Dispositivo de perforación horizontal.

Dispositivo de perforación horizontal (1) con un accionamiento lineal,

un accionamiento rotativo desplazable mediante un accionamiento lineal, un varillaje de perforación (24) y un alojamiento de varillaje (44), presentando el varillaje de perforación (24) segmentos de varillaje (23) conformados huecos, y caracterizado porque el alojamiento de varillaje (44) está configurada en forma de un mandril receptor (45), de manera que un segmento de varillaje (23) sea enchufable sobre el mandril receptor (45) y el mandril receptor (45) es pivotante entre una primera posición paralela al sentido de movimiento del accionamiento lineal y una segunda posición, presentando el dispositivo de perforación horizontal (1), además, un elevador de varillaje (6) para el transporte de un segmento de varillaje (23) hasta el mandril receptor (45), y el segmento de varillaje (23) sea enchufable mediante el elevador de varillaje (6) sobre el mandril receptor (45) cuando el mismo se encuentra en la segunda posición, y el segmento de varillaje (23) sea suministrable al accionamiento rotativo cuando el mandril receptor 45 se encuentra en la primera posición.

Dispositivo de perforación horizontal La invención se refiere a un dispositivo de perforación horizontal.

Los dispositivos de perforación horizontal se usan para incorporar a la tierra, sin zanjar, tuberías de alimentación y eliminación o bien para recambiar tuberías ya tendidas sin necesidad de zanjar.

Existe un sinnúmero de diferentes dispositivos de perforación horizontal. Ampliamente difundidos son los dispositivos de perforación horizontal en los cuales un cabezal de perforación, partiendo de un mástil de perforación posicionado en la superficie de la tierra, es avanzado, en primer lugar, oblicuamente, en la tierra mediante un varillaje de perforación hasta que el cabezal de perforación alcance la profundidad de perforación deseada. A continuación, el cabezal de perforación es redirigido a la horizontal para realizar la perforación horizontal real. El punto previsto de una perforación horizontal de este tipo puede estar, por ejemplo, en una fosa de obra de guía especialmente excavada para este propósito o en un sótano o se puede encontrar igualmente, es decir como punto inicial, en la superficie del terreno, de manera que el cabezal de perforación, después de un determinado avance de perforación, es redirigido hacia arriba en dirección oblicua para permitir que el cabezal de perforación aflore nuevamente en la superficie del terreno.

Después que el cabezal de perforación ha alcanzado el punto previsto, el mismo es reemplazado, frecuentemente, por un dispositivo de ensanchamiento, por ejemplo un cuerpo de ensanchamiento cónico para, al retroceder el varillaje de perforación, ensanchar mediante el mástil de perforación la perforación (piloto) practicada previamente. En este caso, puede estar previsto que el dispositivo de ensanchamiento enganche una tubería nueva a instalar para instalar la misma en la tierra, simultáneamente con el ensanchamiento de la perforación piloto.

Los dispositivos de perforación horizontal también se usan para reemplazar sin zanjar las tuberías viejas instaladas en la tierra. Para ello, en un primer paso de trabajo, el varillaje de perforación es empujado por el mástil de perforación a lo largo de la tubería vieja (y en especial a través de una tubería vieja) y, después de alcanzar el punto previsto, que puede estar situado, por ejemplo, en una fosa de mantenimiento de la canalización, el extremo delantero del varillaje de perforación es conectado con un dispositivo de ensanchamiento mediante el cual la tubería vieja es cortada o reventada al retroceder el varillaje de perforación, siendo los fragmentos de la tubería vieja destruida desplazados a la tierra circundante. Al mismo tiempo puede ser instalada una tubería nueva dentro de la tubería vieja. Mediante la destrucción de la tubería vieja y el desplazamiento de los fragmentos de la tubería vieja, la tubería nueva puede presentar un diámetro exterior que se corresponde con el diámetro exterior de la tubería vieja e, incluso, lo puede superar.

Alternativamente, también existe la posibilidad de conectar al extremo delantero del varillaje de perforación, en lugar de un dispositivo de ensanchamiento, un adaptador que agarra el extremo posterior de la tubería vieja y la extrae de la tierra al retroceder el varillaje de perforación. De esta manera es posible evitar que en la tierra queden fragmentos o una tubería vieja destruida que, de otro modo, podrían dañar la tubería nueva debido a los bordes de rotura filosos y de la presión ejercida por la tierra circundante.

Los dispositivos de perforación horizontal presentan, por regla general, un accionamiento lineal mediante el cual el varillaje de perforación es avanzado en y retirado de la tierra. Además, por regla general, está previsto un accionamiento rotativo mediante el cual el varillaje de perforación (y, por lo tanto, el cabezal de perforación o de ensanchamiento conectado) puede ser puesto en rotación. Gracias a la rotación del cabezal de perforación o del dispositivo de ensanchamiento se puede mejorar el avance en la tierra.

