Cómo hacer una plataforma de perforación de pozos

Métodos de perforación de pozos ↑

El método de perforación se elige según el tipo de suelo en el sitio. Hay dos tipos de movimientos de herramientas que le permiten seleccionar el suelo: impacto y rotación. El golpe le permite "morder" el suelo, después de lo cual la herramienta se retira y se limpia. La rotación elimina la tierra gradualmente. El taladro se sumerge en el suelo y empuja el suelo hacia afuera. Los métodos de perforación pueden basarse en el principio de impacto, rotación o una combinación de ambos tipos de movimiento. Hay algunos de los métodos más comunes:

Barrena

El método de perforación más común. Las cuchillas de la barrena aflojan el suelo y lo llevan a la superficie. Las propias cuchillas están soldadas a la tubería en un ángulo de 90 grados. Tal herramienta no es muy conveniente, porque. parte del suelo triturado se vierte. Si el ángulo de inclinación de las cuchillas es de 30 a 70 grados, entonces el suelo extraído no se tritura y no se vierte nuevamente en el pozo.

Kolinski

La herramienta de perforación de núcleo es una tubería con una corona especial equipada con elementos de corte afilados. El principio de funcionamiento se basa en romper el suelo y elevar los lodos a través de la tubería. Este método es muy adecuado para perforar en terrenos duros. El diámetro del pozo corresponde al diámetro de la tubería. El lodo, elevado en un "vaso" de metal, se elimina con un mazo. Para que las paredes del pozo no se derrumben, se suministra agua con arcilla. La tubería se alarga a medida que se profundiza en el suelo, aumentando las varillas adicionales de 1,2-1,5 m cada una.

Cuerda de choque

El dispositivo para este tipo de perforación es un trípode de dos metros, en el que se instala un bloque con un cable sobre él. Se adjunta un achicador al extremo del cable, una herramienta de corte y agarre. El achicador "saca" la tierra, luego se levanta con un cable y se limpia a través de un orificio tecnológico especial. Para simplificar el proceso, se vierte agua en el pozo, que luego se retira.

Choque-rotacional

El dispositivo para la perforación rotatoria de percusión es casi el mismo que para la percusión de cuerda. Además de los movimientos de percusión, la instalación también realiza movimientos de rotación. Esto le permite hacer el trabajo mucho más rápido. Para suelos duros, el método de rotación de choque se considera el más efectivo.

Para pozos, puede utilizar un taladro de hielo convencional. El único problema que puede surgir es la longitud insuficiente de la varilla. A medida que se profundiza en el suelo, se puede construir con elementos adicionales hechos en casa.

Modelos Populares

Una plataforma de perforación de tamaño pequeño, cuyo precio y calidad están perfectamente correlacionados, permite a los usuarios resolver el problema de organizar un pozo. Las instalaciones de producción doméstica son muy populares entre los consumidores.

Para perforar un pozo de hasta 70 m de profundidad, los usuarios eligen la unidad RB-50/220. Este es un equipo de pistón, cuyo costo es de 80 mil rublos. Si desea crear pozos de hasta 100 m de profundidad, debe dar preferencia al modelo RB100/380. La potencia del motor es de 4,2 kW. Este es un equipo de grado profesional. El precio de esta unidad es de unos 120 mil rublos.

Para pozos pequeños de hasta 15 m de profundidad, puede adquirir la perforadora de barrena UBK-12/25. El precio del equipo nuevo es de 200 mil rublos.

Si desea utilizar la instalación no solo para crear pozos de agua, sino también para instalar pilas y organizar los cimientos, debe comprar el equipo PM-23. El costo del equipo es de 110 mil rublos.

Ventajas y desventajas de los pozos.

