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Maquinaria para sondeos y perforaciones


Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS, EXCAVACIONES Y VOLADURAS, Maquinaria para sondeos y perforaciones, Voladura de rocas, voladuras especiales y demoliciones    

Perforacion barrenosLa perforaci贸n realizada en una voladura, consiste en la operaci贸n de llevar a cabo varias penetraciones cil铆ndricas en la superficie del macizo a volar, llamadas barrenos que tendr谩n una distribuci贸n y un 谩ngulo de inclinaci贸n dise帽ados con el fin de producir el arranque, fragmentaci贸n y desplazamiento de parte del macizo rocoso. Estos barrenos alojar谩n las cargas explosivas que se detonar谩n con una secuencia de disparo dise帽ada para obtener un tama帽o de piedra medio o fragmentaci贸n 贸ptimos con m铆nimas proyecciones y vibraciones.

La correcta ejecuci贸n de los barrenos, sea cual sea el sistema de perforaci贸n empleado, se caracteriza fundamentalmente por los siguientes factores:

  • El di谩metro del barreno
  • La longitud o profundidad del barreno
  • La desviaci贸n de la perforaci贸n
  • La estabilidad del barreno

 

(m谩s…)

22 octubre, 2014
 
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Plataforma Mittelplate en Alemania. Wikipedia

El mundo necesita energ铆a desesperadamente. Pero cada vez cuesta m谩s encontrar petr贸leo y gas. Las prospecciones se llevan a sitios complicados. Los primeros pozos petroleros se perforaban mediante percusi贸n, martillando una herramienta sujeta a un cable. Poco tiempo despu茅s las herramientas de cables fueron substituidas por la perforaci贸n rotatoria, que permit铆a perforar a mayor profundidad y en menor tiempo. En 1989 se alcanz贸 un r茅cord en el pozo Kola Borehole al norte de Rusia, que alcanz贸 12.262 m de profundidad, usando un motor de perforaci贸n no rotatoria en el fango.

Una plataforma petrol铆fera o plataforma petrolera es una estructura de grandes dimensiones cuya funci贸n es extraer聽petr贸leo y gas natural de los yacimientos del lecho marino que luego ser谩n exportados hacia la costa. Tambi茅n sirve como vivienda de los trabajadores que operan en ella y como torre de telecomunicaciones.Dependiendo de las circunstancias, la plataforma puede estar fija al fondo del oc茅ano, flotar o ser una isla artificial.

1, 2) Plataformas convencionales fijas; 3) Plataformas de torre autoelevable; 4, 5) Plataformas flotantes tensionadas; 6) Plataformas Spar; 7,8) Plataformas semi-sumergibles; 9) Plataformas en barcos perforadores; 10) Plataformas sustentadas en el z贸calo y unidas a instalaciones de extracci贸n en el fondo marino. Wikipedia

Os dejo un v铆deo sobre las plataformas petrol铆feras que espero sea de vuestro inter茅s.

Aqu铆 pod茅is ver una plataforma petrol铆fera de r茅cord.聽Es tan alta como la Torre Eiffel y pesa unas 20.000 toneladas. La compa帽铆a Shell ha tardado un a帽o y medio en construirla.

13 octubre, 2014
 
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Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS, Excavaciones en zanja y en medio urbano. Hincas de tuber铆a, microt煤neles, EXCAVACIONES Y VOLADURAS, Maquinaria para sondeos y perforaciones, M茅todos y equipos de excavaci贸n en t煤neles    

La聽excavaci贸n con microtuneladoras聽(microtunnelling) y la聽hinca de tuber铆as聽(pipe jacking) surgen de la necesidad de llevar a cabo el tendido de聽tuber铆as聽sin la excavaci贸n de聽zanja聽(trenchless)聽o ejecuci贸n “sin trinchera”). El m茅todo consiste en empujar la tuber铆a desde un pozo e ir hinc谩ndola en el terreno a la vez que un elemento excavador por delante de ella va abriendo el hueco aprovechando el empuje transmitido por dicha tuber铆a. Este m茅todo se emplea para di谩metros superiores a 500 mm, aunque puede llegarse a di谩metros de 1200 a 4000 mm. Se denominan microt煤neles porque 茅stos se realizan sin la presencia de operarios dentro de la perforaci贸n, control谩ndose la perforadora de forma remota.

