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RECURSOS HUMANOS NOVIEMBRE 2006

Geotec e-learning

Conocer los aspectos relevantes del Sistema perforación diamantina

INDICE: CURSO CONOCER LOS ASPECTOS RELEVANTES DEL SISTEMA

PERFORACION DIAMANTINA

Modulo 1.- Operación diamantina 4 Capítulo 1.- Análisis de riesgos en la operación 4 Capítulo 2.- Instalación equipo diamantina 14 Capítulo 3.- Selección y mantención de herramientas diamantadas 17 Capítulo 4.- Estructura de una corona diamantada 18 Capítulo 5.- Terminología de coronas 19 Capítulo 6.- Criterios generales de selección de coronas 19 Capítulo 7.- Guía de selección de coronas según tipo de roca 21 Capítulo 8.- Opciones de coronas. Triple tubo, otras 22 Capítulo 9.- Selección del producto y aplicación 24 Capítulo 10.- Criterios de selección final de coronas 25 Capítulo 11.- Dureza de la roca y su relación con las coronas 26 Capítulo 12.- Otros productos 27

Modulo 2.- Secuencia completa perforación diamantina 33 Capítulo 1.- Procedimiento PGI 7510 33 Capítulo 2.- Instalación de faena. 46 Capítulo 3.- Secuencia de operación UDR 650 47 Capítulo 4.- Maniobra de acople de barras 48 Capítulo 5.- Maniobra enganche de pescante 49 Capítulo 6.- Vista general tablero control y comando 50 Capítulo 7.- Maniobra bajada barras al pozo y uso prensa 51 Capítulo 8.- Maniobra sujeción barras con prensa (mordazas) 52 Capítulo 9.- Maniobra colocación rejilla protección 52 Capítulo 10.- Canalización fluidos de perforación 54 Capítulo 11.- Instalación geomembrana 54 Capítulo 12.- Vista general y componentes sonda 55 Capítulo 13.- Maniobra extracción testigo del pozo y disposición en caja 56

Modulo 3.- Operaciones asociadas 58 Capítulo 1.- Testificación. Logueo de un sondaje 58 Capítulo 2.- Recuperación de testigos 61 Capítulo 3.- Tablero de comandos y control de un equipo diamantino 62 Capítulo 4.- Atrapamiento de pozos. Maniobras de rescate 71

Módulo 4.- Parámetros operacionales 74 Capítulo 1.- Parámetros operacionales y características de las coronas 74 Capítulo 2.- Velocidad de rotación vversus velocidad de penetración 75 Capítulo 3.- Peso sobre la corona 76 Capítulo 4.- Método de presión diferencial para coronas 78 Capítulo 5.- Resolución de problemas y consejos prácticos 81

Modulo 5.- Patrones de desgaste 82 Capítulo 1.- Fallas coronas. Causas y soluciones 82

Recursos Humanos, Capacitación JD/jrp 2 /101 Marzo 2005

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Modulo 6.- Fluidos de perforación 88 Capítulo 1.- Definiciones 88 Capítulo 2.- pH 89 Capítulo 3.- Viscosidad del fluido 91 Capítulo 4.- Densidad del fluido 92 Capítulo 5.- Programación de un fluido de perforación 94 Capítulo 6.- Tipos y aplicaciones de fluidos 95

Modulo 7.- Glosario 97


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Modulo 1.- Operación diamantina

Capítulo 1 Análisis de riesgos en la operación El Decreto Supremo N° 40, especifica que toda empresa con más de 100 trabajadores,

deberá constituir un Departamento de Prevención de Riesgos, siendo sus funciones

básicas:

• Planificar, organizar y supervisar acciones permanentes para el control de los

riesgos de accidentes y enfermedades profesionales.

• Detectar y evaluar riesgos de accidentes y enfermedad profesionales.

• Acción educativa a los trabajadores en materia de riesgos profesionales.

• Promoción del adiestramiento de los trabajadores.

• Asesoría a los Comités Paritarios de Higiene y Seguridad, Supervisores y línea

de administración técnica.

• Mantener registro estadístico de los siniestros laborales.

• Informar sobre riesgos laborales a los trabajadores.

La evaluación de los riesgos laborales

es el proceso dirigido a estimar la

magnitud de aquellos riesgos que no

hayan podido evitarse, obteniendo la

información necesaria para que el

supervisor esté en condiciones de

tomar una decisión apropiada sobre

la necesidad de adoptar medidas

preventivas y en tal caso, sobre el

tipo de medidas que deben

adoptarse.


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Basado en el espíritu del DS Nº 40; antes de iniciar un turno de perforación, es

indispensable realizar una charla de 5 minutos, relacionada con la prevención de

accidentes. Además firmar la Hoja de Control de Riesgos.

Esta charla debe ser dictada en cada turno por un miembro distinto del equipo de la faena.

Los temas que se pueden abordar en la charla pueden ser:

• La operación de perforación diamantina y el uso correcto de las herramientas de

perforación.

• Procedimientos de trabajo.

• Comentario de algún hecho reciente que esté relacionado con el análisis de riesgos,

su prevención y control.

• Elementos de protección personal.

• Formas de parar la sonda en caso de emergencia.

• Características del lugar donde se está trabajando.


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Actividades generales para prevención y control de riesgos En una faena de sondajes es obligación:

1. En caso de detectar una condición

y/o acción sub-estándar, detener de

inmediato el equipo de perforación y

continuar una vez que se haya

controlado. Se debe informar al jefe

de turno.

2. Definir un lugar de estacionamiento

de vehículos.

3. Poner especial atención a las

mangueras que transportan presión,

elementos de levante y accesorios.

4. Mantener las manos y pies alejados

de los puntos de peligro.

5. Mantener en el lugar de trabajo, un archivador

con los Procedimientos de Trabajo actualizados.

6. Mantener en la sonda un botiquín completo.


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7. Planificar correctamente el trabajo a realizar.

8. Cuando se trabaje en lugares aislados, se debe tener siempre un equipo de

comunicación (radio o teléfono) en buen estado.

9. No permitir que conductores sin licencia o no autorizados, conduzcan vehículos.

10. Para subirse a la sonda, hacerlo con un arnés de seguridad tipo piloto y sobre 1,5 m

de largo. Debe tener doble cola. Al subir o bajar, mantenga siempre una de las dos

colas conectada a una parte fija de la sonda. Cuando se está trabajando, se deben

mantener las dos colas conectadas.


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11. La señalética de Prevención de

Riesgos debe estar visible en el

equipo. Tómese el tiempo de

conocerla y familiarizarse con ella. Si

los carteles no se pueden ver o leer,

límpielos o cámbielos por otros

nuevos.

Hoja de control de riesgos Antes de iniciar un turno de perforación se debe firmar una Hoja de Control de Riesgos

(HCR), confirmando:

• Las condiciones mecánicas de la máquina de sondajes (check list).

• El estado de las herramientas.

• La situación de la plataforma de perforación.

• Los elementos de protección personal (EPP), entre otros factores.

A continuación se muestra una proposición de modelo de hoja para control de riesgo:


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MODELO DE FICHA DE CONTROL DE RIESGO

Datos del trabajador

Nombre y Apellido Nº Registro Edad Tarea Antigüedad en el

puesto

Datos comerciales del equipo

Marca

Modelo

Año

Nº Serie

Distribuidor

Datos relativo al uso del equipo

Condiciones de uso

Vida útil

Datos relativos al mantenimiento del equipo

Descripción operación Plazo Responsable

1.-

2.-

3.-

Control de mantenimiento

Operación realizada Fecha Nombre y firma

1.-

2.-

3.-


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La actitud Un trabajo bien realizado es aquel que se hace respetando todas las Normas de

Prevención de Riesgos, con una buena comunicación entre el grupo de Trabajo y los

supervisores, respetando los Reglamentos, Normas y Procedimientos de Trabajo y un

buen conocimiento del tema.

Para realizar un análisis de riesgos es fundamental identificar los peligros. Para llevar a

cabo la identificación de peligros hay que preguntarse tres cosas:

¿ Existe una fuente de daño ?

¿ Quién (o qué) puede ser dañado?

¿ Cómo puede ocurrir el daño ?


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Con el fin de ayudar en el proceso de identificación de peligros, es útil categorizarlos en

distintas formas, por ejemplo, por temas: mecánicos, eléctricos, radiaciones, sustancias,

incendios, explosiones, etc..

Complementariamente se puede desarrollar una lista de preguntas, tales como durante las

actividades de trabajo, ¿Existen los siguientes peligros?:

• Golpes y cortes.

• Caídas al mismo nivel.

• Caídas de personas a distinto nivel.

• Caídas de herramientas, materiales, etc., desde altura.

• Espacio inadecuado.

• Peligros asociados con manejo

manual de cargas.

• Peligros en las instalaciones y

en las máquinas asociados con

el montaje, la consignación, la

operación, el mantenimiento, la

modificación, la reparación y el

desmontaje.


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• Peligros de los vehículos, tanto en el transporte interno como el transporte por

carretera.

• Incendios y explosiones.

• Sustancias que pueden inhalarse.

• Sustancias o agentes que pueden dañar los ojos.

• Sustancias que pueden causar daño por el contacto o la absorción por la piel.

• Sustancias que pueden causar daños al ser ingeridas.

• Energías peligrosas (por ejemplo: electricidad, radiaciones, ruido y vibraciones).

• Trastornos músculo esqueléticos derivados de movimientos repetitivos.

• Ambiente térmico inadecuado.

• Condiciones de iluminación inadecuadas.

• Barandas inadecuadas en escaleras.

La lista anterior es una referencia, razón por la cual en cada proceso, caso, faena, equipo,

se deberá elaborar una lista propia, teniendo en cuenta el tipo de trabajo y los lugares en

donde se efectúa.


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Capítulo 2 Instalación equipo diamantina

Paso 1: El equipo de perforación debe instalarse en una plataforma o superficie

totalmente nivelada y sin material suelto que pueda alterar el normal desplazamiento de

las personas, equipos o maquinarias.

Paso 2: Al instalar la sonda en el punto a perforar, se debe colocar debajo de ésta un

polietileno o geomembrana que cubra completamente la zona inferior de la sonda, para

evitar contaminación por derrames de aceites, grasas o aditivos.


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• La geomembrana debe sobresalir aproximadamente 1 metro hacia los 4 lados de la

sonda, como precaución en el evento que reviente alguna de las mangueras

hidráulicas, aire o lodo.

• Al instalar la geomembrana, debe quedar más baja en el centro y más levantada en

los bordes para evitar la contaminación fuera del área de perforación.

• Además se debe instalar un polietileno u otro material bajo estanques o tarros de

aceite, grasa, diesel, etc., para evitar contaminación por combustibles o lubricantes.

Paso 3 Cuando se nivela la sonda se debe asentar los gatos hidráulicos sobre maderos

de aproximadamente 4” de espesor, con el objeto de evitar que éstos se hundan y

provoquen una desnivelación del equipo de perforación.

• No es recomendable usar maderos mayores de 4” en pozos a mucha profundidad

ya que se corre el riesgos de desplazamientos y desvíos del pozo.


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Consideraciones importantes 1. La plataforma donde se realizaran los

trabajos, debe contar con las dimensiones

reglamentarias para utilizarse con

comodidad.

2. Si existieran perforaciones para tronadura, éstas deben ser tapadas o aisladas con

cinta reflectante u otro material apto para este fin.

3. Si por el lugar transitan vehículos de alto tonelaje, se debe solicitar la construcción de

una berma de seguridad que aísle la plataforma, con una altura no inferior a 1,5

metros. Se debe poner conos reflectantes en la parte superior de la berma.

4. Si el punto de perforación está muy

cercano al “cerro”, se debe pedir la

construcción de una berma de

seguridad que proteja en caso de

deslizamiento o caída de rocas.

5. En el interior de la mina debe asegurarse que la iluminación sea aceptable, usando

lámparas eléctricas.

