Roscoe Moss Company We make water work worldwide

Transcripción

1 Roscoe Moss Company We make water work worldwide

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3 Una nota acerca de Roscoe Moss Company Roscoe Moss Company ha diseñado y manufacturado tuberías de revestimiento o encamisado (casing) y rejillas o cribas (screen) desde La fabricación de productos hidráulicamente eficientes, de larga duración y rentables permanece siendo nuestra actividad principal. Este folleto entrega información relativa a nuestras rejillas tipo louver o persiana (shutter screen) y de ranura continua (continuous slot screen o wire wrapped screen). Se incluye especificaciones para varios aceros a partir de los cuales están hechos nuestros productos. Se muestra dibujos y descripciones de importantes accesorios, tales como conectores entre aceros diferentes y secciones de compresión. Desde su concepción, Roscoe Moss Company ha entendido que los consumidores prefieren hacer decisiones de compra basadas en la ciencia y la experiencia. Nosotros ofrecemos, a los dueños de los pozos y sus representantes, información técnica respecto al desarrollo del agua subterránea. Nuestro sitio web y nuestra publicación Handbook of Ground Water Development fueron desarrollados como recursos técnicos destinados a asistir a los involucrados en el diseño y construcción de pozos de agua. Entendemos que los temas técnicos son sólo una parte de la decisión de compra. Los asuntos económicos también deben ser tratados, pues un análisis de costos riguroso es vital para las decisiones de inversión de capital. Por esta razón, nosotros también estamos preparados para hablar de opciones importantes que toman en cuenta el costo versus el beneficio, cuando se está evaluando la vida útil requerida de un pozo. (Foto: Perforación de pozos por Roscoe Moss Company hacia 1918) (Foto: Fabricación de tubería de revestimiento de pozo por Roscoe Moss Company hacia 1930) 1

4 Tubería de Revestimiento y Rejilla Louver Roscoe Moss Company diseña y fabrica tuberías de revestimiento y rejillas de pozo a partir de varios grados de acero. La fabricación de nuestra tubería ciega es en espiral, utilizando doble soldadura de arco sumergido. Este método ofrece ventajas especiales incluyendo: tolerancias geométricas precisas, resistencia aumentada y aseguramiento de una completa penetración de soldadura. Nuestra rejilla louver (tipo persiana) es fabricada a partir de estos tubos de alta calidad. La rejilla louver emplea una ranura en forma de persiana para aumentar su resistencia al colapso, minimizar el taponamiento y proveer un control confiable de la arena y los empaques de grava. Otra importante característica de la rejilla louver es su interior liso y no obstruido, el cual permite efectuar un desarrollo y redesarrollo adecuado por pistoneo y otros procedimientos efectivos. El crecimiento de incrustaciones puede ser removido por una variedad de métodos mecánicos y químicos. La rejilla louver está disponible en tres patrones: Ful Flo, Standard Flo y Super Flo. La Ful Flo es la configuración más común y es la seleccionada para la mayoría de los pozos. Para acuíferos de bajo rendimiento, la Standard Flo es una opción eficiente y económica. La Super Flo es usada cuando se trata de captar acuíferos de bajo espesor y altamente prolíficos. Otros patrones de rejilla louver y rejilla ranurada para propósitos especiales están también disponibles. Selección de Aceros Aceros Inoxidables Dúplex Tipos 2101, 2205 y 2507 El acero inoxidable Dúplex es el material apropiado para ambientes específicos donde la corrosión es extrema. Las aplicaciones típicas incluyen el agua salobre, la desalinización y la inyección de salmueras. Los aceros inoxidables dúplex ofrecen una superior resistencia a la corrosión combinada con alta resistencia física. Aceros Inoxidables Tipo 304L y 316L El acero inoxidable es usado para pozos donde los elementos corrosivos limitan la vida útil de los aceros al carbono, los con aleación de cobre y el HSLA. El acero inoxidable es particularmente resistente a los efectos nocivos del sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono y agua salina. La remoción de la incrustación por acidificación, un método no recomendado para otros aceros, puede ser aplicada en rejillas de acero inoxidable. Acero de Alta Resistencia y Baja Aleación (HSLA) (High-Strength Low-Alloy) La tubería de revestimiento y rejilla de acero de alta resistencia y baja aleación, resistentes a la corrosión, son fabricadas para usarse en pozos de agua donde Aceros Inoxidables Dúplex Aceros Inoxidables Austeníticos Aceros al Carbón *Pitting Resistant Equivalent = % Cr + 3,3x%Mo + 16x%N (Equivalente a la resistencia a la corrosión por picadura). Los extremos de la rejilla louver generalmente se entregan preparados con collarines de soldadura hechos en fábrica para su unión en terreno. Esta conexión otorga una mayor resistencia y economía que otros tipos. Roscoe Moss Company también produce rejillas de ranura continua. Estas rejillas son fabricadas envolviendo y soldando por resistencia un alambre modelado alrededor de una estructura interna longitudinal de varillas. Este proceso se presta bien para acercarse a las tolerancias requeridas para aberturas de tamaño muy fino. La rejilla de ranura continua es usualmente producida de aceros inoxidables tipo 304 o 316L, con el fin de evitar los problemas de arena en el bombeo que pueden ocasionarse por la corrosión si el alambre fuera de acero al carbono. La rejilla de ranura continua es diseñada para pozos cuando hay un número limitado de acuíferos de grano fino que son delgados, bien definidos y altamente permeables. Estas rejillas son efectivas en pozos de este tipo dado que ellas pueden ser fabricadas con aberturas de ranuras muy pequeñas y siguen manteniendo el área abierta necesaria para minimizar la pérdida de carga por fricción. Los extremos de las rejillas de ranura continua son generalmente provistos con anillos de soldadura. la resistencia a la corrosión, resistencia física y durabilidad son requerimientos importantes. Por el hecho de ser más fuerte que el acero al carbono o el acero con aleación de cobre, la tubería de revestimiento y rejilla de HSLA es una opción excelente para pozos profundos de gran diámetro. Aunque es más resistente a la corrosión que el acero al carbono y el acero al cobre, en pozos donde se presenten elementos corrosivos severos debe hacerse un análisis antes de seleccionar este material en lugar del acero inoxidable. Acero con Aleación de Cobre (Copper-Bearing Steel) Usado para pozos donde la resistencia a la corrosión es un requerimiento importante. Aunque no tan resistente a la corrosión como el HSLA o el acero inoxidable, las tuberías de revestimiento y rejillas de acero al cobre duran significativamente más que los productos de acero al carbono. Acero al Carbono (Acero Dulce) Usado para pozos cuando las condiciones económicas de corto plazo son una prioridad. Tipo de Acero Especificación de Fabricación Tensión de Fluencia (psi) Resistencia a la Tracción (psi) PRE* 2507 ASTM , , ASTM ,000 95, ASTM ,000 94, L ASTM ,000 75, L ASTM ,000 75, HSLA (A606 Tipo 4) ASTM ,000 70,000 nd Al Cobre ASTM 139 B 35,000 60,000 nd Acero al Carbono ASTM 139 B 35,000 60,000 nd 2

