Perforación de pozo con cuchara: descripción completa de la tecnología de perforación por método de percusión con cable

¿Cómo garantizar que su propio terreno y casa tengan suficiente agua limpia? A veces la respuesta más simple a esta pregunta es la construcción de un pozo. Si contratar un equipo es caro, pero tiene las habilidades y el deseo de trabajar duro, puede perforarlo usted mismo. Los métodos mediante los cuales se puede extraer agua de las entrañas de la madre tierra son variados.

Entre ellos, la perforación de pozos con cuchara ocupa un lugar muy digno. La mayoría de las veces, el uso de la cuchara se combina con el método de perforación rotativa con barrena para extraer suelos sueltos no cohesivos: arenas, depósitos de grava. A veces, sin el uso de la cuchara, es imposible extraer el suelo destruido del fondo del pozo.

Le contaremos cómo se realizan los trabajos de perforación con el uso de la cuchara. Con nosotros aprenderá cómo perforar correctamente un pozo de captación de agua en un terreno rural, utilizando la herramienta de perforación casera más simple. Siguiendo nuestras recomendaciones, usted podrá instalar una fuente de agua con un costo mínimo.

Conceptos generales sobre el proceso de perforación

La perforación con cuchara representa el llamado método de perforación por percusión con cable. Como herramienta de perforación se utiliza una cuchara: un proyectil pesado, hueco, largo y estrecho, que se deja caer en el pozo desde una altura de varios metros.

Bajo el peso de la cuchara, las capas de suelo se rompen y entran en la cavidad del proyectil. La cuchara se extrae, se limpia del suelo y luego se vuelve a arrojar al pozo.

El proceso se repite una y otra vez hasta que se alcanza la capa acuífera y se la atraviesa. Aunque en la descripción el proceso parece simple, puede ser largo y laborioso.

Sin embargo, la perforación por percusión con cable tiene muchas ventajas en comparación con otros métodos. Por ejemplo, en la perforación manual con cuchara, normalmente no se introduce agua en el pozo, como se hace a menudo con la perforación con tornillo o rotativa.

Como resultado, el suelo en el pozo no se humedece, lo que reduce el riesgo de debilitamiento o destrucción de sus paredes. Otra ventaja: la determinación precisa de la capa acuífera.

En la perforación “húmeda”, no siempre es fácil entender que tan esperada agua finalmente ha aparecido. Incluso los perforadores experimentados a veces no reconocen este momento de inmediato y continúan perforando. Además, se cree que el caudal de los pozos “secos” es mayor que el de los “húmedos”.

El cucharón se utiliza en la construcción de pozos en rocas detríticas sueltas llenas de agua. La herramienta está equipada con una válvula para capturar y elevar más roca en una sola operación.

Al elegir entre el cucharón y la barrena, algunos expertos se guían por las siguientes consideraciones. Las perforadoras de barrena con lavado, fabricadas por la industria moderna, tienen limitaciones en la profundidad de perforación.

Y la potencia de dichas perforadoras es de 12 kW. Encontrar un motorreductor que proporcione esa potencia en condiciones domésticas es difícil.

Pero un reductor de solo 2,2 kW levanta una carga de aproximadamente una tonelada. Incluso un cucharón muy pesado será levantado sin dificultad por este mecanismo. Solo queda lanzar el cucharón hacia abajo para obtener un golpe lo suficientemente fuerte como para romper rocas bastante densas. Así, con un menor consumo de energía se logra un impacto más eficaz.

Además, montar un cucharón de perforación con medios improvisados será más fácil y rápido que un sinfín, cuya construcción es notablemente más compleja. Se conocen casos en los que, con un cucharón casero, un trípode y un motor, se logró perforar un pozo de más de 40 metros de profundidad, aunque la realización de este trabajo llevó varios meses.

¿Qué se debe tener en cuenta al trabajar?

Para empezar, no está de más prever posibles problemas. Por supuesto, cada pozo tiene características individuales.

