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Habilitación de columnas de tubería en sondeos de captación de agua subterránea

1 – INTRODUCCION A LA OPERACIÓN.

El proceso de habilitación de cañerías, cribas y elementos tubulares dentro de las fases constructivas en la ejecución de sondeos de captación de agua, debe ser tomado con prudencia y una buena planificación. El riesgo de perder todo el trabajo ante una mala ejecución, un fallo de materiales o una desestabilización del taladro es bastante evidente. Intentar tener controladas la mayoría de las variables involucradas en la operación debe ser la principal preocupación del encargado del equipo, tarea a la que debe dedicarse completamente y centrar toda su atención.

Prácticamente todo aquel que se ha dedicado a la construcción de sondeos, ha tenido durante esta fase constructiva situaciones de pérdidas, roturas y todo el repertorio de posibles problemas. La experiencia adquirida permite al director de operaciones preparar soluciones con anticipación, acondicionando y estabilizando el taladro previo, dotándose de los materiales y herramientas adecuadas, utilizando personal bien entrenado, diseñando la maniobra de forma segura, preparando en la superficie todo el material y en general, manejando la operación con un riesgo asumible.

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 2 – EL TALADRO PREVIO.

Existen dos consideraciones previas de extraordinaria importancia y a tener en cuenta antes de cualquier proceso de montaje de tuberías en un taladro.

A– El tallado del taladro debe ser lo más recto posible, sin barrigas ni alabeamientos, con una verticalidad contenida o la mínima posible.

Esto es especialmente importante cuando un filtro de grava debe ser instalado tras la habilitación. Un taladro que no sea recto permite contacto directo de la criba con la formación impidiendo que la grava ocupe una disposición concéntrica y uniforme dentro del espacio anular. Si esto ocurre, podría haber entrada de fracción fina directamente hacia dentro del pozo, ocasionando problemas graves en el equipo de bombeo, pudiendo incluso impedir el funcionamiento de la captación.

Por otra parte, durante la bajada de la cañerías y cribas, pueden existir roces con las paredes del taladro, siendo las cribas muy delicadas, se pueden provocar aberturas en las espiras, que luego permitirán la entrada de la grava del filtro y material de la formación. Esto arruina o complica bastante la utilización del pozo una vez completado.

B – La estabilización previa y la preparación del taladro para la habilitación.

La habilitación es un proceso que demora algún tiempo, desde unas pocas horas hasta 24 ó incluso 48 horas continuas, dependiendo de la profundidad del taladro y el  diámetro de las cañerías y cribas a instalar. Las soldaduras requieren de su tiempo para una buena resistencia, a veces con doble o triple pasada, llevando la mayor parte del tiempo de operación.

Debido a esto, el taladro debe ser lo suficientemente estable durante este tiempo para que se garantice el éxito del proceso.

En taladros tallados con aire comprimido, la estabilidad está mejor asegurada, ya que habitualmente este método se aplica sobre rocas duras. La preocupación se centraría en dejar algunos metros más de columna extra para el caso de que se produzcan caídas de piedras y algún relleno en el fondo.

En taladros perforados mediante circulación con lodos, ya sea de forma directa o reversa, sobre rocas sedimentarias blandas, como rellenos aluviales formados por arenas, gravas, bolos, bloques y arcillas, conseguir una buena estabilidad ya es un poco más complejo.  Al final de la perforación la depuración completa del lodo o la sustitución del mismo por otro con una receta específica es lo que suele hacerse. El objetivo es que el lodo tenga ausencia de finos y recortes de la perforación en suspensión. Este lodo para la habilitación se formula atendiendo únicamente a los dos procesos que van a continuación, que son la habilitación y el montaje del filtro de gravas. La particularidad de esta receta de lodo, es que una vez terminados estos procesos hay que eliminarlo completamente a través de la criba y el filtro, por lo que debe ser lo más ligero posible asegurando la estabilidad de la columna, debe impedir la expansión de las arcillas si las hubiera y debe permitir que la grava se mueva fácilmente. La receta final dependerá fundamentalmente de las características de la formación perforada.

