Date post: | 05-Aug-2015 |
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Pruebas de Absorción de Agua
Tipo LUGEON
Preparado por Ezequiel Mejía
HistoriaMaurice Lugeón, fue un geólogo suizo que formuló por
primera vez el método en 1933. Este ensayo nació
como un método de medir la permeabilidad del
terreno para proyectos de presa, sobre todo para las
inyecciones de cemento. La prueba se utiliza para
medir la cantidad de agua inyectada en un segmento
del hoyo perforado a una presión constante, el valor se
define como la pérdida de agua en litros por minuto y
por metro de pozo en un exceso de presión de 1 MPa.
Posteriormente se ha utilizado con gran profusión para
determinar la permeabilidad de las rocas consolidadas
en todo tipo de estudios.
Definiciones• Presión: P = F/A, es una magnitud física escalar
que mide la fuerza en dirección perpendicularpor unidad de superficie.
• Caudal: Q= V/t, es la cantidad de fluido que pasaen una unidad de tiempo.
• Permeabilidad: es la capacidad que tiene unmaterial de permitirle a un líquido que loatraviese sin alterar su estructura interna.
• Válvula: dispositivo mecánico para controlar,retener, regular, o dar paso a cualquier fluidoentubado.
Definición Ensayo Lugeón
Es un ensayo de campo que se realiza con
sondeos, únicamente en rocas consolidadas,
confinándolos con obturadores simples o
dobles, para medir la permeabilidad.
Consiste en medir el volumen de agua (V) que
se inyecta durante un tiempo (t), es decir, el
caudal Q=V/t, en un tramo de sondeo de
longitud (L) a una determinada presión (Ht)
Definición de la Unidad Lugeón• La unidad de inyectabilidad denominada Lugeón
(en honor a Maurice Lugeón), es una unidadconcebida para cuantificar la permeabilidad alagua de la roca y la conductividad hidráulicacomo resultado de sus fracturas, esta dado por elcaudal de admisión en l/min x m en función de lapresión ensayada.
• La unidad Lugeón se define como el gasto de1 litro de agua en un metro del tramo de ensayoa una presión efectiva de 10 kg/cm2, y suequivalencia en términos de permeabilidad es1.3 x 10-5 cm/s.
Partes para el funcionamiento del
ensayo de Lugeón
• Obturador o Packer
• Una Bomba Hidráulica
• Un Caudalímetro o Medidor de gastos de agua
• Uno o varios manómetros
• Línea de Inflación
• Stuffing Box
• Mangueras de presión
• Disipador de Turbulencia
• Llaves reguladoras
• Regulador de presión para gas inerte
• Balón de Nitrógeno
• Agua limpia
Agua y Balón de Nitrógeno
• El agua se inyectara parael calculo de perdida deeste en el tramo aensayar y el Nitrógenose le usara para el infladode los pakers.
• En ningún caso la presiónde inyección de aguadeberá superar a lapresión de inflado delpacker.
Válvula reguladora
de presión
• La válvula reguladora depresión es una válvulaautomática que reduceuna presión de entradaalta a una presión desalida menor yconstante, cualquieraque sea la variación enel caudal y en la presiónde entrada
Mangueras de presión
• Son mangueras conectadasdel regulador de presión alcarrete de la línea deinflación del obturador opacker.
• La presión que soportedebe ser mayor a la presiónde llenado del packer.
• Tiene diferentes tipos deconectores.
Línea de Inflación
• Son mangueras que pueden soportar presiones altas, y que son de diámetros inferiores al centímetro, esto para que puedan pasar por las gomas del stuffing box.
• Los hay en indistintos diámetros.
Obturadores ó Packers
• Los Packers inflables contienen
elementos Bimbar que se
refuerzan con dos capas de
cables de acero incrustadas en
caucho natural, cuentan con un
cabezal móvil y tienen
la capacidad de duplicar el
tamaño de su diámetro de
ejecución inicial.
Sonda piezométrica
• La sonda eléctrica consistede un probador de aceroinoxidable o de níquellatonado, un cable o cintacon graduación métrica oinglesa y un carrete. Elnúcleo del carrete contieneuna batería, una lámpara,una alarma y un dispositivode ajuste de sensibilidad.
Bomba hidráulica
• Al contrario de lo quemuchos piensan, lasbombas hidráulicas no soncapaces de generar unapresión, solamentesuministran un caudal, lomás constante posible, alcircuito. La presiónaparece cuando el caudalsuministrado por la bombatiene que vencer algúntipo de resistencia.
Válvula hidráulica
• Una válvula hidráulica
es un mecanismo que
sirve para regular el
flujo de fluidos.
• También servirá para
regular la presión
ejercida en el ensayo
de Lugeón.
Caudalímetro o flujómetro
• Es un instrumento de
medida para la medición
de caudal. Estos aparatos
suelen colocarse en línea
con la tubería que
transporta el fluido.
También suelen llamarse
medidores de caudal,
medidores de flujo o
flujómetros.
Manómetro
• Es un instrumento demedición que sirve paramedir la presión defluidos contenidos enrecipientes cerrados.Esencialmente sedistinguen dos tipos demanómetros, según seempleen para medir lapresión de líquidos o degases.[
Stuffing Box
• Prensaestopas (en español),
proporciona un sello en la
barra de perforación y en
contra de la línea wireline y
la línea de inflación. Esto
permite que el agua sea
bombeada bajo presión y
no retorne por el espacio
que deja la línea wireline y
la línea de inflación.
Línea de medidas presión-caudal para
prueba de permeabilidad
• Con esta línea se realiza las pruebas “Lugeón”
inyectando agua a través de las formaciones
geológicas bajo obturadores.
Vista general ensayo Lugeón
Balón de Nitrógeno
Válvula Reguladora
de Presión
Llave Reguladora
Manómetro de
Presión de Packer
Manguera de presión
Carrete de línea de
inflación
Llave de drenaje (del
gas
Línea de inflación
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Cable Wireline
Stuffing Box
Obturador – Packer
Baquelita
Corona – Broca
Manguera de presión del Agua inyectado
Manómetro de presión de agua
Caudalímetro
Llaves reguladora
Llave reguladora y de drenaje del agua
Estabilizador de turbulencia
Bomba hidráulica.
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Esquema de ensayo de
agua - Lugeón
Recomendaciones
• Todos los equipos y elementos a usarse tienenimpreso las especificaciones de uso, tales son asílas presiones máximas y caudal máximo.
• Así mismo el Caudalímetro presenta la indicaciónde direccionalidad del flujo para su correctofuncionamiento.
• Los obturadores presentan impreso la presiónmáxima a inflarse.
• La válvula de regulación de presión de la botellade nitrógeno, es de tipo tornillo y sumanipulación es en sentido contrario alnormalizado.
Recomendaciones
• Los cilindros de gases comprimidos expuestos
a el calor o fuego pueden llegar a estallar ya
que existe riesgo de sobrepresión.
• En casos de salud el gas nitrógeno es un gas
inerte, en caso de contacto con la piel no
existe peligro, salvo por salida de gas de alta
presión. Así mismo existe riesgo de asfixia por
desplazamiento de oxigeno.