Microt煤neles

El聽hincado de tuber铆as de hormig贸n armado聽con microtuneladoras es el sistema m谩s empleado. Consta de las siguientes partes principales:

  • Pozo de ataque: debe disponer espacio suficiente para alojar los componentes de la hinca y proteger la zona de trabajo. Su pared posterior ha de ser capaz de resistir los empujes previstos para colocar la tuber铆a.
  • Cabeza perforadora聽o聽microtuneladora: formada b谩sicamente por el cabezal de ataque donde van colocados los grupos el茅ctricos, oleohidr谩ulico y compresor as铆 como los dep贸sitos de aire y combustible y las distintas coronas de corte dependiendo de los terrenos a perforar. La tuneladora avanza asistida por un l谩ser de guiado y los cilindros de orientaci贸n, que garantizan la correcta alineaci贸n y direcci贸n de la hinca. Los desechos de la excavaci贸n se sacan por medio de una banda transportadora hacia el pozo de ataque. Una bomba de inyecci贸n de bentonita permite la lubricaci贸n de los tubos y favorece el transporte del material de desecho.
  • Elemento de empuje: formado por un sistema de cilindros hidr谩ulicos en n煤mero adecuado al di谩metro de los tubos que, a trav茅s de una corona para repartir esfuerzos, empuja sobre los tubos para introducirlos en la perforaci贸n. Dado que los cilindros hidr谩ulicos tienen un recorrido limitado, se colocan unos postizos a medida que el tubo va introduci茅ndose con el fin de no parar el avance. Cuando la tuber铆a hincada es de una longitud superior a 100 m, se hace necesario la utilizaci贸n de estaciones intermedias de empuje. Estas constan de un sistema de cilindros hidr谩ulicos de carrera corta, cuyo empuje act煤a altern谩ndose con el de la estaci贸n principal. La longitud de una perforaci贸n viene condicionada por la m谩xima presi贸n que pueden desarrollar los cilindros y, por otra parte, por la resistencia que ofrece la compresi贸n longitudinal de la tuber铆a.

En el primer v铆deo que os muestro vamos a ver una hinca de tuber铆a, y en los otros dos, microt煤neles propiamente dichos. Espero que os gusten. Por cierto, en Youtube pod茅is activar en algunos casos subt铆tulos si quer茅is.

(m谩s…)

5 octubre, 2014
 

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La t茅cnica Rocket Plough es un procedimiento de instalaci贸n de tuber铆as que utiliza un arado preparado como m谩quina de tracci贸n. De este modo, se abre un surco en la tierra a trav茅s del que se tracciona una tuber铆a premontada en el exterior. El uso habitual es la instalaci贸n de tuber铆as a presi贸n, normalmente de fundici贸n, de hasta 300 mm de di谩metro nominal.

Este procedimiento constructivo tiene gran inter茅s cuando existe una gran longitud de tuber铆a a instalar y muy pocas conexiones. Ser铆a el caso de una zona poco poblada donde existan pocas infraestructuras y obst谩culos a sortear.

Lo m谩s impresionante es la rapidez con la que se extraen los tubos, con s贸lo una grieta el 5-10 cm de ancho en la tierra se pueden instalar m谩s de 400 m de tuber铆a en s贸lo tres horas.

En la figura siguiente se puede observar c贸mo se realiza la instalaci贸n de la tuber铆a. Los componentes del proceso son b谩sicamente el veh铆culo de tracci贸n, cabestrante del cable y un arado. Se conecta al veh铆culo de tracci贸n mediante un cable de acero. La brecha inicial, que se inclina descendentemente, conduce el tubo hasta la profundidad de instalaci贸n apropiada y una vez la alcanza se conecta a la paleta del arado. Durante este proceso la paleta desplaza el material de excavaci贸n al terreno circundante gracias a la fuerza de arrastre del cabestrante del cable, creando una cavidad que se rellena de inmediato con el tubo a instalar.

 

En esta t茅cnica, es especialmente importante considerar la protecci贸n exterior de las tuber铆as debido a que聽 茅stas habitualmente se entierran sin ning煤n tipo de lubricantes (bentonita o similares). El desconocimiento de las condiciones exactas del suelo aconsejan que esta protecci贸n exterior sea capaz de soportar las cargas e impactos exteriores.

Os dejo algunos v铆deos para que ve谩is este procedimiento de instalaci贸n de tuber铆as.

Referencias:

YEPES, V. (2014).聽Maquinaria para sondeos y perforaciones.聽Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia, 89 pp.

