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Tema 16.- Perforacin con
recuperacin de testigo.
Parte 2: Elementos de la sarta y
mtodo de trabajo
CURSO DE TECNOLOGA
DE SONDEOS
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La sarta de perforacin.
La sarta de perforacin est constituida de arriba abajo por:
El cabezal de inyeccin y gancho elevador
El varillaje
La batera o tubo portatestigos
El calibrador o ensanchador
La corona.
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
El cabezal de inyeccin es el elemento situado en lacabeza de la
sarta y es por donde entra el fluido deperforacin al varillaje.
Lleva un gancho por el que va sujeto a la horquilla delextremo
del cable del sistema de elevacin, con la finalidadde tirar de
sarta al inicio de la extraccin del varillaje.
Es, por tanto, una pieza que ha de soportar la tensin degran
peso (sobre todo cuando el sondeo ya alcanzalongitudes
considerables) y aguantar una continua rotacin.
Consta de dos partes: una fija, el cuerpo; y una mvil,
laempaquetadura, a modo de eje hueco por donde entra elfluido y que
mediante un adaptador se rosca al tren devarillaje.
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La sarta de perforacin
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
El cabezal de inyeccin
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La sarta de perforacin: gancho elevador
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
El cabezal de inyeccin es reemplazadopor un gancho elevador para
efectuar lasmaniobras de introduccin o extraccin delas
varillas.
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PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
El varillaje es el responsable de transmitir la rotacin y
elempuje al til de corte, y de llevar el fluido de perforacinhasta
el fondo del sondeo
El varillaje es el elemento de la sarta que ms sufre durantelos
trabajos. Las varillas estn sometidas tanto a esfuerzode compresin,
cuando se aplica el empuje, como detraccin, cuando se tira de l o
se mantiene en suspensin.
La sarta de perforacin: el varillaje
Cada varilla est formada por un tubo de acero sin
soldaduraestirado en fro, y un manguito para unin roscada.
Elconjunto siempre forma una superficie lisa continua.
Hay varillaje fabricado con aluminio, para ciertas obras
querequiere de este material ligero.
El empuje produce el pandeo de las varillas y el consecuenteroce
contra las paredes del sondeo. Esto supone undesgaste, lo que
representa un riesgo de rotura, que suele serms notable en las
zonas de unin.
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La unin entre varillas se hace roscadamediante manguitos. Las
roscas puedenser macho-hembra, hembra-hembra omacho-macho. Hay
manguitos paraacoplar cualquier tipo de roscas.
En la actualidad hay la tendencia a que losmanguitos vengan
integrados con el tubomediante soldadura por friccin, con loque se
consigue una mayor resistencia deestos puntos de debilidad.
Varilla convencional con manguitos
Varilla con manguitossoldados por friccin
La sarta de perforacin: el varillaje
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Las varillas normales son de acero. Normalmente la
fabricacinsigue la norma API y hay 3 calidades que son la C,D y E,
siendola ltima la de mayor resistencia.
Normalmente se usan las calidades D y E y las caractersticas
defabricacin son:
Calidad D Calidad E
Lmite elstico 38,7 Kg/mm2 52,7 Kg/mm2
Carga de ruptura 66,8 Kg/mm2 70,3 Kg/mm2
Alargamiento 20% 20%
La rosca ms comn es cilndrica, plana y tiene un
pasorelativamente corto, de forma que queden muy bien cerrados
losacoples roscados.
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La sarta de perforacin: el varillaje
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Las varillas comunes tienen una longitud de 3 metros.Se suelen
acoplar en tramos de 6 m para aligerar latediosa tarea de la
extraccin e introduccin de la sartaen el sondeo. Hay varillajes ms
cortos de 1 o 1,5 mpara poder trabajar en espacios reducidos como
en elinterior de las minas.
Los dimetros de varillas siguen una norma mtrica yuna norma
americana, siendo esta ltima la msextendida. Las principales
caractersticas de diseoson:
Dimetro
exterior (mm)Peso Kg/m
(varilla de 3 m)
Dimetro del paso
interior del manguito
Dimetro
exterior (mm)Peso Kg/m
(varilla de 3 m)
Dimetro del paso
interior del manguito
27,8 2,9 10,3
33,5 3,3 15 34,9 4,6 11,1
42 4,3 22 44,4 5,3 15,9
50 6,8 22 54 6,3 19
60 8,4 25 66,7 8,1 34,9
88,9 12,6
114,3 21,4 60,3
NORMA AMERICANANORMA EUROPEA
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La sarta de perforacin: el varillaje
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Aunque hay dimetros de perforacin superiores, elvarillaje no
excede del dimetro de 114 mm por resultarexcesivamente pesado.