5 Especificaciones para Tubería de Revestimiento y Rejilla de Acero Inoxidable Tubería de Revestimiento de Acero Inoxidable La tubería de revestimiento de pozo deberá se fabricada de acuerdo con las partes aplicables de ASTM con las siguientes adiciones: La soldadura deberá ser por proceso automático de arco sumergido, usando como mínimo un pase interior y un pase exterior. Los largos serán provistos como se especifique, no se permitirá las juntas soldadas circunferenciales. El espesor de pared mínimo no deberá ser menor en más allá de un 5% al espesor de pared especificado. La excentricidad (ovalidad) del tubo suministrado no deberá exceder 1%. La rectitud o alineamiento de cada tubo será determinada por medio del uso de un nivel de 10 pies de largo, de manera que ambos extremos estén en contacto con la tubería. Una tolerancia máxima de pulgadas será permitida. Adicionalmente, los extremos del tubo deberán ser maquinados hasta dejarlos planos y perpendiculares al eje del tubo y no deberán variar en más de pulgadas en cualquier punto de un plano verdadero perpendicular al eje de la tubería. El acero utilizado en la fabricación deberá ser Acero Inoxidable tipo El tubo deberá tener pulgadas de diámetro interno y pulgadas de espesor de pared. Los tubos deberán ser provistos en longitudes de (5.5 o 5.8) metros con collarines de soldadura instalados en fábrica. Rejilla Louver de Acero Inoxidable Los tubos primarios para la confección de la rejilla serán fabricados con los requerimientos ya mencionados para los tubos de revestimiento. Las ranuras deberán ser maquinadas, horizontales al eje del tubo y en forma de persiana con la abertura hacia abajo. El tamaño de la abertura será de pulgadas con ranuras por pie lineal. El área mínima de abertura será de pulgadas cuadradas por pie lineal. Ensamblaje en Terreno de las Tuberías de Revestimiento y Rejilla de Acero Inoxidable Para su ensamblaje en terreno por soldadura, los extremos de las secciones deberán ser suministrados con collarines, de acuerdo con el siguiente estándar: Los collarines deberán ser del mismo espesor y tener las mismas propiedades físicas y químicas que los tubos a ensamblar. Los collarines deberán ser de 5 pulgadas de ancho y deberán ser fabricados para ajustarse al diámetro exterior de los tubos y ser soldados en fábrica a un extremo de las secciones, dejando 2 pulgadas sobre la sección y 3 pulgadas libres. Los extremos de los collarines deberán ser maquinados hasta dejarlos planos y perpendiculares al eje del tubo de revestimiento y no deberán variar en más de pulgadas en cualquier punto de un plano verdadero perpendicular al eje de la tubería. Tres agujeros de inspección deberán ser provistos en cada collarín, para inspeccionar visualmente la adecuada unión entre las piezas. Especificaciones para Tubería de Revestimiento y Rejilla de Acero High-Strength Low-Alloy (HSLA) Tubería de Revestimiento de Acero HSLA La tubería de revestimiento de pozo deberá se fabricada de acuerdo con las partes aplicables de ASTM A 139 con las siguientes adiciones: La soldadura deberá ser por el proceso automático de arco sumergido, usando como mínimo un pase interior y un pase exterior. El acero del cual es fabricado este revestimiento deberá ser conforme a ASTM A 606 Tipo 4. El tubo deberá ser de pulgadas de diámetro interior y pulgadas de espesor de pared. Los tubos serán suministrados de (5.5 o 5.8) metros de largo con collarines de soldadura instalados en fábrica. Rejilla Louver de Acero HSLA Los tubos primarios para la confección de la rejilla serán fabricados con los requerimientos ya mencionados para los tubos de revestimiento. Las ranuras deberán ser maquinadas, horizontales al eje del tubo y en forma de persiana con la abertura hacia abajo. El tamaño de la abertura será de pulgadas con ranuras por pie lineal. El área mínima de abertura será de pulgadas cuadradas por pie lineal. Ensamblaje en Terreno de las Tuberías de Revestimiento y Rejilla de Acero HSLA Para su ensamblaje en terreno por soldadura, los extremos de las secciones deberán ser suministrados con collarines de acuerdo con el siguiente estándar: Los collarines deberán ser del mismo espesor y tener las mismas propiedades físicas y químicas que los tubos a ensamblar. Los collarines deberán ser de 5 pulgadas de ancho y deberán ser fabricados para ajustarse al diámetro exterior de los tubos y ser soldados en fábrica a un extremo de las secciones, dejando 2 pulgadas sobre la sección y 3 pulgadas libres. Los extremos de los collarines deberán ser maquinados hasta dejarlos planos y perpendiculares al eje del tubo de revestimiento y no deberán variar en más de pulgadas en cualquier punto de un plano verdadero perpendicular al eje de la tubería. Tres agujeros de inspección deberán ser provistos en cada collarín, para inspeccionar visualmente la adecuada unión entre las piezas. 3