Un pozo en la arena tiene una serie de ventajas, entre ellas:

1. costos de efectivo insignificantes debido a la presencia poco profunda del acuífero arenoso;
2. la instalación no requiere mucho tiempo (recolección y preparación para la operación 1-2 días);
3. una pequeña cantidad de hierro disuelto, que mejora significativamente sus propiedades;
4. no es necesario obtener documentación especial, que es necesaria al perforar pozos artesianos;
5. la productividad es mayor que la de los pozos (1-1,5 m3/hora);
6. la conveniencia de usar MBU en un espacio limitado, así como en sótanos y habitaciones donde no hay acceso a un automóvil;
7. ningún daño serio al paisaje del patio trasero;

Los pozos de arena también tienen desventajas:

• sucede que al desarrollar un pozo, falta un acuífero arenoso;
• la vida útil es de 6 a 10 años sujeta a limpieza periódica;
• no siempre agua de alta calidad, cuando se usa, existe la necesidad de filtración;
• con un calibre de sarta de revestimiento de 135 mm, el suministro de agua está limitado a 500 litros.

Los principales pros y contras de un pozo para piedra caliza:

• mayor productividad en comparación con un pozo de arena;
• la vida útil es de 50-60 años;
• no se sedimenta, por lo que no se requiere una limpieza constante;
• la ubicación del pozo en la parcela no es importante, ya que el acuífero está en todas partes;
• la profundidad del acuífero es significativa, por lo que el desarrollo del pozo es costoso;
• la instalación requiere más tiempo (recolección y preparación para la operación al menos 3 días);
• alto contenido de hierro disuelto, que empeora las propiedades del agua potable.

Con una instalación de pequeño tamaño, lo más práctico es perforar un pozo en la arena, pero también es posible realizar perforaciones más profundas. Un pozo de agua en un acuífero arenoso puede tener una profundidad de no más de 40 metros y un calibre de 125-135 mm. No tiene grandes diferencias con la fuente artesiana, excepto que el interior del pozo de arena siempre está hecho de una tubería (generalmente de plástico, PVC). Para proteger la cubierta de PVC de la presión del suelo a grandes profundidades, se fabrica una cubierta protectora de metal en pozos artesianos.

Desventajas y ventajas

Una máquina perforadora de pozos de agua casera tiene ventajas y desventajas, como cualquier otra técnica. Las ventajas son las siguientes:

• • Alto grado de mantenibilidad. Cada pieza es reemplazable, lo que hace que la vida útil sea bastante larga.
  • Dimensiones compactas, peso ligero.

• Los dispositivos caseros son mucho más baratos.
• Versatilidad y eficiencia.Posibilidad de aplicar en un área limitada.
• Instalación y desmontaje rápidos, una máquina perforadora de bricolaje de tamaño pequeño se puede transportar en un remolque de automóvil.

Las principales desventajas son la necesidad de cambiar regularmente las tuberías por otras más largas si la profundidad de inmersión alcanza más de 10 metros, así como la necesidad de dedicar tiempo a su fabricación.

La fabricación de una plataforma de perforación de agua permitirá al propietario crear un sistema de suministro de agua autónomo sin la participación de especialistas. El diseño de ingeniería no es difícil, por lo que cada persona puede crearlo sin habilidades ni experiencia especiales.

División por tipo de trabajo realizado

De acuerdo con este criterio, los equipos de perforación de pozos son:

• Operacional. Las máquinas se utilizan en la etapa de exploración de rocas en el campo. Su objetivo principal es tomar muestras de suelo para aclarar datos sobre geología.
• Inteligencia. Esta técnica se utiliza para recolectar muestras de suelo del campo. Con base en los resultados de su investigación, es necesario determinar el valor de la instalación industrial.
• Para la perforación de pozos técnicos. Los agujeros son necesarios en la construcción de edificios y estructuras para diversos fines, para la construcción de cimientos. También se pueden clasificar como un tipo de plataformas de perforación de petróleo y gas.