Igualmente, los dimetros de lacaonera y del juego de mordazas del
sujetador devarillas no suele exceder de 89 mm.
La operacin de rotacin y empuje de la mquina parala perforacin
debe realizarse con la varilla del dimetroapropiada para la
caonera, colocndose un manguitode reduccin (adaptador) para ajustar
al dimetro delresto de la sarta.
El tubo de las varillas tiene un espesor mnimo de 4,8mm, excepto
las de 88,9 y 114,3 mm que el espesor esde 6,4 mm. Normalmente
vienen reforzadas en losextremos, en la zona de acoples de los
manguitos.
Las varillas deben retirarse cuando hayan perdido un5% de su
dimetro exterior.
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La sarta de perforacin: La batera
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
La batera o tubo portatestigos es un tubo o grupo detubos en
donde se va a ir guardando el testigo segnprogresa la perforacin.
Sean uno o varios los tubos,en cualquier caso, el tubo ms interior
ha de tener elmismo dimetro que el del interior de la corona.
La batera va unida a la sarta mediante una piezaroscada que se
rosca a su vez al tubo exterior, es lacabeza de la batera.
Las piezas que componen la batera son: el tuboexterior, el
muelle extractor, el tubo portamuelles, eltubo interior o
sacatestigos, la cabeza del tubo interiory la cabeza del tubo
exterior o cabeza de la batera.
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La sarta de perforacin: La batera
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
El testigo va pasando por el muelle extractorcuando se est
perforando, pero cuando se tirahacia arriba, el muelle se acua
debido a su formatroncocnica, presionando al testigo. Si se
continuatirando, el testigo llega a romper por la presinejercida
por el muelle.
La longitud de las bateras ms normal es algo msde 3 metros para
permitir la entrada de hasta 3 mde testigo.
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La sarta de perforacin: La batera
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Las bateras responden a tres tipos distintos basados en laforma
de cmo albergar el testigo y de cmo extraerlo.
La batera de tubo sacatestigo sencillo o tipo B. Es unsistema de
pared simple, en la que el fluido entra en contactodirecto con el
testigo. Por eso su uso es solo aconsejable enmateriales bien
cohesionados, o toma muestras de materialesque no necesitan fluido
para su perforacin (suelos).
Las batera de doble tubo sacatestigo o tipo T. En estasbateras
hay un doble tubo de forma que el fluido de perforacincircula entre
ambos evitando el lavado del testigo.
Estas bateras son, a su vez, de dos modelos, respondiendo asi el
tubo interior es giratorio o no. En los no giratorios, el tubogira
solidariamente con el resto del varillaje produciendo unafriccin
sobre el testigo, que si est muy poco cohesionado,puede deshacerlo.
Con el tubo interior giratorio se evita esto, alpermanecer
inmovilizado con el testigo al disponer de un roda-miento de bolas
en la cabeza giratoria, que independiza sumovimiento del resto de
la sarta.
La bateras de tipo T funcionan muy bien con agua limpia, pero
hay problemas con lodos, ya que el espacio anular entre tubos en
estrecho.
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La sarta de perforacin: La batera
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
La perforacin con bateras de tipo T o tipo Bsupone que cada vez
que se llena el tubosacatestigo, o hay que parar por
algncontratiempo, o hay que sacar toda la sarta,desmontar la corona
y proceder a la extraccin deltestigo. Despus de esto hay que volver
a montartodo y proceder a la introduccin de la sarta paracontinuar
con la perforacin.
Para evitar este tedioso y costoso trabajo sedesarroll en los
aos 50 un nuevo tipo de bateraque permita la extraccin del tubo
interiorsacatestigo sin necesidad de extraer la sarta. Sonlas
bateras con tubo sacatestigo con cable otipo wireline.
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La sarta de perforacin: La batera
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Bateras con tubo sacatestigo con cable o tipo wireline.
La cabeza del tubo interior esta preparada para sercapturada por
una pinza que entra por dentro delvarillaje que va enganchada a un
cable.