La perforación a solo unas decenas de metros de distancia puede desarrollarse según un escenario diferente. Pero conocer la composición aproximada del suelo y las capas que incluye permitirá elaborar un plan preliminar, abastecerse de las herramientas necesarias, etc.

Cuanto más pesado y viscoso sea el material que se debe extraer a la superficie, más difícil será trabajar con el cucharón. Lo más sencillo es manejar arena seca. Sin embargo, en arenas movedizas el trabajo puede prolongarse indefinidamente, mientras que el pozo casi no se profundiza. Algunos expertos recomiendan en este caso realizar la perforación con lavado simultáneo, introduciendo la tubería de revestimiento lo más rápido posible por delante del cucharón.

Es prácticamente imposible superar capas de arcilla pesada con el cucharón. En suelos de este tipo, la perforación es más eficaz realizarla con otros métodos.

Para seleccionar la capa de marga, se utiliza un vaso: una herramienta larga y estrecha con un borde inferior afilado y sin válvula. También se arroja al pozo desde una altura de varios metros. Luego, se extrae el vaso y se limpia a través de una estrecha abertura vertical hecha en su costado. A veces, esta abertura también se hace en la cuchara.

Para la perforación de capas de suelo particularmente viscosas mediante el método de percusión por cable, se utiliza un vaso – un tubo largo con un borde inferior afilado y un orificio estrecho hecho a lo largo del vaso.

Este trabajo en marga avanza con dificultad y lentitud. Vale la pena evaluar los costos de mano de obra y tiempo; quizás tenga sentido preferir la perforación con barrena al método de percusión. Para evaluar la composición del suelo en el que se realizará la perforación, hay dos formas. La barata – preguntar a los vecinos que ya tienen un pozo, y la cara – encargar los trabajos de perforación a especialistas.

Normalmente, para el pozo se elige un lugar donde el relieve desciende, se cree que así estará más cerca del acuífero. A algunos aficionados, con la ayuda de la cuchara, les ha sido posible perforar un pozo bastante decente directamente en el sótano de su casa, ya que la máquina o el trípode para la cuchara – es una estructura relativamente compacta.

Se debe recordar que estos trabajos solo se pueden realizar en un sótano suficientemente espacioso con techo alto. En este espacio no solo se debe colocar la instalación de perforación, sino también realizar el ensamble de la tubería de revestimiento.

Si el piso y el techo aún no están presentes, el cabrestante se puede fijar a las vigas. Además, se debe tener en cuenta la gran cantidad de agua sucia que saldrá del pozo durante la perforación y puede inundar todo alrededor. Es más sensato realizar la perforación en la estación seca.

La perforación con cuchara – es un trabajo bastante sucio, se debe prever un lugar donde se verterá el suelo extraído del dispositivo.

La mayoría de las veces se hace en verano. Los trabajos de perforación también son bastante efectivos en invierno, aunque superar la capa de suelo congelado puede no ser fácil. Pero en primavera, durante la inundación, no se recomienda perforar pozos. El suelo húmedo es más difícil de extraer, y también será más difícil determinar el momento de aparición del agua en el pozo. En otoño, los trabajos suelen realizarse en noviembre.

Herramientas y materiales utilizados

Para empezar, se necesitará la propia cuchara, así como una instalación a la que se debe colgar. La cuchara de perforación – es un dispositivo bastante pesado.

Con mucho empeño, el dispositivo lleno se puede, por supuesto, extraer manualmente del pozo, pero para ello se necesitará bastante esfuerzo y tiempo. Para facilitar el trabajo, sobre el lugar de perforación se instala una torre en forma de trípode.

Para suspender la cuchara sobre la abertura de trabajo se utiliza un trípode especial. Generalmente se hace de metal, pero también sirven vigas de madera.

Puede ser de metal o de madera. En la parte superior se fija una polea, a través de la cual se pasa un cable metálico. De este cable se cuelga la cuchara. Así, para extraerla se necesitará menos esfuerzo.