6 Especificaciones para Tubería de Revestimiento y Rejilla de Acero con Aleación de Cobre Tubería de Revestimiento de Acero al Cobre La tubería de revestimiento de pozo deberá se fabricada de acuerdo con las partes aplicables de ASTM A 139 Grado B con las siguientes adiciones: La soldadura deberá ser por el proceso automático de arco sumergido, usando como mínimo un pase interior y un pase exterior. El acero del cual es fabricado este revestimiento deberá contener no menos de 0,20% de cobre por análisis de colada u hornada. El tubo deberá ser de pulgadas de diámetro interior y pulgadas de espesor de pared. Los tubos serán suministrados de (5.5 o 5.8) metros de largo con collarines de soldadura instalados en fábrica. Rejilla Louver de Acero al Cobre Los tubos primarios para la confección de la rejilla serán fabricados con los requerimientos ya mencionados para los tubos de revestimiento. Las ranuras deberán ser maquinadas, horizontales al eje del tubo y en forma de persiana con la abertura hacia abajo. El tamaño de la abertura será de pulgadas con ranuras por pie lineal. El área mínima de abertura será de pulgadas cuadradas por pie lineal. Ensamblaje en Terreno de las Tuberías de Revestimiento y Rejilla de Acero al Cobre Para su ensamblaje en terreno por soldadura, los extremos de las secciones deberán ser suministrados con collarines de acuerdo con el siguiente estándar: Los collarines deberán ser del mismo espesor y tener las mismas propiedades físicas y químicas que los tubos a ensamblar. Los collarines deberán ser de 5 pulgadas de ancho y deberán ser fabricados para ajustarse al diámetro exterior de los tubos y ser soldados en fábrica a un extremo de las secciones, dejando 2 pulgadas sobre la sección y 3 pulgadas libres. Los extremos de los collarines deberán ser maquinados hasta dejarlos planos y perpendiculares al eje del tubo de revestimiento y no deberán variar en más de pulgadas en cualquier punto de un plano verdadero perpendicular al eje de la tubería. Tres agujeros de inspección deberán ser provistos en cada collarín para inspeccionar visualmente la adecuada unión entre las piezas. Especificaciones para Tubería de Revestimiento y Rejilla de Acero al Carbono (Acero Dulce) Tubería de Revestimiento de Acero al Carbono La tubería de revestimiento de pozo deberá se fabricada de acuerdo con las partes aplicables de ASTM A 139 Grado B con las siguientes adiciones: La soldadura deberá ser por el proceso automático de arco sumergido, usando como mínimo un pase interior y un paso exterior. El tubo deberá ser de pulgadas de diámetro interior y pulgadas de espesor de pared. Los tubos serán suministrados de (5.5 o 5.8) metros de largo con anillos de soldadura instalados en fábrica. Rejilla Louver de Acero al Carbono Los tubos primarios para la confección de la rejilla serán fabricados con los requerimientos ya mencionados para los tubos de revestimiento: Las ranuras deberán ser maquinadas, horizontales al eje del tubo y en forma de persiana con la abertura hacia abajo. El tamaño de la abertura será de pulgadas con ranuras por pie lineal. El área mínima de abertura será de pulgadas cuadradas por pie lineal. Ensamblaje en Terreno de las Tuberías de Revestimiento y Rejilla de Acero al Carbono Para su ensamblaje en terreno por soldadura, los extremos de las secciones deberán ser suministrados con collarines de acuerdo con el siguiente estándar: Los collarines deberán ser del mismo espesor y tener las mismas propiedades físicas y químicas que los tubos a ensamblar. Los collarines deberán ser de 5 pulgadas de ancho y deberán ser fabricados para ajustarse al diámetro exterior de los tubos y ser soldados en fábrica a un extremo de las secciones, dejando 2 pulgadas sobre la sección y 3 pulgadas libres. Los extremos de los collarines deberán ser maquinados hasta dejarlos planos y perpendiculares al eje del tubo de revestimiento y no deberán variar en más de pulgadas en cualquier punto de un plano verdadero perpendicular al eje de la tubería. Tres agujeros de inspección deberán ser provistos en cada collarín para inspeccionar visualmente la adecuada unión entre las piezas. 4