Tipos de instalación

Las plataformas de perforación se utilizan no solo en tierra, sino también en el agua. A menudo pueden realizar varios tipos diferentes de trabajo. Para perforar un pozo determinado, se selecciona una plataforma de acuerdo con la carga permitida en el gancho. La carga no debe exceder el peso (en el aire) de la sarta de revestimiento más pesada. A la hora de elegir el modelo y tamaño del equipo, es necesario tener en cuenta las condiciones climáticas, geológicas, de tráfico y energéticas.De acuerdo con estos datos, se selecciona el tipo de accionamiento (eléctrico o diésel) y el esquema de instalación. Hay muchos enfoques para la clasificación de las plataformas de perforación. Se pueden subdividir según:

Dislocaciones: flotantes y molidas. flotantes son:

• PBBU (semisumergible);
• SME (estacionario marino);
• SPBU (autosumergible)

Modo de movimiento: no autopropulsado y autopropulsado.

Tipo de trabajo:

• para el desarrollo de yacimientos: gas, petróleo y aguas subterráneas;
• para la investigación geológica profunda.

Estos últimos, a su vez, se dividen en plegables y no plegables. Los colapsables (pequeño bloque y bloque grande) se utilizan para la construcción de pozos de hasta 10.000 m de profundidad.

Las estructuras de perforación varían en tamaño. Estas pueden ser máquinas pequeñas que pueden ser operadas e instaladas por dos personas, o equipos enormes montados en torres de acero y atendidos por un equipo de especialistas.

Las plataformas de perforación también se dividen según el tipo de roca que se perfora. En áreas cubiertas por un estrato sedimentario espeso y rocas duras, la perforación de pozos se realiza con los siguientes equipos:

• barrena (para suelo blando);
• cuerda de choque (se usa muy raramente, solo para perforación exploratoria);
• rotacional (en depósitos improductivos);
• máquinas "Empire" (al explorar depósitos de bauxita para perforar a una profundidad de 9-12 m de depósitos sueltos).,

Se pueden clasificar según el método de perforación. Pero el principal parámetro de clasificación es la capacidad de carga, que determina el diseño y las características del equipo de perforación y de energía entrante. La capacidad de elevación depende de las cargas durante la subida y bajada de la sarta de perforación y tubería de revestimiento y de las cargas.

Hay dos características de las máquinas perforadoras:

1. Capacidad de carga nominal, que está determinada por la duración del uso del equipo.
2. La capacidad de carga máxima está determinada por sobrecargas a corto plazo de la instalación.

La diferencia entre la capacidad de carga máxima y nominal aumenta con la profundidad del pozo. Debido al hecho de que es posible una sobrecarga a corto plazo cuando se perfora un pozo profundo, el equipo debe ser más grande que cuando se trabaja con un pozo poco profundo.

Según la capacidad de elevación de la instalación nominal para perforación de producción y exploración, se dividen en cinco clases. En presencia de una amplia variedad de diseños y profundidades de pozos, diversos propósitos y condiciones, es imposible estar satisfecho con un tamaño estándar de la instalación. Por lo tanto, según GOST, el equipo difiere en la carga permitida en el gancho.

Tipos de trabajos realizados

Dependiendo de los parámetros de las tareas realizadas, el equipo operado tiene subcategorías:

• equipo operativo;
• dispositivos de reconocimiento;
• máquinas para procesos técnicos y auxiliares.

tipos de pozos

Los complejos operativos se utilizan en el muestreo preliminar de rocas para trabajos posteriores e investigación del suelo. Durante el trabajo de ingeniería, el parámetro del pozo tiene una profundidad insignificante.

Los vehículos de reconocimiento se utilizan para la prospección geológica de minerales. En la exploración geológica, se utilizan para encontrar petróleo y gas.

En los mismos procesos para el estudio de reservorios de agua y perforación de pozos artesianos.

El equipo auxiliar se utiliza para hacer orificios para pilotes en la construcción cuando se colocan cimientos de varias profundidades y propósitos.

¿Cómo perforar pozos?

El paso al acuífero que se encuentra en aguas poco profundas se puede hacer a mano utilizando uno de los tres tipos de perforación:

1. manual;
2. cuerda de choque;
3. choque.

El método para hacer el pozo se selecciona según el tipo de suelo y la profundidad del pasaje.