Con el taladro tallado recto, sin barrigas, curvas ni alabeamientos, y con el lodo bien ajustado para asegurar óptima estabilidad, puede comenzar el proceso de habilitación. Es muy importante asegurarse antes de comenzar, si hay que hacer una maniobra más merecerá la pena, ya que si hay dudas de la estabilidad de la formación la tubería puede no llegar al fondo, provocando que las cribas queden fuera de la ubicación seleccionada con la merma de rendimiento asociada.

Si la columna perforada ha presentado gran heterogeneidad, en cuanto a la presencia de bolos, gravas gruesas, bloques y megabloques que hubieran provocado pérdidas del eje de la perforación, también sería prudente realizar una maniobra de reconocimiento con una herramienta del mismo diámetro del casing a instalar. Esta puede fabricarse in situ, con un casing de 12 mts aproximadamente con una corona con botones de insertos de tungsteno preferentemente en una punta y un acoplamiento para las barras de perforación en la otra.

De esta manera se podría realizar una pasada para comprobar que no hubieran puntos de contacto a lo largo del taladro y que la instalación de las cribas no presentará ningún problema. La soldadura de los tramos de casing para esta herramienta debe hacerse concienzudamente, debido a que el giro continuo de la herramienta sobre posibles zonas de barrigas puede fatigar y fracturar soldaduras hechas de forma rápida y poco eficiente.

 

3 – HERRAMIENTAS PROPIAS DE LA OPERACIÓN.

El izaje de las tuberías hasta la plataforma y la introducción de las mismas en el taladro debe realizarse con elementos que aseguren la maniobra con un amplio margen de seguridad. Es frecuente que en algún momento, se produzcan puntos de tensión que incrementen la carga hasta dos o tres veces la carga suspendida. En estos casos se deben tener herramientas que mantengan la integridad estructural en las peores condiciones de uso.

La herramienta mas utilizada es un elevador para tuberías, tal y como se ve en la siguiente imagen

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Modelo de Elevador de Tuberías ATI SDE (ver características)

Los elevadores abarcan toda la gama de diámetros utilizados y deber ser muy robustos. Superan ampliamente la resistencia de las soldaduras de las tuberías que las unen. Un elevador deberá soportar cargas de 100 ton, para poder utilizarlos en un amplio rango de situaciones.

Elevadores ajustables ligeros, construidos en eslabones que se unen mediante bulones para adaptarse a la mayoría de los diámetros. Soportan menos carga y se utilizan en habilitaciones ligeras y de pequeño diámetro. También se utilizan como elemento de seguridad en el manejo de herramientas del ensamblaje de fondo, en la mesa del equipo en superficie.

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Modelo Mordaza de Elevación regulable ATI SC

(ver características)

 

 

 

 

Mesa de cuñas cónicas. Es una herramienta muy útil y segura. Agarra cualquier casing sin la necesidad de soldar sobre él tacos o anillos donde se apoye. Está formado por una base sobre la que se sitúa una matriz cónica por el interior y un juego de cuñas multi-segmento con insertos de metal duro igualmente cónicas por el exterior. Al aplicar tracción, los conos se aprietan y la tubería queda suspendida. Al elevar se libera la presión y se suelta pudiendo retirarla a mano. Es una herramienta que ofrece la máxima seguridad en la operación.

Del mismo modo que la mesa de cuñas cónicas,  también se pueden utilizar elevadores de cuñas cónicas. Funcionan por el mismo principio e igualmente ofrecen la máxima seguridad en la operación. El accionamiento puede ser manual, hidráulico o neumático. Tienen el inconveniente del mayor peso y volumen que uno liso o recto, lo  que obliga a utilizar asistencia por winche auxiliar para el volteo y la aproximación a las tuberías en el rack de superficie. Esto mismo también ocurre con los elevadores lisos para diámetros superiores a 8”.

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