Al llegar la pinza a la cabeza del tubo, sta seengancha a una
pieza cnica que la cabeza tieneen su extremo superior, de forma que
abre la pinzay la vuelve a dejar cerrada al entrar en ella.
Al tirar hacia arriba se suelta un sistema de anclajeque tiene
la cabeza, por el cual sta est sujeta auna prolongacin que hay del
doble tubo interior.Gracias a este anclaje el tubo
sacatestigospermanece fijo durante la perforacin.
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La sarta de perforacin: El calibrador o ensanchador.
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
El calibrador o ensanchador es un elemento de lasarta destinado
a mantener y homogenizar el dimetrode perforacin a lo largo del
sondeo. Tambin actacomo estabilizador de la sarta, jugando un
papelimportante en la estabilidad de la direccin delsondeo.
Se coloca en uno de los extremos de la batera, bienabajo
inmediatamente encima de la corona, bienarriba entre el tubo
exterior y la cabeza de la batera.
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La sarta de perforacin: El calibrador o ensanchador.
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
El calibrador deber tener un dimetro ligeramentesuperior que el
de la corona y ha de ser reemplazadocuando por desgaste se alcance
el mismo dimetroque aquella.
Al perforar unidades rocosas duras se debe controlarcada poco el
desgaste del calibrador.
Un consumo normal supone del orden de 4 coronaspor
calibrador.
Los calibradores que hay en el mercado son deinsertos de carburo
de tungsteno o de insercin dediamantes. Los de CW se usan en
formacionesblandas, mientras que los de diamante se puedenusar en
cualquier material.
Una peculiaridad de los insertos de diamante es queno sobresalen
de la matriz.
La distribucin de diamantes va formando anillosdonde los
insertos van colocados en hilerasdistribuidos en sectores rectos o
espirales.
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La sarta de perforacin: Las coronas
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Las coronas son el elemento de corte en este tipo desondeos y
son caractersticas de ellos.
La corona va a cortar el terreno en una superficiecircular,
independizando en forma de fragmentoscilndricos a las rocas
atravesadas con el fin deobtener muestras completas de ellas.
Las coronas estn constituidas por dos partes que sonel cuerpo y
la matriz de corte.
Uno de los extremos del cuerpo lleva la rosca para serensamblada
la corona al calibrador o directamente ala batera. Esta rosca suele
ser hembra. En el otroextremo del cuerpo va la matriz de corte que
llevadistribuido de una forma determinada el materialabrasivo para
poder cortar la roca.
La matriz de corte est constituida por una aleacinbasada en CW y
presenta unas ranuras por dondesale el fluido de perforacin.
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La sarta de perforacin: Las coronas
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Las coronas se clasifican en dos grupos enfuncin del tipo de
material abrasivo que seutilice, que son las coronas de metal duro
ylas coronas de diamantes.
CORONAS DE
METAL DURO
CORONAS DE DIAMANTE
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La sarta de perforacin: Las coronas
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
La corona marca el dimetro de perforaciny, dependiendo del tipo
de batera, seestablece el dimetro del testigo, que va aser el
dimetro interior de la corona.
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La sarta de perforacin: Las coronas
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Dimetro de
perforacin
Dimetro del
testigo
Dimetro
exterior
Dimetro
interior
RW 29,8 18,7 27,8 18,2
EW 37,7 21,5 34,9 22,2
AW 48 30,1 44,4 30,9
BW 60 42 54 44,5
NW 75,7 54,7 66,7 57,2
HW 99,2 76,2 88,9 77,8
23/4*37/8 98,4 68,3
HWT 139,6 100,8 114,3 101,6
4*73/4 196,9 151,6
Dimetro de
perforacin
Dimetro del
testigo
Dimetro
exterior
Dimetro
interior
46 46,3 31,7 42 22
56 56,3 41,7 50 22
66 66,3 51,7 60 25
76 76,4 61,7
86 86,4 71,7
101 101,4 83,7
116 116,4 93
131 131,4 108
146 146,4 123
Dimetro de
perforacin
Dimetro del
testigo
Dimetro
exterior
Dimetro
interior
AQ 48 27 44,5 34,9
BQ 60 36,4 55,6 46
NQ 75,7 47,6 69,9 60,3
HQ 96 63,5 88,9 77,8
PQ 122,6 85
Para sistema Wireline
VARILLAJECORONAS
PERFORACIN
Para sistema T2: Norma americana
Para sistema T2: Norma mtrica
VARILLAJE
VARILLAJECORONAS
CORONAS
PERFORACIN
PERFORACIN
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Los X son naturales y no han sufrido ningntratamiento ni uso
previo. Son muyresistentes al desgaste. Se trata dediamantes
compactos y homogneos, conformas polidricas pero sin ngulos
vivos.Son los apropiados para rocas duras y muyduras.