El izado se realiza con un motorreductor con embrague, en cuyo eje se enrolla el cable. Para que después del impacto de la cuchara el tambor no gire por inercia, se puede instalar un dispositivo de frenado.

En uso comercial, la aplicación del freno está totalmente justificada, pero para necesidades propias se puede prescindir de él. Con el embrague se puede regular la fuerza que se transmite al dispositivo, teniendo en cuenta el momento del impacto. En el proceso de trabajo, la capacidad de determinar este momento se adquiere rápidamente con la experiencia.

En la parte inferior de la cuchara se suelda o atornilla una zapata con una válvula de láminas incorporada. La válvula impide que el suelo se derrame del útil cuando se levanta para vaciarlo.

Tanto el equipo, como el cucharón y el tubo de muestreo se pueden fabricar por uno mismo o adquirir en tiendas de construcción. Sobre cómo hacer una herramienta de perforación para perforación manual, está escrito en detalle en este artículo.

Para fabricar la cuchara se necesita un tramo de tubo metálico de varios metros de longitud. El diámetro exterior de dicho tubo debe ser menor que el diámetro interior del tubo de revestimiento aproximadamente en 20 mm. Por ejemplo, si se utiliza un tubo de revestimiento de acero de 133 mm, para la cuchara servirá un tubo con diámetro de 108 mm.

El espesor de las paredes del tubo para la cuchara puede alcanzar los 10 mm. Hay que relacionar las dimensiones y el peso del dispositivo. Debe ser suficientemente pesada para que, al golpear el suelo, lo afloje y lo recoja eficazmente.

Pero hay que recordar que para extraer la cuchara llena, la potencia del reductor debe ser suficiente. Se considera suficiente un peso de 30-40 kg. Una vez elegido el tubo, es necesario soldar o atornillar en la parte inferior una zapata con válvula de láminas.

En la parte superior se suelda una rejilla protectora y un asa, a la que se debe sujetar un cable metálico. La parte inferior se puede afilar hacia adentro para mejorar la disgregación del suelo. En lugar de afilar el borde, se pueden soldar varillas puntiagudas o piezas metálicas afiladas en la parte inferior.

De manera similar, se fabrica un vaso de perforación para pozos en suelos arcillosos a partir de un trozo de tubería. Solo que en este caso no se necesita válvula, y a lo largo de la tubería se hacen aberturas verticales para poder limpiar el vaso del suelo viscoso.

Además de la instalación y de la cuchara de perforación, se necesitarán una serie de materiales y herramientas:

• tuberías de revestimiento en la cantidad necesaria;
• abrazaderas para fijar los tubos durante la soldadura o la termofusión;
• barrena de jardín;
• un lugar para recoger el suelo excavado;
• un recipiente o lugar para verter el agua contaminada;
• un equipo de soldadura o un termofusor para tubos de PVC.

En la formación del pozo se pueden utilizar tanto tubos de revestimiento metálicos como plásticos (tuberías de revestimiento). La parte inferior del primer tubo de plástico debe estar provista de un zapato especial que facilita el proceso de descenso del tubo en el pozo. Los tubos de plástico se sueldan con un soldador diseñado para tal fin.

Aprender a trabajar con esta herramienta no es difícil, pero antes de comenzar es mejor tomar algunas lecciones de maestros más experimentados o practicar con tramos de tubos innecesarios. Trabajar con tubos metálicos es un poco más sencillo, ya que son más resistentes que las estructuras de plástico.

A menudo, este tubo simplemente se hinca en el pozo para bajarlo a la profundidad deseada. Para soldar tubos metálicos se utiliza un equipo de soldadura; si no se tiene experiencia con dicho equipo, habrá que adquirirla. La mayoría de las veces se utilizan tubos con conexión roscada para pozos, pero la soldadura se considera más fiable.