6. En el área de la plataforma deberá acuñarse el techo y cajas del socavón o túnel.

7. De igual forma chequear la ventilación para evitar desmayos y accidentes del personal

a raíz de la emanación del CO. Disponer en caso de emergencias de un estanque de

oxígeno, además de tecles, cables eléctricos, etc.


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Capítulo 3.- Selección y mantención de herramientas diamantadas

Las herramientas diamantadas son los constituyentes esenciales de cualquier sistema de

perforación. Estas herramientas son productos que deben poseer las siguientes

características básicas:

• Una calidad sobresaliente

• Una construcción adecuada

• Un diseño avanzado.

Los 3 atributos anteriores se deben combinar para permitir completar un programa de

perforación al menor costo posible en diamantes. Lo ideal es seleccionar una gama

completa de herramientas diamantadas con los mismos estándares de calidad.

Tipos de Herramientas

Coronas Sacatestigos Impregnadas. En el mercado existe una variedad de fabricantes de coronas sacatestigos impregnadas.

La simple gama de 3 productos y con códigos de color fue aceptada prontamente como

estándar para la industria de los sondajes diamantinos.

En forma progresiva, se han introducido

nuevas matrices, materiales

diamantados y técnicas de fabricación

para crear una gama nueva y mejorada

de productos; se trata de las coronas impregnadas de Serie.

Las Coronas de Serie están codificadas por color y numéricamente del 2 al 10 para

eliminar la confusión causada por las coronas codificadas y ofrecidas por otros fabricantes.

Como simple guía, mientras más dura es el tipo de roca, mayor es la Serie, es decir, Serie

10 para rocas más duras y las Series 2 y 4 para las formaciones más blandas y abrasivas.

En todo caso debe tenerse en cuenta, que muchos otros factores influyen en la selección y

empleo de una Corona de Serie.


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Capítulo 4 Estructura de una corona diamantada En los esquemas a continuación se muestra la estructura típica de una corona

diamantada. Para visualizar la estructura, se muestra una planta y un perfil de la corona.

Se puede observar las vías de agua, la región de la matriz, ancho de pared, etc.


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Capítulo 5.- Terminología de coronas

Diámetros finales Sólo se refiere a las superficies que producirán el diámetro exterior máximo (D.E) o el

diámetro interior mínimo (D.I) de la corona durante la operación. Por lo tanto, existe una

relación directa entre el tamaño del pozo y del testigo con estos diámetros. Por lo general,

se establece el valor nominal del rango de tolerancia de los “diámetros finales”.

Concentración La región de la matriz de una corona impregnada se compone de una cantidad específica

de diamantes sintéticos, que es única para cada producto estándar de la SERIE 2 a 10. La

concentración se considera como un porcentaje (%) del volumen de la región impregnada. Tamaño de Producto El tamaño del producto estándar es el especificado por el fabricante del barril sacatestigos.

El “tamaño del producto” se refiere a las dimensiones de cuerpo de la corona y a los

diámetros de corte de la corona.

Capítulo 6 Criterios generales de selección de coronas Para la elección de la corona adecuada se recomienda:

1. Las coronas de Christensen se clasifican según el número de Serie, ésta

denominación se basa en una descripción de la norma DCDMA, que considera el tipo

de terreno o formación 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

sería una Serie # 1 ó # 2. Para la formación dura, la Serie de la corona más alta,

Serie # 9 o más.


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2. Es importante considerar las velocidades y la potencia de la sonda, para el diámetro

y profundidad del pozo a perforar. Si se dispone de un equipo de alta potencia y

empuje, se recomienda usar una corona de Serie baja, por el contrario, si se dispone

de un equipo de baja potencia, se debe usar coronas de Serie alta.

• Sonda baja potencia: Use número Serie alta

• Sonda alta potencia: Use número Serie baja

3. Es importante obtener la mayor información geológica posible de las condiciones

esperadas del terreno, tales como: tipo de roca esperada, dureza de la roca,

condiciones del pozo. Es así, que según la condición de la roca se debe considerar:

• Roca dureza baja, grano grueso, fracturada => Use número Serie baja

• Roca dureza alta, grano fino, competente => Use número de Serie alta

4. Relacionando los puntos anteriores es necesario considerar el grado de penetración

o avance de la corona, según lo cual se recomienda:

• Penetración baja => Use Serie más alta

• Vida útil corta de la corona => Use Serie más baja

NOTAS:

1.- DCDMA: Sigla de la “Diamond Code Drill Manufacturies Association”. Una buena

interpretación en castellano es “Código de la Asociación de fabricantes de taladros de

diamantes”.

2.- Código DCDMA: Esta codificación es una tabla

comparativa que muestra una relación del terreno y

que permite asociar a los fabricantes, el tipo de la

corona con la correspondiente numeración ( Serie) de

D.C.D.M.A.


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Capítulo 7.- Guía de selección de coronas según tipo de roca.

A continuación se presenta una tabla que relaciona el tipo de roca, las características de la

roca y la correspondencia con la corona de serie recomendada.

DCD MA

Característica de la roca Tipos de roca Corona

Christensen

7 Extremadamente dura y compacta, de grano fino y no abrasiva. La potencia de la sonda debe ser limitada.

Cuarzo, calcedonia, jaspe, riolitas, taconitas, chert, rocas con mineral de fierro.

Serie # 10 Dorada

6 Muy dura y compacta, de grano fino y moderadamente abrasiva. Es una corona de corte muy rápido y capaz de perforar a altas velocidades de penetración.

Dioritas, cuarcitas, taconitas, riolitas.

Serie # 9 Púrpura

5 Dura, de grano fino a medio grueso. Formaciones sólidas a suavemente fracturadas

Andesita, granito, gneiss, esquisto, basalto, gabro, diorita, hematita, pórfido silificado

Serie # 8 Negra 2

4 Moderadamente abrasiva, grano fino a grueso. Formaciones sólidas a suavemente fracturadas.

Pegmatitas, gabro, monzonitas, dolomita, serpentina, pizarra

Serie # 7 Negra 2

3 Abrasiva, de grano medio a grueso. Formación medianamente fracturada. Se comporta bien en formaciones sujetas a cambios en la dureza y abrasividad de la roca

Calcita, conglomerados, areniscas, riolita, talco, pizarra

Serie # 6 Negra 3

2 Abrasiva, grano grueso. Formación fracturada y quebrada.

Arenisca, pegmatitas, taconitas, cuarcitas.

Serie # 4 Gris

1 Extremadamente abrasiva, grano

medio a grueso. De blanda a muy dura, altamente fracturada, fallas y derrumbes.

Areniscas, granitos, piedras calizas, cuarcitas

Serie # 2 Roja


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Capítulo 8.- Opciones de coronas. Triple tubo, otras Triple Tubo Se refiere a un tipo específico de corona empleada en conjunto con el barril sacatestigo de triple tubo.

La corona sacatestigo posee un diámetro interior más pequeño y el diámetro interior del

cuerpo de ésta coincide con el porta resorte de triple tubo; además tiene descargas para

enviar por otra vía el fluido del barrido y así lograr una mínima alteración del testigo.

Los sistemas de perforación Wireline o cable de triple tubo permiten inspeccionar,

examinar geológicamente o “Loguear” un testigo en un estado virtualmente sin

alteración.

Revestimiento con metal duro

Con el fin de mejorar la protección del cuerpo de la corona, se pueden aplicar 3 franjas

espirales (de contacto total) de carburo de tungsteno sobre toda la longitud del cuerpo.


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Revestimiento con arcilla de metal duro Otra opción para la protección del cuerpo se logra incrustando virutas de carburo tungsteno en el cuerpo de la corona. Esta opción solo debe considerarse para

condiciones de perforación extremas.

Cara plana o Corrugada Para las coronas impregnadas con un ancho de pared inferior a 0,3 pulg. (7,5mm) el perfil

de corona estándar es corrugado y para un ancho igual o superior a 0,3 pulg. (7,5 mm) el

perfil es plano.

Diamantes no naturales En los productos que son fabricados con un 100% de diamantes sintéticos, se emplean

diamantes no naturales o artificiales.

Otras Opciones Incluyen vías de agua extra anchas o de “súper barrido”; vías de agua más o menos

estándar; conexiones de rosca alternativa y diámetros finales modificados.


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Capítulo 9.- Selección del producto y aplicación Para la selección de la corona correcta para el terreno adecuado, hay que determinar:

1. La velocidad

2. La potencia de la sonda, para el diámetro (tamaño) y profundidad del pozo a

perforar.

En seguida hay que obtener la siguiente información posible respecto de:

• Tipos de rocas esperadas

• Condiciones en el fondo del pozo

La gama de coronas impregnadas se fabrican en tamaños que se adaptan a los barriles de

la gran mayoría de las empresas que están en la competencia.

Las condiciones de perforación a menudo son difíciles en donde las formaciones cambian

repetidamente en un intervalo de perforación muy corto. En esta circunstancia, se

recomienda la corona de Serie inmediatamente menor, la que cortará la más dura de

las formaciones esperadas.

Se debe tener cuidado para restringir las velocidades de penetración en cualquier roca

abrasiva que se encuentre, con el fin de proteger la corona de un desgaste excesivo.

Por otro lado, si la desviación del pozo se transforma en un problema, una corona de

Serie inmediatamente mayor a la seleccionada en principio, combinada con velocidades de penetración reducidas, puede contribuir a poner el pozo bajo control.

En ciertos casos, especialmente en terrenos fracturados, se debe desarrollar un

programa con lodo de perforación para mantener la estabilidad del pozo.


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Capítulo 10.- Criterios de selección final de coronas

Evaluar los 4 Criterios siguientesPara la Selección Inicial

ALTA?

Use N° de Serie MENORES

Use N° de Serie MAYORES







COMPETENTE?FINO?ALTA?

POTENCIA DE LA SONDA: BAJA?

FORMACIÓN:FRACTURADA?

TAMAÑO DEL GRANO DE LA

ROCA: GRUESO?

DUREZA DE LA ROCA : BAJA?

ALTA?COMPETENTE?FINO?ALTA?

POTENCIA DE LA SONDA: BAJA?

FORMACIÓN:FRACTURADA?

TAMAÑO DEL GRANO DE LA

ROCA: GRUESO?

DUREZA DE LA ROCA : BAJA?









PERFORAR CON LA CORONA SELECCIONADAOBSERVAR LA VELOCIDAD DE PENETRACION Y

LA VIDA UTIL DE LA CORONA (METROS)

PERFORAR CON LA CORONA SELECCIONADAOBSERVAR LA VELOCIDAD DE PENETRACION Y

LA VIDA UTIL DE LA CORONA (METROS)

SELECCION ADECUADA DE LA PROXIMA CORONASELECCION ADECUADA DE LA PROXIMA CORONA

CONSEJOCorta vida útil de la corona?

CONSEJOVelocidad de penetración

LENTA?

Pruebe N° de Serie MenorPruebe N° de Serie Mayor

CONSEJOCorta vida útil de la corona?

CONSEJOVelocidad de penetración

LENTA?Pruebe N° de Serie MenorPruebe N° de Serie Mayor


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Capítulo 11.- Dureza de la roca y su relación con las coronas

AZUL = 100% APLICACIÓN VERDE = USO OCASIONAL


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Capítulo 12 Otros productos

Coronas sacatestigos incrustadas Las coronas sacatestigos incrustadas o insertadas pueden emplearse para perforar casi

toda la gama de formaciones de rocas encontradas. Su aplicación no es recomendable

para ser usadas en terrenos duros, muy duros y extra duros. Por el contrario, su campo

de aplicación es en formaciones blandas y semi duras.

Estas coronas llevan sobre la superficie de la

matriz una capa de diamante insertado.

Estos tipos incluyen una variedad de tamaño

y cantidad de diamantes según el tipo de

roca a perforar.

• Roca blanda: 15 a 25 piedras/quilate

• Roca dura: 40 a 60 piedras/quilate

Nota: 1 quilate = 0,2 gramos


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Estructura corona incrustada


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Escariadores

Escariadores Incrustados Es un componente tubular del barril

sacatestigos, que une la corona al tubo exterior del barril. Sobre este componente

se proporciona uno o más anillos, que están

ccompuestos de diamantes y/o franjas de

carburo de Tungsteno.