Los F son reciclados. Son muy resistentes aldesgaste, compactos
homogneos ytendencia a formas esfricas. Sonapropiados para rocas de
dureza media aalta.
Los D son reciclados. Son menos resistentesal desgaste,
compactos, menos homogneosy formas ms irregulares. Son
apropiadospara rocas de dureza baja a media.
La sarta de perforacin: Las coronas de diamantes
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Las coronas de diamante utilizan este material como abrasivo,que
puede ser de origen tanto natural como artificial.
El tamao de los diamantes se establece mediante elnmero de
piedras que entran en un quilate (p.p.q.) . 1quilate equivale a 0,2
gramos.
Se establecen 4 calidades de los diamantes en funcin desu
utilidad en la perforacin:
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Los E son tambin reciclados. Son los me-nos resistentes al
desgaste, son menoscompactos, menos homogneos y presentanformas
irregulares. Son apropiados pararocas de dureza baja a media.
Los diamantes sintticos son de grancalidad ya que son muy
compactoshomogneos y formas muy regulares.Presentan adems unas
caractersticas muyregulares. Sirven para todo tipo de durezas yson
especialmente tiles en las coronas deconcrecin.
La sarta de perforacin: Las coronas de diamantes
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Las coronas de diamante utilizan este material como abrasivo,que
puede ser de origen tanto natural como artificial.
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La sarta de perforacin: Las coronas de diamantes
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
La forma, tamao, colocacin y distribucin de los fragmentos
dediamante en la matriz no es aleatoria, sino que se hace de
formaque se consiga una mxima abrasividad del material y
unafuncionalidad para usos determinados.
En funcin del tamao y colocacin de los diamantes en lamatriz las
coronas se subdividen en:
Coronas de Insercin, fabricadas con diamantes gruesos (entre10 y
80 ppq) que van colocados en la superficie de la matriz.Son tiles
para rocas blandas, ms o menos cohesionadas.
Coronas de concrecin o de impregnacin, construidas conpiedras
pequeas (ms de 100 ppq) que van entremezcladas enla matriz. Son las
aplicables a rocas duras, fracturadas y conpoca cohesin.
CORONAS DE
INSERCINCORONA DE CONCRECIN
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La sarta de perforacin: Las coronas de diamantes
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Las secciones de la matriz en ambos tipo de coronasde diamantes
son distintas.
Las de insercin suelen tener formas convexas ypasos de agua
cortos. En ellas el material de la matrizha de ser resistente para
evitar que los diamantes sedesprendan.
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La sarta de perforacin: Las coronas de diamantes
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
En las coronas de concrecin la matriz debe irsegastando al mismo
ritmo que los diamantes, de formaque la superficie de corte se
mantenga homogneapese al desgaste.
Hay diversos grados de dureza de la matriz de estascoronas:
HS matrices blandas
HM matrices de dureza media
HH matrices de gran dureza
Las de concrecin presentan superficies planasranuradas con los
pasos de agua muy marcados yprofundos para que el fluido pueda
seguir saliendoaunque la corona se vaya gastando.
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La sarta de perforacin: Las coronas de diamantes
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
En las coronas de insercin tienen importancia la seleccin
deltamao de los diamantes, de la calidad de los diamantes y de
laforma del frente de corte.
En general los tamaos grandes son apropiados para rocasblandas
(12 a 20 ppq), mientras que los pequeos sonapropiados para las
rocas duras (50 a 90 ppq).
El grado de dureza de la matriz de estas coronas puede ser
H(dura) o EH (extra dura).
Las formas del frente de corte ms comunes son:
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La sarta de perforacin: coronas de piezas adiamantadas
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Aparte de los dos tipos habituales de coronas de diamantes
hayotros tipos menos usados que son las coronas PDC y lascoronas
GEOSET o TSD.