7 Ful Flo 1" Vista Transversal Escala 1:2 1 5/8" 2 5/8" Longitud de la Ranura Diámetros de 6-8 Longitud de la Ranura Diámetros de

8 Standard Flo 2" Vista Transversal Escala 1:2 1 5/8" 2 5/8" Longitud de la Ranura Diámetros de 6-8 Longitud de la Ranura Diámetros de

9 Super Flo 1/2" Vista Transversal Escala 1:2 1 5/8" Longitud de la Ranura Diámetros de

10 Datos Técnicos de la Rejilla y Tubería de Revestimiento Rejilla Louver tipo Ful Flo Área abierta - Acero Inoxidable / Acero HSLA / Acero al Cobre Diámetro (pulg.) Ranuras x Círculo Ranuras x Pie Ranuras x Metro Abertura en Pulgadas Abertura en Milímetros Área Abierta: Pulgadas cuadradas por pie lineal Área Abierta: Centímetros cuadrados por metro lineal Rejilla Louver tipo Ful Flo Área abierta - Acero al Carbono Diámetro (pulg.) Ranuras x Círculo Ranuras x Pie Ranuras x Metro Abertura en Pulgadas Abertura en Milímetros Área Abierta: Pulgadas cuadradas por pie lineal Área Abierta: Centímetros cuadrados por metro lineal 8

11 Rejilla Louver tipo Standard Flo Área abierta - Todos los tipos de aceros Diámetro (pulg.) Ranuras x Círculo Ranuras x Pie Ranuras x Metro Abertura en Pulgadas Abertura en Milímetros Área Abierta: Pulgadas cuadradas por pie lineal Área Abierta: Centímetros cuadrados por metro lineal Rejilla Louver tipo Super Flo Área abierta - Acero Inoxidable / Acero HSLA / Acero al Cobre Diámetro (pulg.) Ranuras x Círculo Ranuras x Pie Ranuras x Metro Abertura en Pulgadas Abertura en Milímetros Área Abierta: Pulgadas cuadradas por pie lineal Área Abierta: Centímetros cuadrados por metro lineal 9

12 Revestimiento de Acero Inoxidable Dimensiones, Pesos y Resistencia DIÁMETRO NOMINAL ESPESOR DIÁMETRO EXTERNO DIÁMETRO INTERNO PESO RESISTENCIA AL COLAPSO (pulg.) pulg. mm pulg. mm pulg. mm lb / pie kg/m psi pies agua kg/cm 2 metros agua RESISTENCIA A LA TRACCIÓN 6 3/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / tons ton. M *Fuente: Timoshenko s Elastic Formula with Eccentricity 10

13 Revestimiento de Acero HSLA Dimensiones, Pesos y Resistencia DIÁMETRO NOMINAL ESPESOR DIÁMETRO EXTERNO DIÁMETRO INTERNO PESO RESISTENCIA AL COLAPSO (pulg.) pulg. mm pulg. mm pulg. mm lb / pie kg/m psi pies agua kg/cm 2 metros agua RESISTENCIA A LA TRACCIÓN tons ton. M 6 3/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / *Fuente: Timoshenko s Elastic Formula with Eccentricity 11

14 Revestimiento de Acero al Cobre Dimensiones, Pesos y Resistencia DIÁMETRO NOMINAL ESPESOR DIÁMETRO EXTERNO DIÁMETRO INTERNO PESO RESISTENCIA AL COLAPSO (pulg.) pulg. mm pulg. mm pulg. mm lb / pie kg/m psi pies agua kg/cm 2 metros agua RESISTENCIA A LA TRACCIÓN tons ton. M 6 3/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / *Fuente: Timoshenko s Elastic Formula with Eccentricity 12

