sus comienzos en suelos blandos para localizar la profundidad de un

estrato firme. Las primeras versiones de este sondeo fueron desarrolladas en Suecia en 1917 y consistía en hincar una puntera helicoidal, en parte por carga estática y en parte por rotación. El ensayo de CPT

como hoy se conoce pero con puntera mecánica, comenzó a ser utilizado en Holanda en1934 para evaluar la capacidad de carga de pilotes hincadas. Posteriormente, en la década del 60, surge el CPT

eléctrico en el cual la resistencia de punta (qc) y la fricción lateral (fs) son medidos eléctricamente a través de dos células de carga montadas con “strains gauges”. Desde sus inicios, este ensayo comenzó

a ser utilizado como herramienta normal en las investigaciones geotécnicas de campo, como lo expresa

Wroth (1984), especialmente para establecer rápida y económicamente el perfil del subsuelo. Según Meigh (1987) el CPT tiene tres aplicaciones principales: 1) determinar el perfil del subsuelo e

identificar el tipo de suelo presente, 2) interpolar las condiciones del subsuelo entre sondeos de control, y 3) evaluar parámetros geotécnicos para estimar capacidad de carga y asentamientos. La identificación

del tipo de suelo será tratado en este trabajo. La determinación de parámetros geotécnicos se realiza

mediante el uso de correlaciones empíricas. Alternativamente, métodos directos, sin la determinación previa de parámetros, son utilizados para estimar capacidad de carga y asentamientos. Además de

estas aplicaciones, ya rutinarias en la práctica geotécnica, en los últimos años se lo comenzó a emplear en estudios ambientales para determinar la composición y distribución de contaminantes en el suelo

(Lunne y otros, 1997).

Identificación del tipo de suelo utilizando el ensayo de penetración cónica

Uno de los principales usos que tiene el CPT, es el de identificar el perfil del suelo. Esto puede lograrse

con un grado de detalle mucho mayor que el alcanzado a partir de sondeos convencionales, debido a que el resultado obtenido es un perfil continuo de las propiedades del subsuelo.

Diversos investigadores han propuesto identificar el tipo de suelo en función de la resistencia de punta

(qc) y la relación de fricción (Rf = fs / qc), para lo cual propusieron utilizar gráficos o tablas de clasificación basadas en correlaciones empíricas (e.g. Begemann, 1963; Schmertmann, 1969; Searle,

1979; Douglas y Olsen, 1981; Robertson y otros 1986). Estas clasificaciones se basan en tempranas observaciones realizadas en Holanda, las cuales indicaban que suelos arenosos tienden a producir alta

resistencia de punta y baja relación de fricción, mientras que suelos arcillosos blandos tienden a producir baja resistencia de punta y alta relación de fricción.

En este sentido, estudios utilizando el ensayo de CPT mecánico fueron iniciados por Begemann (1965) y

continuados posteriormente por Schmertmann (1969). Searle (1979), incorporó los resultados de un gran número de ensayos proponiendo un gráfico de clasificación en función de las magnitudes de (qc) y

(Rf) utilizando el CPT mecánico. Para el caso de punteras eléctricas de geometría normalizada, Douglas y Olsen (1981) propusieron un gráfico cuyas correlaciones se basan en un gran número de resultados

de ensayos del Este de Estados Unidos. Posteriormente, y basados en una base de datos expandida,

Robertson y otros (1986) presentaron un gráficos de clasificación de suelos que es ampliamente utilizado en la actualidad, el cual se reproduce en la Figura 1. Meigh (1987), resalta la necesidad de

continuar profundizando el estudio de la identificación de suelos mediante el empleo del CPT a través de la comparación de los resultados obtenidos con la identificación directa en un sondeo testigo.

Enfatiza aún que experiencias locales podrían diferir de los estudios ya realizados en otros sitios.