4 octubre, 2014
 

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La perforaci贸n dirigida horizontal es un m茅todo de perforaci贸n empleado para la instalaci贸n de tuber铆as que evita la apertura de zanjas a cielo abierto minimizando el movimiento de tierras. Se utiliza fundamentalmente para la instalaci贸n de l铆neas de comunicaci贸n (fibra 贸ptica, cables de datos), l铆neas el茅ctricas, gaseoductos, oleoductos y conducciones de agua a presi贸n.

Esta tecnolog铆a opera mediante una m谩quina que perfora el suelo a lo largo de toda la trayectoria de la instalaci贸n, siendo orientada y seguida desde la superficie mediante un localizador que indica la posici贸n, sin necesidad de pozos verticales, ya que la obra comienza desde la superficie. (m谩s…)

3 octubre, 2014
 

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Topo de percusi贸n. http://www.groundforce.uk.com/

La perforaci贸n por compactaci贸n con聽topo de percusi贸n聽(impact moling聽o聽earth piercing): Consiste en una perforaci贸n por impacto empleada en la instalaci贸n de tuber铆a con tecnolog铆a sin zanja (trenchless). La perforaci贸n se realiza sin necesidad de desplazar el suelo (compaction boring). El proceso de perforaci贸n es independiente de la inserci贸n de la tuber铆a.

Se utiliza un dispositivo en forma de torpedo que contiene en su nariz un martillo de movimiento alternativo que provoca una fuerza de impacto que impulsa el torpedo hacia delante. Puede avanzar de聽7 a聽120聽cm por minuto. Tras el torpedo se inserta un cable que sirve para tirar de la tuber铆a que va a colocarse. Si el tubo es r铆gido, entonces se empuja a trav茅s de orificio abierto.

Pueden abrirse di谩metros de 30 a 180 mm en una sola operaci贸n, aunque con m煤ltiples pasadas pueden alcanzarse los 200 – 250 mm de di谩metro.聽Los martillos neum谩ticos de perforaci贸n horizontal son normalmente usados para distancias de entre 5 y 25 m.聽Este m茅todo聽requiere, aparte de los correspondientes planos actualizados de servicios, del acompa帽amiento de t茅cnicas indirectas de localizaci贸n de l铆neas de servicio y tuber铆as, como el georradar (GPR) y el detector electromagn茅tico de servicios, para evitar afectarlas durante la perforaci贸n.

Impact moling

Esquema de la perforaci贸n percusiva (impact moling)

Os dejo a continuaci贸n algunos v铆deos para que ve谩is c贸mo funciona este m茅todo.

Referencias:

YEPES, V. (2014).聽Maquinaria para sondeos y perforaciones.聽Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia, 89 pp.

 

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Simba S7 D: Equipo de perforaci贸n de barrenos largos con martillo en cabeza. http://www.atlascopco.es/

La forma habitual de perforaci贸n de una roca a rotopercusi贸n es la perforaci贸n con martillo en cabeza. El principio de corte se basa en el impacto realizado en el exterior de la perforaci贸n de un pist贸n de acero sobre una barrena o varillaje, que a su vez transmite la energ铆a al fondo del taladro por medio del elemento final (boca) que fragmenta en esquirlas la roca. Para asegurar una secci贸n circular en el barreno, a cada golpe gira el 煤til para presentar a su corte nueva roca virgen en el fondo del barreno. Adem谩s, es preciso evacuar del barreno los detritus (barrido), lo que se consigue mediante insuflado de aire al fondo del taladro. Parte de la energ铆a del impacto se pierde en la transmisi贸n y en los cambios de secci贸n del varillaje, por lo que la velocidad de penetraci贸n de la perforaci贸n disminuir谩 con la profundidad del barreno.聽Es un sistema que conceptualmente es similar al barrenado manual, donde un operario golpea con una maza la cabeza de una barrena. (m谩s…)

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Carro para martillo en fondo semihidr谩ulico AirROC D45 SH. www.altlascopco.com.mx

La perforaci贸n con martillo en fondo (D.T.H. down the hole), desarrollada por Stenuick en 1951, se basa en que un martillo golpea directamente la boca en el fondo de la perforaci贸n. De esta forma se evita la p茅rdida de energ铆a transmitida por la percusi贸n del pist贸n a trav茅s del varillaje (a partir de 15-20 m, los martillos en cabeza dejan de ser efectivos). Hoy se pueden alcanzar profundidades superiores a los 100 m con rendimientos de 60 a 100 m/turno. El martillo en fondo y la boca forman una unidad integrada dentro del barreno. Esto garantiza una velocidad de perforaci贸n bastante homog茅nea con el aumento de la profundidad del taladro, aunque es normal que disminuya la velocidad al reducirse la velocidad de barrido con la profundidad.聽El accionamiento del聽pist贸n se lleva a cabo聽neum谩ticamente,聽mientras que la rotaci贸n聽puede ser neum谩tica o聽hidr谩ulica.