Las PDC estn constituidas por piezas de diamantes
sintticospolicristalinos obtenidos a partir de partculas muy finas
dediamantes sinterizados a presiones enormes, formandoplaquitas y
elementos poligonales que se insertan en unasbases de CW.
Coronas de diamantes compactos
sintticos policristalinos PDC
Las coronas TSD estn realizadas con piezas construidas
conaglomerados de diamantes sintticos policristalinos que son
msresistentes y estables a grandes temperaturas. Formanfragmentos
poligonales de muy variable tamao.
Ambos tipos de coronas tienen una buena capacidad depenetracin y
menor desgaste, pero solo son utilizables enmateriales compactos de
dureza media a baja.
Pieza de aglomerado de diamantes
policristalinos sintticos GEOSET
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La sarta de perforacin: coronas de carburo de tungsteno
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Este tipo de coronas sustituyen los diamantes porelementos de
carburo de tungsteno.
Este material duro se incorpora a la matriz en formade piezas
geomtricas, placas o pequeos fragmentostriturados.
Estas coronas sirven para recuperar testigo enformaciones
blandas, en terrenos de recubrimiento ypara realizar limpiezas.
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La sarta de perforacin: Zapatas
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Las zapatas se usan para perforar o para colocar las tuberasde
revestimiento
Las zapatas de perforacin tienen los elementos de corte en
laparte frontal y exterior, mientras que la interior es lisa.
Eldimetro interior es compatible con los dimetros exteriores delas
coronas o bateras sacatestigos.
Con estas zapatas se pueden realizar la perforacin enterrenos
muy sueltos, que tenga riesgo de hundimiento de lasparedes. Con
ellas se trabaja sin flujo de agua y a rotacin muylenta. El empuje
se aplica en funcin del material.
Las zapatas de metal son las que se usan para facilitar
laentrada de las tuberas de revestimiento.
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El mtodo de trabajo: Preparativos
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Para programar de forma correcta una campaa de sondeoscon
recuperacin de testigo hay que tener una idea sobre eltipo de
terreno que se proyecta atravesar.
Igualmente se debe conocer con antelacin la longitud de
lossondeos y las exigencias de dimetros.
Hay que tener en cuenta que el dimetro de perforacin loestablece
la corona usada junto con el calibrador, mientras queel dimetro del
testigo ser funcin del tipo de tubo sacatestigoque se use.
Con todo ello se seleccionan las herramientas a usar y lacorona
o juego de ellas que sern apropiadas para la obra.
Es comn, que en grandes campaas los primeros sondeossirven para
poner a punto el mtodo de trabajo.
Sobre el terreno hay que preparar los emplazamientos en
lospuntos de sondeos, que deben ser lo suficientemente ampliospara
colocar la sonda, almacenar el varillaje y tubera a utilizar,y
albergar la balsa de lodos.
Hay que preparar la logstica de suministros al
sondeo,especialmente del agua. El consumo de agua es considerable
yresulta un elemento imprescindible.
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El mtodo de trabajo: Preparativos
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
En el emplazamiento la sonda debe colocarse sobre el puntode
sondeo.
En el caso de sondeos verticales bastar con equilibrar yfijar la
sonda, elevar la torre y proceder a la perforacin.
En el caso de sondeos inclinados, la sonda debe quedaralineada
con la direccin del sondeo establecida, antes deproceder al
equilibrado de la mquina.
Antes de comenzar la perforacin hay que elegir el tipo decorona
a usar.
Sonda
Punto de sondeo
direccin del sondeo inclinado
Marca dereferencia
Marca dereferencia
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La eleccin de la corona
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Para elegir la corona adecuada el sondista antes de comenzar la
perforacin debe conocer el tipo de terreno que se proyecta
atravesar.
Igualmente se debe conocer con antelacin la longitud del sondeo
y las exigencias de dimetros.
Con todo ello se seleccionan las herramientas a usar y la corona
o juego de ellas que sern apropiadas para la obra.
Es comn, que en grandes campaas los primeros sondeos sirven para
poner a punto el mtodo de trabajo.
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La perforacin
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Como en los otros mtodos de perforacin, hay tres factoresque
influyen en la ejecucin del sondeo que son:
La velocidad de rotacin.
El empuje.
El barrido del ripio.
Estos factores van a estar en funcin de los caracteresreolgicos
de las rocas a perforar y del dimetro de perforacin.