La experiencia local respecto al uso del CPT puede decirse que es muy reciente, ya que el mismo fue incorporado a mediado de los años 90. Sin embargo, su utilización continua y sistemática en estudios

geotécnicos hace que hoy se cuente con una base de datos lo suficientemente grande como para verificar la aplicación de correlaciones internacionales a los suelos locales.



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Rescate de herramienta (Fishing tools). Para los rescates de herramientas se tiene que tener presente que herramienta se va a rescatar, a que profundidad costes del rescate, si conviene rescatar o construir un pozo nuevo y tiempo empleado en el rescate.

Los machos de pesca son utilizados cuando se ha quedado material tubular en el sondeo. Coincidiendo la profundidad exacta de la tubería a recuperar y examinada la parte extraída se seleccionará la herramienta de pesca adecuada. Los atrapamientos de herramientas por lo general provocan perdida de tiempo bastante considerable. En las maniobras de perforación para esto se utilizan herramientas de rescate y de corte como Macho de Pesca, Swicht de pesca, Campana, Araña, Cortador de Barras, qué se utilizan en estas maniobras. Con respecto a los más comunes casos de atrapamiento de barras en fondo del pozo por dejar detenida la perforación en el cambio de turno producido por acumulación de sedimento en el fondo. Atrapamiento de casing (revestimiento) en rescate de herramienta los casing no despegan por estar mucho tiempo instalados en el pozo, por cortarse en el rescate. Para evitar esto se bajan con jabón potásico los casing. Desacople de la herramienta de perforación, cortada de barras, desacople del casing por rotación .En contacto con las barras, cortada de los hilos, Caídas de barras o casing al pozo por mala maniobra del operador descuido con la prensa o cortada de los hilos de barras en el tapón elevador de herramienta. Bajada de herramienta en mal estado con mucho uso, desgaste de los hilos.



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Macho de pesca para rescate de casing y barras de perforación

Machos de Pesca (Fishing tools)hos de Pesc



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Machos de pesca



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ACCESORIOS DE PERFORACION DDH.



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Abrazadera de Barra de Perforación (prensa de pie) La abrazadera de pie de seguridad, es activada lanzando el pedal del pie, que mueve las quijadas adelante para agarrar la barra o la cubierta. Presionar el pedal del pie lanza las quijadas. Hay dos tamaños a elegir de resolver sus requisitos de trabajos particulares.

Prensa de pie Abrazadera de Barra de Perforación (prensa Hidráulica)

Cabezas de Agua Boart Longyear ofrece una gama de Cabezas de Agua Geotech diseñadas para ofrecer fiabilidad y duración. Pueden ser utilizadas con agua y otros fluidos de perforación. La cabeza de agua permite la circulación de fluido a través de la sarta de perforación mientras se está perforando o estando suspendida del cable del cabrestante. La columna de varillas puede izarse ocasionalmente con el gancho de la cabeza. Las cabezas de agua están disponibles en una gama de capacidades que va hasta los 10,000 Kg de peso estático. El conjunto de la cabeza de agua detallada abajo, es muy fácil de montar y mantener en el sondeo. Entre las características se incluye un potente cuerpo con gancho de elevación, doble línea de rodamientos de bolas para soportar grandes presiones de empuje y empaquetaduras en V fácilmente reemplazables.

Cabeza inyectora de agua



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Tapones Elevadores Los tapones elevadores de barras se utilizan, para levantar o bajar Herramientas de perforación, funcionan como un giratorio soportan todo el peso de columna de barras, la pieza que le sigue es el adaptor de barras.

Tapón elevador de Barras Tapón elevador de Casing



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Adaptadores de Barras Se utilizan para cambio de diámetros de barras, tienen un diámetro en un extremo y otro diámetro en la otro extremo puede ser macho hembra, hembra hembra.



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MACHO DE PESCA ( Fishing Taps) Esta herramienta se usa para el rescate de barras de perforación, de distintos diámetros se baja hasta llegar al fondo de esta, acoplando con el hilo hembra de la barra que quedo en el fondo al realizar esta operación se expande dentro de barra logrando gran adherencia se tira para lograr el despegue de esta.