Estos aseguran el mantenimiento del

diámetro específico del pozo, a pesar del

desgaste que se produzca en la corona

sacatestigo. El escariador además sirve como estabilizador.

Los escariadores incrustados pueden emplearse en todo tipo de formaciones rocosas, desde blandas a muy duras, competentes o altamente fracturadas.

Terminología de escariadores

Diámetros Finales: Se refiere a las superficies que producirán el diámetro exterior

máximo (D.E).

Tamaño del Producto: El tamaño estándar del producto es especificado por el fabricante

del barril sacatestigos y se refiere a las dimensiones del cuerpo del escariador y solo al

diámetro de corte de éste.

Tamaño del diamante: En la industria de perforación diamantina, la incrustación de

coronas o el tamaño del diamante se expresa siempre en un número de diamantes de tamaño aproximadamente igual, que tienen un peso total de 1 quilate; de aquí que un

tamaño de un diamante 25, signifique que son 25 piedras que pesan 1 quilate.


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Tipos de productos

Existen 3 tipos de escariadores que se adaptan a todas las aplicaciones de perforación:

1.- Escariador de alta calidad, de prolongada vida útil, para usar en pozos profundos,

diseñado para durar entre 6 y 10 coronas impregnadas en condiciones normales de

perforación, en roca dura.

2.- Escariador para pozos cortos, de bajo costo, para perforaciones de sobrecarga;

diseñado para durar entre 3 y 6 coronas impregnadas en condiciones normales de

perforación.

3.- Escariador corregido, para pozos rectos y profundos. Diseñado para durar entre 6 y 10 coronas impregnadas en roca dura. Es un escariador de vida útil prolongada.

Selección del escariador y aplicación Se deben emplear siempre escareadores del mismo tamaño, tanto con las coronas

sacatestigos incrustadas como las impregnadas. Aunque los escareadores diamantados

duran más que las coronas (3 a 6 veces) se recomienda alternar 2 ó más escareadores


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en cada pozo, con el fin de mantener el diámetro adecuado del pozo y descartar los

escareadores que se desgastan bajo su diámetro.

Si no se respeta esta norma empírica (dada por la experiencia), se obtendrá una corona mal estabilizada o un pozo bajo medida que deberá escarearse posteriormente. Se

recomienda usar un calibre de anillo para verificar el desgaste del escareador.

Zapatas para Revestimiento

Las zapatas o Casing Shoe son usadas para ensanchar o avanzar el casing por una corta

distancia en un hueco previamente perforado.

Las zapatas para revestimiento van atornilladas al tren de revestimientos y se usan para penetrar una sobrecarga con el fin de asentar el revestimiento en el lecho de la roca

o para prolongar la entubación cuando se coloca revestimiento en un pozo.

Tipos de zapatas y Aplicación

1.Incrustadas: Las zapatas para revestimiento incrustadas son diseñadas para penetrar formaciones duras y bastante uniformes.

2.Impregnadas: Las zapatas para revestimiento impregnadas están diseñadas para

penetrar formaciones de sobrecarga moderada tales ccomo arena, grava y bolones en

condiciones abrasivas.

3.Impregnadas alta concentración: Las zapatas

para revestimiento con impregnación de alta

concentración se recomiendan para formaciones altamente fracturadas y muy duras para sobrecarga extrema. Como esta zapata se emplea en terrenos muy

difíciles, se recomienda una baja velocidad de rotación, para evitar dañar las paredes no

consolidadas del pozo y una vibración excesiva.


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Modulo 2.- Secuencia completa perforación diamantina

Capitulo 1.- Procedimiento PGI 7510 Con el objetivo de comprender paso a paso, nos basaremos en el Manual de

Procedimientos preparado por GBB y que se detalla a continuación en el procedimiento de

gestión integrado PGI 7510.

Objetivo El propósito de este procedimiento es especificar los requerimientos mínimos para el

control del proceso diamantina de Geotec Boyles Bros S.A., a fin de asegurar un servicio

seguro y eficiente, que cumpla y exceda las expectativas del cliente.

Alcance Este procedimiento es aplicable a todos los servicios de sondaje mediante el proceso

diamantina (ya sea interior o exterior mina), el cual se caracteriza por el uso de coronas

diamantadas como herramientas de perforación, para la recuperación de testigos o núcleo.

Responsabilidades El Gerente de Operaciones es responsable de la aprobación de este procedimiento y

de velar por su cumplimiento.

El Jefe de Faena es responsable de hacer cumplir las normas de seguridad y cuidado

del medio ambiente y que el proceso de diamantina se desarrolle adecuadamente y de

acuerdo a lo establecido en este procedimiento.

El Jefe de Turno y el Perforista son responsables de ejecutar los trabajos de

perforación diamantina, utilizando el equipo y herramientas de sondaje en forma

correcta y de acuerdo con lo establecido en este procedimiento.

El Ayudante de Perforista es responsable de colaborar y seguir las instrucciones del

Perforista o Jefe de Turno.

El Prevencionista es responsable de velar por el uso adecuado y mantención de los

elementos de protección personal, y que las actividades del proceso sean ejecutadas


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según las normas de prevención de riesgos y protección del medio ambiente,

establecidas en el Programa de Prevención de Riesgos (PCR).

Definiciones. 1. Corona diamantada: Herramienta utilizada para perforar y mediante la cual se

recuperan muestras en forma de núcleos cilíndricos.

2. Testigo: Muestra de forma cilíndrica, que se obtiene de la perforación con corona

diamantada.

3. Lodo de perforación: Mezcla de agua y aditivos que se utiliza como fluido de

perforación, cuya finalidad es remover o sacar el sedimento, enfriar y lubricar la corona

diamantada (o tricono bit, etc.), y para proteger la pared del pozo evitando que éste se

derrumbe.

4. Barra de perforación: Es un tubo trefilado que traslada el empuje y la rotación desde

la unidad de rotación de la sonda hasta el tubo sacatestigo (o barril).

5. Sarta: Está compuesta por la corona diamantada, el tubo saca-testigos y las barras de

perforación.

6. Tubo sacatestigo convencional: Es aquel en que, para recuperar el testigo, se

requiere la extracción de toda sarta.

7. Tubo sacatestigo tipo Wire Line: Es aquel en que, la extracción de la sarta, sólo es

necesaria para cambiar la corona diamantada.


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Flujo proceso de perforación Diamantina: Descripción del proceso

Cuadro 1: Flujograma fases 1 a la 6

Inicio

Recepcionar Plataforma

Instalar, nivelar y anclar la sonda

Instalar estanques y accesorios

Preparación de lodo para la perforación

A`

1

2

3

4

Elección de herramienta5

Proceso de perforación

6

Significado de las siglas:

AY: Ayudante JF: Jefe de Faena JT: Jefe de Turno PE: Perforista GE: Geólogo (cliente)

Fase Descripción

1 Recepcionar la plataforma de sondaje y verificar que: a) Debe estar horizontal y el

tamaño sea el adecuado para instalar la sonda y los accesorios necesarios para la perforación.

b) verificar los aspectos de seguridad de la plataforma.

c) registrar recepción conforme en el libro de obra de la Sonda.

Responsable JF / JT

2 Instalar, nivelar y anclar la sonda en el rumbo y grado indicado por el cliente, registrando estos datos en el libro de obra y de acuerdo a lo indicado en el punto 2.1.2 de este procedimiento y al Instructivo P.OP. 03/I1 “Instalación de sonda”.

Responsable JF / JT / GE

Fase Descripción

3 Instalar estanques y accesorios para realizar la perforación, según, se indica en el punto 2.3 de este procedimiento.

Responsable JT/PE


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Fase Descripción

4 Preparar el lodo de perforación de acuerdo al Instructivo P.OP.03/I5 “Preparación de Lodo de Perforación”.

Responsable JT/PE 5 Seleccionar las herramientas para el sondaje de acuerdo al diámetro y

características del terreno, lo que se registra en el Formulario P.OP.02/F1 “Informe de Turno de Perforación Diamantina”.

Responsable JF/ JT / PE 6 Comenzar este proceso por la circulación del lodo, continuar con la rotación de la

herramienta y empuje de ésta para iniciar la perforación. La herramienta no debe estar apoyada cuando se inicie la rotación. En la medida de ir profundizando la perforación, se deben ir ajustando los parámetros mencionados en el punto 2.4 y en forma gradual y de acuerdo a la condiciones del terreno. Como apoyo de las actividades de perforación, se cuenta con los Instructivos P.OP.03/I2 “Movimiento de Herramientas de Perforación” y P.OP.03/I3 “Instalación y Retiro de Casing”.

Responsable JF/ JT / PE

Cuadro 2: Flujograma proceso aire reverso, secuencia completa de Etapas

Extraer muestra

Verificar profundidad del pozo

Registrar datos

Desinstalar equipos y herramientas

Fin

7

9

10

A`

Corregir causas probables

¿Porcentaje de recuperación

de testigo adecuado?

8

NO

SI

?

B`

NO

SI?

11

¿Profundidad del pozo de acuerdo a lo

especificado?

B`

Inicio

Recepcionar Plataforma

Instalar, nivelar y anclar la sonda

Instalar estanques y accesorios

Preparación de lodo para la perforación

A`

1

2

3

4

Elección de herramienta5

Proceso de perforación

6


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Cuadro 3: Flujograma fases 7 a la 11

Extraer muestra

Verificar profundidad del pozo

Registrar datos

Desinstalar equipos y herramientas

Fin

7

9

10

A`

Corregir causas probables

¿Porcentaje de recuperación

de testigo adecuado?

8

NO

SI

?

B`

NO

SI?

11

¿Profundidad del pozo de acuerdo a lo

especificado?

B`

Fase Descripción

7 Sacar el testigo del tubo interior y depositarlo cuidadosamente en la canaleta, se

debe limpiar del lodo y sedimento que pueda tener el testigo, para luego situarlo

en cajas o bandejas portatestigos y acorde al Instructivo P.OP.03/I4 “Manipulación y Almacenamiento de Muestras”. Siendo el objetivo principal

de la perforación diamantina la de obtener testigos representativos de la roca,

esta fase requiere de la máximo cuidado..

Responsable JT/PE/ AY


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Fase Descripción

8 Analizar la recuperación de testigos de acuerdo al Formulario P.OP.02/F6 “Plan de Inspección y Control del Proceso Diamantina”, corrigiendo las causas que

puedan incidir en una baja recuperación (roca, corona, tubo interior,

herramientas o parámetros de perforación).

Responsable JT/PE

9 Verificar la profundidad del pozo de acuerdo a la cantidad de barras en la

perforación. Si aún no es alcanzada la profundidad del pozo especificada,

continuar el proceso de perforación..

Responsable JT / PE

10 El perforista debe registrar diariamente los datos del proceso en el Formulario P.OP.02/F1 “Informe de Turno”. Estos datos se envían al Área de operaciones

diariamente de acuerdo a lo estipulado en el Procedimiento P.OP.02 “Movilización, Ejecución y Desmovilización de Faenas”..

Responsable JT / PE

11 Una vez alcanzada la profundidad proyectada en el pozo, se debe retirar la

herramienta de perforación, acomodarla en atriles y dejar ordenado para el

traslado al próximo punto de perforación.

Desarmar la sonda y dejar la plataforma en las mismas condiciones en que fue

recepcionada, teniendo especial atención en el cuidado del medio ambiente.

Registrar esta actividad en el Formulario P.OP.02/F1 “Informe de Turno de Perforación Diamantina”

Responsable JF/ JT / PE / GE


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Verificaciones previas a la instalación de la sonda

1. El Jefe de Faena en conjunto con los Jefes de Turno y/o Perforistas, antes de iniciar

las actividades de perforación, se aseguran que:

2. Todo el personal bajo su responsabilidad, esté equipado con la ropa de trabajo,

zapatos de seguridad (o botas), cascos y protección auditiva apropiados; además, de

que se ha instruido sobre los procedimientos básicos del Programa de Control de

Riesgos (PCR). Registrar en la hoja "Inspección de Elementos de Protección Personal

PC4F1".

