La técnica de PHD: a la vanguardia de nuevos retos

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Perforación
Horizontal
Dirigida
La técnica de PHD:
a la vanguardia de
nuevos retos
Doble enlace mediante PHD del Anillo Hídrico de Mérida
Cruce Norte
Mérida
Cruce Sur
El proyecto para el abastecimiento de la
ciudad de Mérida contemplaba dos cruces por
debajo del Río Guadiana, el cruce norte de
485m y el cruce sud de 360m, a ejecutar
mediante la técnica de perforación horizontal
dirigida (PHD) para la posterior instalación de
un tubo de Ø710mm en cada uno de ellos,
consiguiéndose así la interconexión de una
instalación que rodeará Mérida y mejorará por
tanto las garantías de servicio de la ciudad.
El sustrato del Río es todo él rocoso, del tipo
roca granítica de dureza y resistencia variable
según el grado de alteración del mismo (100200 MPa).
La campaña de investigación
Como paso previo al inicio de los trabajos de
perforación, se llevó a cabo una minuciosa
investigación de la zona de trabajo con el objeto
de verificar la naturaleza de la geología del
sector, así como poder diseñar detalladamente
las operaciones a realizar.
Geología del sector
El Río Guadiana a su paso por Mérida
presenta un cauce muy ancho y de poca
profundidad (2.5 m máximo). Las gravas que en
él pueden encontrarse son principalmente
cantos de cuarcita y granito con escasa/nula
matriz y un espesor variable comprendido
entre 4-5 m por debajo del lecho del río.
La campaña de geotécnica confirmó las
características de la roca del sector: granítica,
con intensa fracturación, y durezas a
compresión simple homogéneas en un rango
comprendido entre 140 – 192MPa.
Hinca inclinada. Casing inicial
En ambas riberas existe además una llanura
de aluvión con un espesor de 7 a 10 m,
constituida por bolos de cuarcita y granito de
matriz limosa y arenosa.
Puesto que el contacto de la roca se situaba
a profundidades a las que no era factible la
excavación, hubo que rediseñar el trazado para
permitir la ejecución de casings en los puntos
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Horizontal
Dirigida
rotura de las roscas de las varillas. En este
aspecto, se diseñó un trazado con un radio de
600m, consiguiéndose a pasar a una cota bajo la
lámina de agua del rio de 37m.
Esta perforación piloto, ejecutada mediante
sistema de guiado Paratrac II, siguió el trazado
con una precisión impoluta, aunque ya durante
esta primera fase los tiempos de perforación
fueron elevados.
Una vez finalizada la perforación piloto se
procedió con los escariados, concretamente
con un primer ensanche a 20” (508mm) y un
segundo a 28” (711mm). Cabe destacar que
inicialmente se había previsto un salto
directo a 30” (762mm), aunque la elevada
dureza de la formación, así como el propio
desgaste que estaban sufriendo las
herramientas condicionaron el cambio sobre
el plan inicial.
Finalmente, un último salto en el proceso de
ensanche se realizó a 38” (965mm) para
permitir la correcta instalación del tubo de
polietileno de Ø710mm (28”).
Material procedente de la limpieza del casing
en la profundidad 36.4 m
de entrada de las perforaciones, alcanzando
longitudes de 46m y 24m respectivamente.
La logística del tubo
El siguiente reto vino determinado por el
tubo a instalar, de Ø710mm y capaz de aguantar
16 atmósferas en funcionamiento. De hecho,
supuso la primera vez que en el mercado
español se empleaba un tubo de semejantes
características, por lo que hubo que someterlo
a un proceso de homologación previo para
adaptarlo a la normativa vigente.
La operación de hinca del tubo de Ø1220 no
fue sencilla, ya que se hizo necesaria la
preparación de una rampa donde alinear
correctamente los tubos, así como la
adecuación de una cantara para el acopio y
recuperación del fluido de perforación.
Estos trabajos de hinca fueron además
lentos, dado que la granulometría y peso de las
propias gravas ralentizaban el avance llegándolo
incluso a detener por completo, de manera que
en repetidas ocasiones se hubo de limpiar el
interior de la camisa mediante medios
mecánicos complejos, ya que la granulometría
del material extraído bloqueaba las maniobras.
Además, se tuvo que acondicionar un espacio
para el acopio y soldadura de toda la longitud de
la tubería, además de facilitar el lastrado de la
misma durante la instalación, ya que un tubo de
Trabajos de perforación
Realizar un guiado preciso durante la
perforación piloto fue crucial para el buen
desempeño de operaciones ulteriores tales
como los sucesivos escariados que se llevaron a
cabo en el terreno. Éstos precisan de radios de
perforación grandes para evitar un desgaste
excesivo de las herramientas de centrado y la
Equipo y maquinaria
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Horizontal
Dirigida
estas características a una profundidad de 35m
sería totalmente inviable.
fluido que salía por ese punto y lo transferían
mediante bombas y una línea de retorno hasta
el sistema de lodos, que nuevamente los
reinyectaba a la perforación.
El equipo escogido
De cara a la ejecución de estos trabajos se
optó por un equipo de perforación maxi,
compuesto por una torre de perforación de
200Tn de tiro/empuje y 8.000Kg· m de par de
rotación, un sistema de bombeo auxiliar capaz
de bombear 3.000 litros/minuto a 60 bares de
presión y equipo de reciclaje capaz de
recuperación de los lodos. También se
desplazaron a la obra dos tanques de 60 m3
para la fabricación y el curado del fluido de
perforación.
Las herramientas de
perforación
Además de la maquinaria, una parte
trascendental en esta obra consistió en
seleccionar las herramientas apropiadas para
perforar en estas condiciones, así como en
planificar una correcta logística de las mismas,
dado que son escasas y los plazos de entrega
largos.
Para este trabajo en particular se emplearon
herramientas de la mejor calidad, tanto en
materia del carburo de las inserciones como de
los propios retenes y rodamientos que la
componen. La utilización tanto de conos de 26”
como de inserciones de elevada resistencia
perseguía asegurar una resistencia y una
capacidad de perforación suficientes.
Por otro lado y con el fin de optimizar los
recursos al tiempo que
cuidar el entorno
circundante, en la cata
de salida se instalaron
dos
equipos
de
reciclaje de 1200 y
1000 litros/min cada
uno, los cuales durante
el transcurso de la obra
®
HDX
reciclaron todo el
Cronología
La primera perforación se ejecutó durante el
segundo y tercer trimestre del año 2013,
mientras que la segunda se llevó a cabo durante
el primer trimestre de 2014.
www.catalanadeperforacions.com
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