Además, en la mayoría de los dispositivos de perforación horizontal controlables se requiere la rotación de un cabezal de perforación para poder el mismo en el sentido de perforación deseado. Los cabezales de perforación de tales dispositivos de perforación horizontal presentan un frente del cabezal de perforación configurado asimétricamente (por ejemplo achaflanado) que llegan a un desvío lateral del cabezal de perforación durante el movimiento a través de la tierra. Cuando el cabezal de perforación es accionado rotativamente al mismo tiempo que el avance en la tierra, la configuración asimétrica del cabezal de perforación no tiene incidencia sobre el desarrollo rectilíneo de la perforación, ya que el desvío lateral se compensa en la media de una rotación. Si, contrariamente, la rotación del cabezal de perforación es detenida y el mismo es avanzado exclusivamente por empuje -dado el caso ayudado por los golpes ejercidos por un dispositivo percutor integrado al cabezal de perforación o al mástil de perforación- la configuración asimétrica del cabezal de perforación lleva a una desviación lateral (constante) . De esta manera se consigue un desarrollo de perforación con forma de arco y en el resultado un cambio de la dirección de perforación.

Los dispositivos de perforación horizontal que están previstos exclusivamente para reemplazar los tubos viejos ya existentes en la tierra no presentan, frecuentemente, un accionamiento rotativo, dispositivos de perforación

horizontal en los que el mástil de perforación está previsto para un posicionamiento en la superficie del terreno, son apropiados, frecuentemente, solamente para un uso en zonas extraurbanas, ya que los mismos deben ser posicionados a una distancia a veces considerable debido al recorrido de la perforación inicial requerida para alcanzar la profundidad de perforación deseada en la cual la perforación o la tubería nueva debe ser incorporada a la tierra o deba ser recambiada la tubería vieja ya existente. Frecuentemente, no están dadas las condiciones espaciales en zonas urbanas edificadas. Otra desventaja de tales dispositivos de perforación horizontal consiste en que los mismos producen, regularmente como mástiles de perforación automóviles, considerables daños ambientales que deben ser eliminados nuevamente con un considerable gasto respectivo.

Debido a dichas desventajas, en las zonas edificadas la construcción de tuberías sin zanjar se limita, ampliamente, al reemplazo sin zanjar de tuberías viejas, ya que las tuberías viejas siempre se extienden entre espacio huecos subterráneos ya existentes (en particular fosas de alimentación y sótanos) que pueden ser usados para el posicionamiento del equipo de perforación horizontal. De esta manera, los trabajos de excavación y los consecuentes daños campestres pueden ser evitados ampliamente. Se han desarrollado dispositivos de perforación horizontal que están diseñados para ser posicionados en una fosa de alimentación de la canalización. Debido a que las tuberías de alimentación nuevas frecuentemente no deben ser tendidas a lo largo de trazas de alimentación, frecuentemente no es posible recurrir a estos dispositivos de perforación horizontal para el nuevo tendido de tuberías de alimentación.

Por el documento DE 196 33 934 A1 se conoce un equipo de perforación horizontal que está diseñado para el uso en fosas de obra pequeñas con una sección transversal rectangular de, aproximadamente, 70 cm x 40 cm y una profundidad de, aproximadamente, 1 m a 1, 5 m. Dicho equipo de perforación horizontal comprende un bastidor, que es descendido a la fosa de obra, cuyas dimensiones corresponden, aproximadamente, a las dimensiones de la sección transversal de la fosa de obra. En este caso, una parte del bastidor sobresale por encima del borde superior de la fosa de obra. En la sección del bastidor que se encuentra dentro de la fosa de obra se ha previsto un accionamiento lineal/rotativo combinado por medio del cual el varillaje de perforación compuesto de diferentes segmentos de varillaje es avanzado en la tierra. El accionamiento lineal/rotativo comprende un accionamiento giratorio que mediante el accionamiento lineal compuesto de dos cilindros hidráulicos puede ser desplazado en sentido horizontal dentro del bastidor. Para el avance del varillaje de perforación, el último segmento de varillaje es fijado al accionamiento rotativo de manera no positiva, para lo cual el accionamiento rotativo presenta mordazas de sujeción. Los segmentos de varillaje que son atornillados sucesivamente al extremo trasero del varillaje de perforación ya en perforación son llevados al accionamiento lineal/rotativo por medio de un elevador de varillaje... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de perforación horizontal (1) con un accionamiento lineal, un accionamiento rotativo desplazable mediante un accionamiento lineal, un varillaje de perforación (24) y un alojamiento de varillaje (44) , 5 presentando el varillaje de perforación (24) segmentos de varillaje (23) conformados huecos, y caracterizado porque el alojamiento de varillaje (44) está configurada en forma de un mandril receptor (45) , de manera que un segmento de varillaje (23) sea enchufable sobre el mandril receptor (45) y el mandril receptor (45) es pivotante entre una primera posición paralela al sentido de movimiento del accionamiento lineal y una segunda posición, presentando el dispositivo de perforación horizontal (1) , además, un elevador de varillaje (6) para el transporte de un segmento de varillaje (23) hasta el mandril receptor (45) , y el segmento de varillaje (23) sea enchufable mediante el elevador de varillaje (6) sobre el mandril receptor (45) cuando el mismo se encuentra en la segunda posición, y el segmento de varillaje (23) sea suministrable al accionamiento rotativo cuando el mandril receptor 45 se encuentra en la primera posición.

2. Dispositivo de perforación horizontal según la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda posición es, en lo esencial, perpendicular a la primera posición.

3. Dispositivo de perforación horizontal según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el alojamiento de varillaje (44) presenta un accionamiento de desplazamiento. 20

4. Dispositivo de perforación horizontal según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el mandril receptor (45) está conformado hueco y al mismo se encuentra conectada una alimentación de líquido de perforación.

5. Dispositivo de perforación horizontal según la reivindicación 4, caracterizado porque la conexión para la alimentación está integrada a una articulación giratoria del mandril receptor.