INTRODUCCION

Este sistema de perforacin ha ido evolucionando incorporando tcnicas y materiales modernos, por lo que sigue siendo uno de los procedimientos ms usados actualmente para la explotacin de acuferos e investigacin, ya que presenta ventajas que los ms modernos sistemas de perforacin no han podido igualar.

La tcnica de perforacin consiste en realizar un movimiento alternativo de bajada-subida de una masa pesada que en su cada va fracturando o disgregando la roca, desprendiendo de la misma trozos de variado tamao, que despus se extraen por medio de una vlvula o cuchara de limpieza.

Es una tcnica vlida para cualquier tipo de material, sobre todo rocas consolidadas.

El concepto bsico de la perforacin por percusin es el de un elemento metlico que golpea y deshace la formacin: pico o trpano, y un elemento que recoge el terreno triturado: pala o cuchara de vlvula. Con las nuevas y potentes sondas de percusin los rendimientos son espectaculares. La facilidad de manejo del caber en relacin con el del varillaje en la perforacin por rotacin es una gran ventaja, otra ventaja es la de no necesitar este sistema lodos o mezclas tixotrpicas siempre nocivas al libre paso del agua por los acuferos.

Maquinaria

Las funciones que tienen que cumplir la mquina son:

1. Percusin. Se consigue por la repeticin del ciclo de elevacin y subsiguiente cada libre de una sarta de herramientas compuesta de distinta forma.2. Extraccin de detritus o limpieza de sondeo. Se hace con la cuchara de vlvula y es preciso un mecanismo que permita, de forma rpida, su descenso al fondo del sondeo y su elevacin a la superficie.3. Manejo de tubera y herramientas. Se emplea para ello un aparejo de ms o menos guarnes, segn la importancia de los pesos que haya que manejar.

La mquina de perforar a percusin costa de dos partes principales: armazn con mecanismo y mstil. El armazn, que primitivamente fue de madera, est formado de diversos perfiles unidos por soldadura o tornillos. Su forma es variable de unas marcas a otras y tambin la disposicin de los distintos mecanismos. En el extremo contrario al mstil va el motor, que puede ser de explosin o de combustin generalmente son motores diesel, su potencia depende del tamao de la mquina que depende de las profundidades y dimetros que se hayan de perforar con ella.

Herramientas

1. Trpano. Es la herramienta de perforar propiamente dicha y, por tanto, la ms importante de todas. Las funciones ms importantes que cumple el trpano son: penetrar, triturar, escariar y mezclar. El carcter de la formacin que se perfora determina cul de estas misiones es ms importantes as por ejemplo en terrenos calizos duros la misin ms importante es penetrar en terrenos blandos sera mezclar.

2. Barrn. Es una barra cilndrica de acero forjado que lleva en su parte inferior una rosca hembra para recibir la rosca macho del trpano, y en su parte superior una rosca macho que conecta con la tijera o montera en su caso. La misin del barrn es proveer a la sarta de herramientas con el peso necesario para la perforacin y tambin como gua para el movimiento alternativo de la sarta.

3. Tijera o destrabador. No es una herramienta imprescindible, va encima del barrn. Formada por dos eslabones que permiten un cierto juego longitudinal del orden de 10 a 20 cm. Se utiliza para desatrancar la herramienta cuando sta queda atascada en la perforacin.

4. Montera. Remata la sarta de herramientas y sirve para hacer la unin con el cable. El cable se une a un buln cilndrico alojado en el interior de la montera, permitiendo as el giro de la sarta de herramientas alrededor de su eje longitudinal, con lo que se consigue que la perforacin sea cilndrica y no aplastada.