Descripción de la tecnología de perforación

Si todos los materiales y herramientas están preparados, se puede comenzar a trabajar. Sobre el lugar elegido para el pozo se instala un trípode. En la polea se coloca el cable metálico de la cuchara de perforación y se enrolla en el eje del reductor. En el suelo debajo de la cuchara, con una barrena de jardín, se hace un agujero de un diámetro tal que la cuchara pueda pasar a través de él.

Se puede comenzar la perforación. La cuchara elevada sobre el orificio simplemente se deja caer. El golpe afloja el suelo, la válvula se abre y la cavidad de la cuchara se llena de suelo.

Generalmente no se da un solo golpe, sino tres o cuatro, para que la cuchara se llene al máximo de suelo. Luego se la sube desde el pozo, se abre la válvula y se vacía el suelo capturado del dispositivo.

La cuchara vaciada se vuelve a dejar caer en el pozo varias veces, etc. Poco a poco el pozo se vuelve más profundo. Para proteger sus paredes del derrumbe, es necesario introducir la primera tubería de revestimiento.

Con la cuchara se puede perforar un pozo incluso en un sótano, especialmente si el suelo y el techo aún no están instalados. En lugar de un trípode, se utilizan las vigas como soporte para el dispositivo, en las que se fija la polea para el cable de la cuchara.

La tubería se sujeta con abrazaderas especiales para que no se hunda demasiado. Según sea necesario, se alarga la tubería de revestimiento soldando, atornillando o pegando tubos entre sí.

Se considera que un pozo poco profundo se puede perforar primero y luego instalar las tuberías, pero es mucho más sensato instalar las tuberías de inmediato. Esto protegerá definitivamente las paredes del pozo contra derrumbes.

Es muy importante instalar correctamente la primera tubería de revestimiento en el pozo. Su posición se nivela y se fija cuidadosamente. La posición de las demás tuberías se ajusta según la primera. Si desde el principio la tubería se coloca torcida, esto puede dificultar la perforación, la instalación de la bomba del filtro, el mantenimiento del pozo, etc.

La capa superior de suelo franco arcilloso suele ser muy densa debido a la gran cantidad de inclusiones arcillosas. Se atraviesa con un vaso, cuyo dispositivo se describió anteriormente. Se actúa igual que con la cuchara: se deja caer en el pozo, se extrae, se limpia, etc. Una vez superada esta sección difícil, se puede volver a usar la cuchara.

Para que sea más cómodo conectar las tuberías de revestimiento, los bordes superior e inferior de la tubería que se une a la columna ya profundizada se fijan con abrazaderas especiales de metal o madera.

También pueden surgir dificultades al atravesar arenas movedizas, si durante la perforación el pozo atraviesa esta capa rica en agua. Algunos maestros consideran que para acelerar el trabajo tiene sentido inyectar agua en el revestimiento y extraer el suelo líquido.

Normalmente, la perforación con cuchara se realiza 'en seco'. Esto permite determinar con bastante precisión la aparición de agua en el pozo, lo que indica que se ha alcanzado el acuífero.

Detener la perforación tan pronto como aparezca agua en el pozo es un error común de los perforadores novatos. Se recomienda continuar la perforación y profundizar en la siguiente capa de suelo aproximadamente medio metro. De este modo se garantizará el máximo caudal del pozo. Luego solo queda bombear el pozo, introducir la bomba, instalar la cabeza del pozo, etc.

Elección: ¿con filtro o sin filtro?

Para evitar que entren contaminantes al pozo, se instala un segundo tubo con un filtro de pozo dentro del barril. Se fabrica a partir de un tramo largo de tubería, cuyo diámetro debe ser menor que el diámetro de la tubería de revestimiento. La parte superior del tubo se utiliza como prensaestopas, y en la parte media se realizan numerosos orificios.

En el tramo de tubería con el que se fabrica el filtro para el pozo, se deben hacer una serie de agujeros frecuentes y suficientemente grandes. Esta perforación asegurará una rápida entrada de agua filtrada al pozo.