15 Revestimiento de Acero al Carbono Dimensiones, Pesos y Resistencia DIÁMETRO NOMINAL ESPESOR DIÁMETRO EXTERNO DIÁMETRO INTERNO PESO RESISTENCIA AL COLAPSO (pulg.) pulg. mm pulg. mm pulg. mm lb / pie kg/m psi pies agua kg/cm 2 metros agua RESISTENCIA A LA TRACCIÓN tons ton. M 6 3/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / *Fuente: Timoshenko s Elastic Formula with Eccentricity 13

16 Rejilla de Ranura Continua Resumen La rejilla de ranura continua está diseñada para pozos donde hay un número limitado de acuíferos delgados o de pequeño espesor, bien definidos y altamente permeables. La rejilla de ranura continua es muy efectiva en pozos de este tipo ya que puede ser fabricada con ranuras de muy pequeña abertura y aún mantiene un área abierta necesaria para minimizar la pérdida de carga por fricción. La rejilla de ranura continua es fabricada envolviendo y soldando por resistencia un alambre modelado alrededor de una estructura interna longitudinal de varillas. Este proceso se presta bien para las estrechas tolerancias requeridas para tamaños de abertura muy finos. Este tipo de rejilla es generalmente producido en aceros inoxidables tipos 304 y 316L, de manera de evitar los problemas de arena en el bombeo que se ocasionarían por la corrosión si el alambre fuera de acero al carbono. A los usuarios de la rejilla de ranura continua se les advierte del uso de este producto para propósitos distintos a aquellos para los que fue originalmente diseñado, a causa de sus desventajas inherentes asociadas con su relativamente baja resistencia y duración limitada. Como resultado de estas restricciones, debe considerarse una manipulación cuidadosa durante la instalación de la rejilla y el desarrollo del pozo. Por ejemplo, el uso de técnicas de desarrollo efectivo, como el pistoneo, está excluido dado que el interior de la rejilla está obstruido por las varillas. Además, el alcance de los trabajo futuros de mantenimiento y reparación del pozo pueden verse restringidos, dado que la reparación por pistoneo es impráctica. Una meticulosa discusión técnica sobre la selección del revestimiento y la rejilla de pozo puede encontrarse en el libro Handbook of Ground Water Development (publicado por John Wiley and Sons, 1990). También, hay disponible información adicional en nuestro sitio web Diseño de la rejilla de ranura continua Quienes especifiquen la rejilla de ranura continua deben determinar el tipo de acero, abertura, tamaños de la varillas y del alambre, número de varillas, longitud de la rejilla y el tipo de terminal requerido en los extremos. Lo más probable es que el tamaño de la abertura sea determinado a partir de la información obtenida de las muestras y registros del pozo de prueba. Los otros componentes de la construcción deben ser determinados antes de la licitación. Selección del acero El acero inoxidable debe ser siempre el material seleccionado para la rejilla de ranura continua. El acero al carbono raramente, si es que nunca, provee la resistencia a la corrosión adecuada para pozos de larga vida. Los aceros inoxidables 304 o 316L son los más usados para la rejilla de ranura continua. Selección del tamaño del alambre La forma del alambre, el tamaño de la abertura y el diámetro de la rejilla determinan la resistencia al colapso de la rejilla de ranura continua. Como regla general, el ancho del alambre nunca debe ser menos que el tamaño de la abertura. Resistencia al colapso La rejilla de ranura continua debe tener una resistencia al colapso al menos igual a la determinada por la Ecuación 1. En ningún caso debe considerase el uso de una rejilla con resistencia al colapso de menos de 50 psi. Ecuación 1: Resistencia al colapso mínima (psi) = [máxima profundidad de ubicación (pies)/10] + 50 Ejemplo: La rejilla debe ser puesta a una profundidad máxima de 500 pies Resistencia al colapso mínima (psi) = (500/10) + 50 Resistencia al colapso mínima = 100 psi Nota: este es el requerimiento de mínima resistencia al colapso. Requerimientos específicos del sitio y la experiencia del diseñador pueden establecer una resistencia al colapso considerablemente mayor. Calculando la resistencia al colapso de la rejilla de ranura continua La presión a la cual un anillo de alambre colapsará es calculada por la Ecuación 2. Esta misma fórmula puede ser usada para aproximar la resistencia al colapso de la rejilla de ranura continua: Ecuación 2: Pww= 24EI (W+S)D 3 Dónde: Pww = presión de colapso de la rejilla de ranura continua (psi) E = módulo de Young (3x10 7 ) para el acero I = momento de inercia de la cara externa (pulgadas) 4 W = ancho del alambre en la cara externa [pulgadas] S = ancho de la abertura (slot) de la rejilla [pulgadas] D = diámetro medio de la rejilla El momento de inercia (I) depende de la forma del alambre, pero es generalmente entre wt 3 /12 (para un rectángulo) y wt 3 /36 (para un triángulo), donde t es el espesor del alambre. Un programa interactivo para determinar la resistencia al colapso puede encontrarse en nuestro sitio web y también puede ser consultado a nuestro representante de Roscoe Moss Company. Selección del tamaño y número de varillas La cantidad de peso estático que puede ser soportado de manera segura por la rejilla superior es referido como el peso colgante seguro. El área transversal de las varillas determina el límite de carga de la rejilla. El peso colgante seguro de la rejilla de ranura continua puede ser determinado por la Ecuación 3: Ecuación 3: T = 5.25A Dónde : T = peso colgante seguro (tons) 1 ton = 2,000 lb A = área transversal de las varillas (pulgadas cuadradas) Ejemplo: Si la rejilla es construida con 60 varillas y cada varilla tiene un diámetro de 0.250, el total del área transversal de la rejilla es 2.94 pulgadas cuadradas. Entonces, el peso colgante seguro es: T = 5.25 x 2.94 T = tons Se advierte a los usuarios que muchos factores determinan la eficiencia de la unión entre el cuerpo de la rejilla y el conector. También, muchas fuerzas dinámicas se aplican durante la instalación, empacado de grava y desarrollo del pozo. Por estas razones, el peso colgante seguro real para la rejilla de ranura continua podría ser menor que el señalado por esta fórmula teórica. Conectores Las rejillas de ranura continua que fabrica Roscoe Moss Company pueden entregarse con anillos de soldadura, collarines de soldadura, terminales macho/hembra roscados o terminales de conexión con hilo y coplas. Es responsabilidad de los diseñadores seleccionar los acoplamientos más adecuados a su proyecto. 14