El martillo DTH consta de un cilindro cuya longitud es funci贸n de la carrera del pist贸n y de di谩metro acorde con el di谩metro de perforaci贸n. En el extremo de este cilindro se aloja la boca de perforaci贸n, alojada en un portabocas.聽El varillaje se sustituye por un tubo hueco que conecta el martillo con el equipo y que se encarga de transmitir el par de rotaci贸n y la fuerza de avance. Los barrenos perforados con martillo en fondo acusan m铆nimas desviaciones, consiguiendo buenos resultados en rocas muy fracturadas. El varillaje, compuesto por tubos de igual di谩metro en toda la longitud, no tiene acoplamientos que puedan atascar la perforaci贸n.聽La rotaci贸n la realiza un motor neum谩tico o hidr谩ulico montado en el carro, al igual que el sistema de avance. El aire de escape limpia el detritus y lo transporta al exterior. (m谩s…)

28 septiembre, 2014
 

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Existen dos posibilidades a la hora de realizar una perforaci贸n a rotaci贸n: la rotaci贸n con circulaci贸n directa y la rotaci贸n con circulaci贸n inversa. La diferencia entre ambas estriba en el sentido de circulaci贸n del fluido de perforaci贸n. En la circulaci贸n inversa, objeto de este post, el fluido de perforaci贸n y el detritus se eleva a la superficie por el interior del varillaje hasta una balsa de lodos. En este dep贸sito, el lodo se recupera para volver a introducirlo en la perforaci贸n por el espacio anular comprendido entre el varillaje y la perforaci贸n. La principal diferencia entre los equipos de rotaci贸n directa聽 o los de rotaci贸n inversa es que, mientras los primeros utilizan una bomba de lodos, los segundos utilizan un compresor, que generalmente suele llevar su propio motor. En ambos casos, estos elementos suelen ir montados sobre el propio chasis de la m谩quina, aunque a veces, debido al tama帽o de los compresores suelen ir en remolques independientes.

Este sentido inverso de circulaci贸n es adecuado cuando el di谩metro de la perforaci贸n es elevado (un di谩metro habitual de trabajo es de 600 mm, pudiendo ser mayor). El m茅todo de perforaci贸n por Circulaci贸n Inversa depende del potencial del agua para contener las paredes de la perforaci贸n, precisando un m铆nimo de 3 metros de columna desde el fondo de la perforaci贸n. Ante suelos de alta transmisividad, igualmente puede ser requerido un elevado ratio de bombeo de fluido de perforaci贸n, dadas las perdidas, o bien se puede necesitar alg煤n aditivo para impermeabilizar las paredes de la perforaci贸n, que posteriormente deber谩 ser eliminado mediante el debido desarrollo.

Para entender mejor este sistema, os dejo a continuaci贸n un v铆deo explicativo que espero os guste.

Referencias:

YEPES, V. (2014).聽Maquinaria para sondeos y perforaciones.聽Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia, 89 pp.

26 septiembre, 2014
 
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Ejecuci贸n de pilotes de barrena continua. V铆a http://www.cimentatec.com/

Los pilotes CPI-8 o de barrena continua se ejecutan mediante una h茅lice que se introduce por rotaci贸n hasta alcanzar la profundidad prevista.Una vez introducida en el terreno se extrae simult谩neamente el hormigonado a trav茅s del eje de la propia barrena. Extra铆da la barrena y rellenado el pilote de hormig贸n, se introduce la armadura. De este tipo de pilote ya hicimos un post, que os recomiendo visit茅is.

En el post de hoy vamos a centrarnos en aspectos relacionados con la seguridad. Para ello os recomiendo la Gu铆a T茅cnica de Seguridad AETESS de pilotes de barrena continua (enlace) y, adem谩s, la siguiente gu铆a t茅cnica audiovisual de la Asociaci贸n de Empresas de la Tecnolog铆a del Suelo y del Subsuelo (AETESS) donde describen los trabajos de ejecuci贸n de pilotes de barrena continua (www.aetess.com Comit茅 de Seguridad de AETESS). Espero que os guste.

Referencias:

YEPES, V. (2014).聽Maquinaria para sondeos y perforaciones.聽Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia, 89 pp.

 

25 septiembre, 2014
 

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