SWICH DE PESCA Instrumento de pesca para recuperar Herramienta atrapada en el pozo una vez que es acoplada es muy difícil que suelte por lo tanto es peligroso arriesgar bajar esta herramienta Puede quedar atrapada más cantidad de la que se quiere recuperar.

ARAÑAS Son herramientas que permiten recuperar cables que han caído al pozo, como cables Wire Line.



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Campana de pesca (Fishing bell Taps). Estos se utilizan para recuperar una barra perforadora o algún adaptador con una dimensión más pequeña que la del pozo y, por esta razón, no están en el centro del pozo. También pueden ser utilizados para detalles dañados los cuales no pueden ser alcanzados por un fishing tap.

Cortador de Casing (Recovery Tools). Esta herramienta se utiliza cuando ya el rescate ha sido sin resultados positivos con el macho de pesca, SWICH se emplea inyectando agua por dentro de la columna del cortador, las barras de perforación por dentro de la herramienta asiéndola girar y provocando el corte de esta recuperando gran parte de la columna de perforación.

Herramientas de Mano Llave permalite (Rod Wrenches) Estas herramientas se utilizan para él acople y desacople del tubo interior permite no dañar la herramienta por su forma circular diseño para un apretón mejor en las barras sin superficies perjudiciales.



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Llave mecánica (Pipe wrenches) Esta llave se utiliza para él desacople de y acople de barras de perforación y otras piezas del equipo de perforación



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Bomba de Lodo (Pump Lod) La bomba de lodo tiene la misión de inyectar el lodo de perforación desde los estanques de lodos a la cabeza de inyección y de hay a la columna de barras y corona para lubricar y refrigerar la herramienta y acondicionar el pozo. Manteniendo en constante flujo la inyección de lodo de perforación hacia el pozo.



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Mezclador de Lodo El mezclador de lodo consiste en un motor con hélice, impulsado hidráulicamente para mantener el lodo de perforación, en movimiento y mezclarlo constantemente dentro de los estanques de lodo.

Mezclador de Lodo

PESCANTE Culatin o espiga Esta cabeza del tubo es la que va en la parte superior del tubo porta testigo y es la que engrana para el retiro del tubo interior del barril de perforación. También es la encargada de regular el agua que va hacia la corona.



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Cabeza del tubo interior para el retiro de muestra del barril Candado (Locking Coupling)



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Porta Candado



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Barril de perforación Los barriles de perforación constan de corona, escariador, y el barril propiamente tal, candado dentro del barril esta la zapata el tubo porta resorte, el resorte el tubo interior y sus componentes.



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Barriles de perforación wire line Barras de Perforación



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Las barras de perforación de diamantina tienen distintos diámetros y largos



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Lainas del tubo interior Las lainas de los tubos interiores se ocupan en pozos geotécnicos para la recuperación de la muestra de 1.05 mtrs del tubo interior.

Resorte

En la figura Nº 4ª Y 4 se muestra los tipos de resortes del tubo interior para retener la muestra.

Resorte tubo interior

En la figura Nº 5 se muestra la zapata del tubo interior o porta resorte pieza que va asentada dentro de la corona .

Tipos de escareadores (REAMING SHELLS) El escariador es la pieza que va después de la corona y mantiene el diámetro del pozo



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Telegrama Tubo ranurado de aproximadamente 50cm de largo, con división a lo largo del tubo, para poder ingresar al cable Wire Line, que tiene por misión desenganchar el pescante del tubo interior cuando este esta pegado.

Cubierta protectora Mientras la columna este rotando, la rejilla protectora debe estar instalada. Sacar la rejilla solamente para acoplar y desacoplar barras o bajar y subir pescante.