17 Lenguaje de Especificación para la Rejilla de Ranura Continua La rejilla de ranura continua debe ser construida o formada con alambre helicoidalmente envuelto sobre una estructura interna circular de varillas. Utilizando soldadura por resistencia eléctrica, cada unión de alambre y varilla será soldada por fusión bajo agua. El tamaño de la ranura se basará en análisis del tamizado de los sedimentos del acuífero o los materiales de empaque seleccionados. Materiales La rejilla será construida de acero inoxidable tipo Diámetro La rejilla deberá tener un diámetro exterior máximo de pulgadas y un diámetro interior libre mínimo de pulgadas. Resistencia La rejilla deberá cumplir los siguientes requerimientos mínimos de resistencia: Presión de colapso psi a pulgadas de abertura Peso colgante seguro lb (Peso Máximo Suspendido) Ensamblaje en Terreno Para su ensamblaje en terreno las piezas de rejilla continua deberán ser suministradas con (tipo de terminal). Si se utilizan anillos de soldadura, ellos deben de ser de pulgadas de largo y pulgadas de espesor. Los anillos de soldadura deberán ser fabricados del mismo grado de acero que el usado para la rejilla. Si se añaden collarines de soldadura, estos deberán ser fabricados para ajustarse al diámetro exterior del anillo de soldadura superior, deberán tener pulgadas de ancho, dejando pulgadas sobre la sección y pulgadas libres. Los extremos de los collarines deberán ser maquinados hasta dejarlos planos y perpendiculares al eje del tubo de revestimiento y no deberán variar en más de pulgadas en cualquier punto de un plano verdadero perpendicular al eje de la tubería. Tres agujeros de inspección deberán ser provistos en cada collarín, para inspeccionar visualmente la adecuada unión entre las piezas. Si se usan terminales roscados macho y hembra, éstos deberán ser compatibles con aquellos descritos por los estándares ASTM F480. El material usado para fabricar estos fittings debería ser el mismo grado de acero que el usado para los tramos de rejilla. Documentación Si es requerido, el fabricante proveerá documentación acerca de que la rejilla cumple las especificaciones del contrato. Ejemplos de tal documentación son: reportes de pruebas en fábrica, certificación de cumplimiento de la fábrica, y cálculos utilizados para determinar la resistencia al colapso y peso colgante seguro. Vista de acercamiento Escala 2:1 15

18 Fittings para los Extremos Extremo Plano Las uniones de casing y rejillas preparadas con extremos planos o rectos para soldar son generalmente satisfactorias hasta 3/16 de espesor de pared. Con espesores de pared más gruesos los extremos deberían ser biselados para facilitar la penetración de la soldadura, dejando aproximadamente 1/8 plano. Las ventajas de estas conexiones son la economía y uniformidad del diámetro externo. Las desventajas incluyen un mayor tiempo de ensamblaje y la dificultad de soldar el tubo en posición vertical. Con Hilo y Copla Los fittings hilados y acoplados son comúnmente usados en pozos de 6 de diámetro y menores. Este tipo de conexión provee un ensamblaje relativamente barato, rápido y conveniente. El costo de juntas hiladas y acopladas de gran diámetro aumenta sustancialmente. Las conexiones hiladas y acopladas no están normalmente disponibles en diámetros mayores que 12. Collarines de Soldadura Una conexión de collarín de soldadura bien hecha es al menos tan fuerte como el casing. Si fuera necesario extraer secciones de casing y rejilla, sólo se requiere la remoción de la zona de soldadura de la punta del collar. Tales secciones se pueden reinstalar fácilmente, dado que los extremos originales no han cambiado. Double Spline Lock (Acople Rápido) Los acoplamientos Double Spline Lock fueron desarrollados para la instalación rápida de casing y rejilla, sin soldadura en terreno. Los acanalados dobles y el mecanismo de bloqueo con resorte permiten conexiones y desconexiones rápidas. Este acoplamiento está disponible en una variedad de tipos de acero y diámetros. 16