La sección perforada se cubre con una malla de tejido de galón, pero en caso de urgencia también sirve una malla común de malla fina, por ejemplo, con parámetros 0,2x0,13. La malla se puede fijar con alambre.

La parte inferior del filtro es un sedimentador, allí no se necesita perforación. Si en un pozo realizado con método de tornillo se puede bajar el filtro mediante varillas conectadas entre sí, en la perforación por cable de percusión el filtro se entrega mediante un cable metálico.

El filtro perforado para pozo debe cubrirse con una malla metálica de tejido de galón y fijarse con alambre de acero inoxidable. En lugar de la malla de tejido de galón, se puede usar una malla común lo suficientemente fina.

Esto no permite presionar el filtro con fuerza para garantizar la estanqueidad de la estructura al conectarlo con el prensaestopas. En tal caso, se puede utilizar eficazmente PSUL – cinta de sellado precomprimida. Este material se usa ampliamente en la instalación de ventanas de PVC.

Esta cinta debe enrollarse en el borde del filtro y bajarse inmediatamente al pozo, ya que el PSJL se expande bastante rápido. Si el filtro se baja inmediatamente después de enrollar la cinta, esta se expandirá en la parte inferior y garantizará un sellado hermético del filtro. Una vez que el filtro está abajo, la tubería de revestimiento se levanta con cuidado.

PSJL – cinta de sellado precomprimida autoexpandible se utiliza en la instalación de ventanas de PVC, pero es adecuada para crear un sello de filtro de pozo. Se debe enrollar PSJL aproximadamente 30 cm en la parte superior del filtro y bajarlo inmediatamente al pozo.

La mayor parte del filtro debe quedar por debajo del borde de la tubería de revestimiento. Para levantar la tubería se pueden usar dos gatos de cinco toneladas. La parte de la tubería extraída a la superficie se corta o se desenrosca. Para evitar que la abrazadera se deslice, se sueldan piezas de refuerzo al tramo saliente de la tubería.

El método de perforación a percusión con cable permite crear un pozo sin filtro. Para acondicionarlo de esta manera, es necesario bajar la tubería de revestimiento unos 0,5 metros por debajo del acuífero. En la perforación con barrena o con sacanúcleos 'húmeda' suele ser difícil extraer el núcleo del pozo. La cuchara extrae fácilmente las rocas detríticas sueltas saturadas de agua.

Esquema de un pozo sin filtro: 1 – pozo; 2 – acuífero – horizonte; 3 – embudo de captación de agua; 4 – techo; 5 – columna de revestimiento; 6 – arena; 7 – cavidad formada durante el bombeo de arena con airlift

Una vez que la tubería de revestimiento está firmemente instalada, se bajan dos mangueras al pozo. Por una de ellas se introduce un flujo de agua en el pozo, y por la segunda se inyecta aire mediante un compresor. De esta manera se obtiene el llamado airlift, y el flujo de agua evita la formación de un tapón de arena.

Como resultado, por la tubería de revestimiento subirá una mezcla de agua, arena y aire, que debe verterse en un recipiente separado. Cuando la mezcla se asiente, se debe medir el volumen de arena extraída del pozo. Según los manuales, cada metro cúbico de dicha arena equivale aproximadamente a 4,5 metros cúbicos de caudal.

Con el método de perforación con extracción de testigos y con sinfín de un pozo de captación de agua le presentará otro artículo, que le recomendamos consultar.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Video #1. Demostración visual de la perforación de un pozo con cuchara:

Video #2. Combinación de perforación con barrena en terreno duro y uso de cuchara para atravesar arena fina saturada de agua:

Video #3. Una variante interesante del diseño de cuchara y vaso de perforación:

La perforación por percusión con cable tiene muchas ventajas sobre el método de barrena, más común. Es fácil hacer la cuchara y otros dispositivos con materiales disponibles. El proceso de perforación también es sencillo, especialmente si los posibles problemas se prevén desde el principio.

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