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La caja de seguridad que provee protección completa al operador y ayudantescontra contacto accidental con partes rotatorias durante el perforado. Con esta cubierta se mejora ampliamente el ambiente de trabajo arduo y muchas veces peligroso del operador. La cubierta puede fácilmente desplegarse durante el cambio de barras. Su diseño de malla permitirá el control visual durante el perforado y cambio de barras y, aun así, el operador seguirá teniendo protección total. Se puede utilizar en todos los modelos de la ONRAM 1000, es de peso ligero y fácil de instalar.

Pescante (Overshot). Herramienta encargada de rescatar el tubo interior donde viene almacenado el testigo se desplaza a través del cable Wire Line.

Pescante serie atlas copco serie christensen

Testigo Muestra de forma cilíndrica, que se obtiene de las perforaciones con corona diamantada puede obtenerse de diferentes diámetros como PQ, HQ, NQ, BQ.



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Mordazas Las mordazas son frenos de la herramienta y funcionan en la prensa, sostienen la columna de perforación hay de todos los diámetros: PQ, HQ, NQ, BQ.

Tubo Triple HQ³ El tubo triple se utiliza por lo general en perforación de pozos geotécnicos con recuperación de muestra con presión de agua, doble laina



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Huinche Tambor o Malacate. Se nombra como tambor al mecanismo donde se enrosca y desenrosca, de cable wire line de diámetro ¼” o cable de arrastre.

Cable Wire Line ¼” Cable de arrastre principal 3/8”

Equipo Sonda

El equipo de una sonda de diamante comprende dos partes principales: Las instalaciones de superficie La columna de perforación

La planta de superficie, esta compuesta de un castillete torre o pluma equipado con un tambor de huinche Y una maquina motriz. El cable del tambor pasa por la parte superior del castillete y sirve para subir y bajar las varillas y la entubación. El mismo motor que acciona el huinche sirve para imprimir un movimiento de Rotación a las tuberías mediante un sistema de engranaje. Una bomba inyecta de lodos a presión a través de la cabeza de agua de las varillas y por el interior de las mismas. Este lodo refrigera la corona y sirve para extraer los sedimentos.



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Llaves Circulares Las llaves circulares son utilizadas para el montaje y desmontaje de baterías dobles. Se utilizan por pares. Los rodillos excéntricos sujetan al tubo en seis puntos sin deformarlo

MANGUITOS ADAPTADORES Ref. No. Descripción Peso

Corte de testigo El corte de testigos se realiza dividiendo en dos porciones iguales el testigo una quedara en la caja, y otra porción será para la preparación de análisis químico.



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Corte de testigos con cierra circular

Corte de testigos con Guillotina Manual



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Cilindro hidráulico para llave de corte.



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Este cilindro es utilizado para el corte de barras en equipos diamantinos UDR universal drill.

Llave de corte de barras de equipo sonda UDR-650,



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DISEÑO FOTOMECANICO En 1930 por los inconvenientes de la botella ácida aparece un sistema que introduce una cámara en su diseño que cumple con tomar una fotografía y gravarla en un disco fotográfico, que una vez recuperado en superficie indica la inclinación del hueco y la dirección en que se Construye. (Figura izquierda)

Los componentes de este sistema son: un medio sensible de inclinación; el disco que registra la información o dics trap; unidad de cámara y lámpara para fotografiar; un sistema temporizador que se establece en superficie para permitir el tiempo suficiente para bajar la herramienta por cable o un sensor de movimiento que se activa con mas de 30 segundos de quietud de la herramienta y un paquete de baterías para brindar poder a la cámara, al temporizador y a la lámpara. Es necesario siempre antes de bajar la herramienta tomar un registro de prueba en superficie para corregir fallos y bajar la herramienta; su presiccion es de ±0.3º en inclinación y ±0.2º en azimut, esta ultima debe corregirse por declinación magnética (diferencia entre el norte magnético y norte verdadero que depende de la localización geográfica). Una característica importante de la herramienta es el uso de botellas no magnéticas (también llamadas moméeles) para que no se interfiera la lectura magnética del inclinómetro, además de cuidar estar cerca de otros pozos ya revestidos.



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Science

Perforacionl de diamantina 2016