3. No existen condiciones inseguras en el área de sondaje, y pasillos o zonas de acceso.

4. El lugar para la instalación de la sonda sea el adecuado; el suministro de agua sea

suficiente; las herramientas sean las adecuadas; el lugar para almacenar las barras y

accesorios sea el apropiado y el lugar para depositar los testigos sea el adecuado

(incluyendo su embalaje).

5. Existan los elementos adecuados para la nivelación de la sonda y equipos auxiliares.

6. El área de trabajo esté limpia y que todos los productos inflamables y grasas estén

almacenados a una distancia segura y señalizada.

7. Todos lo pernos de sujeción críticos, tengan el torque adecuado.

8. Las mangueras posean los estrobos de seguridad y que las conexiones estén en

buenas condiciones.

9. Las roscas o hilos de las barras y accesorios estén adecuadamente lubricadas y libres

de suciedad.

10. Exista un buen suministro de agua y que existe suficiente espacio para la maniobra

segura del camión aljibe.

11. Que el área de los trabajos este debidamente delimitada con cinta y/o conos

reflectantes.

Parametros de control del proceso de perforacion El Perforista es responsable del control y registro de los parámetros de operación, siempre

y cuando el equipo esté dotado de los instrumentos necesarios, con el fin de asegurar un

óptimo rendimiento del bit o tricono y una máxima recuperación de polvo o cutting.


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Como estándar, se establecen tres parámetros de control fundamentales:

1. Velocidad de rotación

2. Peso o carga sobre la corona

3. Flujo y circulación del fluido de perforación

1.- Velocidad de rotación El tipo de corona, la profundidad y diámetro del pozo, el diámetro y condición de las barras

de perforación, el tamaño de los estabilizadores y la formación rocosa, son aspectos que

el Perforista debe considerar al seleccionar una determinada velocidad de rotación.

a) Velocidades de Rotación recomendadas para coronas impregnadas

Tamaño de la Corona RPM(*) Avance o penetración pulg/min (**)

TT46

BQ-BXWL

NQ-NXWL

HQ-HXWL

PQ-CPWL

1200 – 2300

800 – 1400

600 – 1200

600 – 1000

300 – 600

4,00 – 11,50

2,80 – 8,50

2,20 – 6,75

1,60 – 5,00

1,40 – 4,00

(*) Valores basados en el rango de velocidades periféricas entre 400 a 1000 pie/min.

(**) Al multiplicar los valores de la tabla por 2,54 se obtiene el avance o penetración expresado en cm/min.

b) Velocidades de Rotación recomendadas para coronas insertadas o incrustadas.

Tamaño de la Corona RPM(*) Avance o penetración pulg/min (**)

BQ-BXWL

NQ-NXWL

HQ-HXWL

PQ-CPWL

600 – 1200

400 – 1000

200 – 700

150 - 450

2,00 – 15,00

1,50 – 12,50

1,00 – 10,00

0,80 – 7,50

(*) Valores basados en el rango de velocidades periféricas entre 100 a 700 pie/min.

(**) Al multiplicar los valores de la tabla por 2,54 se obtiene el avance o penetración expresado en cm/min.


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c) Uso del indice RPP (Revoluciones por Pulgada). El valor del indice RPP permite monitorear la vida útil de la corona y la productividad de la

perforación. Para determinar el valor del Indice RPP, divida la velocidad de rotación (RPM)

de la corona, entre el avance o penetración de la misma (pulgadas/minuto).

Por ejemplo: 1000 RPM : 4 pulgadas/min = 250 revoluciones/pulgadas (RPP)

Importante: El Perforista debe procurar de mantener un indice

RPP entre 200 y 250 durante la perforación del pozo.

C.1 : Un RPP inferior a 200, indica que el avance es muy rápido con respecto a las RPM

de la corona; por lo tanto se debe aumentar las RPM o disminuir el avance

(reduciendo el peso sobre la corona), o la vida de la corona se verá reducida.

C.2 : Un RPP superior a 250, indica que el avance es muy lento con respecto a las RPM

de la corona; por lo tanto se debe reducir las RPM o aumentar el avance

(aumentando el peso sobre la corona), o la broca se pulirá en desmedro de la productividad del sondaje.

Peso o carga sobre la corona Un peso correcto sobre la corona es tan importante como una correcta velocidad de

penetración. Un peso demasiado alto puede destruir la corona completamente sobre

fracturando los diamantes y la matriz; en cambio, un peso demasiado bajo a una velocidad

de rotación excesiva, los diamantes se pulirán especialmente en coronas insertadas.

Importante: Los repetidos impactos sobre la corona, dañan los diamantes aún con un

bajo peso; por esto, es muy importante evitar los desastrosos efectos de las vibraciones.


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a) Valores de orientación del peso sobre coronas impregnadas.

Peso sobre las coronas impregnadas (*) Tamaño de la Corona Libras (lb) Kilógramos (Kg)

TT46

BQ-BXWL

NQ-NXWL

HQ-HXWL

PQ-CPW

1000 - 3000

2500 - 8000

2500 - 8000

3000 - 10000

4000 - 12000

450 – 1400

1150 - 3650

1150 - 3650

1350 - 4550

1800 - 5500

(*) Para obtener la carga sobre la corona, se debe considerar el peso del tren de barras. Estos valores son sólo de orientación, por lo que la experiencia práctica en el terreno definirá la carga apropiada para cada tipo de terreno y tipo de corona.

b) Método “Off-Pressure” o de “Diferencia de Presiones”. En la Instrucción de Trabajo IT 7501-10, está establecido el método Off-Pressure para

calcular el peso aplicado a la corona.

Circulación del fluido de perforación. La circulación del fluido de perforación o “lodo” es el tercer parámetro en importancia, el

cual tiene como funciones:

Refrigerar y lubricar la corona y las barras

Remover el detritus producido por la perforación

Prevenir el derrumbe de las paredes del pozo

Mantener el detritus en suspensión temporal en caso de falta de circulación

Extraer la arena y detritus a la superficie del pozo

Asegurar la obtención de una máxima recuperación de testigos

Ayuda a sostener el peso de las barras

Ayuda a disminuir las vibraciones de las barras.

El Jefe de Turno es responsable de la preparación adecuada del lodo, de acuerdo a los

parámetros establecidos en este procedimiento.


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a) Valores del caudal (flujo) del fluido de perforación para coronas impregnadas.

Caudal o Flujo Tamaño de la Corona GPM L/min

TT46

BQ-BXWL

NQ-NXWL

HQ-HXWL

PQ-CPWL

2,50 – 3,50

7,00 – 9,50

9,50 – 12,00

12,00 – 14,50

20,00 – 30,00

9,50 – 13,20

27,00 – 36,00

36,00 – 45,00

45,00 – 55,00

75,00 – 110,00

b) Valores del caudal (flujo) del fluido de perforación para coronas insertadas.

Caudal o Flujo Tamaño de la Corona GPM L/min

BQ-BXWL

NQ-NXWL

HQ-HXWL

PQ-CPWL

4,00 – 5,00

5,00 – 7,00

6,00 – 11,00

10,00 – 15,00

15,00 – 19,00

19,00 – 26,00

23,00 – 42,00

38,00 – 57,00

c) Planificación del circuito de lodo. El Jefe de Faena en conjunto con el Perforista deben:

1. Obtener toda la información referente al pozo, tal como: diámetro, profundidad, tipo

de roca, tipo de sobrecarga, método de perforación, etc.

2. Escoger los aditivos químicos necesarios y definir la cantidad, densidad y

viscosidad del lodo adecuado.

3. Ubicar en un lugar apropiado el estanque para lodo (capacidad estándar de 600 lts.)

y el estanque para el almacenamiento del agua (capacidad estándar de 2.000 lts.).


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d) Pérdida de circulación del fluido de perforación. Se refiere al escape parcial o total de fluido hacia la formación rocosa. Puede ocurrir a

cualquier profundidad y en cualquier parte, por cuanto es responsabilidad del Jefe de

Turno y del Perforista solucionar el problema apenas ocurra.

La pérdida de circulación del fluido de perforación se origina cuando la presión de la

columna de fluido es mayor que la de la formación o existen poros o fisuras 3 veces

mayores (a lo menos) que la partícula más grande en el lodo.

Porcentaje de recuperación de testigo Siempre se debe tener presente que, el objetivo principal de la perforación diamantina es el testigo recuperado; por lo tanto, el Jefe de Faena debe velar que el personal bajo

su responsabilidad, haga un buen manejo y cuidado de los testigos recuperados.

Información complementaria se encuentra en el procedimiento PGI-7553 “Manipulación y

Almacenamiento de Muestras y Testigos”.

Porcentaje de Recuperación

de Testigo R.T.(%.)

X 100Longitud de la Corrida (pulg)

Longitud del Testigo (pulg)=

Como criterio de valoración de la

calidad del proceso de perforación

diamantina, se emplea el

“Porcentaje de Recuperación de

Testigo”, el cual se determina

según la siguiente fórmula:

Valores de orientación de R.T.

Clase Categoría R.T. (C.R.)

1 Muy bueno 95 – 100

2 Bueno 75 – 90

3 Regular 50 – 75

4 Pobre 25 – 50

5 Muy pobre 0 – 25


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Operaciones de rescate. La operación de rescate consiste en el empleo de herramientas y técnicas especiales para

extraer objetos atascados o caídos dentro del pozo. Las causas principales que

eventualmente podrían dar origen a una operación de rescate son:

La formación rocosa

Las condiciones de la sonda y accesorios

La técnica de perforación

La falta de capacitación

El Jefe de Faena es responsable de planificar las operaciones de rescate y comparar los

costos que implica el rescate, versus a abandonar los elementos caídos o atascados e

iniciar un nuevo pozo; asimismo, el Jefe de Turno y Perforista deben ejecutar las

operaciones de rescate de acuerdo a las instrucciones establecidas en su faena para este

proceso. En este tipo de operaciones se deben utilizar herramientas originales y/o

certificadas.

Mantención preventiva del equipo y herramientas El Jefe de Faena en conjunto con el Jefe de Turno y el Perforista son responsables de la

aplicación y cumplimiento de los Programas Diarios, Semanales y Mensuales de

Mantención Preventiva, previstos para los equipos y herramientas asignadas a cada faena

en particular, y de acuerdo a lo establecido en los procedimientos “Recepción de Equipos

en Talleres PGI-7514”,“Despacho de Equipos Reparados en Taller – PGI-7515” y

“Mantenimiento de Equipos en Faena –PGI-7516”.

El barril wireline por su importancia y elevado costo, también necesita una mantención

continua para asegura una buena operación y una vida útil razonable.


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Registro de los datos del proceso de perforacion Partiendo de la base que, el Geólogo o la persona que representa al Cliente en la faena,

confía plenamente en la información que proporciona el Perforista, éste último debe

asegurar la exactitud y veracidad de los datos del proceso.

Para tal efecto, se utilizan tres registros básicos para recopilar la información del proceso,

y tres registros para la mantención preventiva de los equipos.

Registro Código Elabora Revisa Aprueba

1) Informe de Turno PGI 7102-1 Perforista Jefe de Turno Cliente

2) Reporte Semanal PGI 7102-2 Coord. Admin. Jefe de Faena Cliente

3) Rendimiento Broca PGI 7501-1 Jefe Administ. Jefe de Faena Jefe Faena

El manejo y distribución del Informe de Turno PGI 7101-1 y el Reporte Semanal PGI 7101-

2, está establecido en el procedimiento “Coordinación y Control de las Actividades de

Faenas PGI-7101”.

Cada vez que una corona (broca) cumple su vida útil o queda inutilizada repentinamente,

el Jefe de Faena (o el Jefe Administrativo) registra los datos en el Informe de Rendimiento

de Broca PGI 7510-1. Cada 15 días el Jefe de Faena debe enviar el original de dicho

informe al Coordinador de Operaciones, conservando las respectivas copias.