La velocidad de rotacin va estar condicionada principalmentepor
el tipo de corona a utilizar. Como regla general paracoronas de CT
la velocidad no ha de ser superior a 2 m/s, paralas de insercin
debe ser de 1 y 3 m/s y para las de concrecindebe estar entre 2 y 5
m/s.
La velocidad de penetracin aumenta de forma proporcionalcon el
aumento de la velocidad de rotacin, siendo una funcincasi
lineal.
Pero una velocidad de rotacin muy elevada conduce a laaparicin
de vibraciones en la sarta que puede llevar a la roturade la misma.
Estas vibraciones aparecen como consecuenciadel acoplamiento entre
varillas y como oscilacin del trencompleto.
Se puede calcular la velocidad de rotacin crtica a la
queaparecera la vibracin por acoplamiento entre varillas mediantela
ecuacin:
Para el caso de la oscilacin del tren completo la ecuacin
es:
-
Una ecuacin til para estimar la velocidad de penetracinidnea
es:
Esta ecuacin est basada en el rendimiento de avance mxi-mo que
da cada diamante por vuelta, que es del orden de 0,008mm.
La perforacin
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
El empuje influye de forma positiva en el avance de
laperforacin, aumentando ste aunque no de forma lineal.
Un empuje exagerado produce la rotura de los diamantes
porcompresin y el consecuente desgaste rpido de la corona.
Cuando es necesario aumentar el empuje porque la coronaest
gastada, es conveniente cambiarla y enviar la vieja a larecuperacin
de los diamantes.
Una regla general para saber cual debe ser el empuje mximoviene
dado por la expresin:
-
Una peculiaridad de los sondeos con recuperacin de testigo esla
de ser telescpicos, usndose diversos dimetros de
perforacin para la ejecucin de un nico sondeo.
En funcin del tipo de terreno a atravesar, ser necesarioprever
un posible nmero de entubados y establecer el
dimetro de inicio de la perforacin.
El emboquille del sondeo hay que hacerlo con un dimetrogrande
(PQ o superior), de forma que una vez atravesado eltramo de suelo o
material de recubrimiento, se entube paraproteger las paredes en
estos materiales y evitar la cada defragmentos sueltos.
Estos primeros metros se perforan con pocas vueltas, concorona
de CT y batera corta que puede ser de tipo B o T.Normalmente no se
usa fluido de perforacin hasta que se veaque el material atravesado
empieza a tener consistencia.
Con un dimetro adecuado se prosigue la perforacin normal,con la
corona y batera seleccionadas.
Cada vez que sea necesaria realizar una reduccin deldimetro de
perforacin hay que llevar a cabo la introduccindel entubado de
revestimiento, teniendo ste un dimetroexterior igual o inferior al
de perforacin.
La introduccin del entubado se realiza con el sistema deelevacin
de la mquina, colocndose una zapata en elextremo del primer tubo
para evitar problemas en suintroduccin.
Hay una normalizacin de dimetros para el entubado.
La perforacin: progreso de la operacin
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
-
La perforacin: entubado
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Dimetro
exterior
Dimetro
interior
Peso Kg
(tubo de 3 m)
AW 57,1 48,4 17
BW 73 60,3 31,3
NW 88,9 76,2 38,4
HW 114,3 101,6 50,5
PW 139,7 127 64,3
SW 168,2 152,4 91,2
UW 193,6 177,8 105,9
ZW 219 203,2 120
Dimetro
exterior
Dimetro
interior
Peso Kg
(tubo de 3 m)
44 44,4 37,4 10,6
54 54,4 47,4 13,1
64 64,5 57,5 15,7
74 74,5 67,5 18,3
84 84,5 77,5 20,9
98 98,2 89,2 31,1
113 113 103,5 38
128 128 118,5 43,2
143 143 133,5 48,5
ENTUBADO: Norma americana
ENTUBADO: Norma mtrica
-
Durante la perforacin resulta imprescindible que haya unabuena
circulacin del fluido de perforacin, que serbsicamente agua.
Hay que garantizar que el fluido llega a la corona, pues deno
ser as, se quemara.
Para controlar esto, la bomba de lodos dispone de unmanmetro que
debe ser controlado en todo momento por elsondista. En caso de
observar una subida de la presin, elsondista debe cesar de
inmediato el avance.