Perforación manual de pozos

Si no se utilizan equipos adicionales, un trípode de perforación (torre) y un sistema de bloques, se puede perforar un "pozo" a una profundidad de hasta 20 m.

Tecnología de perforación:

• Se instala un trípode en el área de paso seleccionada. La altura de la torre debe ser de 1 a 2 m más alta que la longitud de la sección de la barra de perforación.
• Una pala hace un hueco para una o dos bayonetas para centrar y guiar el paso del filo de la broca.
• Para profundizar el taladro a una profundidad de más de un metro, necesitará la ayuda de un compañero. Una persona no puede continuar perforando debajo de los pilotes.
• Si hay dificultades con la extracción del taladro del orificio, es necesario girarlo en la dirección opuesta a la perforación de 2 a 3 vueltas y retirarlo.
• Cada 500 mm de profundización, es necesario quitar el taladro y limpiarlo del suelo.
• El proceso de perforación se repite hasta que el mango de la plataforma de perforación alcanza el nivel del suelo.
• La barra de perforación se toma junto con el taladro y se extiende con una sección adicional.
• Todas las operaciones se repiten hasta llegar al acuífero. Esto está determinado por el tipo de suelo que se extrae.
• Después de llegar al depósito con agua, debe continuar perforando hasta obtener una capa sólida (resistente al agua). Esto llenará el pozo con el volumen máximo de agua.
• El bombeo de agua que contiene suelo se puede realizar utilizando una bomba de tipo manual o sumergible.
• Después de bombear 3 o 4 baldes de agua turbia, debería aparecer agua limpia. Si el agua clara no se ha ido, es necesario aumentar la profundidad de desarrollo en 1,5 a 2 metros.

Sugerencia: use las opciones de diseño de la plataforma para excavar la mayor cantidad de suelo posible, ya que esta es una operación que requiere mucho tiempo.

Instrumentos:

• trípode;
• Bóer;
• mangueras para bombear agua;
• barra de perforación compuesta;
• bomba o bomba.

Perforación por percusión

Un pozo hecho con este método de perforación tiene una larga vida útil de 80 años o más, un mayor suministro y afluencia de agua. El proceso de trabajo consiste en la destrucción y trituración de la roca en un ciclo cerrado con un impactador especial.

Proceso de perforación:

1. La plataforma de perforación se coloca sobre el punto para profundizar el cristal de conducción (tolva, broca).
2. Se hace un rebaje de guía para el paso de la pendiente.
3. El perforado del primer metro del pozo se puede realizar manualmente.
4. A continuación se instala una guía, en forma de tubo de acero de mayor diámetro que el diámetro del vidrio.
5. La pendiente se arroja a la tubería al soltar el cabrestante al impactar, el suelo se destruye y se tritura, llenando así el vaso. La presencia de una válvula especial evita que el suelo se derrame fuera del proyectil.
6. Después de eso, el vidrio se eleva y se excava el suelo roto.
7. El ciclo se repite nuevamente hasta llegar al acuífero.

Este método de perforación es laborioso y dura hasta varias semanas. Por lo tanto, es mejor usarlo para perforar pozos en los siguientes tipos de suelo:

• arcilla;
• en margas;
• en suelo blando (regado);

perforación de percusión

El principio del paso de choque como cuerda de choque. La diferencia es que las brocas para taladrar son de cara y el golpe se realiza sobre ellas con la ayuda de un percutor.De esta forma, se puede llegar a profundidades de más de 100 m.

La perforación se puede realizar en muchos tipos de suelos:

1. suelo blando: se usa un cincel en forma de cuña;
2. suelo viscoso: un cincel en forma de I;
3. rocas duras - forma de cruz de la barrena;
4. cantos rodados - una forma piramidal de un cincel.

Cómo funciona la perforación:

• se instala una plataforma de perforación;
• se inserta un cincel en la cara, seleccionado para un determinado suelo;
• desciende un proyectil, peso de 500 a 2500 kg, desde una altura de 300 a 1000 mm;
• después del impacto, el suelo se parte, el cincel se entierra en el suelo;
• el proyectil sube y el ciclo se repite;
• frecuencia del ciclo - 45 - 60 latidos / min .;
• después de pasar cada 200 - 600 mm, la broca se retira del frente y se limpia del suelo.