En el Informe de Turno que corresponda (PGI 7101-1), en la sección observaciones se

debe registrar:

La recepción de la plataforma ( al inicio del pozo).

La verificación de la inclinación del pozo (cuando el cliente lo solicite).

La verificación de la profundidad final del pozo (al final del proceso).


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Capitulo 2.- Instalación de faena En la instalación de faenas intervienen equipos como camión pluma (grúa), camión aljibe,

sonda de perforación, camión petrolero, camionetas, etc.

Camión pluma

Instalación sonda Motobombas

Grupo electrógeno Sonda perforando


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Camión petrolero Camión aljibe

Capítulo 3.- Secuencia de operación UDR 650 En esta fase se puede visualizar la sonda perforando, la inspección de ella y una vista

de la geomembrana de protección del medio ambiente.

Sondas en operación Sonda perforando

Inspección de la sonda Vista de la geomembrana


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Capítulo 4.- Maniobra de acople de barras En esta etapa se muestra el stock de barras, el enfrentamiento de barras y acople manual,

el acople con llave hidráulica y el término de la maniobra.

Stock de barras Acople de barras

Torqueo hidráulico de barras Fin maniobra acople


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Capítulo 5.- Maniobra enganche pescante En la secuencia se puede observar la maniobra de enganche del pescante al tubo interior

de la barra


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Capítulo 6.- Vista general tablero control y comandos

Se muestra una vista general del tablero y algunos instrumentos y comandos principales.

Vista general tablero control y comandos

Tacómetro, presión aceite, parada emergencia, temperatura motor

Comandos Empuje en bar

Presión principal en bar Voltímetro


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Capítulo 7.- Maniobra bajada barras al pozo y uso prensa Bajada barras al pozo y uso de la prensa de barras.


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Capítulo 8.- Maniobra sujeción barras con prensa En la secuencia se puede observar la maniobra de sujeción de barras en los dos estados,

con las mordazas abiertas y cerradas, para evitar que las barras caigan al pozo.

Mordazas abiertas Mordazas cerradas

Capítulo 9.- Maniobra colocación rejilla protección

Una vez realizada la

maniobra de acople de

barras, se procede a

colocar la rejilla de

protección, para prevenir

y evitar accidentes.


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Capítulo 10.- Canalización fluidos de perforación

En la secuencia se muestra el recorrido del fluido de perforación desde que sale del pozo

hasta los estanques y pozo de decantación.

Capítulo 11.- Instalación geomembrana Como medida de protección del medio ambiente, se instala debajo de la sonda un

polietileno o geomembrana para evitar la contaminación con aceites o grasas.


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Capítulo 12.- Vista general y componentes sonda Vista general sonda perforando y sus componentes más importantes

Torre y carro de perforación Sarta perforación con rejilla protección

Bomba de lodos Motor sonda

Radiado


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Capítulo 13.- Maniobra extracción testigo del pozo y disposición en la caja La secuencia muestra la maniobra completa de la extracción del testigo y su disposición

en la caja.


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Modulo 3.- Operaciones asociadas

Capítulo 1.- Testificación. Logueo de un sondaje En toda operación de sondajes diamantinos, el objetivo de la testificación de sondajes

mineros, es obtener testigos o muestras de rocas o suelos que permanecen como

testimonio, prueba y justificación de la certeza de la exploración.

La testificación mecánica de las rocas consiste en:

4. Cortar un testigo.

5. Protegerlo para que no se

destruya.

6. Sacarlo a la superficie y

guardarlo en cajas

La testificación se hace mediante el sistema wireline.


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Es necesario indicar que existen testificaciones especiales, como: eléctrica, por inducción, magnética, radiactiva y térmica. Estas se usan en la prospección o

búsqueda de yacimientos petrolíferos para lograr un gran rendimiento en la perforación.

Los análisis, testificación y muestreo se practican para determinar el tipo de roca, la mineralización y sus alteraciones, como también las condiciones naturales del agua

subterránea y del sistema que las contiene.

Testificación magnética

Sin embargo, la propia perforación altera las condiciones naturales originales por acción

de los fluidos de perforación y de los ripios generados. Ambos contaminan el agua subterránea y alteran las propiedades hidráulicas del sistema.


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Logueo de un sondaje El “logueo” de un sondaje diamantino es una descripción geológica o mapeo del testigo

que realiza el geólogo a ojo desnudo, con lupa y algunos ácidos.

El objetivo del “logueo” es determinar el tipo de roca, las alteraciones, la presencia de mineralización, fracturas, etc.

A continuación se muestra un esquema del formulario típico de “logueo” de sondaje

diamantino.

Estructuras

Angulo

Zona

Dureza

Litología Descripciónlitología

Leyes Cu-Mo

AlteraciónTipo

LocalizaciónMin originalIntensidadMin final Mineralización

Vetillas

Pirita escasa en vetillas,calcopirita moderada diseminada.

Vetillas hidrotermalestardías escasas – 20 mm ancho conSiderita, cuarzo y pirita y halos sericíticos 10 mm ancho.


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Capítulo 2.- Recuperación de testigos

Medida de Recuperación de testigos El método más usado para la determinación de la recuperación de testigos diamantinos,

es a través de la fórmula siguiente:

Re = (Vr / Vt) x 100 (1) 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:

Vt= π / 4 L d2 (2)

Vr = (Ps – Pa)/ da (3)

Donde: L: Largo total del tramo perforado

d: Diámetro del testigo

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

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

da: densidad del agua.

Reemplazando (2) y (3) en fórmula (1), se obtiene:

Re(%) = 400( Ps – Pa) / π d2 L da

En la práctica se usa el método simplificado:

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


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Capítulo 3.- Tablero de comandos y control de un equipo diamantino El tablero de control y comandos de un equipo de sondajes, es una consola o dispositivo

que puede estar integrado o no a la máquina y que contiene todos los instrumentos y

comandos para el control y operación de la sonda.

GBB dispone de una variedad de sondas

diamantinas, como ejemplo CS 3000, sondas

multipropósito que trabajan en la modalidad

aire reverso y diamantina como las UDR 650 y

UDR 1000.

A través de los comandos del tablero de

control se pueden controlar, corregir y/o

modificar los valores de los parámetros de

perforación según el tipo de roca que se esté

perforando, de modo de optimizar el

rendimiento de perforación.

Es así, que se pueden variar o ajustar los valores de:

• Peso sobre la corona

• Caudal de agua

• Velocidad de rotación del bit o corona

Estas lecturas se pueden observar en: manómetros, tacómetros, flujómetro, termómetros,

etc.


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Vista general sonda CS- 3000 y de la consola de comandos e instrumentos de operación

que totalizan 34 componentes, incluyendo el panel de control del motor (tablero negro a

la izquierda).


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Vista integral panel control Sonda CS - 3000 La figura, muestra el panel de control completo de una sonda CS – 3000. En la página

siguiente se detallan los 34 instrumentos y comandos.

Detalle componentes panel de control 1 Block de control de avance lento 2 Control chuck hidráulico 3 Cilindro del cabezal 4 Avance lento 5 Control del motor del huinche principal 6 Freno huinche principal 7 Botón parada emergencia 8 Control del huinche principal 9 Control del avance rápido 10 Control del huinche wireline 11 Regulador de la rotación 12 Regulador de la velocidad de la bomba de lodos 13 Descarga presión de agua 14 Block de potencia auxiliar 15 Regulador del flujo del mezclador de lodos 16 Ubicación futura válvulas auxiliares 17 Abrazadera de barra 18 Velocidad de la bomba de agua

19 Sincronizador torque 20 Manómetro presión del estanque

hidráulico 21 Manómetro presión bomba auxiliar 22 Control desplazamiento motor de

rotación 23 Manómetro presión de agua 24 Panel de control del motor 25 Manómetro 4”, 600 psi 26 Tacómetro del eje 27 Presión de pulldown 28 Presión de holdback 29 Interruptores 30 Medidor de flujo 31 Torque de rotación 32 Generador de torque 33 Velocidad de rotación 34 Automático 5 amperes


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A continuación se detallarán los instrumentos y comandos más importantes de una sonda

diamantina Atlas Copco CS 3000.

Las imágenes de los instrumentos y comandos se explican por si solas ya que tienen

indicaciones en español.


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En esta imagen se observa el módulo de los 4 comandos (de izquierda a derecha):

1. Comando regulación de la rotación.

2. Comando regulación huinche wireline.

3. Comando regulación avance rápido.

4. Comando regulación huinche principal


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Block de potencia que

permite funciones

como:

1. Perforar

2. Levantar barras

3. Agregar barras

En la imagen se muestra

de izquierda a derecha:

1. Avance lento

2. Control cilindro

del cabezal

3. Regulación

hidráulica chuck o

prensa de sujeción.


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La imagen muestra los

controles para regular:

1. El peso sobre la

corona (pulldown)

2. La retención (hold

back)

La imagen muestra el panel de control

del motor de la sonda.

En este panel se disponen

instrumentos como: tacómetro,

presión de aceite, termómetro, control

batería, etc.


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En esta imagen se pueden observar:

• Manómetro presión bomba auxiliar.

• Manómetro presión estanque hidráulico.

• Sincronizador de torque; que permite las funciones de:

1. Perforar

2. Enroscado de barras

3. Desenroscado de barras


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En la imagen se muestran los instrumentos para controlar:

1. El peso sobre la corona (pull down), en libras.

2. La fuerza de retención de barras (hold back), en libras.

Es importante aclarar que junto a los controles de pull down y hold back se ubican 2

manómetros de presión de avance que registran la presión hidráulica en PSI (escala en

negro) y BAR (escala en rojo) y no el peso sobre la corona.

La correlación entre presión hidráulica y el peso en libras o kilos varía según el equipo,

dependiendo del diámetro de los cilindros hidráulicos de la sonda.


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Capítulo 4.- Atrapamiento de pozos. Maniobras de rescate Uno de los problemas más complicados de resolver en sondajes diamantinos es el

atrapamiento de herramientas tales como barras, casing, coronas; ya que se corre el

riesgo de perder el pozo y tener una pérdida económica importante.

Es por eso que cuando existen problemas de atrapamiento, se debe recurrir al plano del pozo para visualizar donde está el problema, el que sirve para hacer un análisis de las

soluciones de rescate.

Es recomendable tener un plano actualizado del pozo que indique la profundidad, el tipo de terreno que se está pasando, el diámetro, si el pozo tiene revestimiento, etc.

La boca del pozo debe estar permanentemente cerrada, de manera de evitar caída de materiales, pues ello provoca graves daños económicos, de imagen y prestigio de la

empresa.

Herramientas de rescate Las herramientas de rescate más comunes en la operación pesca de barras, casing y

barriles sacatestigos, atrapados en pozos, son:

• Machos

• Campanas

• Araña

• Cola de chancho

Estas herramientas son bajadas al interior del

pozo junto con las barras y sirven para

“enganchar” lo que se necesita rescatar,

siempre que el espacio anular del pozo lo

permita.


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Maniobras de rescate Un rescate debe ser siempre bien planificado, estableciendo el método a usar y el tiempo

estimado de duración. Los costos de un rescate fallido, deben ser comparados con el

costo de abandonar la herramienta e iniciar un pozo nuevo.

En todas las maniobras de rescate de herramientas se debe

ejecutar el siguiente plan de acción:

1.- Analizar todos los datos disponibles registrados en el

plano del pozo, en los report de turno y los testigos, entre

otros antecedentes.

2.- Determinar la forma y tamaño del objeto que ha

producido el atrapamiento (diámetro exterior e interior) y

profundidad a la que se encuentra.

3.- Seleccionar la “herramienta de pesca” a usar.

4.- Tener preparadas otras alternativas de rescate en el

evento que el método usado no de resultados.

5.- Iniciar el rescate.

6.- Analizar todas las piezas recuperadas y asegurarse que

no quedó nada en el pozo, antes de volver a perforar.