Esta subida de presin se debe normalmente a que eltestigo
aprieta al tubo interior de la batera, impidiendo elpaso del agua
hasta la corona. Es lo que en el argot de lossondistas se dice
sondeo acuado. En estos casos noqueda ms solucin que extraer el
testigo.
Igualmente, durante la perforacin la caa del sondeo
debepermanecer llena de agua, de forma que la sarta quedesumergida.
De no ser as se producen golpeos de la sartacontra las paredes y
pueden aparecer vibracionesindeseables.
Las prdidas de agua se deben normalmente a la aparicinde huecos
en el terreno, lo que puede ser corregidorealizando un entubado y,
consecuentemente, reduciendo eldimetro de perforacin.
Otra solucin es suministrar agua desde el emboquille. Esuna
solucin poco dogmtica pero al menos evita en parte elriesgo de
vibraciones.
La perforacin: el fluido de perforacin
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
-
La otra funcin del fluido de perforacin es el de barrido del
finoripio que se genera por el corte de corona.
Conseguir un barrido efectivo del ripio y una
refrigeracinadecuada de la corona, hace falta un volumen y
velocidad deagua determinados.
Estas variables estn en funcin del espacio anular que quedaentre
la pared del sondeo y el varillaje.
La velocidad de barrido ideal es de 40 a 50 cm/s
El caudal de fluido que hay que introducir para conseguir
lavelocidad adecuada, se puede calcular mediante el
bacosiguiente:
La perforacin: el fluido de perforacin
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
-
Fluidos especiales.
GS-550 (Copolmero acrilamida/acrilalode sosa de alto poder
molecular cuyasolubilidad a 20 C es de 10 gr/litro).Empleado para
perforar terrenos noconsolidados y para tapar las pequeasprdidas de
fluido de perforacin.
Concentraciones: Recuperacin 100% de testigos: 1-2 kg/m
agua.
Desentubado: 0,5-1 kg/m de agua.
Prdida de circulacin: 1- 4 Kg/m de agua.
Perforacin en formaciones rotas: 0,2-0,4Kg/m de agua
La perforacin: el fluido de perforacin
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
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Fluidos especiales.
LUBTUB (polmero compuesto porpoliacrilato de sodico en solucin
acuosaal 30% de bajo peso molecular).Empleado para terrenos
hinchables(arcillas, margas, etc.).
GS-20. Es un lubricante no contaminantesin incidencia en el
medioambiente ybiodegradable. Su utilizacin enperforacin de
terrenos duros es casiimprescindible para asegurar unaproteccin
eficaz a las coronas dediamantes.
La perforacin: el fluido de perforacin
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
-
En las mquinas convencionales, que no disponen de juegosde
mordaza en la base, hace falta una serie de herramientaspara el
manejo de las sartas.
Pasa subir y bajar las varillas se dispone del sistema
deelevacin, pero para sujetar la sarta mientras se quita o poneuna
varilla o un tubo, se utilizan una serie de herramientas
desujecin.
Las ms comunes son:
Los gatos de pie
Las bridas de sujecin
La perforacin: El manejo de las sartas
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
El gato de pie dispone de un juego de mordazas que ensituacin
normal estn apretando. Para que las mordazassuelten se debe pisar
una palanca que destensa el juego demuelles que las aprieta.
Las bridas de sujecin es un juego de mordazas en forma depiezas
sueltas unidas por tornillos. Esta brida se pone rodeandoel tubo o
la varilla y se atornillan los extremos abiertos, quedan-do la
sarta sujeta en el emboquille.
-
Durante la perforacin pueden surgir problemas por la prdidade
parte de la sarta debido a la rotura o desenrosque de
algunavarilla.
En estos casos hay que proceder a una operacin de pesca,para lo
cual hay una serie de herramientas, que las ms usadasson el macho
de pesca y la campana de pesca.
Operaciones de salvamento
PERFORACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO
Macho de pesca
Campana de pesca
Cortatubos
Otro serio problema que puede surgir durante la perforacin esque
la maniobra quede trabada.
Esto puede deberse a acumulacin de ripio por escaso flujo deagua
para el barrido, o por quedarse clavada la corona al
cortarmateriales de alta plasticidad que llegan a cerrar los pasos
deagua.
Para solucionar este problema hay diversas posibilidades:
Uso de varillaje con rosca a izquierdas
Cortar los tubos con un cortatubos
Reperforar con dimetro ms grueso.
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