Cómo hacer una plataforma de perforación rotatoria

La plataforma de perforación hidráulica debe tener un marco que le permita mover hacia arriba / abajo el motor, al que se conecta el taladro a través de un eslabón giratorio. El agua también se suministra a través de la rótula en la columna.

Principios de construcción de un taladro.

Al hacer una plataforma de perforación con sus propias manos, se recomienda el siguiente procedimiento:

• Primero debe haber un eslabón giratorio y varillas. Si no es un tornero calificado o no tiene uno en mente, entonces es mejor comprar estas piezas. En su fabricación se requiere una alta precisión, que se puede lograr con altas calificaciones. Además, las roscas en el eslabón giratorio y las varillas deben ser las mismas, o se requerirá un adaptador. El hilo de las varillas es mejor: un trapezoide, ya que pocos de los torneros pueden hacer uno cónico.
• Comprar motorreductor. Si la potencia es de 220 V, entonces sus características son las siguientes: potencia 2,2 kW, revoluciones - 60-70 por minuto (lo mejor: 3MP 31,5 o 3MP 40 o 3MP 50).Los más potentes solo se pueden suministrar si hay una fuente de alimentación de 380 V, y rara vez se necesitan más potentes.
• Compre un cabrestante, puede ser manual o eléctrico. La capacidad de carga es preferiblemente de al menos 1 tonelada (si es posible, más es mejor).

• Cuando todos estos componentes estén disponibles, puede cocinar el marco y hacer un taladro. Después de todo, todo este equipo está conectado a él, y los tipos de accesorios pueden ser diferentes, es imposible adivinarlo.

El marco de la mini plataforma de perforación consta de tres partes:

• plataforma horizontal;
• marco vertical;
• marco móvil (carro) en el que se fija el motor.

La base se cocina con un tubo de pared gruesa: espesor de pared de 4 mm, mínimo - 3,5 mm. Mejor: de una sección perfilada de 40 * 40 mm, 50 * 50 mm más o menos, pero también es adecuada una redonda. En la fabricación del marco de una pequeña plataforma de perforación, la precisión no es importante

Es importante observar la geometría: verticalidad y horizontalidad, los mismos ángulos de inclinación, si es necesario. Y los tamaños son "personalizados" de hecho

Primero, el marco inferior se cocina, se mide. Según las dimensiones disponibles, se hace un marco vertical y, según sus dimensiones, un carro.

Usted mismo puede hacer un taladro simple: están hechos de acero común (dibujo en la foto a continuación). Si toma acero de alta aleación, es difícil soldarlo a las varillas. Para suelos complejos y rocosos, es mejor comprar un taladro en una campaña especializada: tienen una forma compleja, hay muchos tipos diferentes.

Taladro dibujo 159 mm

Para facilitar el trabajo, conecte dos mandos a distancia con posibilidad de marcha atrás. Uno se pone en el motor, el segundo en el cabrestante. Eso, de hecho, es todo.

En el diseño de una plataforma de perforación para perforación rotatoria o con barrena, lo principal es un eslabón giratorio, pero no es realista fabricarlo sin experiencia. Para aquellos que quieran hacerlo ellos mismos, publicaremos una foto y su dibujo.

Dispositivo giratorio para instalación de escombros

Dibujo de un eslabón giratorio para una pequeña plataforma de perforación

Características de la perforación de percusión neumática.

La perforación con percusión pertenece a las tecnologías de perforación por percusión rotatoria y es la más utilizada en el campo de la ingeniería y los estudios geológicos, así como para la perforación de pozos de agua. Con la ayuda de la perforación con una herramienta neumática, es posible realizar trabajos de mina de pozos verticales y direccionales en el suelo hasta la décima categoría de perforabilidad.

La principal característica distintiva de la técnica es destruir la roca.
utilizado simultáneamente impacto y acción de rotación realizada
respectivamente con un martillo neumático y un rotador de plataforma de perforación.