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Rescate de casing Cuando se atrapa el casing, una de las alternativas es usar un

cortador de casing.

El primer corte hay que hacerlo al fondo y así ir subiendo, sin

olvidar que los cuchillos del cortador sirven para máximo tres

cortes, ya que al afilarlos pierden la medida.

Esto puede ser realizado simplemente bajando o subiendo el

cortador a la profundidad deseada, al cabo de esto se hace

rotar en la dirección de los punteros del reloj, lentamente

incrementando la presión del aire aproximadamente 150-200

PSI hasta que se produzca el corte.

Cuando el casing se corta en los hilos, se debe usar un

“macho de pesca”, el cual debe estar disponible en cada

faena para evitar pérdidas de tiempo.

Cortador de casing

Reglas importantes para un buen rescate No dejarse atrapar por el pánico; una decisión apresurada puede significar un gran gasto

operacional.

Recoja y estudie toda la información disponible, en especial consulte los informes de turno

anteriores, analice los testigos y la herramienta disponible.

Sea siempre objetivo. Si se conoce la información

exacta, la gran mayoría de los objetos atascados o

caídos al pozo pueden ser rescatados.

Un alto porcentaje de los rescates podrían evitarse

utilizando una buena técnica de perforación.


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Modulo 4.- Parámetros operacionales.

Capítulo 1 Parámetros de Operación y características de las coronas. A continuación se presentan algunas características que pueden ayudar para que las

coronas funcionen correctamente.

Vía de agua: Son ranuras radiales Que permiten refrigerar y transportar el fluido para evitar que la corona se queme o funda

y también lograr un buen barrido del detrito o recorte que se está generando en el fondo

del pozo.

Refuerzos de carburo de tungsteno Todas las coronas impregnadas son fabricadas con este tipo de refuerzo y con diamantes

naturales en diámetro interior y exterior, para mantener la dimensión del testigo y del pozo,

cuando se desgasta la corona.

Matriz Está construida de polvos matríceros de metal duro como es el carburo tungsteno y

soldadura (cobre – plata).

La matriz tiene 3 funciones principales:

• Unir el cuerpo de acero de la corona y los diamantes en una unidad integral.

• Asegurar mecánicamente los diamantes en su lugar, para resistir la fuerza de corte.

• Proveer resistencia al desgaste y a la erosión compatible con la formación y

condiciones del pozo.


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Capítulo 2.- Velocidad de rotación versus penetración.

Como norma, las coronas diamantadas impregnadas requieren velocidades de rotación

mayores para lograr velocidades de penetración comparables con las de las coronas

incrustadas. Esto se debe a que la exposición del diamante es menor en una corona

impregnada, luego la penetración por revolución o vuelta es también menor.

En las coronas impregnadas, las velocidades de penetración están ccontroladas dentro de

un rango muy estrecho para una determinada velocidad de rotación de la corona (rpm) y el

peso sobre élla es de importancia secundaria.

Este procedimiento se conoce como mmétodo de pperforación rpp:

• Revoluciones/pulgada (sistema inglés)

• Revoluciones/centímetro (sistema métrico).

El índice rpp (revoluciones de la corona por pulgada (cm) de penetración) es el cálculo

más importante para lograr la máxima vida útil de la corona, bajos costos de perforación y

una máxima productividad.

Para calcular el índice rpp (r/pulg.), se divide la velocidad de rotación (rpm) de la corona

por la velocidad de penetración.

Ejemplo: Velocidad de rotación corona (rpm ) = 800 rpm

Velocidad de penetración = 4 pulg/min (Controlada por el peso sobre corona)

10 cm/min

Luego rpp (r/pulg.) = 800 rpm / 4 pulg/min = 200 rpp (rev/pulg.)

800 rpm/ 10cm/min = 80 r/cm (rev/cm)

El rango aconsejable es de: 200 – 250 rpp (80 – 100 r/cm)

• 200 rpp para roca media dura.

• 250 rpp para roca dura


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Siempre que se trabaje dentro de esta norma y la corona de la Serie corresponda a la

formación y dureza de la roca, la perforación debería progresar sin problemas y la corona

se desgastará a un ritmo más o menos constante durante toda la vida útil.

Si el índice rpp (rev/pulg.) se encuentra bajo el mínimo recomendado de 200 rpp, se

producirá un desgaste excesivo de modo que se deberá aumentar las rpm de la corona o

disminuir la velocidad de penetración, mediante la reducción del peso sobre la corona. Si

las condiciones de terreno o las limitaciones de la sonda le impiden efectuar estos ajustes,

cambie a una corona de Serie menor.

Si el índice rpp (rev/pulg) es muy superior al máximo recomendado (250 rpp), la corona se

puede pulir, en este caso hay que reducir las rpm o aumentar la velocidad de penetración,

aumentando el peso sobre la corona. Si las rpm o el peso no pueden ser modificados,

entonces cambie a una corona de Serie mayor (por ejemplo de serie 2 a 6). Existe una

relación crítica entre la velocidad de rotación (rpm) y la velocidad de penetración

(pulg./min).

Si la rpp es demasiado baja, es posible que se salgan los diamantes de la matriz. Al

contrario si la rpp es demasiado alta, los diamantes pueden resultar pulidos y la velocidad

de penetración disminuye notablemente.

Capítulo 3.- Peso Sobre la Corona Aunque el peso sobre la corona (Pull Down) es solo de importancia secundaria cuando

se está perforando con coronas impregnadas, puede ser un factor importante en algunas

circunstancias.

Esto es especialmente efectivo cuando se está alcanzando el límite de las herramientas

dentro del pozo para soportar empujes altos o cuando el control de la desviación es de

primordial importancia.


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En estos casos, se recomienda emplear una corona de Serie mayor a la normalmente

seleccionada o recomendada, teniendo cuidado con las velocidades de penetración. Esto

tenderá a disminuir la desviación o los problemas de la herramienta dentro del pozo.

Si se requieren pesos sobre la corona muy altos para cortar la roca, se debe seleccionar

un rango de Serie mayor. Esto normalmente dará por resultado que se requerirán pesos

más bajos sobre la corona, mientras se mantienen velocidades de penetración aceptables.

Si se sobrepasa el peso máximo recomendado sobre la corona, se puede esperar que

surja desviación del pozo, desgaste excesivo de los barriles sacatestigos y coronas como

también de las barras de perforación. Además se pueden presentar fallas dentro del pozo.

El peso debe ser aplicado

dependiendo de la velocidad de

rotación para mantener la corona

penetrando (como lo indica el

factor rpp).

Sin embargo una carga demasiado

alta puede causar una

reimpregnación de los diamante,

desgaste prematuro debido al

desgaste de la matriz o incluso la

falla mecánica de ésta. Una carga

demasiado baja a menudo

conduce a que los diamantes

rresulten pulidos requiriendo

entonces que la matriz sea

removida superficialmente hasta

exponer una nueva capa de

diamantes.


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Capítulo 4.- Método de Presión Diferencial para determinar el peso sobre la corona.

La presión diferencial multiplicada por el área de los cilindros hidráulicos de avance de las

sondas nos entrega la fuerza sobre la corona diamantada.

Ejemplo: Diámetro Cilindros de Avance = 4 pulg. (10 cm.)

Área de Ambos Cilindros (A )= 2 x π d2 / 4 = π d2 / 2

Luego A = 3,14/2 x 10,162 = 162 cm2 = 25,1 pulg2

Un descenso de presión de avance o presión diferencial de 100 psi ó 7 Kg/cm2

representa una fuerza total sobre la corona de = 25,1 pulg2 x 100 psi

2.510 lb. o 1.134 Kg.

Notas: 14,285 psi = 1 Kg/cm2

Fuerza = Presión x Superficie = 25,1 pulg2 x 100 pound (lb) / pulg2

Flujo de Fluido La regulación de la salida de la bomba de lodo mediante un medidor de flujo de agua

(flujómetro), puede ser una técnica útil para ayudar a la perforación deformaciones silíceas

muy duras. Si, cuando se está empezando a bombear al volumen máximo de fluido

recomendado, surge la necesidad de afilar la corona, la salida de la bomba debe

reducirse al valor menor recomendado.

Esto ayudará a que se acumule una pequeña cantidad de detritos en la cara de la corona

lo que, a su vez, desgastará la matriz.

Si el pulido o la necesidad de afilar la corona persiste, se debe realizar un cambio de

corona a la corona de Serie mayor más próxima (por ejemplo de Serie 6 a 7).


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Se recomienda además usar aceites solubles o fluidos lubricantes con las coronas

impregnadas, solo en formaciones de roca dura.

El caudal del fluido es una 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 caudal demasiado alto puede causar el levante hidráulico de la columna y afectar al

peso real sobre la corona y en consecuencia al rendimiento de la perforación.

Un caudal bajo puede desgastar en forma prematura la corona debido a la acción abrasiva

del recorte.

Pulido Pulido, glaseado o vitrificado son términos empleados comúnmente para describir una

condición en la que la cara de la corona adquiere una textura metálica y no sobresalen

puntas de diamante desde la matriz para cortar la roca.

La penetración cesa virtualmente y se hace necesario afilar la corona en el pozo o, en

otros términos, reexponer el diamante.

Es de suma importancia, para evitar el pulido, que el perforista mantenga la corona

cortando.

Método de Afilado en el Pozo Si se ha seleccionado una corona de la Serie demasiado menor para el tipo de roca o se

ha dejado que una corona impregnada disminuya la velocidad y se pula, es necesario

afilar la superficie de la matriz para exponer los diamantes.


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Esto puede hacerse mediante la reducción de las rpm del husillo en alrededor de 1/3 de

vuelta (seleccione una marcha menor si cuenta con transmisión) y manteniendo una

velocidad de penetración constante. La presión en la corona aumentará hasta que se

perfore 1 pulg. y luego la presión descenderá rápidamente, señalando que se ha

producido el afilado y que la corona está cortando de nuevo, rápidamente. Reduzca

inmediatamente la presión sobre la corona y aumente las rpm del husillo para adecuarse

al índice rpp (rev/pulg.) correcto. Si se repite demasiado este proceso, se recomienda

cambiar corona a una serie mayor.

Método de Afilado Fuera del Pozo El limpiar la cara de la corona con un chorro de abrasivo duro (arenado) devolverá la

exposición de los diamantes y permitirá una penetración mayor.

Recomendaciones: 1. El afilado debe evitarse en la medida de lo posible, debido a que reduce

artificialmente la vida útil de la corona.

2. Cortar el agua mientras se está perforando y esperar que la corona muerda,

constituye un método No recomendado por la experiencia.

