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Perforacions Horitzontals Dirigides

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ESTUDIO PREVIO

El diseño del trabajo debe ser preciso para la elección de la máquina y útiles adecuados para cada obra. Así pues, es necesario realizar una topografía exacta de la zona de trabajo y una investigación geológica con sondeos de recuperación de testigo continuo para determinar el terreno a perforar.

Por otra parte, en la mayoría de obras, es imprescindible la investigación y detección de los servicios existentes en el subsuelo (tubería de agua, telefónica, gas, electricidad, etc.) mediante el equipo de Georadar.

En el caso de obras más específicas, como el cruce de grandes ríos, es necesario realizar el estudio de tomografía eléctrica, que determinará la extensión lateral y en profundidad de las diferentes unidades geológicas y el estudio de batimetría para conocer el fondo de los ríos o marino.

Una vez obtenida toda esta información, se procede al estudio de gabinete a fin de determinar la viabilidad técnica y económica de la obra.



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EMPLAZAMIENTO DE EQUIPOS Y LOGÍSTICA

Antes de iniciar los trabajos de perforación, se adecuará la zona de trabajo, tanto el emplazamiento inicial de la perforación, como la zona de ocupación para la salida, donde se colocará el tubo para su soldadura y posterior manipulación para la instalación.



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PERFORACIÓN PILOTO

Consiste en perforar siguiendo el trazado diseñado, conectando la cata de entrada con la cata de salida de la perforación. Para ello se utiliza un cabezal direccionable que permite cambios de orientación, junto con un varillaje especial que admite estas desviaciones.

La orientación del cabezal está controlada en todo momento por sistemas de navegación adecuados al tipo de trabajo.

Desde la cata inicial se introduce en el terreno el cabezal direccionable que está unido a un varillaje por donde se inyectan los lodos, de esta manera se consigue el avance de la perforación. Para obtener más poder erosionador se aumenta la velocidad de la inyección de los lodos a presión regulada y con la ayuda de la punta de perforación, se encargan de excavar el terreno y transportar el detritus perforado por el túnel hasta el punto deentrada.

En terrenos duros, se utiliza un sistema de motor de lodos (Mud-motor) que permite accionar un cabezal de perforación que excava terrenos de gran dificultad.



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SISTEMAS DE NAVEGACIÓN

La navegación permite conocer exactamente, y en cada instante, la localización de la punta de perforación, su inclinación y otros datos como son la temperatura, etc.

  • Sistemas Vía Radio: es un sistema inalámbrico muy utilizado en el mundo de la perforación horizontal dirigida, ya que permite localizar el cabezal hasta 15 m de profundidad que es umbral máximo para las ondas emitidas.
  • Sistema de Cable: Proceso de navegación similar al sistema vía radio, con la diferencia de que este caso el cabezal va conectado por cable, el cual aumenta el rango de profundidad máxima de navegación hasta 42m.
  • Sistema MGS: En este caso, para la localización del cabezal de perforación, es necesario el tendido de un anillo exterior de forma rectangular en planta, por el que se hace pasar una corriente eléctrica que genera un campo magnético. Este sistema por lo tanto, permite determinar la localización del cabezal de perforación, sin ser necesario que el navegador esté situado en la vertical de este cabezal.
  • Giroscopio

 

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OPERACIÓN DE ENSANCHE

Se realiza al terminar la perforación piloto, habitualmente en sentido inverso, tirando del ensanchador. Una vez el cabezal llega al punto de salida, se instala un escariador que ensancha el diámetro de la perforación. Este proceso puede constar de más de una fase, para lograr en cada una de ellas un diámetro de perforación mayor hasta llegar al diámetro necesario para instalar el tubo.

Es necesario estudiar detalladamente la naturaleza del terreno, para elegir las herramientas adecuadas para la ejecución de los trabajos. Trabajos con terreno suave, se podrán realizar con ensanchadores del tipo flycutter o barriles, mientras que en trabajos de roca y roca dura, será necesario el uso de ensanchadores especiales, con protecciones adicionales de carburo de tungsteno para garantizar el funcionamiento y diámetros excavados.

Una vez abierto el diámetro necesario, y antes de la instalación del tubo, se deberá llevar a cabo una limpieza del microtúnel y verificación del diámetro ensanchado para garantizar que no existen puntos de subdiámetro y por lo tanto no habrá obstáculos para la posterior instalación de las tuberías.



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TRATAMIENTO DEL LODO DE PERFORACIÓN

Una vez el lodo de perforación llega a la cata (mezcla formada por el propio fluido de perforación, bentonita y agua, junto con los detritus del frente perforado) se bombear desde la cata de entrada hasta el equipo de reciclaje para poder separar los dos componentes (fluidos y detritus). En todo momento se obtendrán los fluidos de perforación limpios, que se reutilizarán, y detritus que deberán tratarse como residuo de construcción (material resultante seco).

  • Tratamiento del detritus (sólido): Una vez pasado por el equipo de reciclaje, se separan los detritus de la perforación, que son expulsados del sistema y depositados en recipientes para permitir la carga de camiones / contenedores para transportar a vertedero o revalorizar a la obra. Se trata de un material sólido y que se puede transportar sin dificultad.
  • Tratamiento de los fluidos de perforación (líquido): El tratamiento de los fluidos de la perforación es ligeramente diferente. Las tierras, el material sólido una vez desecado, podrá ser transportado a vertedero o revalorizado en la misma obra, al igual que el detritus. El agua obtenida se podrá verter directamente al sistema de alcantarillado o aprovecharse para otros trabajos en los que sea necesaria agua limpia.

 

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SOLDADURA DEL TUBO DE POLIETILENO (PE)

La soldadura a tope es una técnica que se utiliza para unir tubos y accesorios de PE 80 o PE 100. Aplica preferentemente a tuberías de polietileno de alta y media densidad (PEAD y PEMD, respectivamente), de diámetro mayor a 63mm . Se trata de un sistema muy habitual de soldadura de grandes canalizaciones, consistiendo en calentar los extremos de los tubos a unir con una placa calefactora que está a una temperatura de 210 ± 10 °C y aplicar a continuación una determinada presión (valor normalizado).

Las soldaduras se realizarán según el estándar: DVS-2207-1. Una vez soldados cada uno de los tubos, se procederá por medio de una herramienta especial, a quitar las soldaduras residuales del interior del tubo (cordón de soldadura interior o rebaba), antes de continuar con el proceso de soldadura.

El polietileno PE100 presenta unas características que lo hacen muy ventajoso respecto a otros materiales (acero, hormigón, etc.):

  • Óptima flexibilidad.
  • Resistente a agentes, atmósferas y terrenos agresivos.
  • Pérdida de carga casi nula
  • Inestabilidad en la congelación
  • Ausencia de los sedimentos e incrustaciones en su interior.
  • Propiedades mecánicas a la tracción
  • Baja densidad
  • Excelente manipulación
  • Fácil de soldar
  • No se deteriora

 

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INSTALACIÓN DE LA TUBERÍA

La tubería soldada en toda su longitud, se alinea y se fija justo detrás del ensanchador e introduciéndose non-stop en el interior de la perforación tirando de ella suavemente, ya que la suspensión compuesta por lodos actúa como a medio deslizante y reduce el rozamiento contra las paredes del microtúnel.

Finalmente, la tubería ya instalada continúa libre de tensiones y sostenida por una suspensión de lodos.

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