El cuerpo de trabajo de la máquina es un martillo de fondo de pozo. Con la ayuda de un dispositivo de válvula, el aire comprimido que fluye a través de la barra de perforación hace que el martillo avance y retroceda, golpeando el vástago de la broca. Al mismo tiempo, el martillo neumático gira junto con la varilla; el rotador está ubicado fuera del pozo. Las virutas de perforación se eliminan del pozo con aire comprimido.

Ventajas y desventajas de perforar con
martillo

Las principales ventajas de la perforación con martillo neumático son la alta velocidad
creación de pozos, limpieza efectiva de recortes, la capacidad de trabajar en
roca fracturada y eliminar el costo de bentonita y envío
agua para lavar.

También incluimos los siguientes beneficios:

• El ciclo de perforación es varias veces más corto que los considerados anteriormente.La tecnología de perforación con martillo permite crear pozos mucho más rápido que perforar con fluido de perforación. La razón principal es que la velocidad del flujo de aire es mucho mayor que la velocidad de la solución de lavado;
• Limpieza asociada del pozo durante la perforación. La eliminación de recortes se logra mediante el movimiento de un poderoso flujo de aire ascendente en el espacio entre la sarta de perforación y la pared del pozo;
• No es necesario utilizar una solución de lavado, para cuya fabricación es necesario comprar bentonita y organizar el transporte de agua al lugar de trabajo;
• Cambio rápido y cómodo de la herramienta de perforación.

Las desventajas de la perforación por el método de percusión neumática incluyen la necesidad de un gran volumen de aire comprimido, es posible atascar la sarta de perforación al perforar acuíferos y rocas con mayor fracturamiento. Se debe garantizar la estabilidad de las paredes del pozo.

brocas de diamante

La herramienta de perforación de diamante es una matriz de trabajo de diamante de aleación dura en una caja de acero, que está equipada con una rosca de bloqueo de tipo cónico de conexión interna.

Tales herramientas de perforación difieren en la forma de la matriz de trabajo, en las características de calidad de los diamantes utilizados, así como en los sistemas de lavado utilizados.

Dichos polvos que contienen metales retienen bien los diamantes y permiten producir matrices de trabajo con diferente dureza y resistencia al desgaste. Las matrices de diamante a base de tungsteno tienen el mejor rendimiento en términos de características cualitativas como fuerza, resistencia al desgaste y conductividad térmica.

En la fabricación de cabezales de perforación para herramientas de perforación de diamante se utilizan los llamados diamantes técnicos con un peso de 0,05 a 0,34 quilates. En la producción de una broca de este tipo, por ejemplo, con un diámetro de 188 milímetros, se consumen de 400 a 650 quilates (de dos a dos mil quinientos granos de diamante).

Los cabezales de perforación de brocas de diamante se fabrican en dos modificaciones:

• de una sola capa (tipos KR. KT, DR, DT t DK), en los que se colocan granos de diamante en la capa superficial de los bordes de trabajo de las matrices metálicas según ciertos esquemas;
• Yu impregnado (tipo DI) en el que los granos finos de diamante se distribuyen uniformemente por toda la matriz.

herramienta de perforación de diamante

Los cinceles de diamante son de los siguientes tipos:

• con un arreglo superficial de diamantes;
• impregnado (los diamantes se colocan en la superficie hasta 8 milímetros);
• herramientas de diseños especiales;
• con disposición radial de canales y con una superficie exterior de tipo bicónico (DR);
• con un canal de presión y con protuberancias toroidales (DK);
• con un tipo sintético de colocación de granos de diamante (C);
• con granos de diamante impregnados (I);
• con hoja (DL);
• con cono interno (DV);
• impregnado con extremos puntiagudos de las cuchillas (DI);
• universales (DU).

Tal herramienta de corte de roca se usa cuando se perforan pozos profundos (más de tres kilómetros). La durabilidad de una herramienta de diamante es 20-30 veces mayor que la de una herramienta cónica.