Parámetros de Perforación para Coronas En la tabla que se muestra a continuación se detallan los rangos de los 4 parámetros de

perforación más importantes:

• Caudal de agua ( Fluido )

• Velocidad de rotación de la corona (rpm)

• Peso sobre la corona

• Velocidad de penetración de la corona


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2273 - 45455000 - 1000085

3,5

1064

3,22

1,4

42,51,8

800500350

68 - 8718 - 23PQCP

1818 - 36364000 – 80001064

12,57,55

42,41,6

532

1000600400

38 - 4510 - 12HXWLHQ

1364 – 27273000 - 600013,5

85,5

17107

5,43,22,2

6,84

2,8

1350800550

30 - 388 - 10

r/cmr/cmrpirpiKglb

cm/minpulg./ min.

rpml/min.gpm

Rango indicativo del peso sobre corona

Velocidad penetración corona

Velocidad de rot. corona

Caudal bomba de agua

Sistema o tamaño de la corona

NXWLNQ

909 - 22732000 – 500017107

2112,5

9

6,84

2,8

8,55

3,5

17001000700

23 - 306 - 8BXWLBQ

2273 - 18182000 - 400017107

2112,5

9

6,84

2,8

8,55

3,5

17001000700

8,7 - 132,3 – 3,5TT 56

909 – 20732000 - 500020128,5

251511

84,83,4

106

4,3

20001200850

15 - 194 -5AXWLAQ

454 –13641000 - 3000231410

2917,512,5

9,25,64

11,575

230014001000

9,5 - 132,5 – 3,5TT - 46

100 80 250200

2273 - 45455000 - 1000085

3,5

1064

3,22

1,4

42,51,8

800500350

68 - 8718 - 23PQCP

1818 - 36364000 – 80001064

12,57,55

42,41,6

532

1000600400

38 - 4510 - 12HXWLHQ

NXWLNQ

909 - 22732000 – 500017107

2112,5

9

6,84

2,8

8,55

3,5

17001000700

23 - 306 - 8BXWLBQ

2273 - 18182000 - 400017107

2112,5

9

6,84

2,8

8,55

3,5

17001000700

8,7 - 132,3 – 3,5TT 56

909 – 20732000 - 500020128,5

251511

84,83,4

106

4,3

20001200850

15 - 194 -5AXWLAQ

454 –13641000 - 3000231410

2917,512,5

9,25,64

11,575

230014001000

9,5 - 132,5 – 3,5TT - 46

100 80 250200

1364 – 27273000 - 600013,5

85,5

17107

5,43,22,2

6,84

2,8

1350800550

30 - 388 - 10

r/cmr/cmrpirpiKglb

cm/minpulg./ min.

rpml/min.gpm

Rango indicativo del peso sobre corona

Velocidad penetración corona

Velocidad de rot. corona

Caudal bomba de agua

Sistema o tamaño de la corona

Capítulo 5.- Resolución de problemas y consejos prácticos. Bastante es lo que se puede aprender del examen de las coronas impregnadas cuando

son retiradas desde el pozo de perforación. Las imágenes y observaciones que aparecen

en el Módulo 5, ayudarán a identificar y solucionar muchos de los problemas comunes que

se ppresentan en terreno.

El retiro normal o descarte de una corona impregnada solo debe realizarse si ésta ha sido

totalmente consumida. La mayoría de las coronas impregnadas que ofrece el mercado


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poseen vías de agua profundas para permitir que la corona sea completamente

consumida.

El primer indicador de que la corona esta aproximándose a su retiro normal,es un aumento

o pulsación de la presión de la bomba de agua debida a la disminución de la profundidad

de las vías de agua.

Idealmente y de acuerdo a la práctica, una corona impregnada perforará en forma

constante, con un desgaste simultáneo de la matriz y los diamantes.

Modulo 5.- Patrones de desgaste

Capítulo 1 Fallas coronas. Causas y soluciones En las imágenes siguientes se muestran las fallas más características que presentan las

coronas de diamante. Además se detallan las causas y soluciones de estas fallas.

1.- Corona Impregnada Nueva Imagen de referencia para comparaciones.


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2.- Corona con Desgaste Ideal Desgaste parejo hasta el inserto de carburo. Igualmente se desgastan los diamantes.

3.- Corona Retiro Normal La profundidad de Impregnación se consume por completo y en forma pareja.


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4.- Corona con Diamante Demasiado Expuesto La matriz se desgasta antes que los diamantes, resultando una alta exposición de ellos y

prematura pérdida de la vida útil de la corona.

Causas

• Peso excesivo sobre la corona, muy alto comparado con la velocidad de rotación.

• El flujo de agua es demasiado bajo.

• Por el uso de coronas de serie alta (matriz muy suave).

Solución • Aumentar la velocidad de rotación (rpm) y bajar el peso sobre la corona (subir RPP). • Subir el flujo o caudal de agua. • Cambiar la corona por una de serie menor (matriz más dura).

5.- Cara Corona Cristalizada Diamantes y matriz pulidos. La corona no corta.

Causas • Peso sobre la corona

es muy bajo para la velocidad de rotación.

• El caudal de agua es muy alto.

• Por usar series menores (matriz más dura).

Solución • � Afilar la corona con esmeril. • � Bajar la velocidad de rotación y aumentar el peso sobre la corona. • � Bajar el caudal de agua. • � Seleccionar un bit de serie mayor (matriz más blanda).


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6.- Corona Quemada: Corona completamente fundida y destruida.

Causas

• Corte de agua.

• El operador se olvidó

de cerrar la válvula de

agua.

Solución

• Aumentar el caudal de agua.

• Revisar si la bomba de agua está trabajando.

• Revisar ajuste y o’ring del tubo interior.

• Revisar fugas en las uniones de las barras.

7.- Corona con Vías de Agua Fracturadas: Fractura lateral de las vías de agua.

Causas

• Mucho peso sobre la

corona.

• Caída de barras en el pozo.

• Caída libre del tubo interior

en un pozo seco.

• La corona fue aplastada por

la prensa de pie (sujetador

de barras).

Solución

• Reducir el peso sobre la corona (hold back)

• Si se trata de un pozo seco, levante el tubo interior con el huinche WL.


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8.- Corona con Pérdida del Diámetro Interior: Desgaste del diámetro interior.

Causas Solución

• Velocidad de penetración de la corona muy alta.

• Terreno muy fracturado. • Se perfora sobre testigo abandonado

en el pozo. • Caudal de agua muy bajo. • Matriz muy blanda.

• Aumentar la velocidad de rotación. • Bajar el peso sobre la corona. • Cambiar a corona de serie menor

(matriz más dura). • Suba el caudal de agua. • Verifique el largo del tubo interior. • Agregue cemento al pozo.

9.- Corona con Pérdida de Diámetro Exterior: Desgaste del diámetro exterior de la corona. Causas

• Vibración. • Velocidad de rotación muy alta. • Caudal de agua muy bajo

(fugas). • La corona está escareando el

pozo bajo medida.

Solución

• Suba el caudal de agua. • Bajar la velocidad de rotación. • Verifique el diámetro del escareador. • Agregue fluido de perforación para reducir la vibración.


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10.- Corona con Desgaste Cóncavo de la Cara Redondeada hacia el D.I. Desgaste de la corona de afuera hacia adentro. Causas

• Velocidad de penetración muy

alta en comparación con las

RPM (RPP muy baja).

• Desgaste del testigo por

reperforación.

Solución

• Disminuir la velocidad de penetración.

• Subir las RPM de la corona.

• Inspeccionar el barril sacatestigo.

• Agregue fluido de perforación (terreno fracturado).

11.- Corona con Desgaste Convexo de la Cara Desgaste de la corona

hacia el D.E.

Causas

• Caudal de agua muy bajo.

• Fuga de agua por las barras.

• Pozo rimeado.

Solución

• Suba el caudal de agua.

• Chequee el diámetro del escareador.

• Chequee fugas de agua.


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Modulo 6.- Fluidos de perforación

Capítulo 1.- Definiciones Se llama fluido de perforación, lodo, aditivo, agua pesada, al líquido que permite:

1. Enfriar la sonda ( barras, coronas, etc.).

2. Elevar los detritos de perforación y sacarlos fuera del pozo.

3. Sostener las paredes del pozo.

El fluido debe ser siempre capaz de depositar una “ costra” o “ cake “ o pasta que

reemplace un entubado.

Los fluidos de perforación son habitualmente suspensiones coloidales (gelatinas) en base

a arcillas, en las que el agua se presenta bajo las formas siguientes:

1. Agua libre entre las partículas.

2. Agua adsorbida, es decir, fija rígidamente sobre la superficie de las partículas.

3. Agua adsorbida o de solvatación formando parte integral de las partículas y

transformándolas más o menos en gelatina.

El agua adsorbida, depende de la

superficie total de las partículas y la de

solvatación, de su volumen. Por tanto,

para una cantidad de agua determinada,

el agua de adsorción será tanto más

importante cuánto más pequeña sea la

dimensión de las partículas.

Por ejemplo, las bentonitas, cuyas

partículas en casi su totalidad tienen una

medida inferior a una micra, son

excelentes para la fabricación de fluidos

de perforación.


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Si se seca al aire un lodo, sólo se evapora el agua libre dejando un resto plástico que

forma la costra. Las aguas de adsorción y de solvatación no pueden extraerse de este

modo.

La experiencia muestra que las partículas de arcilla poseen una carga eléctrica y que las

propiedades de suspensión dependen de esta carga.

Para las partículas muy finas, los efectos de su masa son despreciables ante las acciones

eléctricas y basta con modificar éstas, mediante la incorporación de iones, para cambiar la

estructura del fluido.

Estos iones se incorporan al fluido por medio de electrolitos, o bien por aquellos que se

encuentran en las formaciones que se perforan y que se mezclan con el lodo, o bien por

los que se agregan para conseguir determinados resultados.

El funcionamiento de un fluido es extremadamente complejo, las características más

importantes son:

• pH

• Agua libre y espesor de la costra.

• Densidad.

• Viscosidad y Tixotropía.

Capítulo 2.- pH

El pH es un término que indica la concentración de iones hidrógenos en una disolución

(mmezcla que resulta de disolver cualquier sustancia en un líquido). Se trata de una

medida de la acidez de la disolución.

El término se define como el logaritmo de la concentración de iones hidrógeno, H+, con

signo negativo.

pH = - log [ H+ ]


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Donde [ H+ ] es la concentración de iones hidrógeno en moles por litro. Debido a que los

iones H+ se asocian con las moléculas de agua para formar iones hidronio, H3O, el pH

también se expresa en términos de concentración de iones hidronio.

El pH se refiere al grado de acidez o basicidad de una solución. Se expresa en valores

que van desde 0 a 14, siendo el valor medio (7) correspondiente a una solución neutra

(por ejemplo, el agua para beber), en tanto que valores más bajos indican soluciones

ácidas y valores altos, soluciones básicas. A mayor valor del pH, menor concentración de

hidrógeno y menor acidez de la solución.

Básico1410-14

BásicoBásico

812

10-8

10-12

Neutro710-7

Ácido310-3

Ácido210-2

Ácido110-1

CarácterpHH3O+

Básico1410-14

BásicoBásico

812

10-8

10-12

Ácido310-3

Ácido210-2

Ácido110-1

Neutro710-7

CarácterpHH3O+Cuando el pH pasa a básico se

produce una rápida transformación del

amoniaco del agua en amoniaco,

ccaracterizado por una disminución de

la concentración de ácido, dando lugar

a cifras de pH altas, lo que significa un

pH básico.

Si H3O+ mayor que 10-7 = solución ácida y pH menor a 7.

Si H3O+ menor que 10-7 = solución básica y pH mayor a 7.

En un lodo nuevo el pH está en un rango de 7 a 9,5; es decir en la zona del punto

isoeléctrico de suspensión formada por el lodo.

Fuera de esta zona aparece la floculación; 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.


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Capítulo 3.- Viscosidad del fluido La viscosidad es la principal característica de la mayoría de los productos lubricantes. Es

la medida de la fluidez a determinadas temperaturas.

Si la viscosidad es demasiado baja la película lubricante no soporta las cargas entre las

piezas y desaparece del medio sin cumplir su objetivo de evitar el contacto metal - metal.

Si la viscosidad es demasiado alta, el lubricante no es capaz de llegar a todos los

intersticios en donde es requerido.

Al ser alta la viscosidad, es necesaria mayor fuerza para mover el lubricante originando de

esta manera mayor desgaste en la bomba de lodos, además de no llegar a lubricar

rápidamente en el arranque en frío.

La viscosidad debe ser la menor posible para disminuir las pérdidas de carga debidas al

flujo del lodo y la potencia de la bomba, así como para permitir una buena separación de

las partículas de arena arrastradas por el fluido de perforación o lodo.


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Tampoco debe ser demasiado baja, para evitar que durante la perforación se sedimenten

en los pozos las partículas inertes.

La viscosidad está ligada al estado eléctrico del fluido de perforación, es decir a su pH. Es

la que asegura la continuidad de la costra frente a los horizontes impermeables. Se mide o

expresa en poises, centipoises.

Capítulo 4.- Densidad del fluido

La densidad, es una característica de cada sustancia. En el caso de los fluidos de

perforación, se define como el cuociente entre la masa del fluido y el volumen que ocupa.