19 Conexiones Especiales Acoplamiento Dieléctrico La corrosión electro-galvánica puede ocurrir entre metales disímiles (por ejemplo, acero al carbono a acero inoxidable). Cuando se unen entre sí, ocurre una reacción electrónica entre ambos, corroyendo el material menos noble a una tasa acelerada. Este acoplamiento es usado para conectar metales disímiles, mitigando el riesgo de corrosión electro-galvánica. Sección de Compresión En muchas regiones del mundo, una causa de falla de un pozo es el pandeo del casing debido a subsidencia del suelo causada por el sobre bombeo. El uso de secciones de compresión puede solucionar este problema. Se fabrican usando 3 secciones de 6 pies de casing, dos de las cuales son del mismo diámetro y espesor de pared que el casing del pozo. Las uniones vienen con anillos biselados de acero. Un anillo es soldado al fondo de la sección superior y otro anillo en el tope de la sección inferior. Así, las uniones quedan libres para telescopearse en la sección exterior las cual es equipada con anillos en cada extremo. 17

20 Investigación y Desarrollo Desde sus inicios, Roscoe Moss Company ha estado involucrado en la investigación en el campo del desarrollo del agua subterránea. A continuación algunos ejemplos de la contribución de Roscoe Moss Company al avance de esta ciencia. Modelo de Acuífero Para impulsar el entendimiento de agua subterránea y el diseño y desarrollo de pozos eficientes, Roscoe Moss Company diseñó y construyó el modelo de acuífero de pozo más grande y más sofisticado del mundo. La investigación se enfocó en entender la relación del acuífero con el empaque de grava y la rejilla del pozo, y los efectos correspondientes sobre la eficiencia, producción y control de arena del pozo. Resúmenes de algunos descubrimientos claves, usando este modelo de acuífero de pozo, se destacan a continuación: Influencia de la Velocidad de Entrada sobre la Eficiencia del Pozo Mediante pruebas fue evidente que bajo una cierta velocidad de entrada no se manifestaba ninguna ganancia apreciable en la eficiencia del pozo. Los hallazgos de la investigación confirman que velocidades tan altas como 4 pies por segundo (1.2 m/s) permiten una eficiencia del pozo de un 97%. Efectos de la Velocidad de Entrada sobre la Corrosión Cuando se forman film protectores, tales como la calcita, velocidades de hasta 5 pies por segundo (1.5 m/s) promueven capas más densas y más protectoras. En efecto, en este rango, a mayor velocidad mejor recubrimiento. Área Abierta La eficiencia de un pozo es maximizada al 5% de área abierta en la rejilla. Más área abierta no significará una mejor eficiencia. Empaque de Grava (Filtro de Grava) El propósito principal del empaque de grava es estabilizar el acuífero. La rejilla de pozo es diseñada para estabilizar el empaque de grava. Hay un consenso general en que los ratios empaque-acuífero deberían estar entre 4:1 y 6:1, permitiendo típicamente un pasante de 20%. Sin embargo, la investigación confirma que ratios empaque-acuífero más altos son efectivos y a menudo requeridos en formaciones de granulometría muy fina. Estudio de Corrosión en Fountain Valley Un completo estudio de corrosión llevado a cabo por Geoscience Support Services Inc. fue dirigido a identificar las tasas de corrosión de cinco tipos de acero: acero al carbono (o dulce), acero al cobre, acero de alta-resistencia baja-aleación (HSLA) y aceros inoxidables tipos 304L y 316L. Se introdujeron 3 conjuntos de cupones de los 5 tipos de metal sumergidos en el Pozo N 7, el 11 de marzo de 1998, en Fountain Valley, California. Un set de control de las muestras fue dejado para comparación. El primer set fue removido después de siete semanas, el 1 de julio de 1998 El segundo set fue removido después de once semanas, el 29 de julio de 1998 El último set fue removido después de once meses, el 2 de abril de 1999 Los resultados del Estudio de Corrosión para cada una de las cinco aleaciones indicadas se muestra aquí. Resumen de Pérdidas de Metal en MILS/AÑO Resumen de Pérdidas de Metal en MILS/AÑO Material 11 meses Resistencia a la Corrosión Al Carbono x Al Cobre x HSLA x x 316L x Desarrollo de Pozos El medio más efectivo de desarrollo de pozos es hacer pistoneo simple o doble, simultáneamente con levantamiento con aire (air lifting). Los estudios confirman que este método produce energía suficiente en la interfase acuífero y empaque de grava para: 1. Reparar daños del agujero ocurridos durante la perforación 2. Restablecer la conductividad hidráulica 3. Remover el material fino desde el empaque de grava Esta investigación también calculó la eficacia de la comúnmente empleada herramienta de chorro de agua (jetting), que a menudo produce resultados menos que óptimos. Este estudio indicó que el uso de esta herramienta, con un orificio de chorro de 1/4" a 1/2" pulgadas, produciendo velocidades en el rango de pies/segundo (46 a 58 m/s) no es una forma efectiva de desarrollar pozos. En efecto, la mayor parte de la energía producida por este dispositivo es disipada en el empaque de grava y nunca alcanza la interface acuífero/empaque de grava. 18