Sistema de IzajeAporta los medios para levantar y bajar la sarta de perforacin, la tubera de revestimiento y otros equipos sub superficiales, para realizar conexiones y viajes.El sistema de izaje es un componente vital del equipo de perforacin. Este sistema suministra un medio por el cual se da movimiento vertical a la tubera que est dentro del pozo; esto es, bajar y sacar la sarta de perforacin y la T.R.Los principales componentes de este sistema son: Mstil y subestructura Malacate La corona y la polea viajera (Sistema de poleas) El cable de perforacin Equipo auxiliar tal como elevadores, gancho, etc. MstilEs una estructura de acero con capacidad para soportar todas las cargas verticales, cargas excedentes y el empuje por la accin del viento, la longitud de stos vara de 24 a 57m y soportan cargas estticas de 125 a 1500 tons. y se dividen por su construccin en: Voladizo Plegable Telescpico SubestructuraLa subestructura se construye de acero estructural y las cargas que debe soportar son superiores a las que soporta el mstil, ya que adems de soportar el mstil, soporta al malacate, la mesa rotaria, el piso de trabajo y debe tener una altura suficiente para permitir la instalacin del conjunto de preventores y la lnea de flote.MalacateEs el elemento que utiliza la energa del sistema de potencia para aplicarle una fuerza al cable de perforacin. Est provisto de un sistema de frenos para controlar las altas cargas y un sistema de enfriamiento para disipar el calor generado por una friccin en las balatas. El tambor del malacate tiene un ranurado (lebus) para acomodar el cable de perforacin.Cable de PerforacinEl cable de perforacin une al malacate con el ancla del cable y est guarnido a travs de la corona y la polea viajera con objeto de darle movimientos verticales a esta.El cable est formado por torones y un alma, varios torones se tuercen alrededor de un alma para forrar el cable.Sistema de PoleasEl sistema de poleas es el que une mediante el cable de perforacin al malacate con tubera de perforacin o revestimiento y proporciona un medio mecnico para bajar o levantar dichas tuberas. El sistema de poleas se compone de: la corona la polea viajera.CoronaLa corona es un sistema de poleas fijas colocadas en la parte superior del mstil.Polea ViajeraComo su nombre lo indica es de libre movilidad. Tambin se le conoce como block o gancho.El sistema de poleas nos permite reducir la fuerza requerida para sacar o meter la tuberia.Sistema de circulacinLa funcin principal del sistema de circulacin, es la de extraer los recortes de roca del pozo durante el proceso de perforacin. El sistema esta compuesto por equipo superficial y subsuperficial.Equipo Superficial Bombas Presas de lodo (descarga, aislamiento y succin) Stand pipe, swivel y flecha Equipo de control de slidos Desgasificador Temblorina Equipo Subsuperficial Tubera de perforacin preventores lastrabarrenas barrena el pozo mismo BombasEl componente ms importante en el sistema de circulacin es la bomba de lodos y la potencia hidrulica suministrada por sta, ya que de esto depender el gasto y la presin requeridos para una buena limpieza del pozo. Si las bombas no trabajan de forma eficiente proporcionando el gasto de lodo y la presin adecuada se pueden presentar los siguientes problemas. Limpieza inadecuada del pozo. Disminucin en la velocidad de penetracin. Atrapamiento de la sarta de perforacin. Incremento en el costo del pozo. El Stand pipe es una pieza tubular fijada a una pierna del mstil en el extremo inferior se conecta con la descarga de la bomba y en el extremo superior se conecta una manguera flexible de alta presin.Cuello de ganso y SwivelEl cuello de ganso es una pieza tubular que une a la manguera flexible con el swivel. El swivel se conecta en una parte inferior con la flecha o kelly y nos permite girar la sarta de perforacin mientras se circula,TemblorinaEs el primer equipo utilizado para el control de los slidos producto de la perforacin, se instala sobre la presa de descarga, consta de una malla que es vibrada mediante un motor.Sistema de RotacinEl objetivo del sistema de rotacin es proporcionar la accin de rotacin a la barrena para que realice la accin de perforar. En la actualidad existen 3 formas de aplicar la rotacin a la barrena y son:1. Sistema Rotatorio convencional 2. Top Drive 3. Motor de fondo Sistema rotatorio convencionalEs superficial y trasmite la rotacin a la tubera a travs de sus componentes que son: Mesa rotaria Buje maestro Bushing kelly Unin giratoria (Swivel) Sarta de perforacin Mesa RotariaTiene como objetivo proporcionar el movimiento giratorio, que en conjunto con los bujes es trasmitido a la flecha, al swivel y a la sarta de perforacin.Buje MaestroSe instala en la mesa rotaria y es el elemento que junto con la cua fijan la sarta de perforacin a la rotaria para trasmitirle el movimiento.Bushing Kelly o BushingSe instala en el extremo inferior de la flecha y se une al buje maestro mediante unos pines para trasmitir el movimiento a la flecha.Flecha o KellyEs un elemento de acero de forma cuadrada y hexagonal que se instala en la parte superior de la tubera de perforacin, en ella se instalan vlvulas de seguridad en ambos extremos para el control de flujos del pozo.SwivelEste elemento est sostenido por la polea viajera y se instala en la parte superior de la flecha.Sarta de perforacinEsta encargada de trasmisin de la rotacin desde la superficie hasta el fondo del pozo (a la barrena) y esta compuesta por: Tubera de perforacin Tubera Pesada (heavy weight) Martillo Lastrabarrenas (drill collar) Combinaciones Estabilizadores Barrena y portabarrena