El valor de la densidad de un fluido de perforación suele ser aproximadamente 1,2 g/cm3

Puede aumentarse para impedir la entrada

en el pozo de algunos mantos cautivos de

agua; luego la presión diferencial que debe

emplearse a de ser por lo menos de 25 a

30 kilos por cm2


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La arcilla diluida en el agua no permite sobrepasar un valor de 1,4; por encima del cual los

lodos no son bombeables. Entonces se carga el lodo con productos como pirita, siderita,

galena o barita, en cuyo caso la densidad del lodo puede llegar a 2,4. El lodo denso ejerce

contra las paredes del pozo una contra presión que mantiene las formaciones en su sitio.

Características Medias de un Lodo de Perforación

• Densidad, 1,2 g/cm3

• Viscosidad Marsh (embudo calibrado)

de 30 a 70 centipoises.

• Gel en el minuto 0 a 10

• Gel en el minuto 10,1 a 50

(viscosímetro Stormer)

• Costra inferior a 6/32 de pulg. (5 mm)

• Contenido en arena inferior a 2 o 3%

Vigilancia de los Lodos El consumo de lodo, que circula en circuito cerrado, es pequeño; teóricamente bastará

aumentar la cantidad del mismo, para compensar el aumento del volumen de la

perforación debido a su avance.

Algunos incidentes pueden hacer precisos su renovación o su modificación. Un horizonte

permeable puede absorber lodo; si se trata de una fisura, el lodo desaparece hasta que se

obtura dicha salida. Luego hace falta compensar las pérdidas.

Algunas arcillas que forman horizontes importantes pueden peptizarse en lodo y aumentar

peligrosamente su viscosidad; entonces hay que hacer una reducción de la misma.

Las aguas saladas, el yeso, el cemento pueden flocular el lodo, bloqueando así la

herramienta de perforación.


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El exceso de arena, debido a un desarenado insuficiente, provoca el desgaste de las

bombas, tubos, coronas y un aumento del agua libre pueden llegar a ser necesario

reemplazar todo el lodo.

Por esta razón se hace necesaria una vigilancia permanente del lodo durante la

perforación de un pozo.

Capítulo 5.- Programación de un fluido de perforación Para programar los fluidos para cada pozo, se requerirá de la siguiente información:

• Diámetro y profundidad del pozo

• Diámetro de las barras de perforación

• Geología esperada del terreno, incluyendo: pérdida de circulación, derrumbes,

arcillas, etc.

• Razón de bombeo y capacidades de presión de la bomba.

• Las medidas de los estanques de superficie y el equipo disponible.

• Razón de penetración esperada durante la perforación.

• Calidad del agua de terreno (ddureza, pH).

El programador de fluido deberá considerar: 1. Si se requiere un sistema inhibidor.

2. Si el agua de terreno presenta algún problema.

3. Métodos para combatir pérdidas de circulación o derrumbes y en que lugares son

esperados.

4. Si las formaciones contienen arcillas.

5. Que tipo de lubricación es necesaria.

6. Las características reológicas y la viscosidad del fluido.


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Capítulo 6.- Tipos y aplicaciones fluidos

TIPO VISCOSIFICADOR

USO VENTAJA

• En ggeneral para perforación diamantina, iinhibidor(encapsulador) de arcillas.

• Estabilizador de espumas (pozos de agua). • Se usan con bentonitas y arcillas naturales,

evitando derrumbes. • Perforación de pozos de agua con corona o

tricono normal o reversa. • Remoción rápida de detritos en canaletas y

estanques de decantación. • Reducidor de pérdida de fluido en lodos. • Inhibidor de formaciones hidrofílicas

• Previene el agrupamiento de detritos en la corona o tricono (arcillas, limos, lavas, etc).

• Mejora la limpieza y estabilidad de pozos.• Mejora la recuperación de testigos. • Lubrica las barras de perforación. • Usar en aguas contaminadas con Ca, Mg

y sales naturales. • Mejora las condiciones reológicas del

fluido.

TIPO ESPUMANTE

USO VENTAJA

• Perforación rotatoria con aire y de percusión de pozos de agua y antepozos.

• Usar en pozos profundos (> 1000 mts) en donde se esperan grandes influjos de aguas dura o salinas (tratarlas).

• Mayor razón de penetración y prolongación de la vida tricono o martillo ya que vida del extrae eficientemente detritos de gran tamaño.

• Suspensión de detritos cuando la circulación se detiene. • Mejoramiento en la eficiencia del martillo gracias a la

espumación de influjos de agua, lo que reduce la presión hidrostática inversa.

• Eliminación de polvo en áreas de trabajo, reduciendo el efecto dañino de la inhalación y de la contaminación de equipos.

TIPO LUBRICANTE

USO VENTAJA

• Lubricación de coronas y

barras

• Aumenta la velocidad de penetración y los efectos sinérgicos con otros lodos o aditivos.

• Prolonga la vida de la corona. • Reduce el desgaste de barras. • Biodegradable y 100% soluble en agua, no altera las

muestras ni daña el medio ambiente. • Forma una película lubricante altamente resistente en

las barras, coronas y paredes del pozo. • Prolonga la vida de las coronas al reducir la vibración.


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TIPO DETERGENTE

USO VENTAJA

• Dispersar arcillas y bentonitas mejorando la homogeneidad.

• Enfría y limpia la corona. • Ayuda en la decantación de detritos en

lodos. • Evita atrapamientos en sectores

arcillosos. • Se usa para soltar pegadas de

herramientas o pescas.

• Ayuda a formar una pared delgada y firme en presencia de arcillas.

• Mejora el enfriado de la corona o tricono y su vida útil.

• Aumenta la velocidad de penetración en lodos o formaciones plásticas.

• Previene la adherencia de sedimentos al interior de las barras de perforación.

INHIBIDOR

USO VENTAJA

• Para inhibir la expansión de arcillas, esquistos, limos en lodos.

• Inhibe efectivamente la adsorción del agua de arcillas, barros, limos y otras formaciones sensibles al agua.

• Previene lavados y atrapadas por expansión. • Aumenta la velocidad de penetración. • Mejora la recuperación de testigos.

ADITIVO PERDIDA DE CIRCULACIÓN

USO VENTAJA

• Para taponar y sellar fisuras y grietas en rocas fracturadas o de alta permeabilidad que producen pérdida de lodo.

• Para ser agregados en trabajos de cementación a la lechada para darle mayor viscosidad y evitar su fuga total en grietas.

• Reduce la resistencia final del cemento haciéndolo menos quebradizo y más fácil de reperforar.

• Resultados rápidos y permanentes. • Diseñado para actuar en fisuras

pequeñas, las que representan el mayor % de las pérdidas totales.

• Mantiene el pozo lleno, reduciendo el riesgo de derrumbes producto de las vibraciones y de la pérdida de presión estática.

ABLANDADOR AGUA

USO VENTAJA

Para reducir o eliminar la dureza del agua y elevar e pH.


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Modulo 7.- Glosario

Operación diamantina Drill rod : Barra de perforación Wireline : Línea de cable o alambre. Cutting : Recorte, sedimento, detrito de perforación. D T H : Down the hole : Dentro del pozo (hoyo) D T H H : Down the hole hammer : Martillo dentro del pozo. D D H : Diamond drill hole. Pozo diamantino Diamond : Diamante. Reaming Shell : Barril sacatestigo (tubular). C F M : Cubic Feet per Minute : pies cúbicos/minuto. Capacidad

Compresor. P S I : Pound Square Inch : Libras/pulgadas al cuadrado. G P M : Galón /min = 3.785 lt/min. F P M : Feet per Minute = pies/min. Velocidad barrido del aire. Diamond Core : Núcleo, testigo de diamante. Water Well : Pozo de Agua. Well : Pozo Check List : Lista de Verificación. Drill : Taladro, broca. Drill Pipe : Tubo de perforación, casing. Casing : Revestimiento. Limestone : Piedra caliza. Pipe : Tubo, caño. Reamer : Escarear, ensanchar. Impregnated core bit : Corona diamante impregnada. Barra de perforación: Es un tubo trefilado que traslada el empuje y la rotación desde la unidad de rotación de la sonda hasta el tubo sacatestigos (barril). Barril: Herramienta de tubo doble, interior y exterior, donde se almacena el testigo de perforación. Bomba de inyección: Equipo cuya función es bombear fluido al pozo durante la perforación. Cabeza inyectora: Elemento por donde se inyecta el fluido de perforación. Consola: Tablero que contiene todos los instrumentos y comandos encargados del control y operación de la sonda (rotación, avance, extracción y movimiento de herramientas).


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Corona diamantada: Bit o herramienta usada para perforar y mediante la cual se recuperan los testigos. Culatín: Cabeza del tubo interior donde se engancha el pescante para su extracción. Escariador: Herramienta que va instalada después de la corona, sirve para mantener el diámetro del pozo, evitar el desgaste prematuro de la corona y estabilizar la columna de barras. Fluido de perforación: Mezcla de agua y aditivos que se usa como fluido de perforación; cuyo fin es remover y sacar el sedimento del pozo, enfriar y lubricar la corona diamantada y para proteger la pared del pozo, evitando que se derrumbe.

Mordaza: Piezas que van instaladas en la prensa o el cabezal, encargadas de apretar y sostener la columna durante la perforación, acople o desacople de barras. Pescante: Herramienta que se usa para rescatar el tubo interior en donde viene almacenado el testigo. Tubo sacatestigo wireline: Es un tubo que extrae el testigo, sin levantar las barras. Tubo sacatestigo convencional: Es aquel que para recuperar el testigo, requiere de la extracción de toda la sarta. Testigo: Muestra de forma cilíndrica, que se obtiene de las perforaciones con coronas diamantadas. Telegrama: Tubo ranurado de 0,5 m de largo aproximado, que tiene por función, desenganchar el pescante del tubo interior, cuando éste queda pegado. Columna de perforación, cuelga, sarta: Es una columna compuesta por la corona, el barril y las barras de perforación.


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Revestimiento: Tubería que sirve para proteger el pozo en caso de derrumbes por sobrecarga, evitar pérdidas de agua y reducir el diámetro del pozo cuando se desea continuar el sondaje con un diámetro de barra inferior.

Lodo : Líquido muy denso que se hace circular al interior de un pozo para evitar hundimientos y lubricar las herramientas(coronas, triconos, martillos, etc.) Solvatación : De solvente. Fenómeno en virtud del cual las moléculas de un cuerpo disuelto pueden combinarse con las del solvente para formar hidratos u otros compuestos. Acidez : Calidad del ácido. Exceso de iones de hidrógeno (H+) en una solución acuosa. Cantidad de ácido libre en los aceites, resinas, etc. Soda : Sosa. Oxido de sodio (Na), base muy cáustica. Coloide : Gelatina. Cuerpo que, disgregado en un líquido, aparece como disuelto por la extremada pequeñez de sus partículas, pero que, a diferencia del cristaloide, no se difunde con su disolvente si tiene que atravesar ciertas láminas porosas. Poise : Unidad de viscosidad dinámica, décima parte de un poiseville. Viscosidad : Resistencia que ofrece un fluido al movimiento relativo de sus moléculas.


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Tixotropía : Del griego thicis = tacto + tropos = vuelta. Propiedad del gel que, al ser agitado, pasa al estado líquido, volviendo por si mismo al estado coloidal, cuando se deja en reposo. Densidad : Calidad de denso. Relación entre la masa y el volumen de una sustancia o entre la masa de una sustancia y de un volumen igual de otra sustancia tomada como patrón. Denso : Que contiene mucha materia en poco espacio. Compacto. Isoeléctrico : Cuerpo eléctricamente neutro, que posee el mismo número de cargas (+) que (-). Floculación : Coagulación de un precipitado fínamente dividido, para formar partículas de mayor tamaño. Tanino : Sustancia ácida, muy astringente, que se extrae de algunos vegetales. Polimerizar : Convertir una sustancia en otra de la misma composición, pero de un peso molecular doble o triple. Peptización : Gran peligro de hinchamiento ácido por adición muy rápida o sobredósis.


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