21 Análisis de Campo y Laboratorio de la Selección del Empaque de Grava Roscoe Moss Company patrocinó una investigación llevada a cabo por el laboratorio de Hidrogeología de la Universidad del Sur de California, en Claremont, California. El propósito de este programa fue estudiar la relación entre las graduaciones de la formación y el empaque de grava con el tamaño de la abertura de la rejilla. El objetivo fue establecer parámetros de diseño requeridos para minimizar la producción de arena y maximizar la eficiencia del pozo. Conclusiones 1. Las pérdidas del pozo asociadas con el taponeo de ranuras con aberturas pequeñas ( ) resultaron en una reducción de la eficiencia del pozo. 2. Como consecuencia de la geometría de su ranura, la rejilla louver es menos propensa a taponarse que la rejilla de ranura continua. 3. Bajo ciertas condiciones, el ratio empaque filtrante/acuífero debería ser más grande que el recomendado previamente. Resultado de la Eficiencia de un Pozo según el Test de Pruebas de Bombeo en Etapas Sucesivas Tasa de Bombeo (GPM) Diseño Recomendado del Pozo de Agua Basado en el Tipo de Acuífero Tipo de Acuífero Ratio Empaque Filtrante/Acuífero (D50/d50) Coeficiente de Uniformidad (d60/d10) % de Paso del Empaque Filtrante Tamaño de la Abertura Fino Medio Grueso Muy Grueso Recomendación de Diseño Promedio CWW 040" Shutter.040" CWW.080" Shutter.080" CWW = Continuous Wire Wrapped o Continuous Slot (Ranura Continua) Shutter = Louver (Tipo persiana) CWW.125" Shutter.125" % 50.3% 55.1% 56.2% 58.5% 58.5% % 40.3% 45.0% 46.1% 48.5% 48.4% % 33.6% 38.0% 39.1% 41.4% 41.3% < Hand Book of Ground Water Development (Manual de Desarrollo del Agua Subterránea) Este manual es un texto completo que cubre temas relacionados con esta industria. Escrito por distinguidos expertos, este libro fue editado por Roscoe Moss Company y publicado por John Wiley and Sons. Utilizado como referencia por los profesionales, también se usa como texto a nivel de graduados en muchos institutos y universidades.

22 Tabla de Conversiones Conversiones Comunes Acre Pie = 325,581 Galones (U.S.) Acre Pie = 1,233 Metros Cúbicos (m 3 ) Barril = Pies Cúbicos (ft 3 ) Barril = 42 Galones (U.S.) Centímetro (cm) = Pulgadas (in) Pie Cúbico (ft 3 ) = Galones (U.S.) Pie Cúbico/Segundo (cfs) = Galones/minuto (GPM) Metro Cúbico (m 3 ) = Galones (U.S.) Galón (U.S.) = Litros (l) Galón (U.S.) = Pie Cúbicos (ft 3 ) Galones por Minuto (GPM) = Litros/segundo (l/s) Caballo de Fuerza = Kilowatts (kw) Pulgada (in) = 2.54 Centímetros (cm) Pulgada (in) = Milímetros (mm) Kilogramo (kg) = Libras (lb) Kilómetro (km) = Millas (mi) Litro (l) = Galones (U.S.) Litro/segundo (l/s) = Galones/minuto (GPM) Litro/segundo (l/s) = Pies Cúbicos/segundo (cfs) Metro (m) = Pies (ft) Metro (m) = Pulgadas (in) Milla (mi) = Kilómetros (km) Milímetro (mm) = Pulgadas (in) Millón de Galones/día (MGD) = 3,788 Metros Cúbicos/día (m 3 /d) Libra (lb) = kilogramos (kg) Libras/pulgada 2 = kilogramos/cm 2 Temperatura ( C) = 5/9(Temp F-32) Temperatura ( F) = 9/5(Temp C+32) Tonelada (larga) = 2,240 Libras (lb) Tonelada (métrica) = 1,000 Kilogramos (kg) Tonelada (métrica) = 2,205 Libras (lb) Tonelada (métrica) = Tonelada corta Metro Cúbico (m 3 ) = Pies Cúbicos (ft 3 ) Metro cuadrado (m 2 ) = Pies Cuadrados (ft 2 ) 20

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24 Roscoe Moss Company 4360 Worth Street Los Angeles, California Phone: Fax: